[发明专利]一种超高性能混凝土桥面板

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高性能混凝土(UHPC)桥面板。

背景技术

正交异性钢桥面板由钢顶板、纵向加劲肋及横隔板通过焊缝连接而成，它以具有自重轻、极限承载力大、施工周期短等一系列优点，而被广泛应用于大跨度桥梁中，但由于钢桥面板刚度较小、与沥青混凝土的粘结性能以及相互协调变形性能较差等因素，使许多在役的正交异性钢桥面板出现了疲劳开裂、铺装层损坏(车辙、坑槽)等大量病害；而采用较重的普通混凝土桥面板代替钢梁上的正交异性钢桥面板，虽然解决了正交异性钢桥面板疲劳病害，但由于其自身抗拉强度较低，不仅板较厚、自重较大、经济性较差，而且在湿接缝、斜拉索锚固区附近桥面板以及预应力锚固区附近桥面板易产生裂缝，而超高性能混凝土(UHPC)可有效解决普通混凝土抗拉强度较低的问题，其具有以下突出优点：

⑴由于UHPC抗拉、抗压强度高，UHPC组合桥面板仅需普通混凝土桥面

板一半左右的厚度，结构自重轻，有效减小了下部结构及基础工程规模，经

济性好。

⑵UHPC组合桥面板代替正交异性钢桥面板，能够完全避免出现正交异性桥面板的疲劳开裂问题，提高了结构的耐久性。

⑶UHPC组合桥面板是由水泥、硅灰、石英砂、钢纤维等无机材料组成的混凝土结构，与沥青混凝土铺装的粘结性能及相互协调变形性能较好，解决了正交异性钢桥面板与沥青磨耗层的粘结容易失效以及沥青铺装层容易损坏的问题，而桥面铺装可采用常规沥青混凝土，经济性好。

⑷UHPC的高抗拉强度解决了普通混凝土桥面板因抗拉强度低而容易产生桥面板裂缝的问题，而且由于其氯离子扩散系数仅为普通混凝的1/100左右、吸水性仅为普通混凝的1/14左右、蒸养后的收缩基本为零、徐变系数仅为普通混凝土的15％左右，因此，UHPC组合桥面板耐久性高、使用寿命长，后期维护费用低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗拉和抗压强度高、连接可靠、耐久性好、造价较低的超高性能混凝土(UHPC)桥面板，可有效解决现有采用正交异性钢桥面板而引起的疲劳开裂、桥面铺装破损和普通混凝土桥面板容易开裂等长期困扰工程界的难题，适用于PK钢箱组合梁、闭口钢箱组合梁、边钢箱组合梁、工字钢组合梁以及钢桁架组合梁等。

本发明的目的通过以下的技术措施来实现：一种超高性能混凝土桥面板，其特征在于：它是由呈阵列排布的超高性能混凝土板连接为一体构成，所述超高性能混凝土板的底面为凹槽状，该凹槽是呈自上而下渐括的扁平的四棱台形，在超高性能混凝土板内设有由沿两受力主方向设置的钢筋所连接成一体的钢筋网，相邻两超高性能混凝土板之间的连接段是超高性能混凝土板连接段，全部或部分的超高性能混凝土板连接段与位于桥面板下方的主梁的内部构件相连。

本发明显著提高了桥面板局部刚度，解决了采用正交异性钢桥面板引起的长期困扰工程界的疲劳开裂病害的问题；而且，UHPC与沥青混凝土的粘结性能及相互协调变形性能较好，避免了正交异性钢桥面板与沥青磨耗层的粘结容易失效以及沥青铺装层容易损坏的风险，桥面铺装可采用常规沥青混凝土。另外，本发明采用高抗拉、抗压强度的超高性能混凝土UHPC桥面板，桥面板厚度仅为普通混凝土桥面板的二分之一左右，自重轻，使得桥梁的下部结构及基础规模小；同时，本发明UHPC的高抗拉强度解决了普通混凝土桥面板因抗拉强度低而易产生桥面板裂缝的问题，而且其氯离子扩散系数低、吸水性低、蒸养后的收缩为零且徐变小、耐久性高、使用寿命长，后期维护费用低，经济性好。

作为本发明的一种实施方式，所述主梁的内部构件是横梁和纵梁，所述横梁和纵梁纵横交错形成网格结构，每块超高性能混凝土板位于一个网格上且超高性能混凝土板连接段与横梁和纵梁的上翼缘连接，在横梁和纵梁的上翼缘上设有剪力钉。

作为本发明的一种改进，纵梁和横梁的上翼缘与相邻两块超高性能混凝土板之间形成加腋区，在所述加腋区中设有闭合箍筋，且在加腋区中增设有横筋或纵筋，所述闭合箍筋套箍在穿过加腋区的横向钢筋或者纵向钢筋上。

本发明还可以做以下改进，所述桥面板主要由预制段和现浇段组成，相邻两预制段通过现浇段相连，在预制段的施工缝侧布置补强的加密钢筋，浇注超高性能混凝土后形成预制段；相邻两预制段之间沿顺桥向预留有现浇段，所述现浇段在浇注超高性能混凝土之前为湿接缝。

作为本发明的一种实施方式，所述湿接缝位于横梁和纵梁的上翼缘位置，每节预制段由数块完整的超高性能混凝土板连接而成，所述现浇段是与主梁相连的超高性能混凝土板连接段。