[发明专利]一种钢‑超高性能混凝土组合连续梁桥结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁建造施工技术领域，尤其是涉及一种钢-超高性能混凝土组合连续梁桥结构及其施工方法。

背景技术

钢-(常规高强)混凝土组合连续梁桥自重轻，经济性较好，并且能充分利用钢材良好的抗拉性能。上述常规强度混凝土是指强度等级为C60及其以上的普通混凝土，也称为高强混凝土或常规高强混凝土。但是在三跨或多跨式连续梁桥的中墩墩顶的负弯矩区，如果采用布置预应力的方式来抵消外荷载产生的拉应力，因预应力由钢和混凝土共同承担，常规高强混凝土分配不到多大的预应力；同时由于混凝土的收缩徐变的影响，混凝土分担的部分预应力将转移到钢梁上，进而导致混凝土板受力更加不利，同时也存在预应力效率低下这一问题。因此，在外荷载作用下，常规高强混凝土板极易出现受拉开裂的情况，从而降低桥梁的耐久性以及适用性，大大影响了桥梁的正常使用寿命。

现有的解决钢-混凝土组合连续梁桥负弯矩区混凝土开裂问题的方法主要有以下四种：第一、调整支座相对标高形成预应力：此方法支座调整工程量很大，需要大量的钢管临时支架，经济性和耐久性较差；第二、在负弯矩区混凝土板中张拉预应力：此方法受施工质量影响，施工工艺复杂，且预应力损失难以控制和估计，钢梁一起参与受力，次内力大，预应力效率低下，并且由于混凝土的徐变效应的影响，结构上存在不安全因素；第三、在负弯矩区混凝土板中采用纵向不抗剪只抗拔的连接件防止裂缝的产生和扩张：此方法现场施工工作量很大，且不利于后期维护，经济性和耐久性较差；第四、在负弯矩区混凝土板中设置数个伸缩缝降低混凝土板的变形和拉力：此方法不利于行车，适用性较差，且不利于桥梁耐久性。综上，上述四种方法均不同程度地存在使用问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钢-超高性能混凝土组合连续梁桥结构，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能有效解决现有钢-混凝土连续梁桥的负弯矩区开裂问题和预应力效率低下问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钢-超高性能混凝土组合连续梁桥结构，其特征在于：包括由M个钢-超高性能混凝土组合梁段和M+1个钢-高强混凝土组合梁段拼接形成的连续梁，所述钢-超高性能混凝土组合梁段和钢-高强混凝土组合梁段呈交错布设，其中M为正整数且M≥2；M个所述钢-超高性能混凝土组合梁段分别支撑于所施工连续梁桥的M个桥墩上；

所述钢-高强混凝土组合梁段包括第一钢梁节段和平铺在第一钢梁节段上且由高强混凝土浇筑成型的高强混凝土板；

所述钢-超高性能混凝土组合梁段包括第二钢梁节段和平铺在第二钢梁节段上且由超高性能混凝土浇筑成型的超高性能混凝土板；所述第二钢梁节段上部设置有多个竖向剪力件，多个所述竖向剪力件均浇筑于超高性能混凝土板内；所述超高性能混凝土板内设置有多道纵向预应力钢筋，多道所述纵向预应力钢筋均沿超高性能混凝土板的纵向长度方向进行布设；

每个所述钢-超高性能混凝土组合梁段的第二钢梁节段均焊接固定于前后相邻两个所述第一钢梁节段之间，每个所述钢-超高性能混凝土组合梁段的超高性能混凝土板均通过湿接缝与前后相邻两个所述钢-高强混凝土组合梁段进行连接。

上述一种钢-超高性能混凝土组合连续梁桥结构，其特征是：所述竖向剪力件为呈竖直向布设的剪力钉；

所述超高性能混凝土板内侧上部和内侧下部均由左至右设置有多道纵向钢筋，多道所述纵向钢筋均沿超高性能混凝土板的纵向长度方向进行布设。

上述一种钢-超高性能混凝土组合连续梁桥结构，其特征是：所述高强混凝土板和超高性能混凝土板均为预制混凝土板。

上述一种钢-超高性能混凝土组合连续梁桥结构，其特征是：所述第二钢梁节段包括上部梁体和位于所述上部梁体正下方的下部梁体，所述上部梁体和所述下部梁体之间以焊接方式进行连接；

所述上部梁体和平铺在所述上部梁体上的超高性能混凝土板连接组成钢-超高性能混凝土结合段。

上述一种钢-超高性能混凝土组合连续梁桥结构，其特征是：所述第二钢梁节段和第一钢梁节段的横截面结构相同且二者均包括左右两个对称布设的工字梁，两个所述工字梁均沿所施工连续梁桥的纵向长度方向布设；每个所述工字梁均包括上翼缘板、位于上翼缘板正下方的下翼缘板和支撑于上翼缘板与下翼缘板之间的竖向腹板；

所述第二钢梁节段中每个所述工字梁的所述竖向腹板均由上腹板和位于上腹板正下方的下腹板焊接而成；

所述第二钢梁节段包括上部梁体和位于所述上部梁体正下方的下部梁体，所述上部梁体和所述下部梁体之间以焊接方式进行连接；