大悬臂超宽UHPC箱梁单元、大悬臂超宽UHPC箱梁桥及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种大悬臂超宽UHPC箱梁单元，包括UHPC箱梁本体，所述UHPC箱梁本体上表面的横桥两侧设有向外延伸的UHPC翼缘，所述UHPC箱梁本体的侧面和所述UHPC翼缘的底面之间设有多道间隔布置的UHPC挑梁，所述UHPC翼缘下方布置有多道间隔布置的UHPC纵肋，所述UHPC挑梁沿横桥向设置，所述UHPC纵肋沿纵桥向设置。本发明专利技术还提供一种大悬臂超宽UHPC箱梁桥以及施工方法。本发明专利技术的大悬臂超宽UHPC箱梁单元施工得到的箱梁桥在支座横向距离受限的情况下能大幅提升桥面宽度和提高箱梁翼缘板刚度，能有效避免桥面板开裂，同时又便于装配化施工。工。工。

【技术实现步骤摘要】
大悬臂超宽UHPC箱梁单元、大悬臂超宽UHPC箱梁桥及其施工方法


[0001]本专利技术属于桥梁领域，尤其涉及一种UHPC箱梁单元、UHPC箱梁桥及其施工方法。

技术介绍

[0002]随着港珠澳大桥的兴建和城市交通的发展，在海上和城市中需新建的桥梁将越来越多，伴随着车流量的增加和道路等级的提高，部分新建桥梁要求修建双向六车道甚至双向八车道，以至于桥梁宽度达到35m或者更宽。然而，对于传统宽箱梁桥，由于桥梁宽度大幅增加，而桥墩位置却受到客观条件（城市用地紧张或海上地质条件苛刻等）的限制，桥梁支座横向间距较小，从而使得箱梁翼缘板挑臂较长，这就导致桥梁在服役过程中其箱梁结构横向效应显著，出现明显的横向剪切变形以及箱梁横向挑臂端部竖向变形较大，局部刚度不足，桥面板容易出现开裂现象。
[0003]为解决上述技术问题，现有技术中有采用钢箱梁结构和组合箱梁结构（钢
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混组合梁），但此类桥梁结构由于采用了钢材，不仅增加了初期建设成本和施工工序（焊缝细节多），还由于钢材疲劳和腐蚀问题将大大增加运营和维护成本。此外，一般的钢箱梁结构包含厚重的普通混凝土层，一方面，增加结构自重和施工工序，不利于装配化施工；另一方面，由于轮载的反复作用和超宽箱梁的横向效应，桥面板混凝土将不可避免地开裂。因此，现有技术并不能十分完美地解决超宽箱梁桥面板开裂的问题。

