[發(fā)明專利]一種墩頂U(kuò)HPC-NC組合結(jié)構(gòu)UHPC連續(xù)箱梁橋及其施工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211077938.4
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115287996A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙華;羅穗;譚承君;孫韜;羅梓豪;涂磊;邵旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: E01D2/04
• 分類號: E01D2/04;E01D19/00;E01D21/00
• 代理公司: 長沙瀚頓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43223
• 代理人: 吳亮;朱敏

本發(fā)明提供一種墩頂U(kuò)HPC?NC組合結(jié)構(gòu)UHPC連續(xù)箱梁橋，包括UHPC?NC組合箱梁節(jié)段、UHPC箱梁節(jié)段、以及在縱向采用全體外預(yù)應(yīng)力或部分體外預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力體系，所述UHPC?NC組合箱梁節(jié)段包括預(yù)制結(jié)構(gòu)的UHPC底板和支撐于所述UHPC底板的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)NC箱梁，所述UHPC?NC組合箱梁節(jié)段位于支座墩頂區(qū)域，其長度為4～12米，所述UHPC箱梁節(jié)段位于除UHPC?NC組合箱梁節(jié)段以外的區(qū)域。本發(fā)明提供的墩頂U(kuò)HPC?NC組合結(jié)構(gòu)UHPC連續(xù)箱梁橋，在墩頂采用UHPC?NC組合結(jié)構(gòu)，其余區(qū)域采用UHPC箱梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、自重較輕、經(jīng)濟(jì)性好，能有效遏制主跨下?lián)虾土后w開裂，同時(shí)又便于裝配化施工和增加混凝土梁橋的跨越能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種墩頂U(kuò)HPC-NC組合結(jié)構(gòu)UHPC連續(xù)箱梁橋及其施工方法。

背景技術(shù)

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋具有受力良好、施工簡便、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但在服役過程中，由于普通混凝土(NC)的抗拉強(qiáng)度極低，加之車輛荷載的反復(fù)作用及超載作用，傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋易出現(xiàn)梁體開裂，降低結(jié)構(gòu)耐久性；此外，連續(xù)梁墩頂梁段在負(fù)彎矩的作用下，梁頂壓應(yīng)力小而梁底壓應(yīng)力大，而普通混凝土(NC)收縮徐變大，這使得橋梁在服役過程中不可避免地出現(xiàn)主跨下?lián)系膯栴}。因此，受限于NC本身的材料性能，傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋跨越能力難以進(jìn)一步提升。

超高性能混凝土(UHPC)具有高強(qiáng)度、高延性、高耐久性和低徐變(UHPC徐變系數(shù)約為NC的15％)等優(yōu)點(diǎn)?；赨HPC優(yōu)異的力學(xué)性能，UHPC板件尺寸可大幅減薄，進(jìn)而顯著降低結(jié)構(gòu)自重并提升結(jié)構(gòu)跨越能力，在大跨橋梁中有較大的應(yīng)用潛力。因此，將UHPC材料應(yīng)用于急需減輕結(jié)構(gòu)自重的大跨梁橋，既能充分發(fā)揮UHPC材料的優(yōu)異性能，又具有良好的經(jīng)濟(jì)性，是UHPC橋梁研究及應(yīng)用的重要研究方向。

現(xiàn)有技術(shù)中既有采用全預(yù)應(yīng)力UHPC箱梁結(jié)構(gòu)的橋梁體系，也有墩頂采用UHPC-NC結(jié)構(gòu)的橋梁體系，但在實(shí)際工程應(yīng)用中，這些橋梁體系均有各自的缺點(diǎn)和不足。

對于全預(yù)應(yīng)力UHPC箱梁結(jié)構(gòu)，其在墩頂需要設(shè)置厚重的橫隔板構(gòu)造來抵抗支座或橋墩局部壓力，導(dǎo)致墩頂箱梁節(jié)段體積及自重較大，這對安裝墩頂節(jié)段對吊裝設(shè)備有較高的要求，不利于裝配化施工。同時(shí)，厚重的墩頂U(kuò)HPC箱梁節(jié)段不僅無法充分發(fā)揮UHPC高強(qiáng)的力學(xué)性能，還在一定程度上增加整體的造價(jià)。此外，墩頂梁段的自重由支座和橋墩直接承擔(dān)，對主梁內(nèi)力幾乎無影響。因此，無論從受力角度還是從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，墩頂箱梁節(jié)段無需全部采用UHPC材料。

對于墩頂采用UHPC-NC結(jié)構(gòu)的橋梁體系，其全橋包括PC箱梁節(jié)段、UHPC箱梁節(jié)段和UHPC-NC組合箱梁節(jié)段，PC箱梁節(jié)段和更多的UHPC-NC組合箱梁節(jié)段不僅增加施工步驟、降低施工質(zhì)量，還在一定程度上提高了結(jié)構(gòu)梁體開裂的風(fēng)險(xiǎn)。因此，除墩頂節(jié)段外的箱梁節(jié)段有必要全部采用UHPC材料和預(yù)制拼裝的施工方法，縮短施工周期，降低橋梁主體開裂風(fēng)險(xiǎn)。

鑒于此，有必要提供一種新的橋梁結(jié)構(gòu)解決上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種墩頂U(kuò)HPC-NC組合結(jié)構(gòu)UHPC連續(xù)箱梁橋，在墩頂采用UHPC-NC組合結(jié)構(gòu)，其余區(qū)域采用UHPC箱梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、自重較輕、經(jīng)濟(jì)性好，能有效遏制主跨下?lián)虾土后w開裂，同時(shí)又便于裝配化施工和增加混凝土梁橋的跨越能力。

為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種墩頂U(kuò)HPC-NC組合結(jié)構(gòu)UHPC連續(xù)箱梁橋，包括UHPC-NC組合箱梁節(jié)段、UHPC箱梁節(jié)段、以及在縱向采用全體外預(yù)應(yīng)力或部分體外預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力體系，所述UHPC-NC組合箱梁節(jié)段包括預(yù)制結(jié)構(gòu)的UHPC底板和支撐于所述UHPC底板的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)NC箱梁，所述UHPC-NC組合箱梁節(jié)段位于支座墩頂區(qū)域，其長度為4～12米，所述UHPC箱梁節(jié)段位于除UHPC-NC組合箱梁節(jié)段以外的區(qū)域；