[实用新型]一种采用轻骨料混凝土解决已裂钢桥桥面的组合加固结构

说明书

一种采用轻骨料混凝土解决已裂钢桥桥面的组合加固结构，其技术方案要点是：它包括已疲劳开裂钢桥面板、剪力连接件、纤维增强复合材料层、钢筋网以及轻骨料混凝土层，所述已疲劳开裂钢桥面板的开裂部位铺设有纤维增强复合材料层，所述钢筋网安放在已疲劳开裂钢桥面板上，纤维增强复合材料层上设置有剪力连接件，所述轻骨料混凝土层浇筑在已疲劳开裂钢桥面板上，且覆盖剪力连接件、纤维增强复合材料层、钢筋网与已疲劳开裂钢桥面板连接。

技术领域

本实用新型涉及一种用于正交异性钢桥面板加固的桥梁结构，尤其是涉及一种采用轻骨料混凝土解决已裂钢桥桥面的组合加固结构。

背景技术

正交异性钢桥面板作为钢桥桥面板的一种重要结构形式，因自重轻、强度高、工期短等优点，获得了广泛的应用。但随着服役时间的增加，钢桥面板通常会出现两类病害：钢桥面钢结构疲劳开裂和桥面铺装层损坏，严重影响了钢桥的正常使用。目前，在国内外的正交异性钢桥面板的桥梁中，已观察到不同程度的疲劳裂纹。国内已建的虎门大桥等重要桥梁结构的主梁或加劲梁均采用钢箱梁正交异性板结构，投入运行后其面板焊接部位皆出现了不同程度的疲劳损伤、裂缝病害甚至破坏，导致桥梁承载能力、通行能力大大降低，不得不采取限重、限速通行措施，同时其使用寿命也大大缩短。针对这两大病害，提出了各种加固方案，其中专利《一种无需修补已疲劳开裂钢桥面板的轻型组合加固结构》提出了带有焊接短栓钉的钢板点焊于已裂桥面板，同时桥面板焊接短栓钉，最后浇筑超高性能混凝土，形成组合加固结构，以此来达到加固作用。

但是该结构仍存在以下诸多问题：1. 未对原有桥面板进行加固，钢桥面所处环境恶劣，钢桥面有进一步开裂腐蚀的危险； 2. 钢板条点焊于已疲劳开裂钢桥面板，其不能与原有桥面板紧密结合，必然留有空隙，不能和原有前面板共同受力；3. 钢板条和超高性能混凝土的密度都较大，由于其增大了桥梁自重，降低了桥梁承载力。 4. 原有桥面板已经开裂，再焊接短栓钉，带入焊接残余应力，新裂纹，进一步削弱了钢桥面的承载力。

实用新型内容

与将混凝土直接应用于完好正交异性钢桥面板（或修复至完好）不同，对于已疲劳开裂的钢桥面板，疲劳裂缝的存在会大大降低钢面板对混凝土的强化作用。因此，若不在已裂钢桥面板顶面采取有效的强化措施，混凝土层底面的抗拉强度极低，将导致开裂。因此，对于混凝土应用于已裂正交异性钢桥面板，需要充分考量钢板裂缝对混凝土层受力的不利影响，采取合理的强化措施，且关键在于如何对混凝土层底面进行强化，防止混凝土层开裂。

本实用新型的目的是提供一种结构简单，便于施工、组合桥面混凝土层底面抗裂能力强的已疲劳开裂钢桥面板的轻型组合加固结构，进而有效降低钢桥面板的疲劳应力幅以消除疲劳开裂病害，且确保混凝土层底面不会由于钢桥面板存在裂缝而受拉开裂。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括已疲劳开裂钢桥面板、剪力连接件、纤维增强复合材料层、钢筋网以及轻骨料混凝土层，所述已疲劳开裂钢桥面板的开裂部位铺设有纤维增强复合材料层，所述钢筋网安放在已疲劳开裂钢桥面板上，纤维增强复合材料层上设置有剪力连接件，所述轻骨料混凝土层浇筑在已疲劳开裂钢桥面板上，且覆盖剪力连接件、纤维增强复合材料层、钢筋网与已疲劳开裂钢桥面板连接。

已疲劳开裂钢桥面板的开裂部位铺设有2条以上纤维增强复合材料层，相邻的纤维增强复合材料层之间的钢桥面板上设置有剪力连接件，相邻剪力连接件的间距为100~300mm。

本实用新型的纤维增强复合材料层上设有开孔并设置开孔钢板连接件，纤维增强复合材料层通过开孔钢板连接件沿桥向间隔布置在已疲劳开裂钢桥面板上，所述开孔钢板连接件由纤维增强复合材料层纵向的开孔竖向钢板构成，并通过纤维增强复合材料层孔内的轻骨料混凝土来抵抗纤维增强复合材料层与轻骨料混凝土之间的纵向剪力及上拔力，开孔钢板连接件可由两条纵向钢板连接到纤维增强复合材料层上翼缘。