鋼?超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造的制作方法

本實用新型涉及一種橋梁構件及其施工，尤其涉及一種鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造。

背景技術：

鋼-UHPC(Ultra-High Performance Concrete，超高性能混凝土)輕型組合梁自重輕、強度高、運輸和施工方便快捷、可快速架設，具有廣泛的應用前景。相對于傳統的鋼-混組合梁，鋼-UHPC輕型組合梁具有明顯的經濟技術優勢。但是，與普通的鋼-混組合梁相似，鋼-UHPC輕型組合梁結構由簡支變為連續時中支點附近負彎矩區上部混凝土橋面板受拉，下部鋼梁受壓，受力較為不利。雖然，超高性能混凝土相較于傳統混凝土具有較高的抗拉強度，但若負彎矩區拉應力控制不當，超高性能混凝土仍有開裂的風險。

由于鋼-UHPC輕型組合梁具有工廠整體預制、取消設置預應力等特點，現常見的解決鋼-混組合連續梁橋負彎矩區混凝土開裂的方法不宜使用。因此，需要尋求一種鋼-UHPC輕型組合梁簡支變連續的新結構，以提高負彎矩區UHPC橋面板耐久性，延長鋼-UHPC輕型組合連續梁橋的使用壽命。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種新型的鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造，該結構構造連續橋梁的負彎矩區的受力情況得到改善，負彎矩區的混凝土不易開裂，連續橋梁的耐久性更好，使用壽命更長。

為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為：

一種鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造，包括相對設置的兩跨鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁和連接所述兩跨鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁的現澆超高性能混凝土連接部，所述鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁包括橫隔梁、橋面板和雙工字鋼梁，所述橫隔梁設于雙工字鋼梁之間，所述橋面板設于雙工字鋼梁的上方，所述雙工字鋼梁包括腹板、工字鋼上翼緣和工字鋼下翼緣，所述工字鋼上翼緣的長度短于腹板和工字鋼下翼緣的長度，該雙工字鋼梁上設有端隔板，所述端隔板焊接在腹板和工字鋼下翼緣上并且與工字鋼上翼緣的端部焊接，腹板和工字鋼下翼緣從端隔板的內側伸出，所述橫隔梁置于腹板和工字鋼下翼緣從端隔板的內側伸出的部分，所述橫隔梁的寬度小于腹板從端隔板的內側伸出的部分的長度，所述現澆超高性能混凝土連接部部分包裹所述腹板。在雙工字鋼梁之間設置橫隔梁可為該簡支變連續結構構造提供初始剛度，連接雙工字鋼梁使之成為一個整體；采用長度不相同的工字鋼上翼緣和工字鋼下翼緣，為現場澆筑超高性能混凝土連接部提供方便；在腹板上設置端隔板，不僅能起到加勁作用同時還可以與工字鋼下翼緣從端隔板的內側伸出的部分一起在現澆超高性能混凝土連接部時作為一側的模板使用；采用超高性能混凝土連接部包裹腹板不僅可有效增強該結構構造的整體性，而且能夠充分發揮超高性能混凝土優異的抗壓性能及鋼材的抗拉性能。

上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造，優選的，所述腹板從端隔板的內側伸出的部分的兩側、所述工字鋼下翼緣從端隔板的內側伸出的部分的上表面、所述端隔板的外側以及所述工字鋼上翼緣的上表面均焊接有栓釘。在上述位置焊接栓釘可使超高性能混凝土與鋼板之間結合更加緊密，避免發生脫層滑移現象。

上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造，優選的，焊接于腹板上的栓釘、焊接于工字鋼下翼緣上的栓釘以及焊接于端隔板上的栓釘均呈交錯布置；栓釘的高度為0.08m-0.12m，相鄰的栓釘之間間隔0.15m-0.30m。栓釘之間采用交錯布置，并且優選采用上述栓釘高度和栓釘間隔更加有利于超高性能混凝土與鋼板之間的緊密結合。

