[发明专利]钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构及应用

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁结构的建筑细部及其构造和施工领域，特别涉及一种钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁接缝及其在桥梁中的施工应用。

背景技术

随着跨径的增大，当传统的钢-混凝土组合梁应用于连续体系桥梁和大跨柔性体系桥梁时，不仅主梁自重过大，且其负弯矩区内面临着上缘混凝土出现受拉开裂的危险。采用肋板式超高性能纤维增强混凝土层替换原钢-混凝土组合梁的混凝土层形成钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁结构，可充分发挥超高性能纤维混凝土的抗压及抗弯拉能力强的特点，大大降低组合梁自重及上层混凝土开裂风险，并大幅度扩展组合梁的应用范围。

然而，超高性能纤维混凝土的自身抗拉强度主要来源于混凝土内连续分布的纤维，但在轻型组合梁接缝位置处，纤维是断开的，此处超高性能纤维混凝土的抗拉强度较低；另一方面，由于超高性能纤维混凝土全部采用细集料，其收缩远大于普通混凝土；上述两个原因将导致轻型组合梁的接缝处易出现早期开裂现象，或导致接缝处的抗拉能力很低，无法达到设计要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种结构简单独特、施工方便且能解决轻型组合梁接缝处抗拉能力较低问题的钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构，还相应提供该钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构的应用方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构，包括位于接缝两侧的超高性能纤维混凝土预制肋板，两侧的超高性能纤维混凝土预制肋板中间现浇有超高性能纤维混凝土湿接缝，两侧的超高性能纤维混凝土预制肋板下方靠近接缝的区域均包覆并固接有各自的预埋钢板，两侧的预埋钢板的端部相对布置并通过一设于中间接缝区域的拼接钢板相连，拼接钢板设置于超高性能纤维混凝土湿接缝的下方；所述拼接钢板和/或部分的预埋钢板包覆于超高性能纤维混凝土湿接缝的底部并与其固接。

上述的钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构中，优选的，所述超高性能纤维混凝土预制肋板的底面呈凹凸不平的波形面或齿状面，所述预埋钢板至少包覆了所述超高性能纤维混凝土预制肋板底面的全部肋部突起，所述拼接钢板紧密贴合并固接于预埋钢板上。

上述的钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构中，优选的一种情形是，所述预埋钢板沿组合梁宽度方向被分隔成多段(即预埋钢板表现为多段钢U肋)，所述拼接钢板沿组合梁宽度方向被分隔成多段(即拼接钢板表现为多段钢U肋)，每一段拼接钢板对应连接位于该段区域的两预埋钢板。

上述的钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构中，优选的另一种情形是，所述预埋钢板沿组合梁宽度方向被分隔成多段(即预埋钢板表现为多段钢U肋)，所述拼接钢板沿组合梁宽度方向连续分布(即拼接钢板表现为一块整的波形钢板)，连续分布的整块拼接钢板将各段的预埋钢板全部连接成一整体。

上述的钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构中，优选的另一种情形是，所述预埋钢板沿组合梁的宽度方向连续分布并紧密贴合于所述超高性能纤维混凝土预制肋板的底面(即预埋钢板表现为一块整的波形钢板)，所述拼接钢板沿组合梁的宽度方向连续分布并紧密贴合于所述预埋钢板上(即拼接钢板表现为一块整的波形钢板)。

上述的钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构，优选的，所述预埋钢板的上表面均布有剪力钉，且剪力钉埋入所述超高性能纤维混凝土预制肋板和超高性能纤维混凝土湿接缝中；所述拼接钢板是通过其上均匀分布的连接螺栓固接于所述预埋钢板的底面上。

上述的钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构，优选的，所述预埋钢板沿组合梁纵向的分布是从超高性能纤维混凝土预制肋板下方的端部区域延伸至超高性能纤维混凝土湿接缝下方的接缝区域，所述拼接钢板沿组合梁纵向的分布是从所述接缝区域的中心线向两侧延伸至所述超高性能纤维混凝土预制肋板下方的端部附近。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁的接缝结构的应用，将该接缝结构应用于连续体系桥梁或大跨柔性体系桥梁的主梁接缝施工中，且该连续体系桥梁或大跨柔性体系桥梁的主梁接缝为单向受弯钢-超高性能纤维混凝土轻型组合梁接缝，该应用具体包括以下步骤：

(1)在预制工厂内准备钢主梁和预埋钢板，将预埋钢板连接于钢主梁上，以所述钢主梁预埋钢板为模板的一部分在其上浇筑超高性能纤维混凝土预制肋板，并使钢主梁的边缘向外延伸出超高性能纤维混凝土预制肋板的端部，得到组合梁预制节段；