[实用新型]一种轻型钢网架-UHPC组合桥梁结构

说明书

本实用新型公开了一种轻型钢网架‑UHPC组合桥梁结构，包括UHPC面板、均布式焊接短钢筋组合节点和轻型空间钢网架三个部分由上至下共同组成，UHPC面板和轻型空间钢网架通过均布式焊接短钢筋组合节点连成整体，UHPC面板由预制UHPC面板拼接而成，预制UHPC面板拼接面设有开孔钢板，现浇UHPC混凝土填充于预制UHPC面板拼接后的横向接缝内，均布式焊接短钢筋组合节点由空心半球体和焊接在空心半球体顶面的短钢筋构成，短钢筋穿过开孔钢板伸入现浇UHPC混凝土内，轻型空间钢网架由腹管、横向联系管和下弦管组成，本实用新型具有预制化程度高、结构自重轻、耐久性强等优点，能够广泛应用于中等跨径公路桥梁中。

技术领域

本实用新型涉及一种组合桥梁结构，尤其是一种轻型钢网架-UHPC组合桥梁结构，属于桥梁工程技术领域。

背景技术

钢网架-混凝土组合桥梁结构是采用轻型空间钢网架承托混凝土面板，通过剪力连接件将空间钢网架与混凝土面板连接成整体，共同受力的桥梁结构。混凝土面板作为上弦杆，兼受轴力与弯矩双重作用，存在较严重的剪力滞现象，尤其是点接触式组合节点位置处，负剪力滞现象尤其严重。由此，混凝土面板在节点附近出现较大的拉应力，易导致混凝土面板开裂，从而影响结构的使用性能和安全性能。

鉴于超高性能水泥基材料(UHPC)是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料，其力学性能优异，尤其是具有较高的抗拉强度，能够有效地避免或减少混凝土受拉开裂的问题，并且可以减轻结构自重。故采用预制UHPC面板替代传统混凝土面板具有其合理性。但是，如何有效地将预制UHPC面板与钢网架连接在一起是需要解决的技术问题。

实用新型内容

为解决所述问题，本实用新型提供一种结构简洁轻盈、力学性能明确、工业化制造程度高的轻型钢网架-UHPC组合桥梁结构，充分利用UHPC材料抗拉强度高的特点，以预制UHPC面板作为钢网架的上弦杆，通过由焊接短钢筋构成的均布式组合节点将预制UHPC面板与钢网架连为一体，该连接方式类似于PBL剪力件，具有较高的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种轻型钢网架-UHPC组合桥梁结构，包括UHPC面板、均布式焊接短钢筋组合节点和轻型空间钢网架三个部分由上至下共同组成，UHPC面板和轻型空间钢网架通过均布式焊接短钢筋组合节点连成整体，UHPC面板由预制UHPC面板拼接而成，预制UHPC面板拼接面设有开孔钢板，开孔钢板一端伸入预制UHPC面板内，现浇UHPC混凝土填充于预制 UHPC面板拼接后的横向接缝内，均布式焊接短钢筋组合节点由空心半球体和焊接在空心半球体顶面的短钢筋构成，短钢筋穿过开孔钢板伸入现浇UHPC混凝土内，轻型空间钢网架由腹管、横向联系管和下弦管三个部分组成，相互之间采用铸钢节点形成整体，核心混凝土填充于下弦管的内部，所述的核心混凝土采用强度为C40～C60的普通混凝土。

所述的空心半球体由小半球形的球缺和水平盖板焊接形成，且水平盖板的宽度与桥梁横向宽度一致。

所述的轻型空间钢网架的网架布置方式为四角锥式、交叉桁架式、三角锥式中的一种。

所述的开孔钢板在位于预制UHPC面板内的部分和现浇UHPC混凝土内的部分均设有圆形开孔。

所述的开孔钢板在位于预制UHPC面板内的部分和现浇UHPC混凝土内的部分均设有圆形开孔，且相邻开孔钢板之间的间隙w不小于3cm。

本实用新型包括以下有益效果：

1、本实用新型中采用UHPC面板作为钢网架的上弦杆，充分利用UHPC材料的抗拉强度高的特性，避免或减少面板在节点区域的开裂问题，提高结构的耐久性，可广泛应用于中等跨径公路桥梁中。

2、本实用新型中将现浇UHPC混凝土用于预制UHPC面板的横向接缝能够有效增强连接段的强度，且UHPC材料致密，具有自流平的浇筑性能，避免了接缝处振捣的难题。