装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁制造技术

本发明专利技术公开了一种装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁，属于桥梁结构设计技术领域。拼接桥梁由左右相对独立的两榀梁组成，单独的梁由多榀箱梁横向拼接构成，所述箱梁由一块顶板、底板和两块腹板组成，箱梁的截面为带有短悬臂的箱型断面，相临梁端截面顶板、底板和两个腹板的两端均设有企口，共计四个，四个企口实现截面上、下、左、右的嵌锁固定；所述箱梁采用的混凝土材料为RPC。本发明专利技术能够使混凝土桥梁在强度、刚度及结构稳定性方面都满足使用要求，具有很好的使用性能，且自重轻，架设方便快捷。捷。捷。

【技术实现步骤摘要】
装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁


[0001]本专利技术属于桥梁结构设计
，具体涉及一种装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁。

技术介绍

[0002]现有的桥梁的拼接技术见于较大跨度桥梁悬拼或悬浇施工，悬浇施工在桥墩两侧设置工作平台，平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体，并逐段实施预应力；悬拼法则是在桥墩两侧设置吊架，平衡地逐段向跨中悬臂拼装水泥混凝土梁体预制件，并逐段施加预应力的施工方法，这两种方法针对于大型现浇梁或预制梁，施工体量大，施工周期长，需要大型设备多，多采用普通混凝土，不能满足快速装配、快速拼接架设的需求。
[0003]1993年法国BOUYGUES公司Richard等人率先研制出一种新的超高性能水泥基复合材料—活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，RPC)。RPC强度高，根据组分和配置条件的不同，RPC可以分为RPC200和RPC800两级，RPC200的抗压强度可以达到200MPa以上，采用钢骨料的RPC800抗压强度可以达到800MPa。RPC材料具有良好的力学性能和优异的耐久性，力学性能对比见表1所示，耐久性能对比见表2所示。普通混凝土材料的最大缺陷就是脆性，而掺加了微细钢纤维的RPC的断裂能达到20000～40000J/m2，与普通混凝土相比，抗折强度高一个数量级，断裂能高两个数量级以上。
[0004]表1不同混凝土的强度指标
[0005][0006]表2普通混凝土、HSC和RPC的耐久性比较
[0007][0008]在目前的公开报道中尚未发现有将活性粉末混凝土应用到拼接桥梁中的先例。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术提供了一种装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁，能够使混凝土桥梁在强度、刚度及结构稳定性方面都满足使用要求，具有很好的使用性能，且自重轻，架设方便快捷。
[0010]一种装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁，拼接桥梁由左右相对独立的两榀梁组成，单独的梁由多榀箱梁横向拼接构成，所述箱梁由一块顶板、底板和两块腹板组成，箱梁的截面为带有短悬臂的箱型断面，相临梁端截面顶板、底板和两个腹板的两端均设有企口，共计四个，四个企口实现截面上、下、左、右的嵌锁固定；所述箱梁采用的混凝土材料为RPC。
[0011]进一步地，所述箱梁两端的企口一端为外凸结构，另一端为内凹结构。
[0012]进一步地，所述箱梁上设有贯穿前后端面的预应力管道，预应力管道位于顶板、底板和腹板的连接位置，预应力管道中设置无粘结钢绞线或高强无粘结精轧钢棒。
[0013]进一步地，所述底板上的预应力管道直径为50mm，顶板上的预应力管道直径为40mm。
[0014]进一步地，所述桥梁跨径为20m时，箱梁的截面高1000mm，顶板和底板厚度均为60mm，腹板厚度50mm。
[0015]进一步地，所述箱梁的顶部设置连接钢板或现浇桥面铺装形成整体结构。
[0016]有益效果：
[0017]1、本专利技术单独的梁由多榀箱梁横向拼接构成，箱梁的截面为带有短悬臂的箱型断面，箱梁之间通过两端的企口进行嵌锁固定，无需任何连接部件，在实现快速拼装的同时也提高了结构的整体性能，使得桥梁在强度、刚度及结构稳定性方面都满足使用要求，具有很好的使用性能，且自重轻，架设方便快捷。
