[发明专利]含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁结构的建筑细部及其施工，尤其涉及一种组合式桥面结构及其施工方法。

背景技术

与钢桥沥青混凝土铺装相比，钢桥水泥混凝土铺装具有桥面局部刚度大、抗疲劳寿命高等优点，因而被逐渐采用。在现有钢桥水泥混凝土桥面铺装中，抗剪构造采用栓钉、型钢连接件、PBL连接件等剪力键方式，如图1所示（以栓钉作为常规剪力键11的示例）。常规抗剪构造中常规剪力键11的高度大，导致钢桥水泥混凝土铺装层12的厚度增大，引起桥面的恒载重量增加且降低了经济性。同时，常规剪力键11的施工中需要配备专门的施工设备与人员，工艺繁冗，致使钢桥水泥混凝土铺装的施工效率下降。

超高性能混凝土具有优良的力学性能，其出现使桥梁建筑结构的发展趋向于大跨化、轻型化。因而，将超高性能混凝土应用在钢桥面上，能够减小混凝土层的厚度，降低桥面系重量，并显著提高桥面系的耐久性。然而，若采用传统抗剪构造，钢桥面上的薄型超高性能混凝土层难以实现，其原因主要是传统剪力键高度大。因此，对于超高性能混凝土应用于钢桥面板的情况，传统钢-混凝土组合结构中所用的抗剪构造存在剪力键结构尺寸大、施工工艺繁赘等弊端，难以满足薄型超高性能混凝土层在钢桥面中的应用需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种建筑高度小、局部刚度大、组合层间抗剪连接可靠、抗疲劳性好、施工简便的含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构，还相应提供一种设备投入小、简单易操作、对劳动力素质和工艺要求较低的前述钢-超高性能混凝土组合桥面结构的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构，所述组合桥面结构包括位于下方的钢桥面板层和浇注于钢桥面板层上的超高性能混凝土层，所述钢桥面板层上固接有钢筋网抗剪构造，所述钢筋网抗剪构造包埋于超高性能混凝土层中。

上述的含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构中，所述钢筋网抗剪构造优选为多层叠加型钢筋组合结构。

上述的含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构中，所述多层叠加型钢筋组合结构可以优选为以下两种结构形式中的任意一种。第一种结构形式包括焊接于钢桥面板层顶面的纵筋分布层和焊接于纵筋分布层上方的横筋分布层，所述纵筋分布层和横筋分布层交叉呈钢筋网状结构。第二种结构形式包括焊接于钢桥面板层顶面的横向垫筋分布层、焊接于横向垫筋分布层上方的纵筋分布层以及焊接于纵筋分布层上方的横筋分布层，所述纵筋分布层和横筋分布层交叉呈钢筋网状结构。

上述的含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构中，所述横向垫筋分布层优选是由多根矩阵式排列的横向垫筋组成。

上述的含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构中，所述纵筋分布层优选是由多根沿桥梁纵向相互平行的抗剪纵筋组成，所述横筋分布层优选是由多根沿桥梁横向相互平行的抗剪横筋组成。

上述的含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构中，所述纵筋分布层的抗剪纵筋之间优选配置有多根沿桥梁纵向相互平行的纵向加强筋；所述横筋分布层的抗剪横筋之间优选配置有多根沿桥梁横向相互平行的横向加强筋。通过配置纵、横向加强筋可以进一步提高超高性能混凝土层的抗拉强度。

上述的含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构中，所述超高性能混凝土层是由超高性能混凝土浇筑而成，所述超高性能混凝土优选是指组分中含钢纤维且无粗骨料、抗压强度不低于100MPa、轴拉强度不低于8MPa的水泥混凝土；此类超高性能混凝土具有优良的力学性能，能够使超高性能混凝土层的厚度更薄，并满足结构设计要求。

上述的含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构中，所述超高性能混凝土层的上方优选设置有磨耗层。

上述本发明的含抗剪构造的钢-超高性能混凝土组合桥面结构中，通过焊接钢筋网抗剪构造为超高性能混凝土层与钢桥面板层之间提供抗剪连接，其构造高度小、抗剪强度大，是一种稳定可靠的抗剪构造方式。同时，本发明具有较强的灵活性和可适应性，在优选的方案中，由于钢筋网抗剪构造中可选择增设横向垫筋，进而能够方便地调节焊接钢筋网的高度，以适应钢桥面板层上不同厚度超高性能混凝土层的抗剪需求。此外，本发明焊接的钢筋网抗剪构造不仅结构简化、工艺简单，且具有良好的可操作性和经济性。通过焊接钢筋网进行连接，薄层超高性能混凝土与钢桥面板形成共同受力的整体式组合桥面结构，这将显著降低反复车载作用下钢桥面板结构中的应力幅，提高其抗疲劳寿命。