[發明專利]一種采用UHPC濕接縫連接的空腹式拱橋體系及施工方法

在審

• 申請號: 202110156098.X
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112796198A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 周敉;吳雨航;宋建偉;馬雷;江坤;高邁
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E01D4/00
• 分類號: E01D4/00;E01D19/00;E01D21/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

一種采用UHPC濕接縫連接的空腹式拱橋體系及施工方法，該體系包括設置在地基土上的混凝土基礎、橋臺、拱座、設置在拱座上的預制拼裝式肋拱，由蓋梁、預制立柱和底梁組成的腹孔墩、橋道板；所述的預制拼裝肋拱分三段預制，各預制節段間通過UHPC濕接縫連接；主拱圈采用纜索吊裝方式進行施工，之后在主拱圈上對拱上建筑進行施工；本發明將UHPC濕接縫應用于預制拱圈節段間連接，充分發揮UHPC的優越性能，能夠有效減少接縫處預留鋼筋的搭接長度，增強各拱圈節段與濕接縫段的粘結強度，保證構件正常工作狀態和極端荷載作用下的各項性能；采用預制裝配式施工，能極大提高施工效率，縮短施工周期。

技術領域

本發明涉及一種拱橋技術領域，特別涉及一種采用UHPC濕接縫連接的空腹式拱橋體系及施工方法。

背景技術

拱橋為我國公路橋梁的主要結構形式之一，其中鋼筋混凝土拱橋充分利用了混凝土與鋼材的受力優勢，有效的提高了拱橋的經濟性能、擴大了拱橋的使用范圍，在國內山區跨溝谷橋梁中應用較為廣泛，然而由于主拱圈在合攏前不能受力，大部分主拱圈施工采用搭設支架現場澆筑或砌筑的方式進行，施工過程較為繁瑣，常需要地基處理、支架搭設和支架預壓等過程，在地質條件較差的地區對于地基處理較麻煩，且在落架時容易發生事故，且在需要跨越峽谷、河流等地區時無法搭設支架，使鋼筋混凝土拱橋的使用范圍受限，與梁橋施工相比，機械化程度低，粉塵和噪聲污染嚴重，裝配化施工發展進度落后，施工方式技術革新緩慢，不利于橋梁工業化、裝配化的發展。

隨著國民經濟的持續快速發展，工程建設中節能環保要求的提高，勞動力成本的不斷增長，我國在混凝土裝配化施工技術方面的研究與應用逐漸升溫，推進橋梁裝配化施工已是大勢所趨。橋梁裝配化施工能夠為建筑產業節約資源、減少污染、改善工人作業條件、減輕工人勞動強度，這也符合新型工業化、信息化和綠色化要求，是我國經濟發展的內在需求。因此尋找一種施工快捷、承載力強并且適用范圍廣的預制拼裝拱橋結構成為工程技術人員的重要任務。

發明內容

為響應橋梁工程建設產業從傳統產業轉型升級為工廠化生產、裝配化施工、綠色化建設，解決拱橋施工工藝復雜，施工周期長的問題，本發明的目的在于提供一種采用UHPC濕接縫連接的空腹式拱橋體系及施工方法，將超高性能混凝土UHPC運用到拱橋體系中，能夠減少濕接縫段長度以及連接處鋼筋的錨固長度，增強接縫的抗彎性能，減少現場施工時間，優化中小跨徑下傳統的空腹式拱橋結構及施工方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種采用UHPC濕接縫連接的空腹式拱橋體系，包括設置在地基土層上的混凝土基礎1，基礎1上設置的拱座2以及橋臺3，鋼筋混凝土預制拼裝的拱圈4設置在兩個拱座2上，拱座2上設置有腹孔墩6以及橋道板7；

所述的拱圈4分為3段，由兩側的邊段10與中間段11通過UHPC濕接縫5拼接而成，邊段10與中間段11均由兩條拱肋8與一條橫系梁9組成，其中拱肋8截面為矩形。

所述的UHPC濕接縫5通過澆筑超高性能混凝土形成，濕接縫5兩側的連接構造為菱形，邊段10和中間段11主筋伸出并單面焊接，UHPC材料抗壓強度不小于130Mpa，鋼纖維含量不低于0.02％，為保證濕接縫承載力和耐久性要求，UHPC濕接縫5長度L按下列公式計算確定：

式中：

L為UHPC濕接縫長度(mm)；

f為縱向鋼筋極限抗拉強度(Mpa)；

c為混凝土保護層厚度(mm)；

d為鋼筋直徑(mm)；

當按上述公式計算所得濕接縫長度小于10d時，取10d作為UHPC濕接縫長度。