一种UHPC预制拱梁组合式渡槽制造技术

本发明专利技术公开了一种UHPC预制拱梁组合式渡槽，包括拱上结构和渡槽主体，所述的渡槽主体的端肋与拱上结构的顶端铰接，所述的渡槽主体包括多段预制槽身，相邻的两个所述的预制槽身之间设有湿接结构，所述的湿接结构包括钢筋和超高性能混凝土层，所述的钢筋的固定端与所述的预制槽身固定连接，所述的钢筋外露端与所述的超高性能混凝土层连接，所述的超高性能混凝土层的底部与所述的拱上结构顶端连接。本发明专利技术充分利用拱梁组合式渡槽结构受力特点，采用高强度的超高性能混凝土，适用跨度为150～500m，传统混凝土梁拱组合式渡槽的适用跨度为50～120m，是传统拱梁组合式渡槽的3～4倍。

【技术实现步骤摘要】
一种UHPC预制拱梁组合式渡槽
本专利技术涉及建筑材料、水利工程
，尤其涉及一种UHPC预制拱梁组合式渡槽。
技术介绍
渡槽是输送渠道水流跨越河渠、道路、山冲、谷口等复杂地形的架空输水建筑物，是渠系建筑物中应用最为广泛的交叉建筑物之一，除用于农田输水灌溉、城镇生活用水、工业用水、跨流域调水外，还可起到排洪和导流之用。按其支承结构型式、受力状态、荷载传递方式分类，渡槽分为梁式、肋拱式、桁架式、组合式以及斜拉式等。其中，“拱梁组合式结构渡槽”由桁架拱发展而来，槽身被作为桁架拱的上弦杆，和竖杆(排架)、下弦杆(拱)组成整体，联合作用共同受力。这种渡槽结构型式能使拱槽联合作用，材料强度能充分发挥，结构轻巧，安全储备较高，各单元构件受力明确，外型美观，便于施工，经济适用，是一种较好的渡槽结构形式。为使槽身结构整体受力，一般要求槽身不分缝而形成连续梁式结构。为进一步改善结构性能并方便施工，槽身不与支承结构固接而是搁置在排架上。在现有的凉清渡槽工程中，拱梁组合式结构方案相比简支和常规肋拱方案节省工程量约30％。传统拱梁组合式渡槽存在的主要问题是施工难度大，施工质量要求高。为了使槽拱联合受力，同时合理节省材料用量，组合式渡槽的槽身往往做成抗弯刚度较大的薄壁U形或薄壁矩形截面。同时，为了保证槽身的整体性，传统拱梁组合式渡槽不在槽身设缝。因此，上述两项组合式渡槽槽身的施工难度大，槽身在施工过程中容易出现走模变形，蜂窝等质量事故，存在较大的安全隐患，严重者甚至影响渡槽的正常使用。随着工程技术的进步，目前拱式渡槽正往大跨度的方向发展。然而对于大跨度连拱渡槽施工，传统的支架法施工预应力混凝土连续渡槽的技术经济适用跨径约20-60m，悬臂法施工大跨度预应力混凝土连续渡槽的技术经济适用跨径约在80-150m，在跨径超过150m时，易出现跨中下挠、梁体变形、开裂等缺陷，严重影响了渡槽的使用寿命和耐久性。同时上部结构自重大，导致桥墩、基础工程的施工难度高，这也限制了大跨度渡槽的发展。UHPC(Ultra-HighPerformanceConcrete,即超高性能混凝土)，概念最早于1994年由法国学者Larrard(拉尔德)等提出，其基础是活性粉末混凝土。自超高性能混凝土概念提出以来，美国、法国、日本、韩国等发达国家均先后制订了该材料的设计和施工指南。其主要应用领域是桥梁工程，经过众多的实践应用证明，超高性能混凝土具备超高强度、高韧性和高耐久性等特点，并且可以有效地节能减排，在业内得到大力推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服以上现有技术存在的组合式渡槽主体的施工难度大等问题，提供了一种UHPC预制拱梁组合式渡槽。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种UHPC预制拱梁组合式渡槽，包括拱上结构和渡槽主体，所述的渡槽主体的端肋与拱上结构的顶端铰接，所述的渡槽主体包括多段预制槽身，相邻的两个所述的预制槽身之间设有湿接结构，所述的湿接结构包括钢筋和超高性能混凝土层，所述的钢筋的固定端与所述的预制槽身固定连接，所述的钢筋外露端与所述的超高性能混凝土层连接，所述的超高性能混凝土层的底部与所述的拱上结构顶端连接。更优的选择，所述的拱上结构包括支柱、墩台、拱体和固定台座，所述的拱体两端与所述的墩台连接，所述的支柱下端与所述的拱体底部连接，所述的支柱上端通过固定台座与所述的预制槽身连接。更优的选择，同一垂直面中，所述的钢筋平行交错设置。更优的选择，所述的钢筋的外露端长度为25cm～55cm。更优的选择，在同一水平面中，所述的湿接结构的宽度比所述的钢筋外露端投影长度大5-10cm。更优的选择，所述的渡槽主体的槽拱刚度比为0.8～2。更优的选择，所述的拱上结构的拱体矢跨比为1/5～1/14。更优的选择，所述的预制槽身的抗压强度大于100MPa。更优的选择，所述的预制槽身的抗拉强度大于5MPa。更优的选择，所述的预制槽身的弹性模量大于40GPa。