【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁结构，尤其涉及一种π型高强钢-uhpc组合单元及包含该π型高强钢-uhpc组合单元的π型高强钢-uhpc组合梁以及该组合梁的施工方法。
技术介绍
1、随着钢箱梁加工与应用的快速发展，钢-混组合梁桥的数量在不断的增加。尤其在大跨径高速公路桥梁中，钢-混组合梁因抗扭性能好、施工速度快、施工可避免对交通的影响等特点，受到越来越多的桥梁工程师的青睐和关注。当前，装配式建造是一种施工方式的创新，把在工厂模块化生产加工的装配式构件，运送到施工现场，通过吊装并整体装配而成。装配式建造具有设计标准化、产品模块化、生产工厂化、装配机械化、管理精细化等特点，在节能减排、环境保护等方面具有极大的优势，因此预制装配式技术在桥梁施工中的应用受到了国内外学者的广泛关注。传统的全预制普通混凝土梁吊装重量大，给运输及安装带来很大困难。全钢结构梁虽然重量较轻，但其造价昂贵。在现有的钢-混组合梁中，钢梁与普通混凝土两者材料刚度相差悬殊，混凝土截面通常做得较大，难以实现结构轻型化，加之，混凝土本身的脆性破坏特性及其在特定环境下的性能退化问题，如钢筋锈蚀导致的保护层剥落、低损伤容限下的结构性破坏以及连续梁负弯矩区的开裂，极大影响了桥梁的整体耐久性、安全性和经济性，易成为组合结构桥梁体系的薄弱点。针对以上瓶颈，研发一种吊装重量轻、经济性好、装配化施工快捷的新型钢-混组合结构尤为重要。
2、超高性能混凝土(uhpc)作为新型高性能土木工程材料，其具有超高的抗压强度及良好的耐久性能，抗压强度可达到150mpa以上。高强钢材(一般指屈服强度大于4
3、钢结构桥梁具有轻质高强、可循环使用等优势，但大、中跨径钢桥中普遍采用正交异性钢桥面板，该钢桥面板在实际使用中存在两大难题：一是正交异性钢桥面板在重载交通作用下易出现疲劳裂缝；二是钢桥面铺装极易损坏，例如铺装层开裂、推移、坑槽和车辙等病害，严重影响了桥梁的正常使用。
技术实现思路
1、有鉴于此，为解决现有的钢桥面板易出现疲劳裂缝及其铺装易损坏的技术问题，一方面，本专利技术提供了一种π型高强钢-uhpc组合单元，其通过采用uhpc桥面板与π型高强钢的组合使用，利用uhpc桥面板有效改善磨耗层的工作条件，可以降低磨耗层出现车辙开裂等病害的风险，大大提高了组合结构的整体刚度，显著改善了uhpc桥面板和沥青混凝土铺装层的应力状态，大幅降低π型高强钢结构疲劳破坏的可能。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：
3、一种π型高强钢-uhpc组合单元，包括：
4、π型高强钢，其中部设置有钢內撑，外侧设置有钢斜撑；
5、uhpc桥面板，其铺设于所述π型高强钢的两腹板和所述钢内撑之上；
6、防水粘结层，其铺设于所述uhpc桥面板之上；
7、沥青混凝土铺装层，其铺设于所述防水粘结层之上。
8、优选地，还包括：
9、剪力键，其设置于所述uhpc桥面板的纵横向湿浇缝、钢内撑和所述uhpc桥面板的翼缘横向连接槽内。
10、优选地，所述uhpc桥面板的钢筋网设置于所述剪力键之间。
11、优选地，所述纵横向湿接缝的宽度在50～100cm之间。
12、优选地，所述钢斜撑与所述钢内撑位于同一横断面处。
13、优选地，所述钢斜撑和所述钢内撑设置在所述π型高强钢的腹板高度1/3～1/2的范围内，厚度为20cm以上，沿纵桥向间距为5～7m。
14、优选地，设置于所述纵横向湿浇缝和所述钢内撑上的剪力键为栓钉剪力键。
15、优选地，所述钢斜撑为矩形实心截面，所述钢内撑在端部采用γ形截面，跨中采用t形截面。
16、另一方面，本专利技术还提供了一种π型高强钢-uhpc组合梁，由若干上述π型高强钢-uhpc组合单元串并联而成；
17、优选地，若干所述π型高强钢间在所述π型高强钢的翼缘的横向连接槽处固定连接。
18、再一方面，本专利技术提供了上述π型高强钢-uhpc组合梁的施工方法，包括如下步骤：
19、步骤(1)、将π型高强钢在工厂预制，并完成钢斜撑、钢内撑的安装，以及纵横向湿接缝处和钢内撑上剪力键的安装，运至施工现场；
20、步骤(2)、现场架设π型高强钢，并焊接相邻π型高强钢翼缘处的横向连接槽及其剪力键，吊装uhpc桥面板放置于π型高强钢的两腹板和钢内撑之上，使uhpc桥面板的钢筋网设置于剪力键之间；
21、步骤(3)、做好密封处理，防止漏浆，采用uhpc材料现场浇筑纵横向湿浇缝和横向连接槽；
22、步骤(4)、铺设防水粘结层和沥青混凝土铺装层，即完成π型高强钢-uhpc组合梁结构的施工。
23、本专利技术相对于现有技术，具有如下的有益效果：
