一种用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系及其施工方法、箱梁桥技术

本发明专利技术公开了一种用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系，所述接缝体系为干湿组合接缝，且干湿组合接缝设置于相邻的两个箱梁的拼接处，所述干湿组合接缝包括湿接缝和干接缝，相邻的两个箱梁的桥面板之间采用前述湿接缝进行拼接，相邻的两个箱梁的腹板与底板之间采用前述的干接缝进行拼接；其中，所述箱梁为全UHPC节段预制箱梁，且所述箱梁的桥面板、腹板与底板均为薄壁板件。本发明专利技术还公开了上述接缝体系的施工方法及由利用上述接缝体系得到的箱梁桥。本发明专利技术中，采用干湿组合接缝，可提高箱梁桥接缝间的受力性能、耐久性与抗裂能力，并可保证快速化施工，可促进全UHPC箱梁桥的发展。

A joint system for UHPC precast box girder and its construction method and box girder bridge

The invention discloses a joint system for UHPC segmental prefabricated box girder. The joint system is a dry-wet combination joint, and the dry-wet combination joint is arranged at the joint of two adjacent box girders. The dry-wet combination joint includes a wet joint and a dry joint, and the wet joint is adopted between the decks of two adjacent box girders. The two adjacent box girders are spliced by the aforementioned dry joints between the webs and the boards, wherein the box girders are all UHPC segmental prefabricated box girders, and the decks, webs and boards of the box girders are all thin-walled panels. The invention also discloses the construction method of the joint system and the box girder bridge obtained from the joint system. In the invention, the dry-wet combination joint can improve the mechanical performance, durability and crack resistance between the joints of the box girder bridge, ensure the rapid construction, and promote the development of the full UHPC box girder bridge.

