[發明專利]負彎矩區抗裂的鋼-混凝土組合連續梁橋

有效

• 申請號: 201110314503.2
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN102505624A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 劉沐宇;高宗余;張強;盧志芳;王松;毛玉東
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E01D1/00
• 分類號: E01D1/00;E01D19/00;E01D19/12;C04B28/00;E01D101/24;E01D101/30
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及交通運輸業橋梁工程領域，特別是涉及一種負彎矩區抗裂的鋼-混凝土組合連續梁橋。

背景技術

連續梁橋以其跨越能力強、施工技術成熟、行車舒適、造價低等獨特的優勢，在橋梁工程領域應用前景廣闊。目前，連續梁橋通常采用的橋梁結構型式有：混凝土連續梁橋、鋼結構連續梁橋和鋼-混凝土組合連續梁橋。

混凝土連續梁橋全部采用混凝土材料建設，自重占到70％以上，結構恒載大，造成目前建成的大跨徑混凝土連續梁橋負彎矩區受力復雜，很多大跨徑連續梁橋負彎矩區混凝土難以滿足結構抗裂要求。鋼結構連續梁橋主梁全部采用鋼結構，鋼結構抗裂強度高，自重輕，但結構用鋼量大、橋面鋪裝材料昂貴，導致鋼結構連續梁橋總體造價過高，且鋼橋面鋪裝易發生推移、擁包等常見病害，后期維護困難。鋼-混凝土組合連續梁橋是主梁采用鋼結構、橋面板為混凝土結構、主梁與橋面板之間通過剪力釘連接形成共同受力的新型橋梁結構，綜合了混凝土連續梁橋和鋼結構連續梁橋的結構特點，具有跨越能力大、自重輕、剛度大、造價低、外形美觀、施工便捷等優點，同時避免了鋼橋面橋面鋪裝層容易發生損壞的技術難題，但鋼-混凝土組合連續梁橋橋面板采用普通混凝土材料，其負彎矩區和混凝土連續梁橋一樣，存在抗拉、抗剪能力不足的問題，因此，利用鋼-混凝土組合連續梁橋的結構優勢，研究一種新型的鋼-混凝土組合連續梁橋結構型式，克服負彎矩區抗裂能力低的技術難題，是連續梁橋進一步發展的必然趨勢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種負彎矩區抗裂的鋼-混凝土組合連續梁橋，以便解決鋼-混凝土組合連續梁橋負彎矩區易開裂的技術難題。

本發明解決其技術問題采用以下的技術方案：

本發明提供的是一種負彎矩區抗裂的鋼-混凝土組合連續梁橋，該梁橋的主梁采用鋼結構、橋面板為混凝土結構、主梁與橋面板之間通過剪力釘連接形成。其中，主梁和剪力釘采用優質標準型號鋼材；橋面板采用兩種混凝土材料，其中橋面板負彎矩區的基材采用干表觀密度不小于2400kg/m³的高強有機聚合物纖維混凝土，橋面板其余區域的基材均采用干表觀密度不小于2400kg/m³的高強普通混凝土。?

所述的主梁可以采用Q345、Q235、Q390或Q420標準型號鋼材，主梁采用槽形鋼結構或工字鋼結構型式，主梁的頂板、腹板和底板均設置加勁肋、橫隔板及橫肋板。?

所述的剪力釘直徑為Ф10mm－Ф25mm，長度為40mm－300mm，材質為ML15、ML15AL或SWRCH15A。

所述的高強有機聚合物纖維混凝土由水泥、粉煤灰、礦粉、砂、碎石、水、增韌抗裂材料、減縮增韌劑和化學外加劑經攪拌均勻而成，按kg/m³計，各成分的配比分別為：水泥370－420，粉煤灰40－60，礦粉50－90，砂700－750，碎石1000－1050，水145－155，增韌抗裂材料采用高強有機聚合物纖維，摻量為3－5，減縮增韌劑摻量為水泥用量的0.5%－1.0%，化學外加劑采用高效聚羧酸減水劑為膠凝材料總量的1.2%－1.5%。

所述的礦粉可以采用比表面積＞400m²/kg的礦粉。

所述的增韌抗裂材料，其高強有機聚合物纖維抗拉強度≥530MPa，彈性模量≥7000MPa，伸長率為15±2%。

所述的減縮增韌劑為具有減縮和增韌作用的高分子聚合物，該高分子聚合物可用采用環氧乙烷基聚乙烯醚。

所述的高效聚羧酸減水劑固含量為25±2%，減水率30%。

所述的高強普通混凝土由水泥、砂、碎石、水、礦粉和化學外加劑經攪拌均勻而成，按kg/m³計，各成分的配比分別為：水泥430－460，砂680－740，碎石980－1040，水150－165，礦粉40－80，化學外加劑采用高效聚羧酸減水劑，摻量為膠凝材料總量的1.2%－1.5%。

本發明與現有技術相比具有的優點主要是：

其一.?根據鋼-混凝土組合連續梁橋的受力特點、正負彎矩分布區域、負彎矩區裂縫擴展方式及其開裂機理，而確定了高強有機聚合物纖維混凝土和高強普通混凝土在鋼-混凝土組合連續梁橋橋面板中所占的區域長度，以及預應力鋼筋的布置方式。

其二.?高強有機聚合物纖維混凝土的抗拉強度、抗剪強度高（比高強普通混凝土高20％以上），通過在鋼-混凝土組合連續梁橋負彎矩區橋面板中采用高強有機聚合物纖維混凝土，并在橋面板中優化預應力鋼筋布置，可提高負彎矩區橋面板混凝土的抗裂強度達20%以上。