一种型钢-UHPC组合板的纵桥向接缝连接构造制造技术

本发明专利技术公开了一种型钢

【技术实现步骤摘要】
一种型钢-UHPC组合板的纵桥向接缝连接构造


[0001]本专利技术属于桥梁领域，尤其涉及一种接缝连接构造。

技术介绍

[0002]大跨径桥梁是反映国家科技水平的标志。钢结构桥梁具有自重轻、跨越能力大、抗震性能好等优点，是大跨径桥梁的首选。钢桥的桥面结构通常采用正交异性钢桥面系，但由于钢桥面是全焊结构，不仅造价高，在重载车作用下，钢桥面系饱受两大病害的困扰：(1)钢桥面板疲劳开裂和局部屈曲，危及桥梁安全；(2)沥青铺装频繁破损，翻修成本巨大。上述病害降低了桥梁营运效率，是钢桥领域公认的世界性难题，我国重载交通量大，上述病害尤为严重。
[0003]针对上述难题，湖南大学邵旭东教授在前期研究中将具有优异力学性能的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，UHPC，以下简称UHPC)用于强化钢桥面，于2010年成功研发正交异性钢板-UHPC轻型组合桥面板，该项成果大幅提高了桥面刚度，降低了疲劳开裂和铺装破损风险，该成果已应用于我国100多座实桥，至今无一出现病害，反响良好。但由于该成果未取消正交异性钢桥面板，该桥面结构造价仍然较高，约为4000元/m2，且UHPC层对与U肋连接细节应力降幅很明显，但对于其他细节，影响程度很小，故理论上无法彻底消除钢桥面疲劳开裂风险。2015年邵旭东教授又研发了UHPC矮肋板桥面结构，并已应用于实际工程。但实践表明，UHPC矮肋桥面板自重比传统钢桥面重了30％，仍难以适用于大跨径桥梁。在专利CN109338866A和CN109610310A中，邵旭东教授提出了一种新型的型钢-UHPC矮肋板，但该桥面板应用于大跨径桥梁中，纵向接缝在桥梁横向设置2道以上，且沿桥梁纵向通常布置，为了保证接缝的安全性，纵缝的宽度需要较宽，上述专利中一般取为300mm，因此浇筑量较大，导致平均板厚增加，对自重极为敏感的大跨径柔性桥梁不利；同时，这两个专利中纵向湿接缝中存在接缝底面抗拉能力不足的现象，对于横向大悬臂结构，桥面板横向处于轴向受拉状态，纵向接缝底面存在拉应力，可能存在开裂风险；此外，上述两个专利中桥面板在下部钢梁边腹板(内边腹板或外边腹板)处的纵向接缝也存在宽度过宽，抗拉能力不足的缺陷。
[0004]因此，为了获得一种可代替正交异性板成为大跨径桥梁的“第二种”桥面体系，同时能够解决横向桥面板全截面受拉时纵向接缝易开裂的难题，需开发了一种既可最大限度发挥该桥面结构自重轻的优势又可抵抗全截面受拉的纵向接缝构造，使得该桥面结构具有自重轻、刚度大、造价低、经久耐用等优势，这是工程实践中需要解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]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，提供一种适用于大跨径桥梁的、自重轻、抗拉能力强的型钢-UHPC组合板的纵桥向接缝连接构造。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种型钢-UHPC组合板的纵桥向接缝连接构造，所述型钢-UHPC组合板包括UHPC板
和设于所述UHPC板下方的型钢，所述型钢-UHPC组合板下方设有钢梁，所述型钢-UHPC组合板的横向端部(即横桥向两端)设有纵向加劲板，所述钢梁的边腹板上设有承台板(一般垂直设于边腹板的侧面)，所述纵桥向接缝连接构造包括设于所述型钢-UHPC组合板、所述边腹板、所述承台板之间的现浇连接部和向所述现浇连接部内延伸的加强连接件；所述加强连接件包括设于所述纵向加劲板、边腹板上的横向剪力连接件和设于所述承台板上的竖直剪力连接件。本专利技术中，上述边腹板包括内边腹板和外边腹板，外边腹板可以竖直设置，也可以倾斜设置，倾斜设置时，横向剪力连接件垂直于边腹板设置。
[0007]上述纵桥向接缝连接构造中，优选的，所述加强连接件包括至少一排纵桥向设于所述纵向加劲板上的横向剪力连接件(优选使横向剪力连接件垂直于纵向加劲板)、至少一排纵桥向设于所述边腹板上的横向剪力连接件(优选使横向剪力连接件垂直于边腹板)和至少一排纵桥向设于所述承台板上的竖直剪力连接件(优选使竖直剪力连接件垂直于承台板)，相邻所述纵向加劲板和边腹板上的横向剪力连接件两两对应设置(位置、数量两两对应设置)，且所述横向剪力连接件均越过所述现浇连接部下部(即第二现浇部)的纵桥向中心线(此中心线是指第二现浇部呈纵桥向的中心线，即横桥向宽度的一半处的中心线)，所述横向剪力连接件和竖直剪力连接件在纵桥向间隔布置。本专利技术中，相邻横向剪力连接键上下交错布置且穿过接缝中心线，在纵桥向横向剪力连接键和竖直剪力连接件交错布置，横向剪力连接件和竖直剪力连接件的相互协同作用，在充分利用布置空间的同时可以改善接缝的受力性能，可抵抗全截面受力，在保证力学性能的同时可以减小接缝的宽度，减小现浇量，减轻结构自重。