【技术实现步骤摘要】
一种用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系及其施工方法、箱梁桥
本专利技术属于桥梁设计领域，尤其涉及一种节段预制箱梁的接缝体系及其施工方法及箱梁桥。
技术介绍
超高性能混凝土(UHPC)具有高抗压、高抗拉强度等力学特性，高温蒸汽养护可以显著降低UHPC材料的徐变系数和后期收缩。UHPC材料在应用时一方面可以减少结构尺寸、减轻结构自重、增大结构的跨越能力，因此在大跨桥梁结构设计中具有广阔的应用前景。另一方面，UHPC材料可在工厂预制，可保证结构的质量和精度，并提供可靠的蒸汽养护，节段拼装施工可加快桥梁的施工进度。因此，UHPC箱梁桥宜采取工厂预制，现场拼装的施工方法。在全UHPC节段预制拼装桥梁施工过程中，对于节段间接缝的处理是一个薄弱环节。现有技术中还未见有关于全UHPC节段预制箱梁之间接缝的相关报道。因此，开发出一种用于全UHPC节段预制箱梁之间的接缝体系是全UHPC节段预制拼装桥梁推广过程中急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系，该接缝体系可提高箱梁桥接缝间的受力性能、耐久性与抗裂能力，并可保证快速化施工，本专利技术还相应提供上述接缝体系的施工方法及利用上述接缝体系得到的UHPC节段预制箱梁桥。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系，所述接缝体系为干湿组合接缝，且干湿组合接缝设置于相邻的两个箱梁的拼接处，所述干湿组合接缝包括湿接缝和干接缝，相邻的两个箱梁的桥面板之间采用前述湿接缝进行拼接，相邻的两个箱梁的腹板与底板之间采用前述的干接缝进行拼接；其中，所述箱梁为全UHPC节段预制箱梁，且所述箱梁的桥面板、腹板与底板均为薄壁板件。上述用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系中，优选的，所述箱梁的桥面板采用薄层实体板与矮纵向加劲肋组合的形式，所述矮纵向加劲肋固设于所述薄层实体板的底部，所述薄层实体板的厚度为0.08-0.12m，所述的矮纵向加劲肋的厚度为0.14-0.18m，所述桥面板的总厚度为0.25-0.3m；所述腹板的厚度为0.18-0.25m；所述底板的厚度为0.2-0.3m。上述厚度的桥面板、腹板与底板的设计可以减轻箱梁的重量的同时，还可以达到箱梁设计强度的需求，但各箱梁之间的接缝体系需要与箱梁的厚度相匹配，以最大限度的发挥UHPC箱梁的优势。上述用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系中，优选的，所述桥面板的纵桥向两端采用与桥面板总厚度相同的全厚度桥面板，所述全厚度桥面板的纵桥向尺寸D为0.2-0.4m。考虑湿接缝构造的受力安全性和施工合理性，桥面板纵桥向两端部均采用0.2-0.4m的全厚度桥面板，此结构可增大桥面板的截面抵抗矩，降低接缝处弯曲应力。上述用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系中，优选的，所述箱梁的桥面板的纵桥向两端均设有半槽口，相邻箱梁的桥面板的半槽口在拼接处形成用于浇筑UHPC的湿接缝槽口。上述用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系中，优选的，所述半槽口处均预制有加强钢板，所述加强钢板的纵桥向端部与相邻箱梁接合处之间预留有2-4mm的间隙，所述加强钢板上固设有栓钉连接件。采用湿接缝，桥面板结构连续，湿接缝处有钢板加强，接缝处抗拉强度和抗剪强度与预制箱梁部分一样或更强。上述间隙的控制是考虑到构件制作中的精度误差和张拉预应力钢束造成的纵桥向压缩，导致相邻箱梁之间的钢板相互挤压，对结构受力不利。栓钉连接件利于保证现浇UHPC与加强钢板之间的结合力度。上述用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系中，优选的，所述湿接缝槽口的高度与桥面板的总厚度保持一致，所述湿接缝槽口的纵桥向宽度为0.15-0.3m。湿接缝槽口的纵桥向宽度的控制要保证湿接缝施工的便利性和相应的构造空间，宽度太小会导致施工空间不足，太大会导致现浇工程量大，影响经济性。上述用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系中，优选的，所述湿接缝槽口处设有预埋钢筋(优选为桥面板延伸至湿接缝槽口内的钢筋)，所述预埋钢筋为直径不小于12mm的带肋钢筋，所述预埋钢筋的强度等级不低于三级，所述预埋钢筋纵横交错的分布于所述湿接缝槽口内，且纵向预埋钢筋与横向预埋钢筋接触处相互焊接，焊缝的长度不小于所述预埋钢筋的直径的10倍。预埋钢筋直径与强度的选择可保证接缝体系的强度，焊缝长度的控制可保证钢筋受拉参与受力的最小锚固长度。上述用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系中，优选的，相邻箱梁的腹板与底板之间的干接缝为密键式剪力键连接干接缝，且腹板与底板上均涂抹有环氧树脂涂层。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种上述用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系的施工方法，包括以下步骤：(1)架设安放相邻UHPC节段预制箱梁；(2)在箱梁的腹板与底板的纵桥向两端涂抹环氧树脂涂层，再张拉相邻节段预制箱梁的腹板与底板之间临时预应力钢束，使得腹板与底板之间干接缝正常工作；(3)焊接相邻箱梁之间的加强钢板；(4)焊接湿接缝槽口处的预埋钢筋；(5)向湿接缝槽口内浇注UHPC，养护使得桥面板形成连续结构；(6)张拉UHPC节段预制箱梁中永久预应力钢束，即完成施工。作为一个总的技术构思，本专利技术还提供一种UHPC节段预制箱梁桥，包括多个UHPC节段预制箱梁，所述箱梁按上述接缝体系连接而成。另外，本专利技术的UHPC节段预制箱梁桥的箱梁形式并不局限于前述的UHPC矮肋箱梁，箱梁形式还可以为UHPCT梁、UHPCπ梁等，具体箱梁的选择以实际情况需要为准。在普通混凝土节段拼装应用中，常规做法是桥面板、腹板与底板之间均采用干接缝(普通混凝土箱梁桥不会选用湿接缝，因为湿接缝现浇需要养护很长时间，还需提供相应的施工机具和模板)，其原因为普通混凝土箱梁桥面板、底板、腹板均较厚，其受力状态为横向受力为主，可以在纵向、竖向、横向均张拉预应力钢束，对影响纵向受力的横桥向接缝并无需多大关注。全UHPC箱梁的受力性能和受力状态与普通混凝土箱梁完全不同，全UHPC节段预制箱梁桥采用密集横隔板的薄壁结构形式，在大幅减轻结构自重的基础上，可将三向预应力变为纵向单向预应力。桥面板的局部受力形式从常规混凝土箱梁的横向受力为主转变为纵向受力为主，桥面板承担较大的第一体系与二、三体系叠加的纵向应力，因此，保证节段之间的连接和内力传递更加重要。若桥面顶板仍采用干接缝，需保证干接缝在正常使用状态下(第一体系与二、三体系应力叠加)不能出现拉应力，为此需要张拉更多纵向预应力，但桥面板厚度较薄，无法方便有效的布置预应力钢束，导致预应力钢束的布置与锚固构造十分复杂，且由于锚固空间的不足，限制箱梁桥的跨径范围。本专利技术中，全UHPC箱梁之间的接缝采用干湿组合接缝，干接缝与湿接缝在发挥各自己效果的同时，还有协同作用，二者结合可减少现场临时措施的影响，可提升现场施工的便利性和可操作性，可以很好的实现全UHPC箱梁之间的连接，可提高箱梁桥接缝间的受力性能、耐久性与抗裂能力，并可保证快速化施工，可促进全UHPC箱梁桥的发展。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术箱梁全部采用UHPC材料，可在工厂预制成箱梁，可保证箱梁结构的质量和精度，并提供可靠的蒸汽养护，再节段拼装施工可加快桥梁的施工进度。(2)本专利技术的UHPC节段预制箱梁的连接采用干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系，其特征在于，所述接缝体系为干湿组合接缝，且干湿组合接缝设置于相邻的两个箱梁(1)的拼接处，所述干湿组合接缝包括湿接缝(100)和干接缝(101)，相邻的两个箱梁(1)的桥面板(2)之间采用前述湿接缝(100)进行拼接，相邻的两个箱梁(1)的腹板(3)与底板(4)之间采用前述的干接缝(101)进行拼接；其中，所述箱梁(1)为全UHPC节段预制箱梁，且所述箱梁(1)的桥面板(2)、腹板(3)与底板(4)均为薄壁板件。