上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造，優選的，所述橋面板內預埋設置有橋面板縱筋，所述橋面板縱筋從橋面板的端部伸出，橋面板縱筋從橋面板的端部伸出的部分綁扎有連接鋼筋，所述工字鋼下翼緣的上表面焊接有連接鋼筋，所述現澆超高性能混凝土連接部包覆所述連接鋼筋以及橋面板縱筋從橋面板的端部伸出的部分。在橋面板縱筋從橋面板的端部伸出的部分以及在工字鋼下翼緣的上表面設置連接鋼筋可有效提高現澆超高性能混凝土連接部的抗彎拉性能。

上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造，優選的，所述腹板從端隔板的內側伸出的部分開有通孔，所述通孔內穿設有穿孔鋼筋，所述端隔板的外側焊接有縱向鋼筋，所述縱向鋼筋與所述穿孔鋼筋縱橫搭接。

上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造，優選的，所述端隔板為鋼質薄型板件，端隔板的厚度為0.01-0.02m，端隔板的高度與所述腹板的高度相等。

上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造，優選的，所述鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁由所述橫隔梁、橋面板和雙工字鋼梁共同預制形成。橫隔梁、橋面板和雙工字鋼梁共同預制形成的結構具有較好的整體性，而且減少了在施工現場進行的程序，使得構件的制造質量得到保證，進而為該簡支變連續結構構造的受力性能提供保證。

上述的鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造，優選的，所述橫隔梁的寬度為0.25-0.3m，橫隔梁由超高性能混凝土澆筑形成，橫隔梁和現澆超高性能混凝土連接部所用的超高性能混凝土均為彎曲抗拉強度大于20MPa、抗壓強度大于120MPa的超高性能混凝土。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：

(1)采用長度不相同的工字鋼上翼緣的工字鋼下翼緣、在腹板上設置端隔板、采用超高性能混凝土連接部包裹腹板并且在雙工字鋼梁之間設置橫隔梁，不僅可為現場澆筑超高性能混凝土連接部提供方便，而且可以提高該連續橋結構構造的整體性，充分發揮超高性能混凝土優異的抗壓性能及鋼材的抗拉性能，進而改善該連續橋結構構造負彎矩區的受力情況，延長該連續橋結構構造的使用壽命。

(2)在腹板從端隔板的內側伸出的部分的兩側、工字鋼下翼緣從端隔板的內側伸出的部分的上表面、端隔板的外側以及工字鋼上翼緣的上表面均焊接栓釘，提高了超高性能混凝土與鋼板之間結合的緊密性，避免發生脫層滑移現象，進一步延長了該連續橋結構構造的使用壽命。

(3)在橋面板縱筋從橋面板的端部伸出的部分綁扎連接鋼筋，在工字鋼下翼緣的上表面焊接有連接鋼筋，并且將現澆超高性能混凝土連接部包覆上述連接鋼筋以及橋面板縱筋從橋面板的端部伸出的部分，有效地提高了現澆超高性能混凝土連接部的抗彎拉性能，改善了該連續橋結構構造負彎矩區的受力情況，延長了連續橋結構構造的使用壽命。

(4)本實用新型將橫隔梁、橋面板和雙工字鋼梁共同預制形成，使得簡支梁具有較好的整體性，減少了在施工現場進行的程序，保證了構件的制造質量。

(5)該鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造可采用現有預制混凝土梁的施工設備和施工工藝，無需增加新的設備投入，也無需對施工人員進行新的技能培訓，施工方法簡便、快捷。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造的內部栓釘布置三維圖。

