一种型钢-UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥制造技术

一种型钢

【技术实现步骤摘要】
一种型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥


[0001]本技术属于桥梁结构
，更具体地，涉及一种型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥。

技术介绍

[0002]钢
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混凝土组合梁桥是将钢梁与混凝土桥面板通过剪力连接件连接成整体共同受力的桥梁结构型式。相对于混凝土梁桥，钢混组合梁桥具有结构尺寸小、自重轻、结构延性好、抗震性能优良和基础造价低等优点；与钢梁桥相比，钢混组合梁桥具有刚度大、稳定性好和耐火性佳等优势。再者，钢混组合梁桥上部结构梁高的减小，有利于增加桥下净空和降低桥面高程，故而桥梁结构外形更为纤细，增强了桥梁的景观效果。
[0003]虽然钢混组合梁桥力学性能和施工性能良好，但工程应用中也存在一些问题。普通混凝土桥面板自重大、强度低，接缝构造较复杂而易渗水，耐久性不佳。超高性能混凝土(Ultra
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high Performance Concrete，UHPC)材料因基体高致密性而具有超高强度和优异的耐久性，采用UHPC材料替代普通混凝土形成预制钢
ꢀ‑
UHPC组合梁桥，有望突破上述技术难题，且轻质高强的钢
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UHPC组合梁桥施工简便，适用于桥梁装配化施工，顺应桥梁工程发展潮流。
[0004]然而，钢
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UHPC组合梁桥通常仅桥面板采用UHPC材料，因主梁结构型式设计的多样性，组合梁桥多采用丰富多变的焊接钢主梁，而焊接钢结构工艺复杂，焊接工作量大、成本高、焊缝缺陷多残余应力高、质量难以控制，故而影响主梁的安全性及抗疲劳性能；再者，全钢梁大部分腹板处于低拉应力区，部分腹板处于低受压区，未能充分发挥钢材优异的力学性能。无焊接的热轧型钢构件因工厂规格化生产其质量高，生产速度快且成本较低，有望替代焊接钢梁构建型钢
ꢀ‑
UHPC组合桥梁结构，但因标准型钢规格有限且截面高度较低，工程应用范围较窄，难以适用于大跨径桥梁结构，故而型钢混凝土组合梁桥目前在桥梁工程中较少采用。因此，如何优化型钢
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UHPC组合梁桥主梁的力学性能和施工工艺，成为钢
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UHPC组合梁桥结构设计和工程应用中亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术的不足，本技术提出一种型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥，能大幅降低传统组合梁桥的钢梁结构焊接工作、有效降低焊接残余应力、构造简单、施工简便，并能提高结构安全性及疲劳寿命。
[0006]本技术采用以下具体技术方案：
[0007]一种型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥，组合梁桥由UHPC主梁与型钢梁组成，所述UHPC主梁通过侧向剪力连接件与型钢梁连接共同形成型钢
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UHPC组合腹板，所述UHPC主梁的翼缘板内设置纵横向钢筋网。
[0008]优选的，所述UHPC主梁采用T型或π型截面，UHPC主梁的节段预制拼装而成。
[0009]优选的，所述UHPC主梁的超高性能混凝土为活性粉末混凝土或超高性能纤维增强
混凝土。
[0010]优选的，所述型钢
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UHPC组合腹板的截面上部的低拉应力区采用抗拉硬化及抗裂特性优异的UHPC腹板，高拉应力区采用高抗拉特性的型钢梁。
[0011]优选的，所述型钢梁采用规格化的倒T型或L型热轧型钢。
[0012]优选的，所述侧向剪力连接件可采用侧向剪力钉、焊接钢筋和/或PBL型传剪器。
[0013]本技术的有益效果为：
[0014](1)采用型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥，组合腹板中部低拉应力区充分利用UHPC材料优异的抗拉应变硬化及抗裂性能、下部高拉应力区利用型钢高抗拉性能抵抗截面上的拉应力，上部翼缘部分(桥面板)高压应力区充分发挥UHPC高抗压性能，各部分荷载传递路径明确；
[0015](2)型钢梁采用规格化的倒T型或L型热轧型钢，大幅减少钢结构焊接工作量，有效降低焊接残余应力，提高钢结构的安全性及抗疲劳性能，同时型钢生产速度快、质量高、造价低，适用于装配式桥梁工程规模化施工，施工简便快速，成本较低；
[0016](3)组合梁通过侧向剪力连接件连接，其能简化组合梁连接构造，节省连接处UHPC与钢材用量，提高组合梁连接强度和刚度及连接整体性，有效降低连接区域产生裂缝的风险，相比于横向连接焊接工作量小、施工简便，成本较低；
[0017](4)型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥能实现装配化施工，工厂规模化预制型钢
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UHPC组合梁节段，无需现场大量钢筋连接和支模浇筑，可加快施工进度，缩短工期；工厂规模化预制构件，可更好地控制构件生产过程中的各种影响因素，保证工程结构质量。
[0018](5)与普通混凝土组合梁桥相比，采用UHPC材料替代普通混凝土，可减小主梁截面尺寸，使其轻型化，方便吊装。
附图说明
[0019]图1为倒T型钢
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T梁UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥结构示意图；
[0020]图2为倒T型钢
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π型UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥结构示意图。
[0021]1、T型UHPC主梁；2、倒T型钢梁；3、侧向剪力钉；4、纵横向钢筋网； 5、T梁翼缘板；6、T梁腹板；7、倒T型钢梁腹板；8、倒T型钢梁底板；9、π梁翼缘板；10、π梁腹板；11、π型UHPC主梁。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施例进一步说明本技术。本新型中的超高性能混凝土(UHPC)，是指基于最大堆积密度原理制配而具有超高强度、高耐久性、高韧性、高延性、施工工艺好的混凝土，与普通混凝土、高强混凝土相比，超高性能混凝土是一种力学性能和耐久性更优异的材料，如活性粉末混凝土和/或超高性能纤维混凝土。
[0023]实施例1
[0024]如图1所示，一种型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥主梁节段主要由T型UHPC主梁(1)、倒T型钢梁(2)、侧向剪力钉(3)和纵横向钢筋网(4)构成，侧向剪力钉(3)连接T型UHPC主梁(1)与倒T型钢梁(2)，纵横向钢筋网(4)设置在T型UHPC主梁(1)的T梁翼缘板(5)内。
[0025]本实施例的型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁节段高度为620mm， T型UHPC主梁(1)节段高度为400mm、宽度为680mm、T梁翼缘板(5)厚度为60mm、中部T梁腹板(6)宽度为40mm，T梁翼缘板(5)(桥面板)内设置纵横向钢筋网(4)，纵横向钢筋网(4)高度为20mm、宽度为640mm，倒T型钢梁节段(2)高度为241mm、倒T型钢梁腹板(7)宽度为11mm、倒T 型钢梁底板(8)宽度为300mm、厚度为15m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥，其特征在于，组合梁桥由UHPC主梁与型钢梁组成，所述UHPC主梁通过侧向剪力连接件与型钢梁连接共同形成型钢
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UHPC组合腹板，所述UHPC主梁的翼缘板内设置纵横向钢筋网。2.根据权利要求1所述的型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥，其特征在于，所述UHPC主梁采用T型或π型截面，UHPC主梁的节段预制拼装而成。3.根据权利要求2所述的型钢
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UHPC组合腹板的装配式轻型组合梁桥，其特征在于，所述UHPC主梁的超高性能混凝土为活性粉末混凝土或超高性能纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲，蒋高旭，彭勃，马永春，李帅帅，袁彬铖，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：新型
国别省市：