[發(fā)明專利]一種不同性能混凝土梁的連接構(gòu)造

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310601615.5
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103556565A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵旭東;張哲
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: E01D2/04
• 分類號: E01D2/04;E01D19/00;E01D101/28
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;鄭雋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁領(lǐng)域，特別地，涉及一種不同性能混凝土梁的連接構(gòu)造。

背景技術(shù)

NC（Normal?Concrete,普通混凝土）預(yù)應(yīng)力箱梁橋具有造價較低、施工簡便和維護少等優(yōu)點，已成為跨徑200米以內(nèi)橋梁的主流橋型。但隨著跨徑進一步增加，自重增長很快，恒載占承載力比重可達90%以上。隨著土木工程材料科學(xué)的快速發(fā)展，橋梁工程領(lǐng)域出現(xiàn)了超高性能混凝土，采用輕質(zhì)和高性能的材料來突破恒載比重大的技術(shù)瓶頸已逐漸成為橋梁工程師們的共識，如主跨301米的挪威斯托爾馬橋跨中部分節(jié)段采用了輕質(zhì)混凝土混合梁。UHPC（Ultra?High?Performance?Concrete，超高性能混凝土）是一種高強度、高延性、高耐久性和高環(huán)保性材料，可以減小結(jié)構(gòu)尺寸、減輕結(jié)構(gòu)自重，提高結(jié)構(gòu)抵抗荷載有效性和增大跨越能力。但UHPC材料成本較高，一般適用于用量較少的橋梁。

大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)體系梁橋（連續(xù)梁橋和連續(xù)鋼構(gòu)橋）很多采用節(jié)段懸臂施工方法，墩頂零號塊由于承受較大的彎矩和剪力等作用，構(gòu)造復(fù)雜，一般體積也較大（幾百甚至上千立方米），若采用超高性能混凝土則經(jīng)濟性必然大打折扣。因此，采用UHPC主梁結(jié)合NC墩頂現(xiàn)澆段形成UHPC-NC混合梁是大跨徑預(yù)應(yīng)力連續(xù)體系梁橋一種經(jīng)濟合理的選擇方式。

雖然采用UHPC主梁結(jié)合NC墩頂現(xiàn)澆段的混合梁結(jié)構(gòu)性能優(yōu)異、經(jīng)濟合理，但由于UHPC主梁材料需蒸汽養(yǎng)護工藝，其施工工藝囿于室內(nèi)預(yù)制施工法，然后再將預(yù)制成型的節(jié)段運至現(xiàn)場與NC墩頂現(xiàn)澆段連接，不同澆注方式、不同性能的混凝土的連接問題也很突出。

首先，傳統(tǒng)的混凝土梁節(jié)段間連接型式多采用豎向濕接縫，其施工性能和接縫質(zhì)量對結(jié)構(gòu)性能影響顯著，關(guān)系著橋梁整體性和后期使用性能。現(xiàn)有的混凝土梁節(jié)段間連接結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括NC箱梁節(jié)段1、NC箱梁頂板11、NC箱梁底板12、NC箱梁橫隔板14以及體內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力索6組成，兩段NC箱梁節(jié)段1之間為齒形接縫17。而豎向接縫質(zhì)量很大程度上決定于混凝土表面鑿毛質(zhì)量和接縫附近混凝土密實度，現(xiàn)有施工技術(shù)很難保證施工質(zhì)量。其次，由于豎向接縫的存在，UHPC中亂向分布的鋼纖維在接縫處分布不連續(xù)，導(dǎo)致接縫處應(yīng)力分配的不連續(xù)，降低了預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋整體強度，在使用階段隨材料性能退化接縫處很容易產(chǎn)生開裂和過度下?lián)希斐深A(yù)應(yīng)力損失、承載力下降等。另外，不同性能混凝土的連接構(gòu)造存在接縫處局部應(yīng)力過大、接縫處易產(chǎn)生裂縫，并造成鋼筋銹蝕，主梁滲水等問題，橋梁的耐久性面臨巨大隱患，難以滿足使用要求。

因此，發(fā)明一種能提高局部的抗拉強度和剛度、降低裝配式結(jié)構(gòu)接縫應(yīng)力、有效防止接縫處裂縫產(chǎn)生以及耐久性好的箱式梁橋用連接構(gòu)造具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種能提高局部的抗拉強度和剛度、降低裝配式結(jié)構(gòu)接縫應(yīng)力、有效防止接縫處裂縫產(chǎn)生以及耐久性好的連接構(gòu)造，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種不同性能混凝土梁的連接構(gòu)造，包括體內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力索、體外縱向預(yù)應(yīng)力索以及對接段箱梁；

所述對接段箱梁設(shè)置在NC箱梁節(jié)段與UHPC箱梁節(jié)段之間；

所述對接段箱梁包括對接段箱梁頂板、對接段箱梁底板、對接段箱梁腹板以及對接段箱梁縱向連接鋼筋，所述對接段箱梁頂板的一端與NC箱梁頂板連接，另一端與UHPC箱梁頂板連接；所述對接段箱梁底板的一端與NC箱梁底板連接，另一端與UHPC箱梁底板連接；所述對接段箱梁腹板的一端與NC箱梁腹板連接，另一端與UHPC箱梁腹板連接；所述對接段箱梁縱向連接鋼筋的一端與NC箱梁縱向連接鋼筋連接，另一端與UHPC箱梁縱向連接鋼筋連接；

所述體內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力索直線穿過所述NC箱梁頂板以及對接段箱梁頂板固定于所述UHPC箱梁頂板上；所述體外縱向預(yù)應(yīng)力索包括第一體外縱向預(yù)應(yīng)力索以及第二體外縱向預(yù)應(yīng)力索，所述第一體外縱向預(yù)應(yīng)力索直線穿過所述NC箱梁頂板、對接段箱梁頂板以及UHPC箱梁頂板下緣固定在所述UHPC箱梁節(jié)段的錨固塊上；所述第二體外縱向預(yù)應(yīng)力索直線穿過NC箱梁橫隔板以及對接段箱梁通過所述錨固塊固定在UHPC箱梁節(jié)段橫隔板上。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述UHPC箱梁節(jié)段是由超高性能混凝土箱梁懸臂拼裝組成，所述超高性能混凝土為活性粉末混凝土、超高性能纖維增強混凝土、注漿纖維混凝土、密實配筋復(fù)合材料或工程膠凝復(fù)合材料。