一种节段预制复合材料组合板组合梁结构的施工方法技术

本发明专利技术公开一种节段预制复合材料组合板组合梁结构的施工方法，在工厂内同时预制主梁节段的不同组件，且预制的主梁节段在工厂内更容易进行标准化作业，通过在工厂内预先浇筑正交异性组合顶板上的超高韧性纤维增强水泥基复合材料层，大幅减少了桥梁施工现场的浇筑作业，主梁节段利用正交异性顶板与复合材料的组合结构能有效降低结构自重，同时具备良好的力学性能，超高韧性纤维增强水泥基复合材料层既作为结构层参与主梁体系受力，又作为刚性铺装大幅改善正交异性顶板的抗疲劳性能，利用斜拉索张拉对横向湿接缝处的超高性能混凝土施加预紧力，可提高横向湿接缝的抗裂性能从而提高不同主梁节段间的压应力储备。不同主梁节段间的压应力储备。不同主梁节段间的压应力储备。

【技术实现步骤摘要】
一种节段预制复合材料组合板组合梁结构的施工方法


[0001]本专利技术涉及桥梁设计及施工
，具体涉及到一种节段预制复合材料组合板组合梁结构的施工方法。

技术介绍

[0002]大跨径斜拉桥通过快速预制拼装施工可缩短施工工期，同时快速预制拼装施工的劳动力投入低，其混凝土浇筑质量也更易保证，对施工场地周边环境的影响小，快速预制拼装施工的方式在现有的桥梁施工中广泛使用。
[0003]但随着桥梁跨度的增加，快速预制拼装施工的难度也在不断增大，不同主梁节段间的压应力储备与桥面的整体刚度难以满足实际需求，同时桥梁结构的力学性能和经济性能受主梁选型的影响愈发敏感，尤其对于大跨径斜拉桥，如果主梁结构自重过大，将引起主梁、索塔恒载轴力急剧增加及结构静力屈曲稳定性降低等问题。
[0004]正交异性钢桥面板或FRP桥面板结构轻、承载力高，使用正交异性钢桥面板或FRP桥面板可降低主梁结构自重，但正交异性钢桥面板或FRP桥面板的局部刚度低，加之温度、重载、超载等因素，其容易出现铺装层破损和桥面结构疲劳开裂等病害，且无法满足快速预制拼装施工中对桥面整体刚度的质量要求。
[0005]现有技术中为解决桥面整体刚度不足的问题往往会采用组合梁，当钢梁与混凝土桥面板之间用连接件接合在一起，两者间不能自由发生相对滑移、共同承担纵桥向弯矩时称为组合梁，由于桥面刚度大、经济性能良好等优点，组合梁正广泛应用于国内外桥梁工程中。
[0006]然而，常规组合梁的混凝土桥面板结构自重大，不利于改善大跨度桥梁的力学性能，且常规组合梁的混凝土桥面板易于开裂和渗水，这将导致梁体结构出现耐久性不足的问题，既有的由普通混凝土与钢面板或FRP面板叠合而成的组合桥面体系亦不能有效降低结构自重，且连接不同梁段间的湿接缝抗裂性能低，不能改善不同主梁节段间压应力储备不足的问题。
[0007]因此需要一种施工方法能够通过节段预制复合材料组合板组合梁结构改善上述问题并满足快速预制拼装施工的质量要求。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种节段预制复合材料组合板组合梁结构的施工方法。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0010]一种节段预制复合材料组合板组合梁结构的施工方法包括以下步骤：
[0011]S1：在各个工厂内分别加工主梁节段的底板、腹板、隔板、正交异性顶板和剪力连接件，加工完成后的所述剪力连接件与所述正交异性顶板焊接构成正交异性组合顶板；
[0012]S2：将加工完成的所述底板、所述腹板和所述正交异性组合顶板运至总拼厂，在总
