[实用新型]波形钢腹板预应力UHPC组合箱梁

说明书

本实用新型公开了一种新型波形钢腹板预应力UHPC组合箱梁，该新型UHPC组合梁包括华夫式UHPC上顶板、波形钢腹板、体外预应力筋和华夫式UHPC下底板，其充分利用了UHPC抗压强度高，波形钢腹板质轻、抗剪屈服强度高的特点，并且由于UHPC材料具有优越的韧性和延性性能，能与波形钢腹板变形相协同，从而提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率。同时，由于使用了UHPC材料，能够进一步减小截面尺寸，降低材料使用量和整体的重量，缩短现场施工工期。而且由于UHPC材料在耐久性能和缩减养护成本方面具有显著的潜在优势，具有较重要的经济效益及社会效益。

技术领域：

本实用新型涉及超高性能混凝土、桥梁工程和钢-混凝土组合结构领域，具体地说涉及一种波形钢腹板预应力UHPC组合箱梁。

背景技术：

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁（简称“波形钢腹板PC组合箱梁”）源于法国，以波形钢板代替混凝土作为箱梁的腹板，并采用体外预应力技术，以实现主梁的轻型化，增大其跨越能力的一种较为新颖的桥梁上部结构形式，它由混凝土翼板、波形钢腹板、体外索（即体外预应力筋）等组成。20 世纪80年代，法国相继修建了Cognac桥、Maupré高架桥、Dole桥、Asterix桥等几座有代表性的波形钢腹板PC组合箱梁桥，结构体系均为连续梁桥。此后，这种桥型在日本、挪威、委内瑞拉、德国和韩国等国得到应用，其中以日本应用最多。箱梁截面形式由最初的单箱单室发展到多箱多室，结构体系也由简支梁桥、连续梁桥发展到刚构桥、部分斜拉桥（即矮塔斜拉桥）、斜拉桥等，目前日本已建的波形钢腹板PC组合箱梁桥超过200座。波形钢腹板PC组合箱梁桥在20世纪90年代被介绍到中国，众多国家或地区科研项目和与具体工程相结合的有关波形钢腹板PC组合箱梁桥的科研项目相继展开并取得了较多成果。截止2015 年底，中国已建和在建的波形钢腹板PC组合箱梁桥总数达到72座。这种组合箱梁在国内外桥梁工程中有着广阔的应用前景，已表现出强大的生命力。

与传统的预应力混凝土箱梁（简称“PC箱梁”）相比，这种波形钢腹板PC组合箱梁充分利用了混凝土抗压，波形钢腹板质轻、抗剪屈服强度高的优点，且施工性能和美观方面也具有潜在的优势，故其一出现就引起世界各国工程师与学者的关注，对其力学性能的研究也随之展开。中国从21世纪初开始较为深入地研究这种结构，采用仿真计算、试验验证、工程应用等多种手段相结合的方式，逐渐摸清了这种结构的抗弯、抗剪、抗扭以及动力等基本力学性能，并促成了这种组合箱梁设计理论体系的初步形成，相关科研成果集中体现在规范《公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规范》（DB 41/T 643-2010）和《波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥设计与施工规程》（DB 44/T 1393-2014）中，这些都极大地促进了这种结构的工程运用与发展。然而，由于波形钢腹板在轴向力作用下的变形和混凝土翼板由于徐变和干燥收缩所产生的变形不协同，混凝土板容易开裂尤其是正弯矩区域混凝土板的过早开裂导致结构的适用性降低、强度及材料的使用效率过低使得组合效应和整体抗力无法充分发挥。除此之外，桥面板的局部受力、桥面板的轻量化和耐久性能等问题也都在一定程度上影响其运营周期。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种波形钢腹板预应力UHPC组合箱梁，该波形钢腹板预应力UHPC组合箱梁承载能力高，变形性能好、施工方便，具有较重要的经济效益及社会效益。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

本实用新型波形钢腹板预应力UHPC组合箱梁，其特征在于：包括华夫式UHPC上顶板、华夫式UHPC下底板及用于连接华夫式UHPC上顶板、下底板之间且呈对称分布的两片波形钢腹板，所述波形钢腹板上端与华夫式UHPC上顶板的连接部设有埋入式剪力件，所述波形钢腹板下端与华夫式UHPC下顶板的连接部设有埋入式剪力件。

进一步的，上述埋入式剪力件包括两根平行埋设在华夫式UHPC顶板内的条钢，所述波形钢腹板的端部通过锚固栓钉固定设在两条钢相对的壁面内，所述波形钢腹板靠近端部的位置穿设有贯通钢筋。