一种预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构及其施工方法技术

本发明专利技术提供一种预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，包括拱片单元、与所述拱片单元连接的刚架单元、铺设于所述拱片单元和刚架单元表面的桥面板单元，所述拱片单元和刚架单元采用超高性能混凝土材料分节段预制，所述桥面板单元采用普通混凝土或超高性能混凝土分节段预制，所述拱片单元、刚架单元及桥面板单元通过在湿接缝处填充超高性能混凝土而连接成为整体，所述拱片单元设有若干个孔洞。本发明专利技术提供的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，具有自重轻、截面面积小、承载力强、节约材料、安装简单、施工效率高、安全环保、综合造价低等特点。本发明专利技术还提供一种预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构的施工方法。窝拱桥桥梁结构的施工方法。窝拱桥桥梁结构的施工方法。

【技术实现步骤摘要】
一种预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及桥梁工程
，具体涉及一种预制超高性能混凝土
‑
普通混凝土蜂窝拱桥桥梁结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]拱桥具有构造简单、跨越能力强、耐久性好等优势，在我国具有较为悠久的应用历史。对拱桥运营状况的调研结果表明，传统钢筋混凝土拱桥或圬工拱桥由于相对笨重及推力较大导致矢跨比不能太小，此外，由于其施工过程繁琐、施工周期长，也会导致拱桥质量难以保证等问题。目前，在大跨度桥梁中采用钢拱桥成为普遍趋势，但其也存在着结构复杂、初始建安费用较高且后期维护费用大的问题，不能有效保证经济性。
[0003]拱是一种以受压为主的结构，超高性能混凝土具有超高的抗压强度和耐久性能，若将超高性能混凝土材料应用于拱结构，可以充分发挥其材料性能、减轻结构自重、降低施工和后期管养难度、减小基础工程量、提高结构耐久性、增大拱的跨越能力。
[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种新的拱桥桥梁结构解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有自重轻、截面面积小、承载力强、节约材料、安装简单、施工效率高、安全环保、综合造价低等特点的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，包括拱片单元、与所述拱片单元连接的刚架单元、铺设于所述拱片单元和刚架单元表面的桥面板单元，所述拱片单元和刚架单元采用超高性能混凝土材料分节段预制，所述桥面板单元采用普通混凝土或超高性能混凝土分节段预制，所述拱片单元、刚架单元及桥面板单元通过在湿接缝处填充超高性能混凝土而连接成为整体，所述拱片单元设有若干个孔洞。
[0008]进一步地，沿桥梁横桥向所述拱片单元的数量为至少两片，每片拱片单元上的孔洞位置、形状、大小对应相同。
[0009]进一步地，沿桥梁横桥向所述拱片单元的数量为至少两片，相邻两片拱片单元之间通过第一横梁连接为整体。
[0010]进一步地，所述拱片单元分节段卧式预制，所述拱片单元包括沿桥梁纵桥向设置的多个拱片节段，相邻两拱片节段之间通过在湿接缝处现浇超高性能混凝土而连接为整体。
[0011]进一步地，所述拱片节段湿接缝下缘预贴钢板，所述钢板的厚度为3
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5mm；相邻两片拱片节段连接时湿接缝下缘处的钢板焊接后进行超高性能混凝土浇筑。
[0012]进一步地，所述刚架单元分节段卧式预制，所述刚架单元与所述拱片单元之间的湿接缝通过浇筑超高性能混凝土而使两者连接为整体；且刚架单元与拱片单元交接处的湿
接缝下缘预贴钢板，刚架单元的钢板与拱片单元的钢板焊接后再进行超高性能混凝土浇筑。
[0013]进一步地，沿桥梁横桥向所述刚架单元的数量为至少两片，相邻两片刚架单元之间通过在其端部以及刚架单元与拱片单元交接处的湿接缝位置设置第二横梁连接为整体。
[0014]进一步地，所述桥面板单元分节段预制，每个桥面板单元均预留与拱片单元、刚架单元、和现浇横梁连接用的锚固孔；分节段的桥面板单元铺设于拱片单元和刚架单元表面后通过在湿接缝中浇筑混凝土使相邻的桥面板单元连接，并通过在锚固孔内浇筑超高性能混凝土使桥面板单元和拱片单元、刚架单元连接为整体。
[0015]进一步地，所述拱片单元的矢跨比为1/5～1/15，厚度为0.1m～5.0m，截面形状为矩形、箱型或工字型；所述刚架单元的高跨比为1/12～1/25，其高度为0.1m～5.0m，厚度为0.1m～5.0m，截面形状为矩形、箱型或工字型；所述桥面板单元厚度为0.1m～0.5m，截面形状为矩形或者梯形。
[0016]本专利技术还提供一种预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构的施工方法，包括如下步骤：
[0017]步骤S1，采用分节段卧式预制的方法预制若干个拱片单元、刚架单元和桥面板单元，其中拱片单元和刚架单元采用超高性能混凝土浇筑，桥面板单元采用普通混凝土或超高性能混凝土浇筑，且每个所述拱片单元由多个拱片节段组成，所述拱片单元上形成若干个孔洞；
[0018]步骤S2，现场安装拱片单元，按设计位置拼装预制的拱片单元节段，并在沿桥梁纵桥向的相邻两节段之间的湿接缝处现场浇筑超高性能混凝土；若沿桥梁横桥向拱片单元的数量为多个，则在横桥向的相邻两拱片单元之间通过现场浇筑超高性能混凝土横梁进行连接；
