一种钢-UHPC组合梁制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钢‑UHPC组合梁，其包括有钢梁和设置在钢梁上的桥面板，钢梁包含多个纵隔板和多个横隔板，桥面板包括有面板11）和设置在面板下表面的肋板，肋板包括有纵隔板肋、横隔板肋以及加强肋，所述加强肋位于相邻两个所述纵隔板肋和相邻两个所述横隔板肋围成的空间内，所述加强肋为纵肋且两端分别与所述横隔板肋相连，纵隔板肋设置在纵隔板的顶部，横隔板肋设置在横隔板的顶部。本实用新型专利技术采用瘦高式带肋UHPC桥面板显著减轻了结构的自重，增加了桥面板局部刚度，更充分的发挥了钢混组合结构的力学性能，有效避免了组合梁负弯矩区的开裂问题，在保证强度的情况下减少了UHPC材料和钢筋的使用量，简化了桥面板的制作工艺，有着较好的经济效益。

A Steel-UHPC Composite Beam

The utility model discloses a steel UHPC composite beam, which comprises a steel beam and a bridge deck arranged on a steel beam. The steel beam comprises a plurality of mediastinal diaphragms and a plurality of transverse diaphragms. The bridge deck includes a panel 11) and a rib plate arranged on the lower surface of the panel. The rib plate includes a rib of a mediastinal diaphragm, a transverse diaphragm and a reinforcing rib, and the reinforcing rib. In the space surrounded by two adjacent ribs of the mediastinal diaphragm and two adjacent ribs of the transverse diaphragm, the reinforcing ribs are longitudinal ribs, and the two ends are respectively connected with the transverse diaphragm ribs. The ribs of the mediastinal diaphragm are arranged at the top of the mediastinal diaphragm, and the ribs of the transverse diaphragm are arranged The utility model adopts the thin and high ribbed UHPC bridge deck, which significantly reduces the weight of the structure, increases the local stiffness of the bridge deck, fully exerts the mechanical properties of the steel-concrete composite structure, effectively avoids the cracking problem in the negative bending moment zone of the composite beam, and reduces the usage of UHPC materials and steel bars under the condition of guaranteeing the strength. The manufacturing technology of bridge deck has been improved, which has better economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种钢-UHPC组合梁
本技术涉及组合结构桥梁，特别涉及一种钢-UHPC组合梁。
技术介绍
钢-混组合梁桥面板由于混凝土材料抗拉强度低、脆性大、收缩徐变明显等缺点，桥面板在外荷载及约束荷载作用下易开裂，常规构造措施，如加大桥面板厚度、增加配筋率、配置预应力筋等，不能从根本上解决问题反而增加了主梁自重[1-2]。随着交通荷载流量的持续增长、日趋增长的环境保护压力以及大跨度桥梁的高速发展，要求现代混凝土材料需具备高强度、高韧性和高耐久性等力学特性，一种添加了钢纤维的超高性能混凝土(Ultra-HighPerformanceConcrete，简称UHPC，抗压强度在150MPa以上，是具有超高韧性、超长耐久性的水泥基复合材料。)超高性能混凝土材料得到了世界范围内的广泛关注和认可，并已成功应用于实际工程且形成了相关桥梁结构设计规范。为了减轻钢-混组合结构桥面板的自重以及减小桥面板负弯矩区的混凝土受拉易开裂等问题，文献[3]公开了“一种无横向表面受拉接缝桥面单元、桥面结构及施工方法”。该技术的桥面板结构是一种同时具有纵、横向加劲肋的UHPC华夫板结构，因同时具有纵横向加劲肋，生产时需要用到的模板较复杂，因而具有改进空间；该文献仅考虑了纵向湿接缝设置，而未考虑横向湿接缝设置(接缝处钢纤维不连续，抗拉强度较低)，但桥梁平面形状通常是长条形，对跨度较大或者连跨较长的桥梁，不设横向干湿接缝往往难以实现。文献[4-6]通过实验及有限元计算研究了该种适用于大跨度桥梁的钢-UHPC轻型组合桥梁结构，通过将钢梁与UHPC矮肋华夫板用剪力钉连接成整体，共同受力，研究发现该结构大大减轻了主梁的自重，显著提高了桥面板局部承载能力，但该结构构造复杂、施工困难、耗费材料较多。[1]聂建国,陶慕轩,等.钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展[J].土木工程学报，2012,45(06):110-112.[2]单宏伟.结合梁斜拉桥桥面板抗裂对策研究[D].同济大学.2007.[3]邵旭东,胡建华，孔令方,等.无横向表面受拉接缝桥面单元、桥梁结构及其施工方法:中国,CN104562931A[P].2015-04-29.[4]邵旭东,吴佳佳,等.钢-UHPC轻型组合桥梁结构华夫桥面板的基本性能[J].中国公路学报，2017,30(03):218-225+245.[5]孔令方,邵旭东,等.钢-UHPC轻型组合梁桥面板受弯性能有限元分析[J].公路交通科技，2016,33(10):88-95.[6]吴佳佳，邵旭东，等.钢-UHPC轻型组合梁桥面板结构形式研究[J].公路，2017,42(04),77-81.