拼厂内按照所述底板、所述腹板和所述正交异性组合顶板的顺序由下至上依次定位组装成所述主梁节段；
[0013]S3：所述主梁节段在胎架上完成定位，随后根据所述剪力连接件的布置方式铺设钢筋网，使所述钢筋网卡入所述剪力连接件，所述钢筋网铺设完成后在所述正交异性组合顶板上浇筑超高韧性纤维增强水泥基复合材料层，并对所述超高韧性纤维增强水泥基复合材料层进行养护；
[0014]S4：将完成养护工作的多个所述主梁节段从总拼厂运至施工现场，完成各所述主梁节段的吊装、匹配、打码、焊接和焊缝检测的工作；
[0015]S4.1：所述主梁节段在吊装过程中的主要步骤：将准备起吊的所述主梁节段设为N号梁段，每四个所述主梁节段为一组并按照与所述N号梁段的间距由近至远依次编号，首先对远离所述N号梁段的三号梁段与四号梁段间的横向湿接缝处进行钢筋绑扎、浇筑超高韧性纤维增强水泥基复合材料和养护工作，随后吊起所述N号梁段，所述横向湿接缝处于预弯状态时在所述横向湿接缝处浇筑超高性能混凝土，待所述横向湿接缝静养完成后初张斜拉索，利用所述斜拉索对所述横向湿接缝处的超高性能混凝土施加预紧力；
[0016]S5：其余所述主梁节段间的所述横向湿接缝按照与所述N号梁段的间距由远至近依次完成钢筋绑扎、浇筑超高韧性纤维增强水泥基复合材料、养护、浇筑超高性能混凝土的工作。
[0017]本专利技术采用的施工方法利用多个工厂同时预制所述主梁节段的不同组件，缩短了施工工期，且预制的所述主梁节段在工厂内更容易进行标准化作业，其标准化程度高，且厂内预制时可采用数控设备自动施焊，其焊脚尺寸较小，降低对钢桥面板的不利热影响，开孔钢板上的槽口可经冲床通过模具冲压而成，冲压成孔均匀精细，生产便捷，成本较低并有利于控制施工质量；
[0018]通过在工厂内预先浇筑所述正交异性组合顶板上的超高韧性纤维增强水泥基复合材料层，并在工厂内完成超高韧性纤维增强水泥基复合材料层的养护工作，大幅减少了桥梁施工现场的浇筑作业，能够更好的控制超高韧性纤维增强水泥基复合材料层的浇筑质量；
[0019]连接所述主梁节段的所述横向湿接缝在处于预弯状态时进行二次浇筑，并利用所述斜拉索张拉对所述横向湿接缝处的超高性能混凝土施加预紧力，可提高所述横向湿接缝的抗裂性能从而提高不同主梁节段间的压应力储备；
[0020]所述主梁节段利用所述正交异性顶板能有效降低结构自重，同时具备良好的力学性能，超高韧性纤维增强水泥基复合材料层既作为结构层参与主梁体系受力，又作为刚性铺装大幅改善正交异性顶板的抗疲劳性能。
[0021]优选地，所述超高韧性纤维增强水泥基复合材料层的养护方法如下：所述超高韧性纤维增强水泥基复合材料层在浇筑完成后首先静停24h，随后热养护72h，最后进行不少于7天的标准养护完成养护工作。
[0022]优选地，所述横向湿接缝的养护方法如下：所述横向湿接缝在浇筑超高韧性纤维增强水泥基复合材料后首先静停24h，随后热养护72h，最后进行不少于14天的标准养护完成养护工作。
[0023]优选地，所述正交异性顶板由面板、纵向加劲肋及横隔板构成，所述纵向加劲肋采
用闭口U形、倒T形或倒L形。
[0024]优选地，所述剪力连接件沿所述主梁节段的跨度方向以平行阵列的形式布置，所述剪力连接件采用嵌筋槽口肋板构造，所述剪力连接件埋置在超高韧性纤维增强水泥基复合材料强度结构层中，覆盖所述剪力连接件的保护层厚度不小于10mm。
