[發(fā)明專利]基于折形鋼板閉口肋的鋼-超高性能混凝土組合梁的預(yù)制施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710859516.5
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107447676B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙秋;杜陽
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00;B28B7/22;B28B11/24;B28B23/02
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及組合梁技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于折形鋼板閉口肋的鋼?超高性能混凝土組合梁的預(yù)制施工方法，包括以下步驟：（1）加工、制造與安裝鋼主梁；（2）折形鋼板加工；（3）澆筑超高性能混凝土橋面板；（4）超高性能混凝土養(yǎng)護，在高溫養(yǎng)護前，當(dāng)超高性能混凝土達到拆模強度后，抽出氣囊或泡沫板；（5）安裝組合橋面板；（6）組合橋面板橫縫連接；（7）施工護欄或防撞墻；（8）施工橋面鋪裝。該預(yù)制施工方法形成的組合梁能有效減小疲勞敏感部位的應(yīng)力集中程度，改善正交異性鋼橋面板的疲勞性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及組合梁技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于折形鋼板閉口肋的鋼-超高性能混凝土組合梁的預(yù)制施工方法。

背景技術(shù)

正交異性鋼橋面板具有自重輕、強度高、施工快、造型優(yōu)美等特點，受到了國內(nèi)外橋梁設(shè)計者的青睞，歐洲、北美、亞洲等許多國家的大跨徑橋梁基本上都采用正交異性鋼橋面板。然而由于正交異性鋼橋面板構(gòu)造的復(fù)雜性、各種焊接所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、結(jié)構(gòu)本身的初始缺陷、車輛荷載的反復(fù)作用以及施工質(zhì)量等因素的影響，使得正交異性鋼橋面板易于發(fā)生疲勞損傷。而橋面鋪裝層厚度薄、剛度小，使得正交異性鋼橋面板近似直接承受車輪荷載，顯著增加了橋面頂板承受的應(yīng)力幅。疲勞開裂主要出現(xiàn)在焊縫和幾何不連續(xù)等應(yīng)力集中部位，因而減少結(jié)構(gòu)焊縫數(shù)量和幾何不連續(xù)部位，同時增大橋面板剛度，能有效減小疲勞敏感部位的應(yīng)力集中程度，改善正交異性鋼橋面板的疲勞性能。

在現(xiàn)有技術(shù)中，受多層及高層建筑鋼-混凝土組合樓板研究與應(yīng)用的啟發(fā)，一些學(xué)者嘗試著將組合板應(yīng)用于橋面板來提高橋面剛度，降低輪載作用下構(gòu)造細節(jié)的應(yīng)力幅。為了兼顧自重，滿足不斷增長的跨徑需求，同時進一步地提高正交異性橋面板的疲勞性能，一些學(xué)者嘗試用輕質(zhì)混凝土、鋼纖維混凝土、高性能混凝土來代替普通混凝土。但在車輛荷載作用下，位于加勁肋、橫隔板和縱隔板處的橋面板由于支承作用會形成負彎矩區(qū)，使得這些材料自身的抗拉強度仍然不能滿足要求，在工程實踐中仍出現(xiàn)橋面鋪裝開裂現(xiàn)象。

超高性能混凝土（UHPC）是一種高強度、高模量、高延性的超高性能纖維增強水泥復(fù)合材料，又稱為活性粉末混凝土（RPC），是由水泥、砂、活性摻和料、鋼纖維、高效減水劑以及水按最大密實度理論配置而成，使得材料內(nèi)部的缺陷減至最少。相比普通混凝土，UHPC孔隙率幾乎為零，抗?jié)B系數(shù)高，有著優(yōu)異的超高的力學(xué)性能。通常UHPC抗壓強度不低于120MPa、軸拉強度不低于8MPa，并可通過在UHPC中摻入一定體積含量的鋼纖維和密集配筋進一步增強抗拉能力，彎拉強度可達到20~40MPa，甚至更高。采用UHPC材料構(gòu)建組合橋面板可以有效地減輕結(jié)構(gòu)的自重，并具有優(yōu)異的耐久性、高韌性、耐高溫性、耐火性，符合綠色環(huán)保的發(fā)展理念。因而，有望通過具有綜合性發(fā)展優(yōu)勢的UHPC組合橋面板解決現(xiàn)有的橋面系問題。

當(dāng)前的研究表明，在鋼橋面板上加鋪超高性能混凝土或?qū)⒔M合橋面板中的普通混凝土替換為超高性能混凝土，雖然能夠增大橋面板剛度，降低鋼橋面板的疲勞應(yīng)力幅，但該組合結(jié)構(gòu)所具有的強度和剛度還不足以取締加勁肋的加勁作用。因此，較多的鋼-UHPC組合橋面板相當(dāng)于在原有的正交異性鋼橋面板上增加了一層UHPC層，進一步增大了鋼橋的工程造價。同時，頂板與縱向加勁肋、縱向加勁肋和橫肋等焊縫較多的部位，仍會有疲勞風(fēng)險。為此，減少組合橋面板的用鋼量和減小焊接工程量，從根源上消除連接焊縫的疲勞開裂問題，進而降低工程造價及維護成本，成為了大、中跨徑鋼箱梁橋發(fā)展中一個重要的方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于折形鋼板閉口肋的鋼-超高性能混凝土組合梁的預(yù)制施工方法，該預(yù)制施工方法形成的組合梁能有效減小疲勞敏感部位的應(yīng)力集中程度，改善正交異性鋼橋面板的疲勞性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：一種鋼肋板式橋面的鋼-超高性能混凝土組合梁的預(yù)制施工方法，包括以下步驟：

（1）加工、制造與安裝鋼主梁：在橋梁下部結(jié)構(gòu)建造過程中，同時進行鋼主梁的加工與制造，下部結(jié)構(gòu)建造與鋼主梁加工完成之后，采用吊裝、頂推或拖拉等方法進行鋼主梁架設(shè)；

（2）折形鋼板加工：按設(shè)計尺寸加工折形鋼板，并在折形鋼板上緣焊接剪力連接件；