钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板及制备施工方法技术

本发明专利技术涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及钢

【技术实现步骤摘要】
钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板及制备施工方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及桥梁工程
，尤其涉及钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板及制备施工方法。
[0003]
技术介绍

[0004]钢
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混凝土组合连续梁在支点负弯矩区内，上部混凝土桥面板受拉、下部钢梁受压，混凝土板易开裂。为了控制负弯矩区混凝土桥面板的开裂，常用的方法有预加荷载法、预应力法和增大混凝土配筋率。但对于混凝土桥面板来说，施加预应力难度较大、施加效率低，而且易损失。定向纤维UHPC（超高性能混凝土）具有超高的力学性能，超高的耐久性能，优良的耐磨和抗爆性能，使用UHPC可以有效地减小结构自重，从而可以用于钢混组合梁中的混凝土桥面板。
[0005]在负弯矩区采用定向纤维UHPC桥面板，通过材料自身的高抗拉强度可以有效的改善该区域混凝土的抗裂性。在连续梁结构中，在非负弯矩区用UHPC作为桥面板，意义不大；但在大跨径索体系组合结构中，利于其高强轻质的特性，可采用UHPC作为桥面板。
[0006]近年来，采用UHPC等高性能混凝土替代钢
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混凝土组合梁中的普通混凝土取得了较大进展。徐岩等提出了一种负弯矩区UHPC超高性能混凝土层+NC普通混凝土层叠合桥面板以此达到更经济的目的（徐岩,李俊,朱孟君,余海堂,王晓峰,胡振,郑建民,盛康,黎述亮,翟锋,刘洋,曹雪珂,王沛,杨赐,陈瓴. 一种钢
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混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板[P]. 湖北省：CN113373807A,2021
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09
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10.）。占雪芳等提出了在木
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混组合梁支点负弯矩区采用高延性混凝土（SHCC）桥面连接板构造（占雪芳,严亨利,张宇辉. 一种木
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混组合梁桥简支变连续支点负弯矩区的结构[P]. 湖南省：CN112853912A,2021
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05
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28.）。袁思奇等提出了一种用于钢混组合梁负弯矩区的L形边槽超高性能混凝土桥面板及其纵向连接（袁思奇,刘钊,卓为顶. 钢混组合梁负弯矩区的L形边槽UHPC桥面板及其纵向连接[P]. 江苏省：CN108560419B,2021
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02
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02.）。周青等通过在负弯矩区采用高性能混凝土和设置柔性连接结合段提出了一种桥面纵向连接构造周青,赵文正,傅晨曦,胡泊,林梅,赵杰,王鹏,黎思源,杨鹏,周童. 简支钢混组合梁负弯矩区桥面板纵向连续构造及施工方法[P]. 江苏省：CN112482221A,2021
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03
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12.）。上述专利提出了利用高性能混凝土改进钢
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混凝土组合梁负弯矩区的强度和耐久性问题的解决方案。
[0007]高性能混凝土材料具有高强度、高耐久性的良好性能。但高性能混凝土材料的成本远高于传统硅酸盐混凝土，其中高掺量的钢纤维是其高企成本的重要组成部分。然而，理论上只有当纤维的分布方向与混凝土易开裂部位主拉应力方向一致时，纤维才能最大程度上提升UHPC的抗拉性能，其他方向的纤维对改善梁的抗弯拉强度和韧性的效果贡献很小。而纤维的材料费用都很昂贵，目前这种低效的应用显然是一种浪费。在达到抗开裂的同时
最大程度利用UHPC降低其成本是本领域的急迫需求。
[0008]
技术实现思路