[0019]步骤S3，安装刚架单元，在刚架单元与拱片单元的湿接缝处现场浇筑超高性能混凝土使每片刚架单元与对应位置的拱片单元连接为整体；
[0020]若沿桥梁横桥向刚架单元的数量为多个，则在横桥向的相邻两刚架单元之间通过现场浇筑超高性能混凝土横梁进行连接；
[0021]步骤S4，安装桥面板单元，在拱片单元和刚架单元上方安装桥面板单元，并通过在相邻的桥面板单元之间的湿接缝中填充超高性能混凝土使桥面板形成整体，并在桥面板单元预留的锚孔中填充超高性能混凝土使桥面板单元与拱片单元和刚架单元形成受力整体；
[0022]步骤S5，完成桥面铺装及附属工程的施工。
[0023]与现有技术相比，本专利技术提供的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构及其施工方法，有益效果在于：
[0024]一、本专利技术提供的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，采用超高性能混凝土预制拱片为主要受力构件，可以充分发挥其超高的抗压强度，从而降低材料用量和结构尺寸，最大程度地增加拱桥的纤细感；且在拱片单元的中部受力较小的位置开孔，一方面减轻拱片单元的重量，降低对下部结构的要求，还可以降低施工难度，提高效率；另一方面，具有韵律变化的开孔可以增加桥梁整体的美观性，还可以通过调整开孔的变化规律从而达到与周边环境的完美契合。刚架单元形成带大悬臂的刚架拱片结构，一方面可以增加全桥的跨度，同时也增加了桥梁整体的张力感；另一方面也可以优化拱脚的受力状态，从而提高拱片
的净跨度以及全桥的长度。
[0025]二、本专利技术提供的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，拱片单元与刚架单元采用分节段预制、现场浇筑湿接缝的方法进行施工，一方面可以减轻运输和吊装时的重量，降低对运吊设备和场地的要求，从而可以更灵活地应用于各类场地条件下桥梁的建设；另一方面，采用卧式预制可以减小模板需求量和对模板的侧压力，也能大幅降低钢筋绑扎难度，极大地降低了施工难度，减少了建设投入。
[0026]三、本专利技术提供的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，拱片单元和桥面板单元、刚架单元和桥面板单元均通过锚固孔内填充微膨胀、无需蒸养的超高性能混凝土的方式连接为整体，基于超高性能混凝土的优异性能，不仅大量减少现场工作量，提高工作效率，而且可以保证整体施工质量。
[0027]四、本专利技术提供的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，采用的超高性能混凝土弯曲抗拉强度可达20MPa以上，经高温蒸养后后期收缩徐变均较小，可以有效降低全桥的开裂风险，并且在防范传统拱桥的病害本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，其特征在于，包括拱片单元、与所述拱片单元连接的刚架单元、铺设于所述拱片单元和刚架单元表面的桥面板单元，所述拱片单元和刚架单元采用超高性能混凝土材料分节段预制，所述桥面板单元采用普通混凝土或超高性能混凝土分节段预制，所述拱片单元、刚架单元及桥面板单元通过在湿接缝处填充超高性能混凝土而连接成为整体，所述拱片单元设有若干个孔洞。2.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，其特征在于，沿桥梁横桥向所述拱片单元的数量为至少两片，每片拱片单元上的孔洞位置、形状、大小对应相同。3.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，其特征在于，沿桥梁横桥向所述拱片单元的数量为至少两片，相邻两片拱片单元之间通过第一横梁连接为整体。4.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，其特征在于，所述拱片单元分节段卧式预制，所述拱片单元包括沿桥梁纵桥向设置的多个拱片节段，相邻两拱片节段之间通过在湿接缝处现浇超高性能混凝土而连接为整体。5.根据权利要求4所述的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，其特征在于，所述拱片节段湿接缝下缘预贴钢板，所述钢板的厚度为3
‑
5mm；相邻两片拱片节段连接时湿接缝下缘处的钢板焊接后进行超高性能混凝土浇筑。6.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，其特征在于，所述刚架单元分节段卧式预制，所述刚架单元与所述拱片单元之间的湿接缝通过浇筑超高性能混凝土而使两者连接为整体；且刚架单元与拱片单元交接处的湿接缝下缘预贴钢板，刚架单元的钢板与拱片单元的钢板焊接后再进行超高性能混凝土浇筑。7.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，其特征在于，沿桥梁横桥向所述刚架单元的数量为至少两片，相邻两片刚架单元之间通过在其端部以及刚架单元与拱片单元交接处的湿接缝位置设置第二横梁连接为整体。8.根据权利要求1所述的预制超高性能混凝土蜂窝拱桥桥梁结构，其特征在于，所述桥面板单元分节段预制，每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵华，谭承君，乔东钦，邵旭东，孙韬，周旭东，胡俊德，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：