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本技术提供了一种钢-UHPC轻型组合梁，能够大幅提高桥面板局部刚度、降低局部车轮荷载作用下的轮载应力值，有效防止桥面板开裂以及减少UHPC材料用量，该组合梁的桥面板兼具了承载能力高、局部刚度大、自重轻等特点。具体技术方案如下。一种钢-UHPC组合梁，其包括有钢梁和设置在所述钢梁上的桥面板(1)，所述钢梁包含多个纵隔板(2)和多个横隔板(3)，所述桥面板(1)包括有面板(11)和设置在所述面板(11)下表面的肋板，所述肋板包括有纵隔板肋(12)、横隔板肋(13)以及加强肋，所述加强肋位于相邻两个所述纵隔板肋(12)和相邻两个所述横隔板肋(13)围成的空间内，所述加强肋为纵肋且两端分别与所述横隔板肋(13)相连，所述纵隔板肋(12)设置在所述纵隔板(2)的顶部，所述横隔板肋(13)设置在所述横隔板(3)的顶部。由此，本技术的钢-UHPC组合梁在纵隔板肋和横隔板肋围成的区域内只设置纵肋而不用设置横肋，显著减轻了结构的自重，充分地发挥了钢混组合结构的力学性能，有效避免了组合梁负弯矩区的开裂问题，在保证强度的情况下减少了UHPC材料的使用量，简化了桥面板的制作工艺，有着较好的经济效益。本技术中的纵向是指平行于桥梁的长度方向，横向是指平行于桥梁的宽度方向。在上述技术方案的基础上，进一步地，所述纵隔板肋(12)沿横桥向宽度为60～120cm，所述横隔板肋(13)沿纵桥向宽度为35～80cm，所述纵隔板肋(12)、横隔板肋(13)的侧面沿30～80度的坡度过渡到所述面板(11)。其中，所述纵隔板肋(12)、横隔板肋(13)的宽度是指纵隔板肋(12)、横隔板肋(13)的平均宽度，所述纵隔板肋(12)、横隔板肋(13)的截面优选为梯形。进一步地，相邻两个所述横隔板肋(13)的间距不超过5m，其厚度为8～14mm；在所述纵隔板(2)、横隔板(3)的顶部焊接连接板，连接板的厚度为6～14mm，连接板的宽度根据其相连的桥面板的纵隔板肋、横隔板肋尺寸而定，所述连接板上设置有伸入所述纵隔板肋、横隔板肋内部的剪力键。所述钢梁与桥面板之间通过剪力键连接协调受力，有利于提高组合梁的稳定性。进一步地，所述纵肋(14)是梯形肋，所述纵肋(14)的高宽比在0.6～1.5之间，所述纵肋(14)的高度不高于30cm，所述纵肋(14)的宽度指的是梯形肋的平均宽度，最小宽度不小于8cm。其中，所述高宽比是指高度与宽度的比值。进一步地，所述桥面板1具有所述纵肋的平面面积与桥面板总平面面积的比值在30％～60％之间。进一步地，所述桥面板(1)的面板(11)厚度在6～16cm之间，所述桥面板(1)的面板(11)和纵肋(14)一起的厚度不小于20cm，两个相邻所述纵肋(14)之间的间距在50cm～85cm之间；所述纵隔板肋(12)、横隔板肋(13)的高度和所述纵肋(14)的高度相同。进一步地，所述的桥面板的湿接缝设置在所述横隔板、纵隔板的上方，通过焊接剪力连接键现浇UHPC连接，所述湿接缝(5)的企口接头采用平接头、梯形接头、“T”形接头或倒梯形接头，并在湿接缝处密集配筋。这样有效提高了桥面板接缝处的抗剪承载力，降低了新旧超高性能混凝土界面的收缩应力，避免了接缝出现收缩裂缝，显著提高了桥梁接缝处的耐久性。本技术所述的桥面板除了湿接缝(5)处的面板部位以及纵隔板上部附近面板需要配置横向受力钢筋外，其他部位无需配置横向受力钢筋，仅在纵向板肋下缘设置少许纵向受拉钢筋即可。