[0025]优选地，所述钢筋网采用横、纵向钢筋焊接而成的网或横纵向钢片焊接而成的网，所述钢筋网预制完成后整体卡入所述剪力连接件，以完成所述钢筋网的定位安装。
[0026]所述剪力连接件对所述钢筋网提供支承，使所述钢筋网定位更便捷与准确，所述钢筋网形心偏于超高韧性纤维增强水泥基复合材料层的顶缘，可提高所述正交异性组合顶板横、纵桥向的弯拉性能。
[0027]优选地，所述主梁节段的长度范围为14m～20m，所述横向湿接缝设置在两个所述主梁节段的所述正交异性顶板相邻横隔板的中间区域，单条所述横向湿接缝与单个所述主梁节段的超高韧性纤维增强水泥基复合材料结构层的面积比不超过10％。
[0028]优选地，所述主梁节段和所述横向湿接缝的超高韧性纤维增强水泥基复合材料结构层厚40mm～100mm。
[0029]优选地，所述正交异性顶板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节段预制复合材料组合板组合梁结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在各个工厂内分别加工主梁节段的底板、腹板、隔板、正交异性顶板和剪力连接件，加工完成后的所述剪力连接件与所述正交异性顶板焊接构成正交异性组合顶板；S2：将加工完成的所述底板、所述腹板和所述正交异性组合顶板运至总拼厂，在总拼厂内按照所述底板、所述腹板和所述正交异性组合顶板的顺序由下至上依次定位组装成所述主梁节段；S3：所述主梁节段在胎架上完成定位，随后根据所述剪力连接件的布置方式铺设钢筋网，使所述钢筋网卡入所述剪力连接件，所述钢筋网铺设完成后在所述正交异性组合顶板上浇筑超高韧性纤维增强水泥基复合材料层，并对所述超高韧性纤维增强水泥基复合材料层进行养护；S4：将完成养护工作的多个所述主梁节段从总拼厂运至施工现场，完成各所述主梁节段的吊装、匹配、打码、焊接和焊缝检测的工作；S4.1：所述主梁节段在吊装过程中的主要步骤：将准备起吊的所述主梁节段设为N号梁段，每四个所述主梁节段为一组并按照与所述N号梁段的间距由近至远依次编号，首先对远离所述N号梁段的三号梁段与四号梁段间的横向湿接缝处进行钢筋绑扎、浇筑超高韧性纤维增强水泥基复合材料和养护工作，随后吊起所述N号梁段，所述横向湿接缝处于预弯状态时在所述横向湿接缝处浇筑超高性能混凝土，待所述横向湿接缝静养完成后初张斜拉索，利用所述斜拉索对所述横向湿接缝处的超高性能混凝土施加预紧力；S5：其余所述主梁节段间的所述横向湿接缝按照与所述N号梁段的间距由远至近依次完成钢筋绑扎、浇筑超高韧性纤维增强水泥基复合材料、养护、浇筑超高性能混凝土的工作。2.根据权利要求1所述的一种节段预制复合材料组合板组合梁结构的施工方法，其特征在于：所述超高韧性纤维增强水泥基复合材料层的养护方法如下：所述超高韧性纤维增强水泥基复合材料层在浇筑完成后首先静停24h，随后热养护72h，最后进行不少于7天的标准养护完成养护工作。3.根据权利要求1所述的一种节段预制复合材料组合板组合梁结构的施工方法，其特征在于：所述横向湿接缝的养护方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹建辉，阳晏，方志，廖原，丁望星，沈峰，唐守峰，谭星宇，张铭，刘朝辉，赵金霞，裴山，魏奇芬，陶辰亮，姚博，胡五洲，刘敬，胡龙泳，覃作伟，江伟，
申请(专利权)人：湖北交投十淅高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：