本专利技术相对现有技术具有以下优点及有益效果：1、本专利技术通过采用超高性能混凝土(UHPC)的拱上结构、渡槽主体和湿接结构，充分利用拱梁组合式渡槽结构受力特点，适用跨度为150～500m，传统混凝土梁拱组合式渡槽的适用跨度为50～120m，本专利技术是传统拱梁组合式渡槽的跨度3～4倍。本专利技术通过湿接结构连接相邻两个的预制槽身，保证预制槽身整体性，相同工程量下工期可缩短为传统现浇方案的1/5～1/7，施工现场整洁，对施工条件要求宽松。2、本专利技术通过钢筋的外露长度保证预制槽身的连接紧固，避免预制槽身之间存在变形，降低渡槽主体的施工难度。附图说明图1是本专利技术的UHPC预制拱梁组合式渡槽的立面图；图2是本专利技术UHPC预制拱梁组合式渡槽A处的局部放大图；附图中各部件的标记：1、渡槽主体；11、预制槽身；111、端肋；2、拱上结构；21、固定台座；22、支柱；23、拱体；24、墩台；3、湿接结构；31、钢筋；32、超高性能混凝土层；具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的专利技术目的作进一步详细地描述,实施例不能在此一一赘述,但本专利技术的实施方式并不因此限定于以下实施例。实施例一如图1所示，一种UHPC预制拱梁组合式渡槽，包括拱上结构2和渡槽主体1，渡槽主体1的端肋111与拱上结构2的顶端铰接，能减小渡槽主体1和拱上结构2的支柱22之间的摩擦力。渡槽主体1包括多段预制槽身11，相邻的两个预制槽身11之间设有湿接结构3。槽拱刚度比β为渡槽主体1截面抗弯刚度EJ和拱体23截面抗压刚度EA比值(即β＝EJ/EA)，渡槽主体1和拱上结构2的槽拱刚度比为0.8～2。拱上结构2的轴线方程为(式中：x和y0为拱体轴线上的坐标，f为矢高，l为跨度)，拱上结构2的拱体23矢跨比(f/l)为1/5。渡槽主体1和拱上结构2采用超高性能混凝土和钢筋31制成；超高性能混凝土的抗压强度不低于100MPa，抗拉强度不低于5MPa，弹性模量不低于40GPa，掺有体积掺量为1％的钢纤维，超高性能混凝土中钢纤维直径为0.15mm的微细钢纤维，并可同时掺加聚乙烯醇纤维和高弹性模量聚乙烯纤维，聚乙烯醇纤维和高弹性模量聚乙烯纤维的体积掺量为0.1％。钢纤维能够有效地阻碍超高性能混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。有机纤维对超高性能混凝土进行改性，可明显提高或改善超高性能混凝土的抗裂性，减少裂缝的产生和发展，从整体上提高超高性能混凝土的综合性能。弹性极限抗拉强度：材料在弹性形变内可以承受的最大抗拉强度；弹性模量：材料所受应力和应变的比值；钢纤维的体积掺量：1立方混凝土里面添加钢纤维的量；有机纤维体积掺量：一立方米混凝土里面添加有机纤维的量。拱上结构2包括支柱22、墩台24、拱体23和固定台座21，拱体23两端与墩台24连接，支柱22下端与拱体23底部连接，支柱22上端通过固定台座21与预制槽身11连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UHPC预制拱梁组合式渡槽，其特征在于，包括拱上结构和渡槽主体，所述的渡槽主体的端肋与拱上结构的顶端铰接，所述的渡槽主体包括多段预制槽身，相邻的两个所述的预制槽身之间设有湿接结构，所述的湿接结构包括钢筋和超高性能混凝土层，所述的钢筋的固定端与所述的预制槽身固定连接，所述的钢筋外露端与所述的超高性能混凝土层连接，所述的超高性能混凝土层的底部与所述的拱上结构顶端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种UHPC预制拱梁组合式渡槽，其特征在于，包括拱上结构和渡槽主体，所述的渡槽主体的端肋与拱上结构的顶端铰接，所述的渡槽主体包括多段预制槽身，相邻的两个所述的预制槽身之间设有湿接结构，所述的湿接结构包括钢筋和超高性能混凝土层，所述的钢筋的固定端与所述的预制槽身固定连接，所述的钢筋外露端与所述的超高性能混凝土层连接，所述的超高性能混凝土层的底部与所述的拱上结构顶端连接。


2.根据权利要求1所述的一种UHPC预制拱梁组合式渡槽，其特征在于，所述的拱上结构包括支柱、墩台、拱体和固定台座，所述的拱体两端与所述的墩台连接，所述的支柱下端与所述的拱体底部连接，所述的支柱上端通过固定台座与所述的预制槽身连接。


3.根据权利要求1所述的一种UHPC预制拱梁组合式渡槽，其特征在于，同一垂直面中，所述的钢筋平行交错设置。


4.根据权利要求1所述的一种UHPC预制拱梁组合式渡槽，其特征在于，所述的钢筋的外露...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宇轩，杨医博，林捷鑫，覃文倩，刘俊君，任续锋，段政岐，郎功誉，郭文瑛，王恒昌，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44