鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于大跨橋梁橋面系的組合橋面結(jié)構(gòu)，屬于橋梁工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]二戰(zhàn)后，德國為恢復(fù)被戰(zhàn)爭毀壞的橋梁，大量使用正交異性鋼橋面板。隨后，由于結(jié)構(gòu)分析方法的改進、焊接技術(shù)的提高及高強鋼材的應(yīng)用，鋼橋面板的設(shè)計和制造變得成熟，正交異性鋼橋面在許多國家得到廣泛應(yīng)用。我國正交異形鋼橋面板的應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代，到90年代開始大規(guī)模的使用，并得到迅速發(fā)展。
[0003]但是，正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在兩大技術(shù)難題:鋼結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)疲勞裂紋，同時鋼橋面鋪裝極易損壞。針對這兩大技術(shù)難題，國內(nèi)一些學(xué)者提出了解決該問題的新思路，即使用鋼-超高性能組合橋面結(jié)構(gòu)。將超高性能混凝土應(yīng)用在鋼橋面上，以減小混凝土層的厚度，降低橋面系重量，并顯著提高橋面系的耐久性。但是，這類組合橋面結(jié)構(gòu)通常采用傳統(tǒng)焊釘連接件抵抗鋼板-混凝土界面剪力，連接件焊接工作量很大，橋面結(jié)構(gòu)施工繁瑣，鋼筋綁扎困難，未來長期維護和修復(fù)難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種鋼板-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)，用于正交異性鋼橋面上的無連接件組合橋面方案。該結(jié)構(gòu)通過在橋面板上表面設(shè)置凸起花紋，來達到剪力連接和傳遞剪力的目的，解決傳統(tǒng)鋼-超高性能組合橋面結(jié)構(gòu)存在的剪力連接件焊接工作量大、施工工藝繁瑣、修復(fù)難度大等技術(shù)難題。
[0005]超高性能混凝土由活性粉末混凝土和鋼纖維組成，是一種具有超高強度、超高韌性和高耐久性的水泥基復(fù)合材料。
[0006]本發(fā)明的一種鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)，其特征在于，該橋面結(jié)構(gòu)包括鋼橋面板，上方鋪設(shè)超高性能混凝土層，超高性能混凝土層上方鋪設(shè)橋面鋪裝層；所述鋼橋面板上表面帶有凸起花紋，所述鋼橋面板下部設(shè)有縱向加勁肋與橫向加勁肋。
[0007]所述超高性能混凝土層由超高性能混凝土澆筑而成，其中設(shè)有鋼筋。
[0008]所述的超高性能混凝土層與橋面鋪裝層的結(jié)合面為自然粗糙面。
[0009]本發(fā)明的鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0010](I)工廠預(yù)制花紋鋼橋面板；
[0011](2)按傳統(tǒng)正交異性鋼橋面焊接工藝焊接組合橋面結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)部分鋼橋面板、縱向加勁肋和橫向加勁肋；
[0012](3)在鋼橋面板上澆筑超高性能混凝土 ；
[0013](4)將瀝青混凝土材料鋪設(shè)于養(yǎng)護好的超高性能混凝土層之上即完成施工。
[0014]上述方法中可以先綁扎超高性能混凝土層中的鋼筋，再澆筑超高性能混凝土。
[0015]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:
[0016](I)由于鋼橋面板凸起花紋已提供所需要的剪力連接，其上部不需要再設(shè)置焊釘剪力連接件。(2)相對于現(xiàn)有的鋼-超高性能混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)來說，本發(fā)明能避免大量的剪力連接件焊接。由于橋面結(jié)構(gòu)上部沒有了剪力連接件，橋面綁扎鋼筋的施工難度也大大降低。(3)采用無連接件方案同時能夠簡化橋面上部超高性能混凝土層的拆除工序，從而降低了組合橋面的修復(fù)難度。(4)相比傳統(tǒng)的正交異性鋼橋面結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出的無連接件組合橋面方案能很好地解決其鋼結(jié)構(gòu)疲勞斷裂、鋪裝層極易損壞兩大技術(shù)難題，并且簡化了施工。
【附圖說明】
[0017]圖1為鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0018]圖2為鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)斷面示意圖。
[0019]圖3為一種鋼橋面板凸起花紋示意圖。
