橋面板縱向彈性不等的組合結構橋梁及其施工方法與流程

本發明涉及橋梁工程技術領域，應用于連續組合梁橋或組合剛構橋的新型橋梁結構形式，具體是一種橋面板縱向彈性不等的組合結構橋梁及其施工方法。

背景技術：

當橋梁跨度較大時，采用連續梁橋或剛構橋方案可顯著降低豎向荷載作用下的彎矩峰值，減小橋梁的材料用量，提高綜合經濟性。對于連續組合梁橋或組合剛構橋，中間支座或墩柱處的組合梁處于負彎矩區，上部混凝土橋面板處于受拉狀態，因而存在較高的開裂風險。而混凝土板開裂后的組合梁不僅剛度降低，且長期使用性能和耐久性問題也十分突出。為改善連續組合梁橋或組合剛構橋負彎矩區混凝土板的抗裂性能，目前在設計和施工中已開發出多種負彎矩區抗裂措施，如調整橋面混凝土板的澆筑順序、施加縱向預應力、采用抗拔不抗剪連接件等。

彈性混凝土是一種把橡膠微粒作為水泥混凝土的組成材料配制而成的新型混凝土，具有抗裂性能好、變形能力大、韌性高的特點，同時具有較高的強度、較低的彈性模量、較好的耐候性。在負彎矩區鋪設彈性混凝土，可有效提高橋梁負彎矩區混凝土橋面板的抗裂性能，改善負彎矩區橋面系的受力性能，提高橋梁整體剛度及其長期使用性能和耐久性能，從而可以充分發揮鋼與混凝土之間的組合優勢。

技術實現要素：

本發明為了解決現有技術的問題，提供一種受力合理、抗裂性能好、耐久性高、施工方便的橋面板縱向彈性不等的組合結構橋梁體系，通過綜合利用鋼、普通混凝土和彈性混凝土的各自特點，從而獲得理想的受力性能、施工性能和綜合經濟指標。

本發明的一種橋面板縱向彈性不等的組合結構橋梁，包括混凝土橋面板和鋼梁,鋼梁包括上翼緣、腹板和底板,所述的混凝土橋面板中,負彎矩區為彈性混凝土橋面板，正彎矩區為普通混凝土橋面板。

其中，鋼梁為工字鋼截面主梁或箱型截面主梁，鋼梁上翼緣上焊接有抗剪連接件。

所述的負彎矩區彈性混凝土橋面板和/或正彎矩區普通混凝土橋面板內布設有鋼筋。

本發明還提供了一種橋面板縱向彈性不等的組合結構橋梁的其施工方法，包括以下步驟：

1）安裝橋面鋼結構；

2)在鋼梁上翼緣上焊接抗剪連接件；

3)在橋面負彎矩區澆筑彈性混凝土；

4)在橋面正彎矩區澆筑普通混凝土。

在步驟3）澆筑彈性混凝土前和/或步驟4）澆筑普通混凝土前，配置受力鋼筋和構造鋼筋。

本發明有益效果在于：

1、在橋面負彎矩區鋪設彈性混凝土，可有效提高負彎矩區橋面板在各種荷載工況作用下的抗裂性能，解決困擾組合結構橋梁體系發展的負彎矩區抗裂設計難題，改善橋梁結構的長期使用性能和耐久性能；

2、可充分發揮負彎矩區混凝土板和鋼梁之間的組合作用，利用抗剪連接件將鋼梁和混凝土板連接形成整體，有效提高橋面系的強度和剛度，降低橋面系的用鋼量；

3、僅在負彎矩區段局部采用彈性混凝土，總體造價較低，經濟性能較好。

附圖說明

圖1為鋼-混凝土連續梁橋中組合梁不同區域采用不同類型混凝土的示意圖。

圖2為鋼-混凝土剛構橋中組合梁不同區域采用不同類型混凝土的示意圖。

圖3為負彎矩區采用抗剪連接件連接鋼梁和彈性混凝土的橫斷面圖。

圖4為正彎矩區采用抗剪連接件連接鋼梁和普通混凝土的橫斷面圖。

圖中標記為，1.彈性混凝土橋面板；2.普通混凝土橋面板；3.上翼緣；4.腹板；5.底板；6.栓釘；7.受力鋼筋和構造鋼筋。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

以下結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步描述。

本發明所提供的橋面板縱向彈性不等的組合結構橋梁，包括彈性混凝土橋面板1、普通混凝土橋面板2和鋼梁（由上翼緣3、腹板4和底板5組成），如圖1和圖2所示。

為保證鋼梁與混凝土板形成組合作用，可在鋼梁上翼緣3上方焊接具有抗剪及抗拔作用的連接件，連接件可采用栓釘6，如圖3所示。

還可根據工程需要，在彈性混凝土1和普通混凝土2內配置一定數量的受力鋼筋和構造鋼筋7，如圖3和圖4所示。

本發明的施工工序為：

(1)安裝橋面鋼結構（可采用工字鋼截面主梁或箱型截面主梁）；

(2)在鋼梁上翼緣上焊接抗剪連接件；

(3)在橋面負彎矩區澆筑彈性混凝土；

(4)在橋面正彎矩區澆筑普通混凝土。

根據工程需要，還可在橋面負彎矩區澆筑彈性混凝土和/或在橋面正彎矩區澆筑普通混凝土前，鋪設受力鋼筋和構造鋼筋7。

本發明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍。

技術特征：

技術總結
本發明提供了一種橋面板縱向彈性不等的組合結構橋梁及其施工方法，屬于一種應用于連續組合梁橋或組合剛構橋中的新型橋梁結構體系。本發明由彈性混凝土、普通混凝土和鋼梁構成，本發明通過抗剪連接件和上部混凝土板連接形成整體共同工作，從而提高橋梁的強度和剛度，降低橋梁整體用鋼量。本發明綜合了普通組合橋面系和彈性混凝土的各自優勢，具有強度剛度大、抗裂性能好、耐久性好且易于施工等優點，在連續梁橋和剛構橋等存在負彎矩區的組合結構橋梁中具有廣闊的應用前景。

技術研發人員：陳娟;聶鑫;楊悅
受保護的技術使用者：南京航空航天大學;清華大學
技術研發日：2017.02.24
技術公布日：2017.07.18