[發明專利]一種基于超高韌性水泥基復合材料的無縫橋梁結構及施工方法

有效

• 申請號: 202110677947.6
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113322771B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 孫仁娟;魯緯;管延華;崔凱;葛玉寧;張洪智;葛智;莊培芝;李永浩;田育禾;陳傳松;竇柳洋
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E01D1/00
• 分類號: E01D1/00;E01D19/00;E01D21/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 韓獻龍

本發明提供一種基于超高韌性水泥基復合材料的無縫橋梁結構及施工方法。本發明通過在相鄰兩梁之間設置ECC材料T型連接構件、在橋梁端部及橋臺上方設置一層ECC材料板、同時使用懸臂式地梁，大大改善了橋梁的受力狀況，提高了行車的舒適性和橋梁的穩定性、耐久性，解決了橋梁伸縮裝置所存在的問題，同時解決了目前無縫橋梁結構負彎矩區受力開裂的難題。

技術領域

本發明涉及一種基于超高韌性水泥基復合材料的無縫橋梁結構及施工方法，屬于公路橋梁結構及施工領域。

背景技術

橋梁通常需設置伸縮縫以滿足溫度以及荷載作用下的變形要求，工程實踐表明，伸縮縫是橋梁結構中最薄弱的部位。伸縮縫暴露在大氣中，直接經受車輛荷載的反復沖擊作用，稍有缺陷或不足，就會引起跳車等不良現象，嚴重時還會影響到橋梁結構本身和通行者的生命財產安全。針對此類問題，國內外提出了無縫橋梁的解決方案。傳統無縫橋梁將伸縮縫由橋臺處移至搭板末端，但是搭板末端的接縫仍處于易損狀態。全無縫橋梁在搭板末端設置連續配筋混凝土路面，再連接至地梁，利用連續配筋混凝土路面允許帶裂縫工作的特點，吸收結構變形；但是連續配筋路面構造復雜，接線路面較長，工程造價較高，而且在荷載和環境因素的作用下無縫橋梁梁端負彎矩區混凝土容易開裂。

中國專利文獻CN109972499A公開了一種中小跨度簡支公路橋梁中間無縫伸縮結構及施工方法，所述的無縫伸縮結構為橋梁相鄰主梁連接結構，相鄰主梁連接區域上方布置有ECC連接板，所述的ECC連接板與所述的主梁固接，所述的ECC連接板與所述的主梁之間鋪設有四氟乙烯薄板滑移層，所述的ECC連接板兩端分別與所述的橋面板緊密連接，所述的ECC連接板與所述的橋面板厚度相匹配。該發明采用預制的ECC連接板，可以釋放主梁與ECC連接板的約束，降低此位置的應力，可避免橋梁上部結構在溫度荷載作用下，由于上部結構收縮、徐變引起的變形和應力集中的現象。但是該橋梁結構為簡支梁橋，跨中彎矩較大，致使梁的截面尺寸和自重顯著增加，需要耗用材料多。

中國專利文獻CN110004817A公開了一種中小跨度簡支公路橋梁端部無縫防跳車構造及其施工方法，包括橋面結構和路面結構，所述的橋面結構包括橋面板、主梁和橋臺；所述的路面結構包括路基和路面板，其特征在于：所述的橋梁通過支座架設在所述橋臺上，所述的橋梁上鋪設有橋面板，所述的主梁與所述的橋臺背墻連接區域的上方布置有ECC連接板；所述的ECC連接板一端與所述的橋面板緊密連接，另一端與所述的路面緊密連接。該發明控制了由于橋梁上部結構在溫度荷載作用、自身收縮及徐變引起梁端橋面的變形和應力集中的現象，改善了梁端橋面混凝土的開裂，進而有效的改善橋頭跳車狀況。但是該無縫橋梁構造形式無法充分發揮ECC材料優異的應變硬化和多縫開裂特性，而且沒有設置地梁，梁體的變形易對接線的普通路面造成不良影響。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種基于超高韌性水泥基復合材料的無縫橋梁結構及施工方法。本發明提出了一種基于超高韌性水泥基復合材料即ECC材料的無縫橋梁新體系，取消了傳統的伸縮裝置，可用于中小跨徑橋梁的無縫化。本發明通過在相鄰兩梁之間設置ECC材料T型連接構件、在橋梁端部及橋臺上方設置一層ECC材料板、同時使用懸臂式地梁，大大改善了橋梁的受力狀況，提高了行車的舒適性和橋梁的穩定性、耐久性，解決了橋梁伸縮裝置所存在的問題，同時解決了目前無縫橋梁結構負彎矩區受力開裂的難題。

本發明的技術方案如下：

一種基于超高韌性水泥基復合材料的無縫橋梁結構，包括橋墩、橋臺、主梁、ECC的T型連接構件、ECC連接板和懸臂式地梁；

兩相鄰主梁之間縫隙處設置ECC材料T型連接構件；T型連接構件由腹板和翼緣板組成；翼緣板中，沿橋梁縱橫向分別配筋，形成鋼筋網；縱向鋼筋的長度大于翼緣板，并從翼緣板兩端伸出，兩端伸出部分與水泥混凝土鋪裝層錨固連接；