圖2為本實用新型鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造中簡支梁的三維示意圖。

圖3為本實用新型鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造的三維示意圖。

圖4為本實用新型鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造的結構立面圖。

圖5為圖4中A-A處的剖視結構示意圖。

圖6為圖4中B-B處的剖視結構示意圖。

圖7為本實用新型鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造的內部栓釘布置立面圖。

圖8為本實用新型鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造的混凝土結構平面圖。

圖例說明：

1、腹板；2、工字鋼上翼緣；3、工字鋼下翼緣；4、端隔板；5、栓釘；6、通孔；7、連接鋼筋；8、橋面板縱筋；9、橫隔梁；10、現澆超高性能混凝土連接部；11、橋面板；12、縱向鋼筋；13、穿孔鋼筋。

具體實施方式

為了便于理解本實用新型，下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本實用新型作更全面、細致地描述，但本實用新型的保護范圍并不限于以下具體的實施例。

需要特別說明的是，當某一元件被描述為“固定于、固接于、連接于或連通于”另一元件上時，它可以是直接固定、固接、連接或連通在另一元件上，也可以是通過其他中間連接件間接固定、固接、連接或連通在另一元件上。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業術語與本領域技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業術語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本實用新型的保護范圍。

除非另有特別說明，本實用新型中用到的各種原材料、試劑、儀器和設備等均可通過市場購買得到或者可通過現有方法制備得到。

實施例

一種本實用新型的鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造的實施例，該鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造主要應用于將鋼-超高性能混凝土輕型組合梁橋由簡支體系變為連續體系的建造施工過程。該結構構造的結構圖如圖1-圖8所示，由圖1-圖8可見，該鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造主要包括相對設置的兩跨鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁和連接兩跨鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁的現澆超高性能混凝土連接部10。其中，鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁包括橫隔梁9、橋面板11以及雙工字鋼梁。該橫隔梁9設于雙工字鋼梁之間，橋面板11設于雙工字鋼梁的上方，該鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁是由橫隔梁9、橋面板11和雙工字鋼梁共同預制而成的，使得該簡支梁結構具有較好的整體性，并且減少了施工現場的工序，保證了構件的制造質量和簡支變連續結構構造的受力性能。該雙工字鋼梁包括腹板1、工字鋼上翼緣2和工字鋼下翼緣3，工字鋼上翼緣2和工字鋼下翼緣3均焊接在腹板1上。其中，腹板1的厚度優選為0.016m，高度優選為1.02m；工字鋼上翼緣2的厚度優選為0.016m，寬度優選為0.40m；工字鋼下翼緣3的厚度優選為0.032m，寬度優選為0.50m。工字鋼上翼緣2的長度短于腹板1和工字鋼下翼緣3的長度，在雙工字鋼梁的端部形成一段沒有工字鋼上翼緣2的區域，為現場澆筑現澆超高性能混凝土連接部10提供方便。該雙工字鋼梁的端部設有端隔板4，該端隔板4焊接在腹板1和工字鋼下翼緣3上并且與工字鋼上翼緣2的端部焊接，腹板1和工字鋼下翼緣3從端隔板4的內側伸出，橫隔梁9置于腹板1和工字鋼下翼緣3從端隔板4的內側伸出的部分，為該簡支變連續結構構造提供初始剛度，連接雙工字鋼梁使之成為一個整體。橫隔梁9的寬度小于腹板1從端隔板4的內側伸出的部分的長度，現澆超高性能混凝土連接部10部分包裹該腹板1，增強該連續橋梁結構構造的整體性，并使得高性能混凝土優異的抗壓性能及鋼材的抗拉性能得到充分發揮。

如圖3所示，本實施例中，腹板1從端隔板4的內側伸出的部分的兩側、工字鋼下翼緣3從端隔板4的內側伸出的部分的上表面、端隔板4的外側以及工字鋼上翼緣2的上表面上均焊接有栓釘5，使超高性能混凝土與鋼板之間結合更加緊密，避免發生脫層滑移現象。其中，焊接于腹板1上的栓釘5與焊接于工字鋼下翼緣3上的栓釘5以及焊接于端隔板4上的栓釘5均呈交錯布置。栓釘5的高度為0.08-0.12m，優選為0.08m，相鄰的栓釘5之間間隔0.15-0.30m，優選為0.15m。通過在上述位置焊接栓釘5，使得負彎矩區的混凝土不易開裂，提高了連續梁橋的耐久性，延長了連續梁橋的使用壽命。

