一种钢-混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板制造技术

一种钢

【技术实现步骤摘要】
一种钢
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混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板


[0001]本技术属于工程建筑行业，具体涉及一种钢
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混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板。

技术介绍

[0002]钢
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混凝土组合梁桥结构自重轻，横截面高度小，承载能力强，被越来越广泛地应用于桥梁结构中。由于NC普通混凝土抗拉强度低，在连续钢
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混凝土负弯矩区的混凝土桥面板容易开裂，导致桥梁承载力和耐久性降低。UHPC超高性能混凝土具有超高抗拉、抗压能力和更好的耐久性，可以用在负弯矩区以提高组合梁结构的强度和耐久性。但由于现阶段UHPC成本高，直接替代普通混凝土桥面板的经济性较差。
[0003]目前在钢
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混凝土组合梁中利用UHPC进行结构优化的主要方式在于对接缝的改进，如专利CN111851264A提出了一种型钢
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UHPC组合板的接缝连接构造，其采用型钢
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UHPC组合板+普通铺装替代传统正交异性钢桥面+钢桥面专用铺装方案，能大幅度降低桥面板的自重和造价，并具有刚度大、经久耐用等优势。再如邓舒文等设计了阶梯形接缝(邓舒文，邵旭东.全预制快速架设钢
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UHPC轻型组合城市桥梁[J].中国公路学报，2017，30(3)：159
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166.)，可以节省材料用量提高经济性。但上述方案主要针对于钢
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混凝土组合梁负弯矩区的强度和耐久性问题，也没有为减低UHPC使用成本提供解决方案。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本技术实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种钢
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混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板，具体方案如下：
[0005]一种钢
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混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板，所述叠合桥面板包括UHPC超高性能混凝土层和NC普通混凝土层，所述NC普通混凝土层铺设于钢梁上，所述UHPC超高性能混凝土层铺设于NC普通混凝土层上，即在钢梁上缘沿高度方向依次为NC普通混凝土层上和UHPC超高性能混凝土层，NC普通混凝土层和UHPC超高性能混凝土层均与钢梁固定连接，所述UHPC超高性能混凝土层与NC普通混凝土层的厚度比τ在中支点处最大，且τ从中支点处沿着桥梁纵向方向逐渐减小，其中，所述NC普通混凝土层紧密贴合于钢梁上，所述UHPC超高性能混凝土层紧密贴合于NC普通混凝土层上。
[0006]进一步地，τ从中支点处沿着桥梁纵向方向阶梯型减小。
[0007]进一步地，所述UHPC超高性能混凝土层与NC普通混凝土层的厚度比τ在反弯点即弯矩为零处等于0。
[0008]进一步地，所述NC普通混凝土层和UHPC超高性能混凝土层通过长栓钉与钢梁固定连接。
[0009]进一步地，所述栓钉为多根，多根栓钉沿桥梁纵向和横向间隔分布，每根栓钉均贯穿UHPC超高性能混凝土层和NC普通混凝土层并钉入钢梁中。
[0010]进一步地，所述NC普通混凝土层从中支点处沿着桥梁纵向方向呈正阶梯型延伸，所述UHPC超高性能混凝土层从中支点处沿着桥梁纵向方向呈倒阶梯型延伸，所述正阶梯型和倒阶梯型适配。
[0011]本技术具有以下有益效果：
[0012]本技术提出一种基于钢
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混凝土组合梁受力行为及钢
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混界面行为的负弯矩区UHPC超高性能混凝土层+NC普通混凝土层叠合桥面板，在满足负弯矩区承载能力和耐久性要求的同时，减少UHPC材料的用量，以此达到更经济的目的。
附图说明
[0013]图1为本技术实施例提供的连续梁结构弯矩图；
[0014]图2为本技术实施例提供的横截面应力分布图；
[0015]图3为本技术实施例提供的钢
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混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板的整体结构示意图；
[0016]图4为本技术实施例提供的材料分布示意图；
[0017]图5为本技术实施例提供的桥面板结构示意图；
[0018]图6为本技术实施例提供的桥面板三维结构图；
[0019]图中：1、钢梁，2、UHPC超高性能混凝土层，3、NC普通混凝土层，4、栓钉。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]如图1
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2所示，为本技术实施例提供的连续梁结构受力示意图，该结构段位于连续钢
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混凝土组合桥梁中支点处，当结构受力时，桥梁跨中部分承受正弯矩，而中支点及周边部位受到负弯矩作用，故为负弯矩区，在桥面板结构横截面上，越靠近上缘受到拉应力越大，而越靠近下缘至钢
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混凝土界面处拉应力越小。
[0022]如图3所示，为本技术实施例提供的钢
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混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板结构整体示意图。由图1
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2所示结构受力可知，负弯矩区混凝土主要承受拉应力作用，NC普通混凝土层3能承受的拉应力很小，该区域桥面板选用UHPC超高性能混凝土材料和NC普通混凝土材料组合，通过阶梯形渐变组合实现UHPC超高性能混凝土材料用量适应结构受力的变化。
[0023]连续钢
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混凝土组合桥梁负弯矩区位于桥梁中支点及周边部位，中支点处负弯矩最大，向桥梁跨中逐渐减小。同时，在负弯矩区桥面板横截面上的应力分布情况是：越靠近上缘纵向拉应力越大，越靠近下缘(钢
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混凝土界面)纵向拉应力越小、甚至转化为压应力。
[0024]基于以上内力与应力分布特点，在负弯矩较大处的桥面板采用较厚的UHPC超高性能混凝土层2，UHPC超高性能混凝土层2位于横截面上拉应力较大的部位，可以提供更好的抗拉性能；在UHPC超高性能混凝土层2下部的NC普通混凝土层3位于拉应力较小区域，也可利用自身较小的抗拉强度参加受力；UHPC超高性能混凝土层2下部的NC普通混凝土层3都通
过长栓钉4与钢梁1连接而参与桥梁整体受力；长栓钉4将UHPC超高性能混凝土层2紧固在NC普通混凝土层3上，若普通混凝土开裂，覆盖在其上面的UHPC超高性能混凝土层2能防止有害介质侵入，提高结构耐久性。
[0025]通过以上方案，在提高钢
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混凝土组合梁负弯矩区强度与耐久性的同时，可以显著减少UHPC用量，提高结构经济性。
[0026]如图4所示，为本技术实施例提供的材料分布示意图，结构中钢梁1上部依次为UHPC超高性能混凝土层2、NC普通混凝土本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢
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混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板，其特征在于，所述叠合桥面板包括UHPC超高性能混凝土层和NC普通混凝土层，所述NC普通混凝土层铺设于钢梁上，所述UHPC超高性能混凝土层铺设于NC普通混凝土层上，NC普通混凝土层和UHPC超高性能混凝土层均与钢梁固定连接，所述UHPC超高性能混凝土层与NC普通混凝土层的厚度比τ在中支点处最大，且τ从中支点处沿着桥梁纵向方向逐渐减小，其中，所述NC普通混凝土层紧密贴合于钢梁上，所述UHPC超高性能混凝土层紧密贴合于NC普通混凝土层上。2.根据权利要求1所述的钢
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混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板，其特征在于，τ从中支点处沿着桥梁纵向方向阶梯型减小。3.根据权利要求1或2所述的钢
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混凝土组合梁负弯矩区UHPC+NC叠合桥面板，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：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，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：