桥面板预应力筋的设置优先考虑体外预应力。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：采用瘦高式带肋UHPC桥面板显著减轻了结构的自重，增加了桥面板局部刚度，更充分的发挥了钢混组合结构的力学性能，有效避免了组合梁负弯矩区的开裂问题，在保证强度的情况下减少了UHPC材料和钢筋的使用量，简化了桥面板的制作工艺，有着较好的经济效益。附图说明图1为本技术钢-UHPC组合梁的横截面示意图；图2为本技术的桥面板的横截面示意图；图3为本技术的桥面板的仰视示意图；图4为本技术的桥面板的侧面示意图；图5为本技术的墙模板带纵肋的局部示意图；图6为本技术的桥面板的构造示意图；图7为本技术的桥面板的平接头接缝构造示意图。图8为本技术的桥面板的梯形接头接缝构造示意图。图9为本技术的桥面板的“T”形接头接缝构造示意图。图10为本技术的桥面板的倒梯形接头接缝构造示意图。图中：桥面板1、纵隔板2、横隔板3、受力钢筋4、湿接缝5、面板11、纵隔板肋12、横隔板肋13、纵肋1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢‑UHPC组合梁，其包括有钢梁和设置在所述钢梁上的桥面板（1），所述钢梁包含多个纵隔板（2）和多个横隔板（3），所述桥面板（1）包括有面板（11）和设置在所述面板（11）下表面的肋板，其特征在于，所述肋板包括有纵隔板肋（12）、横隔板肋（13）以及加强肋，所述加强肋位于相邻两个所述纵隔板肋（12）和相邻两个所述横隔板肋（13）围成的空间内，所述加强肋为纵肋且两端分别与所述横隔板肋（13）相连，所述纵隔板肋（12）设置在所述纵隔板（2）的顶部，所述横隔板肋（13）设置在所述横隔板（3）的顶部。

【技术特征摘要】
1.一种钢-UHPC组合梁，其包括有钢梁和设置在所述钢梁上的桥面板（1），所述钢梁包含多个纵隔板（2）和多个横隔板（3），所述桥面板（1）包括有面板（11）和设置在所述面板（11）下表面的肋板，其特征在于，所述肋板包括有纵隔板肋（12）、横隔板肋（13）以及加强肋，所述加强肋位于相邻两个所述纵隔板肋（12）和相邻两个所述横隔板肋（13）围成的空间内，所述加强肋为纵肋且两端分别与所述横隔板肋（13）相连，所述纵隔板肋（12）设置在所述纵隔板（2）的顶部，所述横隔板肋（13）设置在所述横隔板（3）的顶部。2.根据权利要求1所述的钢-UHPC组合梁，其特征在于，所述纵隔板肋（12）沿横桥向宽度为60~120cm，所述横隔板肋（13）沿纵桥向宽度为35~80cm，所述纵隔板肋（12）、横隔板肋（13）的侧面沿30~80度的坡度过渡到所述面板（11）。3.根据权利要求1所述的钢-UHPC组合梁，其特征在于，所述纵隔板肋（12）、横隔板肋（13）的截面为梯形。4.根据权利要求1所述的钢-UHPC组合梁，其特征在于，相邻两个所述横隔板肋（13）的间距不超过5m；在所述纵隔板（2）、横隔板（3）的顶部焊接连接板，所述连接板上设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传习，冯峥，潘仁胜，柯璐，张玉平，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43