[0008]上述纵桥向接缝连接构造中，优选的，所述纵向加劲板上的横向剪力连接件竖直方向设有上下两排，所述边腹板上的横向剪力连接件竖直方向设有上下两排，相邻所述纵向加劲板和边腹板上两两对应设置的横向剪力连接件的纵桥向位置相同(但竖直高度略有不同)，相邻所述纵向加劲板和边腹板上的横向剪力连接件两两上下对应设置；所述竖直剪力连接件居中设有一排。优选的使竖直剪力连接件的长度为纵向加劲板高度的一半。上述设置方式有利于通过横向剪力连接件和竖直剪力连接件的相互协同作用以保证接缝处的力学性能，使得接缝具有更高的抗拉能力。
[0009]上述现浇连接部位于型钢-UHPC组合板、边腹板和承台板之间。上述使横向剪力连接件越过现浇连接部下部的纵桥向中心线是指控制横向剪力连接件的长度大于其所在位置的现浇连接部的横桥向宽度的一半，横向剪力连接件和竖直剪力连接件在纵桥向间隔布置是指从俯视图中来看，纵桥向上是横向剪力连接件和竖直剪力连接件交替布置。上述横向剪力连接件和竖直剪力连接件可以采用栓钉。
[0010]上述纵桥向接缝连接构造中，优选的，所述边腹板的顶部不低于所述UHPC板的顶面，所述UHPC板上开设有槽口，所述边腹板上固设有向所述槽口中延伸的加强钢筋(如U型钢筋)。由于现浇UHPC和边腹板间存在交界面，边腹板表面较光滑，若不作处理交界面易开裂导致渗水等病害，因此，在边腹板上固设有加强钢筋，加强钢筋伸入现浇接缝距离大于10倍的钢筋直径，可以有效保证此界面的抗裂性能。
[0011]上述纵桥向接缝连接构造中，优选的，所述边腹板的顶部低于所述UHPC板的顶面，所述边腹板上设有钢顶板，所述钢顶板的位置低于所述UHPC板的顶面，所述钢顶板上设有剪力连接件(如栓钉)，所述现浇连接部向所述钢顶板处延伸并覆盖所述钢顶板至少50mm，
以使UHPC盖过边腹板和现浇UHPC的交界面，预防交界面开裂，钢顶板上至少焊有一排栓钉以保证UHPC和钢顶板的可靠连接，50mm为保证此栓钉距离边腹板净距和栓钉保护层厚度的最小宽度。
[0012]上述纵桥向接缝连接构造中，优选的，所述纵向加劲板为槽钢，所述横向剪力连接件设于所述槽钢的腹板上；所述槽钢的上翼缘板上设有用于槽钢与UHPC板连接的剪力连接件(如栓钉)，且所述UHPC板在与上翼缘板接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种型钢-UHPC组合板的纵桥向接缝连接构造，所述型钢-UHPC组合板包括UHPC板(2)和设于所述UHPC板(2)下方的型钢(1)，所述型钢-UHPC组合板下方设有钢梁(3)，其特征在于，所述型钢-UHPC组合板的横向端部设有纵向加劲板(4)，所述钢梁(3)的边腹板上设有承台板(34)，所述纵桥向接缝连接构造包括设于所述型钢-UHPC组合板、所述边腹板、所述承台板(34)之间的现浇连接部(5)和向所述现浇连接部(5)内延伸的加强连接件；所述加强连接件包括设于所述纵向加劲板(4)、边腹板上的横向剪力连接件(6)和设于所述承台板(34)上的竖直剪力连接件(7)。2.根据权利要求1所述的纵桥向接缝连接构造，其特征在于，所述加强连接件包括至少一排纵桥向设于所述纵向加劲板(4)上的横向剪力连接件(6)、至少一排纵桥向设于所述边腹板上的横向剪力连接件(6)和至少一排纵桥向设于所述承台板(34)上的竖直剪力连接件(7)，相邻所述纵向加劲板(4)和边腹板上的横向剪力连接件(6)两两对应设置，且所述横向剪力连接件(6)均越过所述现浇连接部(5)下部的纵桥向中心线，所述横向剪力连接件(6)和竖直剪力连接件(7)在纵桥向间隔布置。3.根据权利要求2所述的纵桥向接缝连接构造，其特征在于，所述纵向加劲板(4)上的横向剪力连接件(6)竖直方向设有上下两排，所述边腹板上的横向剪力连接件(6)竖直方向设有上下两排，相邻所述纵向加劲板(4)和边腹板上两两对应设置的横向剪力连接件(6)的纵桥向位置相同，相邻所述纵向加劲板(4)和边腹板上的横向剪力连接件(6)两两上下对应设置；所述竖直剪力连接件(7)居中设有一排。4.根据权利要求1-3中任一项所述的纵桥向接缝连接构造，其特征在于，所述边腹板的顶部不低于所述UHPC板(2)的顶面，所述UHPC板(2)上开设有槽口，所述边腹板上固设有向所述槽口中延伸的加强钢筋(10)。5.根据权利要求1-3中任一项所述的纵桥向接缝连接构造，其特征在于，所述边腹板的顶部低于所述UHPC板(2)的顶面，所述边腹板上设有钢顶板(35)，所述钢顶板(35)的位置低于所述UHPC板(2)的顶面，所述钢顶板(35)上设有剪力连接件(8)，所述现浇连接部(5)向所述钢顶板(35)...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵旭东，李玉祺，曹君辉，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：