[发明专利]一种木-超高性能混凝土组合梁及其施工方法

说明书

本发明公开了一种木‑超高性能混凝土组合桥梁结构，包括两个以上沿桥梁横向并列设置的预制组合梁单元，预制组合梁单元包括两根以上沿着桥梁纵向延伸的木梁和设置于木梁上的超高性能混凝土桥面板，木梁和超高性能混凝土桥面板通过剪力件固定连接，木梁和超高性能混凝土桥面板在桥梁纵向的两端设置有横梁，木梁的两侧均设置有体外预应力筋，体外预应力筋的两端锚固在横梁内；相邻两个预制组合梁单元在超高性能混凝土桥面板处对接，对接位置处设沿着桥梁纵向延伸的现浇接缝。本发明的木‑超高性能混凝土组合桥梁结构性能优异，自重轻、耐久性能好、材料环保、装配化程度高、运输和安装方便，符合绿色节能和建筑工业化重大需求。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种木-超高性能混凝土组合桥梁结构及其施工方法。

背景技术

木材是人类在桥梁建设中最早使用的建筑材料之一。我国早在公元前1135年便建成了渭河木浮桥、在宋代建有汴水虹桥、广西建有风雨桥、闽浙建有编木拱桥等诸多木结构桥梁。20世纪开始，随着钢材、水泥成为主要建筑材料，木结构桥梁的发展陷于停滞。近40年来，随着现代木产品加工、防护和连接技术的快速发展，现代木结构桥梁在欧美等发达国家开始得到广泛应用。据文献的不完全统计，在美国，跨度超过6m的桥梁中，有12%为木结构桥梁，总数超过70000座；里程超过2400km的木结构桥梁在铁路系统中使用；木结构桥梁已经广泛应用于中小跨度的公路桥梁，特别是低等级的乡村公路之中。在加拿大、日本等国，木结构桥梁也早已广泛使用。我国目前对木结构桥梁的研究落后于欧美发达国家，缺乏相应的技术标准和规范，仅在湖南、浙江、上海等地修建了若干现代木结构桥梁。

以钢材、水泥成为主要建筑材料的制造业是耗能与环境污染大户，我国生产的粗钢占全球产量的一半，钢铁工业能耗为全国能耗的15%；生产的水泥占全球产量的60%，消耗标准煤1亿多吨，年排放二氧化碳8.5亿多吨。这些高能耗、高污染污染严重制约了我国国民经济的可持续发展。随着社会的不断进步与经济的快速发展，桥梁工程行业涌现出各式各样类型的桥梁结构。从可持续发展的角度来看，从建设资源节约型社会出发，在桥型设计中采用低碳、环保、绿色、经济的建材，是建筑工作者须要优先考虑的，木材作为环境友好材料受到了人们的高度关注，相比于钢筋混凝土材料，木材以其有着可再生、强质比高、低能耗、耐冲击、易分解、弹性好、易加工等特点，在建材选用中再次受到人们的重视。

目前，UHPC的配置、生产、施工和预制技术已趋于成熟，在桥梁结构中的应用不断取得新进展，采用UHPC材料的桥梁形式越来越多，但从可查文献来看，国内外对于木-UHPC两种材料相结合的组合结构的研究鲜见报道。随着环境问题的日趋严重，桥梁的轻型化和可持续发展越来越受到人们的关注。综合考虑结构受力性能、材料利用率、施工速度、经济效益等因素，木-混凝土组合结构作为在木结构和混凝土结构的基础上发展而来的新型结构，能充分发挥木材的抗拉性能和混凝土的抗压性能，同时具有绿色环保、降低碳排放、适于工业化发展等优点。但混凝土结构自重大，木材的离散性大、结构强度和刚度相对较小，如何将两种特性差异较大的材料结合在一起，发挥各自的优点，克服各自的缺点，以及如何提高两种材料的连接强度成为木-混凝土组合结构的一大难题。

发明内容

本发明为了克服以上背景技术中提到的难题，提供一种全预制木-超高性能混凝土组合桥梁结构，该结构可大幅减小梁体的自重，从而改善由此带来的下挠情况，同时，超高性能混凝土抗压强度较普通混凝土更高，抗拉性能也更优异，可提高结构整体刚度及跨越能力。具体技术方案如下。