[發明專利]一種用于斜拉橋的鋼-UHPC組合梁及施工方法

在審

• 申請號: 201810643256.2
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108867319A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 賀耀北;方博夫;萬先哲;向建軍;劉榕;李文武;劉婷婷
• 申請（專利權）人: 湖南省交通規劃勘察設計院有限公司
• 主分類號: E01D11/04
• 分類號: E01D11/04;E01D21/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 徐好

一種用于斜拉橋的鋼?UHPC組合梁，包括兩根平行布置的主縱梁、兩根以上與主縱梁相連的橫梁、以及兩塊以上UHPC預制板，各橫梁沿縱向均勻布置于兩根主縱梁之間，相鄰兩根橫梁中部通過中間縱梁相連，主縱梁、中間縱梁以及相鄰兩根橫梁配合形成鋼梁格，預制板搭設于鋼梁格上，主縱梁和中間縱梁上設有縱向的UHPC現澆帶，橫梁上設有橫向的UHPC現澆帶，各現澆帶內均設有現澆帶鋼筋和剪力件，預制板內設有預制板鋼筋，預制板鋼筋兩端伸出至預制板外并與對應的現澆帶鋼筋相連，剪力件與對應的鋼梁相連。一種上述組合梁的施工方法，包括鋼構件和預制板加工等步驟。本發明性能好、造價低、施工條件適應性強、有利于斜拉橋向著更大跨徑發展。

技術領域

本發明涉及橋梁工程技術領域，尤其涉及一種用于斜拉橋的鋼-UHPC組合梁及施工方法。

背景技術

斜拉橋是一種索支承體系橋梁，即在索塔上用若干斜向拉索支承起主梁以跨越較大的河谷等障礙。拉索對主梁起到多點彈性支承作用，使梁內彎矩和梁體尺寸大大減小，跨越能力顯著增大。斜拉橋的抗風穩定性優于懸索橋，景觀效果較好，施工工藝成熟，造價經濟，對于300～1000m的跨徑均有很好的適用性，是大跨度橋梁采用的最主要橋型。

斜拉橋主梁不僅需要承擔因自重、汽車以及附屬設施等橋面荷載產生的彎矩和剪力，同時還要承擔斜拉索水平分力引起的軸向壓力。目前應用較多的斜拉橋主梁形式有混凝土梁、鋼梁、鋼-混組合梁以及鋼-混混合梁(中跨鋼梁、邊跨混凝土梁)。混凝土主梁自重較大，在自身收縮徐變及外部荷載的作用下，運營期間容易產生開裂等病害，通常情況下只適用于跨徑較小的斜拉橋(400m以下)。鋼梁自重較輕，適用于較大跨徑的斜拉橋(600m以上)，但其造價往往較昂貴，并且常用的正交異性板鋼橋面在車輪荷載作用下極易出現橋面疲勞開裂和橋面鋪裝破損的病害，難以根除。鋼-混組合梁兼顧鋼材抗拉、混凝土抗壓的特點，既避免了混凝土梁自重過大導致斜拉索、索塔及其基礎造價過高的問題，同時也避免了純鋼結構主梁造價過高、橋面易疲勞破壞的問題，其優越的技術經濟性能非常適用于跨徑400～600m的斜拉橋。但是，傳統的鋼-混組合梁的橋面板通常采用C60混凝土，橋面板厚一般較大(26～30cm)，使得鋼-混組合梁與鋼梁相比自重仍較大，由此引起斜拉索規格、索塔尺寸加大，降低了其經濟性，限制了其應用于更大跨度斜拉橋的可能性。

隨著橋梁技術的發展，UHPC(Ultra-High Performance Concrete，超高性能混凝土)材料成為可能的選擇。UHPC抗拉、抗壓強度高，抗裂性能好，作為橋面板材料不僅可有效改善橋面板的受力性能和耐久性，而且還可大大減小橋面板的厚度從而顯著減輕組合梁自重，使得組合梁斜拉橋能夠向著更大跨徑(600m以上)發展。扁平箱形鋼-UHPC組合梁必須整體吊裝施工，不利于在山區及其他施工條件較差的環境下應用。此外，UHPC材料濕接縫的力學性能是影響其應用的關鍵因素，傳統的矩形縫力學性能和抗裂性能無法滿足要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種性能好、造價低、施工條件適應性強、有利于斜拉橋向著更大跨徑發展的鋼-UHPC組合梁及施工方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種用于斜拉橋的鋼-UHPC組合梁，包括兩根平行布置的主縱梁、兩根以上與主縱梁相連的橫梁、以及兩塊以上UHPC預制板，各所述橫梁沿縱向均勻布置于兩根所述主縱梁之間，相鄰兩根所述橫梁中部通過中間縱梁相連，所述主縱梁、中間縱梁以及相鄰兩根橫梁配合形成鋼梁格，各所述預制板一一對應地搭設于各所述鋼梁格上，所述主縱梁上設有UHPC主縱向現澆帶，所述中間縱梁上設有UHPC中間縱向現澆帶，所述橫梁上設有UHPC橫向現澆帶，所述主縱向現澆帶、中間縱向現澆帶以及橫向現澆帶內均設有現澆帶鋼筋和剪力件，所述預制板內設有沿縱向和橫向布置的預制板鋼筋，各所述預制板鋼筋兩端伸出至所述預制板外并與對應的現澆帶鋼筋相連，所述主縱向現澆帶內的剪力件與所述主縱梁相連，所述中間縱向現澆帶內的剪力件與所述中間縱梁相連，所述橫向現澆帶內的剪力件與所述橫梁相連。