技术实现思路

[0004]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，提供一种大悬臂超宽UHPC箱梁单元、大悬臂超宽UHPC箱梁桥及其施工方法，通过该大悬臂超宽UHPC箱梁单元施工得到的箱梁桥在支座横向距离受限的情况下能大幅提升桥面宽度和提高箱梁翼缘板刚度，能有效避免桥面板开裂，同时又便于装配化施工。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种大悬臂超宽UHPC箱梁单元，包括UHPC箱梁本体，所述UHPC箱梁本体上表面的横桥两侧设有向外延伸的UHPC翼缘，所述UHPC箱梁本体的侧面和所述UHPC翼缘的底面之间设有多道间隔布置的UHPC挑梁，所述UHPC翼缘下方布置有多道间隔布置的UHPC纵肋，所述UHPC挑梁沿横桥向设置，所述UHPC纵肋沿纵桥向设置。
[0005]上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中，优选的，所述UHPC箱梁本体包括UHPC顶板、UHPC底板、UHPC横隔板和沿纵桥向设置的UHPC腹板，所述UHPC腹板设于所述UHPC顶板和UHPC底板之间并组成一箱式结构，所述UHPC横隔板包括UHPC顶板加劲肋、UHPC腹板加劲肋、UHPC底板加劲肋中的至少一个，所述UHPC顶板加劲肋垂直设于所述UHPC顶板的底部，所述UHPC腹板加劲肋垂直设于所述UHPC腹板的侧壁，所述UHPC底板加劲肋垂直设于所述UHPC底板的上部。
[0006]上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中，优选的，所述UHPC腹板包括UHPC内腹板和UHPC
外腹板，所述UHPC外腹板设于所述箱式结构的横桥向两侧，所述UHPC内腹板设于所述箱式结构的纵桥向中心处，所述UHPC内腹板和UHPC外腹板的厚度均为0.15
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0.50m，所述UHPC底板的厚度为0.15
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1.20m，所述UHPC横隔板的厚度为0.15
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0.40m，所述UHPC横隔板沿纵桥向每隔2
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6m设置一道，所述UHPC横隔板的高度为0.50
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1.50m。上述工艺参数的设置都基于工程背景桥的跨径、桥宽而定的，可节省材料，充分利用UHPC高强的特性、增强局部刚度、降低桥梁造价。
[0007]本专利技术的大悬臂超宽UHPC箱梁单元可为单箱多室构造，当采用单箱多室构造时，UHPC腹板包括位于两侧的UHPC外腹板和位于箱式结构内部的UHPC内腹板，由于UHPC内腹板的存在，箱梁的抗扭刚度将大幅提升，此时，部分UHPC横隔板只需对顶板和底板加劲。
[0008]上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中，优选的，所述UHPC翼缘与所述UHPC箱梁本体一体成型，所述UHPC挑梁中预埋设有向所述UHPC箱梁本体中延伸的抗拉钢筋，所述UHPC横隔板包括高度不少于所述UHPC挑梁的UHPC顶板加劲肋，所述抗拉钢筋一端埋设于所述UHPC挑梁中，另一端穿过所述UHPC腹板并延伸至所述UHPC顶板加劲肋中。
[0009]上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中，优选的，同一所述UHPC挑梁处预埋设有多根沿不同高度等间距设置的抗拉钢筋，所述抗拉钢筋包括第一主筋以及设于所述第一主筋两端的第一端钩，同一所述第一主筋两端的第一端钩沿所述第一主筋的中点对称设置，上下相邻所述抗拉钢筋的第一主筋错位设置。上述错位设置是指上下相邻第一主筋位于不同纵桥向处，更优选的，相间隔的第一主筋的纵桥向位置保持相同。
[0010]由于UHPC箱梁大多数为薄壁构造，采用横向预应力不仅工序复杂，还缺少合适位置安置，本专利技术的大悬臂超宽UHPC箱梁单元，无需配置横向预应力束，只需配置抗拉钢筋，加强UHPC翼缘和UHPC横隔板的联系并提升超宽箱梁单元的横向刚度，横向刚度足够抵抗翼缘板的悬臂效应。本专利技术的抗拉钢筋采用等距分布的错位钢筋构造，其端部采用第一端钩（如采用180
°
的弯钩）方式进行加强，带第一端钩的第一主筋不需要很复杂的加工模式，构造简单，端部采用弯钩形式能大幅提升端部拔出抗力，端部锚固力较强，错位布置能更有效地利用钢筋与UHPC基体的接触面，提高粘结力，受力更加均匀，尤为适用于本专利技术的装配式施工的箱梁构造。本专利技术的UHPC挑梁通过错位布置的带第一端钩的第一主筋与UHPC横隔板的整体性加强，UHPC翼缘的荷载主要传递路径为：翼缘
→
挑梁
→
钢筋
→
横隔板
→
箱梁主体，传力途径稳定可靠，受力简单，能有效避免桥面板开裂。
[0011]上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中，优选的，所述UHPC翼缘、所述UHPC挑梁与所述UHPC箱梁本体之间通过一现浇UHPC湿接缝连接，所述UHPC箱梁本体横桥向两侧上部设有用于与所述UHPC翼缘位置对应的上斜口和用于与所述UHPC挑梁位置对应的下凹槽，所述上斜口和下凹槽中现浇UHPC形成现浇UHPC湿接缝。