[0009]专利技术为了克服以上
技术介绍
中提到的难题，提供了钢
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混凝土组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面及制备、施工方法。负弯矩区内布置的纵向定向纤维UHPC桥面板通过纵向湿接缝与普通混凝土板有效连接，由于掺有定向纤维的UHPC抗压强度较普通UHPC更高，抗拉性能也更优异，可提高结构整体刚度及跨越能力，降低建设成本。
[0010]本专利技术采用如下技术方案：本专利技术所述的钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板，包括负弯矩区定向纤维UHPC桥面板、混凝土板、湿接缝非对称阶梯型混凝土层，U形连接钢筋；沿负弯矩区定向纤维UHPC桥面板纵向的首尾两端分别设有U形连接钢筋；所述U形连接钢筋沿弯矩区定向纤维UHPC桥面板的横向端面呈直线排列；沿混凝土板的一端部设有呈横向直线排列的U形连接钢筋；所述混凝土板分别与负弯矩区定向纤维UHPC桥面板首尾两端通过U形连接钢筋相连；所述负弯矩区定向纤维UHPC桥面板上的U形连接钢筋与混凝土板上的U形连接钢筋呈错位穿插布置；所述负弯矩区定向纤维UHPC桥面板的底部以面板中心向纵向两侧呈对称向上递减的阶梯结构；位于两端阶梯结构的末端设有开口向下的凹形槽；所述混凝土板由横向板体及竖向板体组合形成“「”形结构；位于混凝土板横向板体的底端面设有开口向下的凹形槽；所述负弯矩区定向纤维UHPC桥面板与所述混凝土板拼接后的底部空腔内浇筑混凝土层形成湿接缝非对称阶梯型混凝土层。
[0011]本专利技术所述钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板，所述负弯矩区定向纤维UHPC桥面板内含有定向纤维；所述定向纤维的方向与纵桥向一致。
[0012]本专利技术所述钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板，所述混凝土板与浇筑后的湿接缝非对称阶梯型混凝土层形成卯榫连接结构。
[0013]本专利技术所述钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板，所述负弯矩区定向纤维UHPC桥面板与浇筑后的湿接缝非对称阶梯型混凝土层形成卯榫连接结构。
[0014]本专利技术所述的钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板的施工方法，步骤1、根据桥梁设计结构的弯矩图，确定负弯矩区定向纤维UHPC桥面板与混凝土板之间的U形连接钢筋相互交错布置的位置；步骤2、将步骤1确定后的负弯矩区定向纤维UHPC桥面板的长度与厚度分布及混凝土板的尺寸，预制负弯矩区定向纤维UHPC桥面板及混凝土板；步骤3、在桥梁施工现场安装负弯矩区定向纤维UHPC桥面板及混凝土板；使得负弯矩区定向纤维UHPC桥面板的首尾端的U形连接钢筋分别与混凝土板的U形连接钢筋交错布置；步骤4、从步骤3交错布置的U形连接钢筋的湿接缝浇筑混凝土，直至混凝土填充布
满负弯矩区定向纤维UHPC桥面板与混凝土板底部的空腔内；从而形成湿接缝非对称阶梯型混凝土层。
[0015]本专利技术所述的钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板的施工方法，步骤2中负弯矩区定向纤维UHPC桥面板长度为L0，总高度为h0；以负弯矩区定向纤维UHPC桥面板长度中心处为最大负弯矩M；在弯矩为1.0M至0.8M的长度内，定向纤维UHPC桥面板的厚度为h0；在弯矩为0.8M至0.6M的长度内，定向纤维UHPC桥面板的厚度为0.85h0；在弯矩为0.6M至0.4M的长度内，定向纤维UHPC桥面板的厚度为0.75h0；在弯矩为0.4M处向桥面板端部方向延伸0.5h0的长度内，定向纤维UHPC桥面板的厚度为0.5h0；在该0.5h0厚度范围内此形成凹槽，凹槽宽度为0.5h0。
[0016]本专利技术所述的钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板，其特征在于：包括负弯矩区定向纤维UHPC桥面板（1）、混凝土板（2）、湿接缝非对称阶梯型混凝土层（3），U形连接钢筋（4）；沿负弯矩区定向纤维UHPC桥面板（1）纵向的首尾两端分别设有U形连接钢筋（4）；所述U形连接钢筋（4）沿弯矩区定向纤维UHPC桥面板（1）的横向端面呈直线排列；沿混凝土板（2）的一端部设有呈横向直线排列的U形连接钢筋（4）；所述混凝土板（2）分别与负弯矩区定向纤维UHPC桥面板（1）首尾两端通过U形连接钢筋（4）相连；所述负弯矩区定向纤维UHPC桥面板（1）上的U形连接钢筋（4）与混凝土板（2）上的U形连接钢筋（4）呈错位穿插布置；所述负弯矩区定向纤维UHPC桥面板（1）的底部以面板中心向纵向两侧呈对称向上递减的阶梯结构；位于两端阶梯结构的末端设有开口向下的凹形槽；所述混凝土板（2）由横向板体及竖向板体组合形成“「”形结构；位于混凝土板（2）横向板体的底端面设有开口向下的凹形槽；所述负弯矩区定向纤维UHPC桥面板（1）与所述混凝土板（2）拼接后的底部空腔内浇筑混凝土层形成湿接缝非对称阶梯型混凝土层（3）。2.根据权利要求1所述钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板，其特征在于：所述负弯矩区定向纤维UHPC桥面板（1）内含有定向纤维（5）；所述定向纤维（5）的方向与纵桥向一致。3.根据权利要求1所述钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板，其特征在于：所述混凝土板（2）与浇筑后的湿接缝非对称阶梯型混凝土层（3）形成卯榫连接结构。4.根据权利要求1所述钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板，其特征在于：所述负弯矩区定向纤维UHPC桥面板（1）与浇筑后的湿接缝非对称阶梯型混凝土层（3）形成卯榫连接结构。5.利用权利要求1至4任意一项所述的钢混组合梁负弯矩区的定向纤维UHPC桥面板的施工方法，其特征在于：步骤1、根据桥梁设计结构的弯矩图，确定负弯矩区定向纤维UHPC桥面板（1）与混凝土板（2）之间的U形连接钢筋（4）相互交错布...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，黄作政，陈兴年，柳斐，张超，熊永明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：