[发明专利]一种基于缓粘结预应力UHPC永久模板的无腹筋预应力自养护组合梁及施工方法

说明书

本发明公开了一种基于缓粘结预应力UHPC永久模板的无腹筋预应力自养护组合梁及施工方法，其组合梁包括顶板、套装模板和自养护混凝土，套装模板包括底座板、腹模板和端头插板，底座板、腹模板和端头插板均由超高性能混凝土预制形成，底座板的上表面预制有回形插槽。本发明的组合梁以UHPC作为永久模板材料，自养护混凝土填充梁腹板体的内腔，去掉传统的箍筋，充分发挥UHPC和混凝土的材料特性，优化梁结构形式，省去混凝土人工养护环节，同时解决了纯预应力UHPC梁造价高的问题。本发明适用于装配式施工，可以适用于I型梁，箱梁等结构，采用本发明中的施工方法，施工工艺简单，施工效率高、可以解决传统预应力混凝土梁施工周期长的问题。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种基于缓粘结预应力UHPC永久模板的无腹筋预应力自养护组合梁及施工方法。

背景技术

预应力混凝土梁在施工过程中通常使用模板预制，钢筋绑扎复杂、施工工序繁琐，且混凝土浇筑质量不易控制。现有预应力混凝土桥梁病害调查发现，在服役预应力混凝土梁的病害严重，结构开裂、钢筋锈蚀等问题不仅影响桥梁的安全性，而且会影响结构的安全性和使用性能。超高性能混凝土(UHPC)是一种水泥基材料，具有优异的物理与力学性能，其拉压强度高，韧性和耐久性好，长期荷载作用下徐变小，不仅有利于桥梁朝轻质、大跨方向发展，而且可以避免结构开裂，增强桥梁严酷环境下的耐久性，降低后期维修养护成本，是土木工程桥梁领域极具应用前景的新型水泥基材料。

现有研究表明，UHPC极限拉应变高和抗拉强度大，跨过裂缝的纤维桥联作用可等代腹筋抗剪作用，故可取消腹筋设置，便于桥梁快速化施工。值得注意的是，虽然UHPC材料性能好，但是其材料的价格较高，自然养护条件下收缩大，这在一定程度上限制了其推广、应用。因此，要想实现UHPC在桥梁工程中的大规模推广，必须进行创新性应用。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种基于缓粘结预应力UHPC永久模板的无腹筋预应力自养护组合梁及施工方法，其组合梁以UHPC作为永久模板材料，自养护混凝土填充梁腹板体的内腔，去掉传统的箍筋，充分发挥UHPC和混凝土的材料特性，优化梁结构形式，省去混凝土人工养护环节，同时解决了纯预应力UHPC梁造价高的问题。本发明适用于装配式施工，可以适用于I型梁，箱梁等结构形式，采用本发明中的施工方法，施工工艺简单，施工效率高、可以解决传统预应力混凝土梁施工周期长的问题。

技术方案：本发明一种基于缓粘结预应力UHPC永久模板的无腹筋预应力自养护组合梁，包括顶板、套装模板和自养护混凝土，套装模板包括底座板、腹模板和端头插板，所述底座板、腹模板和端头插板均由超高性能混凝土预制形成，底座板的上表面预制有回形插槽，所述回形插槽内垂直插设有两组腹模板和两组端头插板，两组所述腹模板和两组所述端头插板均两两对称设置形成截面为矩形的中空结构的梁腹板体，所述顶板由高性能混凝土预制形成，顶板的下表面沿其长度方向预制有扣槽，所述扣槽与梁腹板体的顶端相卡合，所述梁腹板体的内腔中浇筑有自养护混凝土；

所述底座板的两端部内均预埋有多组竖直设置的锚固区间接钢筋，底座板内沿其长度方向预埋有多组等间距设置的缓粘结预应力筋，多组所述缓粘结预应力筋均水平穿过位于底座板两端部的锚固区间接钢筋。

进一步的，所述顶板内沿其长度方向预埋有顶板钢筋网，顶板的上表面预制有多组等间距设置的自养护混凝土浇筑孔，多组所述自养护混凝土浇筑孔竖直贯穿顶板与梁腹板体的内腔相通。自养护混凝土浇筑孔方便将自养护混凝土浇注到梁腹板体的内腔中。

进一步的，所述扣槽内沿其长度方向垂直预制有多组第一预埋连接钢筋，多组所述第一预埋连接钢筋均位于梁腹板体的内腔中，多组第一预埋连接钢筋为U型结构。第一预埋连接钢筋可增强梁结构的界面抗剪能力，其具体数量根据结构界面抗剪需求设置。

进一步的，所述底座板的上表面沿其长度方向垂直预制有多组等间距设置的第二预埋连接钢筋，多组所述第二预埋连接钢筋均位于梁腹板体的内腔中，多组第二预埋连接钢筋为倒置的U型结构。