[0018]2、本专利技术的箱梁上设有贯穿前后端面的预应力管道，预应力管道位于顶板、底板和腹板的连接位置，预应力管道中设置无粘结钢绞线或高强无粘结精轧钢棒，箱梁采用的混凝土材料为RPC，活性粉末混凝土材料和高强预应力钢筋相结合，形成承载优势，两者结合后能够满足截面在顶推架设、成榀吊装架设以及正常运营状态下，全截面均处于合理的受压状态，避免出现截面受拉引发失稳问题。
[0019]3、本专利技术箱梁底板上的预应力管道直径为50mm，顶板上的预应力管道直径为40mm，使得箱梁底板的预应力筋面积多于顶板预应力筋面积，可满足成桥态载荷效应远大于架设过程中的载荷效应。
[0020]4、本专利技术的拼接桥梁基于活性粉末混凝土优异的物理力学特性，同时和高强预应力筋结合，形成装配式快速拼装桥梁的一条新的设计思路。
附图说明
[0021]图1为本专利技术装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁的立面图；
[0022]图2为本专利技术装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁的平面图；
[0023]图3为本专利技术装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁的横断面图；
[0024]图4为多榀箱梁横向拼接后的横断面图；
[0025]图5为梁的三维结构模型图；
[0026]图6为带有预应力筋的三维结构模型图；
[0027]图7为自重作用下竖向位移云图；
[0028]图8为预应力耦合自重作用下竖向位移云图；
[0029]图9为预应力耦合自重作用下结构正应力云图；
[0030]图10为预应力耦合自重作用下跨中板顶底正应力分布图；
[0031]图11为车道布置示意图；
[0032]图12为车载作用下结构挠度云图；
[0033]图13为预应力(700MPa)、自重和车载作用下结构正应力分布图；
[0034]图14为预应力(800MPa)、自重和车载作用下结构正应力分布图；
[0035]图15a为集中荷载位于跨端部的一阶屈曲模态；
[0036]图15b为集中荷载位于跨端部的二阶屈曲模态；
[0037]图15c为集中荷载位于跨端部的三阶屈曲模态；
[0038]图15d为集中荷载位于跨端部的四阶屈曲模态；
[0039]图16a为集中荷载位于四分之一跨的一阶屈曲模态；
[0040]图16b为集中荷载位于四分之一跨的二阶屈曲模态；
[0041]图16c为集中荷载位于四分之一跨的三阶屈曲模态；
[0042]图16d为集中荷载位于四分之一跨的四阶屈曲模态；
[0043]图17a为集中荷载位于跨端的一阶屈曲模态；
[0044]图17b为集中荷载位于跨端的二阶屈曲模态；
[0045]图17c为集中荷载位于跨端的三阶屈曲模态；
[0046]图17d为集中荷载位于跨端的四阶屈曲模态；
[0047]图18为梁端划分图；
[0048]图19为梁段单元剖分；
[0049]图20为预应力布筋横断面图；
[0050]图21为三维预应力布置示意；
[0051]图22为预应力引起的竖向位移云图；
[0052]图23为预应力耦合自重作用下的竖向位移云图；
[0053]图24为预应力耦合自重作用下的轴向应力云图；
[0054]图25为预应力耦合自重作用下的轴向应力云图(示意跨中两端)；
[0055]图26为预应力耦合自重作用下跨中截面接触正应力云图；
[0056]图27为第三加载步作用下结构竖向位移云图；
[0057]图28为第三加载步作用下跨中梁段轴向正应力云图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁，其特征在于，拼接桥梁由左右相对独立的两榀梁组成，单独的梁由多榀箱梁横向拼接构成，所述箱梁由一块顶板、底板和两块腹板组成，箱梁的截面为带有短悬臂的箱型断面，相临梁端截面顶板、底板和两个腹板的两端均设有企口，共计四个，四个企口实现截面上、下、左、右的嵌锁固定；所述箱梁采用的混凝土材料为RPC。2.如权利要求1所述的装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁，其特征在于，所述箱梁两端的企口一端为外凸结构，另一端为内凹结构。3.如权利要求2所述的装配式活性粉末混凝土快速拼接桥梁，其特征在于，所述箱梁上设有贯穿前后端面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立乾，闫晶，陈红，徐学文，冯中华，李兵，吴星，贾佳，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二一部队，
类型：发明
国别省市：