[實用新型]波形鋼腹板預應力UHPC組合箱梁

有效

• 申請號: 201920722385.0
• 申請日: 2019-05-20
• 公開（公告）號: CN210134320U
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 韋建剛;謝志濤;陳榮;陳鋼;林上順
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E01D2/04
• 分類號: E01D2/04;E01D21/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林捷;蔡學俊

本實用新型公開了一種新型波形鋼腹板預應力UHPC組合箱梁，該新型UHPC組合梁包括華夫式UHPC上頂板、波形鋼腹板、體外預應力筋和華夫式UHPC下底板，其充分利用了UHPC抗壓強度高，波形鋼腹板質輕、抗剪屈服強度高的特點，并且由于UHPC材料具有優越的韌性和延性性能，能與波形鋼腹板變形相協同，從而提高了結構的穩定性、強度及材料的使用效率。同時，由于使用了UHPC材料，能夠進一步減小截面尺寸，降低材料使用量和整體的重量，縮短現場施工工期。而且由于UHPC材料在耐久性能和縮減養護成本方面具有顯著的潛在優勢，具有較重要的經濟效益及社會效益。

技術領域：

本實用新型涉及超高性能混凝土、橋梁工程和鋼-混凝土組合結構領域，具體地說涉及一種波形鋼腹板預應力UHPC組合箱梁。

背景技術：

波形鋼腹板預應力混凝土組合箱梁（簡稱“波形鋼腹板PC組合箱梁”）源于法國，以波形鋼板代替混凝土作為箱梁的腹板，并采用體外預應力技術，以實現主梁的輕型化，增大其跨越能力的一種較為新穎的橋梁上部結構形式，它由混凝土翼板、波形鋼腹板、體外索（即體外預應力筋）等組成。20 世紀80年代，法國相繼修建了Cognac橋、Maupré高架橋、Dole橋、Asterix橋等幾座有代表性的波形鋼腹板PC組合箱梁橋，結構體系均為連續梁橋。此后，這種橋型在日本、挪威、委內瑞拉、德國和韓國等國得到應用，其中以日本應用最多。箱梁截面形式由最初的單箱單室發展到多箱多室，結構體系也由簡支梁橋、連續梁橋發展到剛構橋、部分斜拉橋（即矮塔斜拉橋）、斜拉橋等，目前日本已建的波形鋼腹板PC組合箱梁橋超過200座。波形鋼腹板PC組合箱梁橋在20世紀90年代被介紹到中國，眾多國家或地區科研項目和與具體工程相結合的有關波形鋼腹板PC組合箱梁橋的科研項目相繼展開并取得了較多成果。截止2015 年底，中國已建和在建的波形鋼腹板PC組合箱梁橋總數達到72座。這種組合箱梁在國內外橋梁工程中有著廣闊的應用前景，已表現出強大的生命力。

與傳統的預應力混凝土箱梁（簡稱“PC箱梁”）相比，這種波形鋼腹板PC組合箱梁充分利用了混凝土抗壓，波形鋼腹板質輕、抗剪屈服強度高的優點，且施工性能和美觀方面也具有潛在的優勢，故其一出現就引起世界各國工程師與學者的關注，對其力學性能的研究也隨之展開。中國從21世紀初開始較為深入地研究這種結構，采用仿真計算、試驗驗證、工程應用等多種手段相結合的方式，逐漸摸清了這種結構的抗彎、抗剪、抗扭以及動力等基本力學性能，并促成了這種組合箱梁設計理論體系的初步形成，相關科研成果集中體現在規范《公路波形鋼腹板預應力混凝土箱梁橋設計規范》（DB 41/T 643-2010）和《波形鋼腹板預應力混凝土組合箱梁橋設計與施工規程》（DB 44/T 1393-2014）中，這些都極大地促進了這種結構的工程運用與發展。然而，由于波形鋼腹板在軸向力作用下的變形和混凝土翼板由于徐變和干燥收縮所產生的變形不協同，混凝土板容易開裂尤其是正彎矩區域混凝土板的過早開裂導致結構的適用性降低、強度及材料的使用效率過低使得組合效應和整體抗力無法充分發揮。除此之外，橋面板的局部受力、橋面板的輕量化和耐久性能等問題也都在一定程度上影響其運營周期。

發明內容：

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種波形鋼腹板預應力UHPC組合箱梁，該波形鋼腹板預應力UHPC組合箱梁承載能力高，變形性能好、施工方便，具有較重要的經濟效益及社會效益。

本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：

本實用新型波形鋼腹板預應力UHPC組合箱梁，其特征在于：包括華夫式UHPC上頂板、華夫式UHPC下底板及用于連接華夫式UHPC上頂板、下底板之間且呈對稱分布的兩片波形鋼腹板，所述波形鋼腹板上端與華夫式UHPC上頂板的連接部設有埋入式剪力件，所述波形鋼腹板下端與華夫式UHPC下頂板的連接部設有埋入式剪力件。

進一步的，上述埋入式剪力件包括兩根平行埋設在華夫式UHPC頂板內的條鋼，所述波形鋼腹板的端部通過錨固栓釘固定設在兩條鋼相對的壁面內，所述波形鋼腹板靠近端部的位置穿設有貫通鋼筋。