24、本专利技术提供的π型高强钢-uhpc组合单元，通过采用uhpc桥面板与π型高强钢的组合使用，利用uhpc桥面板有效改善磨耗层的工作条件，可以降低磨耗层出现车辙开裂等病害的风险，大大提高了组合结构的整体刚度，显著改善了uhpc桥面板和沥青混凝土铺装层的应力状态，大幅降低π型高强钢结构疲劳破坏的可能。其相对于现有技术，具有如下的有益效果：
25、(1)本专利技术的组合单元及组合梁充分发挥了高强钢、uhpc材料的使用效率，充分体现了材料组合的有益效果，具有耐久性好、结构轻型化、受力性能优异、承载能力高、施工便捷等优点。特别适用于大、中跨径桥梁的设钢斜、内撑的装配式π型高强钢-uhpc组合梁结构。
26、(2)本专利技术的π型高强钢-uhpc组合梁可解决钢桥面疲劳裂缝及其铺装层易损坏的难题、以及现有钢-混组合梁中普通混凝土自重大、混凝土本身的脆性破坏特性及其在特定环境下的性能退化问题。
27、(3)本专利技术的π型高强钢-uhpc组合梁充分实现了uhpc超高强抗压性能与高强钢材超高抗拉性能的高效融合，应用于桥梁的上部结构中时，不仅可最大化发挥材料的优异力学性能，还可实现结构的轻型化。
28、(4)本专利技术的π型高强钢、钢斜撑、钢内撑和剪力键均可在工厂预制并焊接完成，uhpc桥面板可在现场预制浇筑，可实现构件的标准化、工厂化、规模化，缩短施工周期。
29、(5)本专利技术的π型高强钢-uhpc组合梁，具有“绿色、环保、轻型、高强、经济”的优点，综合社会效益高，特别适用于大、中跨径桥梁的规模化应用。
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1.一种π型高强钢-UHPC组合单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种π型高强钢-UHPC组合单元，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种π型高强钢-UHPC组合单元，其特征在于，所述UHPC桥面板的钢筋网设置于所述剪力键之间。
4.根据权利要求2所述的一种π型高强钢-UHPC组合单元，其特征在于，所述纵横向湿接缝的宽度在50～100cm之间。
5.根据权利要求1所述的一种π型高强钢-UHPC组合单元，其特征在于，所述钢斜撑与所述钢内撑位于同一横断面处。
6.根据权利要求5所述的一种π型高强钢-UHPC组合单元，其特征在于，所述钢斜撑和所述钢内撑设置在所述π型高强钢的腹板高度1/3～1/2的范围内，厚度为20cm以上，沿纵桥向间距为5～7m。
7.根据权利要求2所述的一种π型高强钢-UHPC组合单元，其特征在于，设置于所述纵横向湿浇缝和所述钢内撑上的剪力键为栓钉剪力键。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种π型高强钢-UHPC组合单元，其特征在于，所述钢斜撑为矩形实
9.一种π型高强钢-UHPC组合梁，其特征在于，由若干权利要求1-8中任一项所述的一种π型高强钢-UHPC组合单元串并联而成，优选地，若干所述π型高强钢间在所述π型高强钢的翼缘的横向连接槽处固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种π型高强钢-UHPC组合梁的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种π型高强钢-uhpc组合单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种π型高强钢-uhpc组合单元，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种π型高强钢-uhpc组合单元，其特征在于，所述uhpc桥面板的钢筋网设置于所述剪力键之间。
4.根据权利要求2所述的一种π型高强钢-uhpc组合单元，其特征在于，所述纵横向湿接缝的宽度在50～100cm之间。
5.根据权利要求1所述的一种π型高强钢-uhpc组合单元，其特征在于，所述钢斜撑与所述钢内撑位于同一横断面处。
6.根据权利要求5所述的一种π型高强钢-uhpc组合单元，其特征在于，所述钢斜撑和所述钢内撑设置在所述π型高强钢的腹板高度1/3～1/2的...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗小烨，袁金斌，游皓民，李旬玲，谢诗怡，郭雅凤，黄小蓉，
申请(专利权)人：龙岩学院，
类型：发明
国别省市：
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