[0012]上述大悬臂超宽UHPC箱梁单元中，优选的，所述UHPC箱梁本体在上斜口和下凹槽处均预埋设有第二预留钢筋，所述上斜口处的第二预留钢筋均匀设有多根，一端设于所述UHPC顶板中，另一端向所述现浇UHPC湿接缝中延伸，所述UHPC横隔板包括高度不少于所述UHPC挑梁的UHPC顶板加劲肋，所述下凹槽处的第二预留钢筋沿不同高度等间距设置多根，一端设于所述UHPC顶板加劲肋中，另一端向所述现浇UHPC湿接缝中延伸；所述UHPC翼缘在与所述上斜口处的第二预留钢筋对应位置处设有第三预留钢筋，所述UHPC翼缘中的第三预留钢筋一端设于所述UHPC翼缘中，另一端向所述现浇UHPC湿接缝中延伸，所述UHPC挑梁在
与所述下凹槽处的第二预留钢筋对应位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大悬臂超宽UHPC箱梁单元，其特征在于，包括UHPC箱梁本体（21），所述UHPC箱梁本体（21）上表面的横桥两侧设有向外延伸的UHPC翼缘（24），所述UHPC箱梁本体（21）的侧面和所述UHPC翼缘（24）的底面之间设有多道间隔布置的UHPC挑梁（22），所述UHPC翼缘（24）下方布置有多道间隔布置的UHPC纵肋（23），所述UHPC挑梁（22）沿横桥向设置，所述UHPC纵肋（23）沿纵桥向设置。2.根据权利要求1所述的大悬臂超宽UHPC箱梁单元，其特征在于，所述UHPC箱梁本体（21）包括UHPC顶板（211）、UHPC底板（214）、UHPC横隔板（215）和沿纵桥向设置的UHPC腹板，所述UHPC腹板设于所述UHPC顶板（211）和UHPC底板（214）之间并组成一箱式结构，所述UHPC横隔板（215）包括UHPC顶板加劲肋、UHPC腹板加劲肋、UHPC底板加劲肋中的至少一个，所述UHPC顶板加劲肋垂直设于所述UHPC顶板（211）的底部，所述UHPC腹板加劲肋垂直设于所述UHPC腹板的侧壁，所述UHPC底板加劲肋垂直设于所述UHPC底板（214）的上部。3.根据权利要求2所述的大悬臂超宽UHPC箱梁单元，其特征在于，所述UHPC腹板包括UHPC内腹板（212）和UHPC外腹板（213），所述UHPC外腹板（213）设于所述箱式结构的横桥向两侧，所述UHPC内腹板（212）设于所述箱式结构的纵桥向中心处，所述UHPC内腹板（212）和UHPC外腹板（213）的厚度均为0.15
‑
0.50m，所述UHPC底板（214）的厚度为0.15
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1.20m，所述UHPC横隔板（215）的厚度为0.15
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0.40m，所述UHPC横隔板（215）沿纵桥向每隔2
‑
6m设置一道，所述UHPC横隔板（215）的高度为0.50
‑
1.50m。4.根据权利要求2所述的大悬臂超宽UHPC箱梁单元，其特征在于，所述UHPC翼缘（24）与所述UHPC箱梁本体（21）一体成型，所述UHPC挑梁（22）中预埋设有向所述UHPC箱梁本体（21）中延伸的抗拉钢筋（4），所述UHPC横隔板（215）包括高度不少于所述UHPC挑梁（22）的UHPC顶板加劲肋，所述抗拉钢筋（4）一端埋设于所述UHPC挑梁（22）中，另一端穿过所述UHPC腹板并延伸至所述UHPC顶板加劲肋中；同一所述UHPC挑梁（22）处预埋设有多根沿不同高度等间距设置的抗拉钢筋（4），所述抗拉钢筋（4）包括第一主筋（41）以及设于所述第一主筋（41）两端的第一端钩（42），同一所述第一主筋（41）两端的第一端钩（42）沿所述第一主筋（41）的中点对称设置，上下相邻所述抗拉钢筋（4）的第一主筋（41）错位设置。5.根据权利要求2所述的大悬臂超宽UHPC箱梁单元，其特征在于，所述UHPC翼缘（24）、所述UHPC挑梁（22）与所述UHPC箱梁本体（21）之间通过一现浇UHPC湿接缝（5）连接，所述UHPC箱梁本体（21）横桥向两侧上部设有用于与所述UHPC翼缘（24）位置对应的上斜口（51）和用于与所述UHPC挑梁（22）位置对应的下凹槽（52），所述上斜口（51）和下凹槽（52）中现浇UHPC形成现浇UHPC湿接缝（5）。6.根据权利要求5所述的大悬臂超宽UHPC箱梁单元，其特征在于，所述UHPC箱梁本体（21）在上斜口（51）和下凹槽（52）处均预埋设有第二预留钢筋（6），所述上斜口（51）处的第二预留钢筋（6）均匀设有多根，一端设于所述UHPC顶板（211）中，另一端向所述现浇UHPC湿接缝（5）中延伸，所述UHPC横隔板（215）包括高度不少于所述UHPC挑梁（22）的UHPC顶板加劲肋，所述下凹槽（52）处的第二预留钢筋（6）沿不同高度等间距设置多根，一端设于所述UHPC顶板加劲肋中，另一端向所述现浇UHPC湿接缝（5）中延伸；所述UHPC翼缘（24）在与所述上斜口（51）处的第二预留钢筋（6）对应位置处设有第三预留钢筋（7），所述UHPC翼...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭承君，赵华，罗穗，罗梓豪，邵旭东，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：