[0020]圖中:1 一鋼橋面板；2—超尚性能混凝土層；3—橋面鋪裝層；4一縱向加勁肋；5—橫向加勁肋；6—鋼橋面板凸起花紋；7—鋼筋。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步描述。本發(fā)明的鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)，包括鋼橋面板1、超高性能混凝土層2、橋面鋪裝層3、縱向加勁肋4、橫向加勁肋5構(gòu)成。在鋼橋面板上方鋪設(shè)超高性能混凝土層2，超高性能混凝土層2上方鋪設(shè)橋面鋪裝層3 ;在鋼橋面板上表面帶有凸起花紋6，鋼橋面板下部設(shè)有縱向加勁肋4與橫向加勁肋5。如圖1、2所示。
[0022]超高性能混凝土層2由超高性能混凝土澆筑而成，其中還可設(shè)有鋼筋，有利于混凝土層的受拉抗裂性能。
[0023]超高性能混凝土層2與橋面鋪裝層3的結(jié)合面為自然粗糙面(圖中未示出)，有利于橋面鋪裝層的耐久性。
[0024]鋼橋面板上表面的凸起花紋6，如圖3所示，提供了超高性能混凝土層2與鋼橋面板I之間所需要的抗剪能力，保證兩者共同工作。
[0025]本發(fā)明的施工工序為:
[0026](I)工廠預(yù)制花紋鋼橋面板；
[0027](2)按傳統(tǒng)正交異性鋼橋面焊接工藝焊接組合橋面結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)部分，包括鋼橋面板、縱向加勁肋和橫向加勁肋；
[0028](3)在鋼橋面板上澆筑超高性能混凝土 ；
[0029](4)將瀝青混凝土材料鋪設(shè)于養(yǎng)護好的超高性能混凝土層之上即完成施工。
[0030]本發(fā)明的施工工序，還可以先綁扎超高性能混凝土層中的鋼筋，再澆筑超高性能混凝土。
[0031]本發(fā)明的超高性能混凝土層2頂面為自然粗糙面，澆筑后自然形成，不需要其他加工工序。
【主權(quán)項】
1.一種鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)，其特征在于，該橋面結(jié)構(gòu)包括鋼橋面板，上方鋪設(shè)超高性能混凝土層，超高性能混凝土層上方鋪設(shè)橋面鋪裝層；所述鋼橋面板上表面帶有凸起花紋，所述鋼橋面板下部設(shè)有縱向加勁肋與橫向加勁肋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述超高性能混凝土層由超高性能混凝土澆筑而成，其中設(shè)有鋼筋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的超高性能混凝土層與橋面鋪裝層的結(jié)合面為自然粗糙面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)工廠預(yù)制花紋鋼橋面板； (2)按傳統(tǒng)正交異性鋼橋面焊接工藝焊接組合橋面結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)部分鋼橋面板、縱向加勁肋和橫向加勁肋； (3)在鋼橋面板上澆筑超高性能混凝土； (4)將瀝青混凝土材料鋪設(shè)于養(yǎng)護好的超高性能混凝土層之上即完成施工。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的施工方法，其特征在于，先綁扎超高性能混凝土層中的鋼筋，再饒筑超高性能混凝土。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼-超高性能混凝土無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)及其施工方法，屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域。該橋面結(jié)構(gòu)包括鋼橋面板，上方鋪設(shè)超高性能混凝土層，超高性能混凝土層上方鋪設(shè)橋面鋪裝層；所述鋼橋面板上表面帶有凸起花紋，所述鋼橋面板下部設(shè)有縱向加勁肋與橫向加勁肋。本發(fā)明相比現(xiàn)有采用焊釘連接件的鋼-超高性能混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，能避免大量剪力連接件焊接，降低橋面施工與修復(fù)難度。相比傳統(tǒng)正交異性鋼橋面結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出的無連接件組合橋面方案能有效解決鋼結(jié)構(gòu)疲勞斷裂、鋪裝層極易損壞兩大技術(shù)難題。本發(fā)明的無連接件組合橋面結(jié)構(gòu)取材方便、構(gòu)造簡單、施工快速、受力合理，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。
【IPC分類】E01D101-30, E01D21-00, E01D101-26, E01D19-12
【公開號】CN104631319
【申請?zhí)枴緾N201510083582
【發(fā)明人】聶建國, 陶慕軒, 潘文豪
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月16日