本實施例中，橋面板11內預埋設置有橋面板縱筋8，該橋面板縱筋8從橋面板11的端部伸出，橋面板縱筋8從橋面板11的端部伸出的部分綁扎有連接鋼筋7，工字鋼下翼緣3的上表面也焊接有連接鋼筋7，腹板1從端隔板4的內側伸出的部分開有通孔6，該通孔6內穿設有穿孔鋼筋13，端隔板4的外側焊接有縱向鋼筋12，該縱向鋼筋12與穿孔鋼筋13縱橫搭接，縱向鋼筋12從橫隔梁9的一側伸出，現澆超高性能混凝土連接部10包覆上述連接鋼筋7、橋面板縱筋8從橋面板11的端部伸出的部分以及縱向鋼筋12從橫隔梁9的一側伸出的部分，有效提高了現澆超高性能混凝土連接部10的抗彎拉性能，更進一步地提高了連續橋梁結構的耐久性，延長了連續橋梁的使用壽命。通孔6的直徑可根據所穿設的穿孔鋼筋13的尺寸來決定，其優選直徑為0.02m，通孔6與腹板1上的栓釘5呈交錯布置。端隔板4為鋼質薄型板件，端隔板4的厚度為0.01-0.02m，優選為0.02m，其高度與腹板1的高度相等。橫隔梁9的高度與腹板1的高度相等，橫隔梁9的寬度為0.25-0.3m，優選為0.25m；橫隔梁9由超高性能混凝土澆筑形成，橫隔梁9和現澆超高性能混凝土連接部10所用的超高性能混凝土均為彎曲抗拉強度大于20MPa，抗壓強度大于120MPa的超高性能混凝土。

該鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造的施工方法包括以下步驟：

S1、在工廠預制鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁，其具體過程如下：

S1.1、在工廠焊接腹板1、工字鋼上翼緣2、工字鋼下翼緣3和端隔板4，使得腹板1和工字鋼下翼緣3從端隔板4的內側伸出，形成雙工字鋼梁；

S1.2、在上述腹板1從端隔板4的內側伸出的部分的兩側、工字鋼下翼緣3從端隔板4的內側伸出的部分的上表面、端隔板4的外側以及工字鋼上翼緣2的上表面均焊接栓釘5，在腹板1從端隔板4的內側伸出的部分開設通孔6；

S1.3、在上述通孔6內穿設穿孔鋼筋13，然后在端隔板4的外側焊接縱向鋼筋12，將該縱向鋼筋12與穿孔鋼筋13縱橫搭接；

S1.4、在端隔板4的外側以及雙工字鋼梁的上方共同澆筑橫隔梁9和橋面板11，即得鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁；

S2、在施工現場架設相對設置的由步驟S1得到的預制鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁，兩個相對設置的預制鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁之間留有空隙；

S3、在從所述預制鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁的橋面板11伸出的橋面板縱筋8上綁扎連接鋼筋7，在工字鋼下翼緣3從端隔板4的內側伸出的部分上表面上焊接連接鋼筋7，然后在相對設置的預制鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁的空隙處現場澆筑超高性能混凝土，形成現澆超高性能混凝土連接部10；

S4、對現澆超高性能混凝土連接部10進行養護，使相對設置的預制鋼-超高性能混凝土輕型組合簡支梁變為連續結構；

S5、待現澆超高性能混凝土連接部10達到設計強度后，進行附屬工程及橋面鋪裝的施工，即完成該鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造的施工。

該鋼-超高性能混凝土輕型組合梁簡支變連續結構構造可采用現有預制混凝土梁的施工設備和施工工藝，無需增加新的設備投入，也無需對施工人員進行新的技能培訓，施工方法簡便、快捷，對于保證工期、提高施工效率具有重要意義。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。