【技术特征摘要】
1.一种用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系，其特征在于，所述接缝体系为干湿组合接缝，且干湿组合接缝设置于相邻的两个箱梁(1)的拼接处，所述干湿组合接缝包括湿接缝(100)和干接缝(101)，相邻的两个箱梁(1)的桥面板(2)之间采用前述湿接缝(100)进行拼接，相邻的两个箱梁(1)的腹板(3)与底板(4)之间采用前述的干接缝(101)进行拼接；其中，所述箱梁(1)为全UHPC节段预制箱梁，且所述箱梁(1)的桥面板(2)、腹板(3)与底板(4)均为薄壁板件。2.根据权利要求1所述的用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系，其特征在于，所述箱梁(1)的桥面板(2)采用薄层实体板与矮纵向加劲肋(11)组合的形式，所述矮纵向加劲肋(11)固设于所述薄层实体板的底部，所述薄层实体板的厚度为0.08-0.12m，所述矮纵向加劲肋(11)的厚度为0.14-0.18m，所述桥面板(2)的总厚度为0.25-0.3m；所述腹板(3)的厚度为0.18-0.25m；所述底板(4)的厚度为0.2-0.3m。3.根据权利要求1所述的用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系，其特征在于，所述桥面板(2)的纵桥向两端采用与桥面板(2)总厚度相同的全厚度桥面板，所述全厚度桥面板的纵桥向尺寸D为0.2-0.4m。4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系，其特征在于，所述箱梁(1)的桥面板(2)的纵桥向两端均设有半槽口，相邻箱梁(1)的桥面板(2)的半槽口在拼接处形成用于浇筑UHPC的湿接缝槽口(6)。5.根据权利要求4所述的用于UHPC节段预制箱梁的接缝体系，其特征在于，所述半槽口处均预制有加强钢板(7)，所述加强钢板(7)的纵桥向端部与相邻箱梁(1)接合处之间预留有2-4mm的间隙，所述加强钢板(7)上固设有栓钉连接件(8)。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪伟，向建军，苏振宇，李瑜，王甜，崔剑峰，乔秋衡，张欣，
申请(专利权)人：湖南省交通规划勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43