[发明专利]大跨悬索桥GFRP筋预制板组合梁桥面系及其施工方法

说明书

本发明公开了一种大跨悬索桥GFRP筋预制板组合梁桥面系，包括钢纵梁、横系梁、预制桥面板以及现浇混凝土接缝，多条钢纵梁平行间隔设置，多条钢纵梁的两端均通过横系梁固定连接，钢纵梁的顶端布置有栓钉剪力键，预制桥面板架设于相邻两钢纵梁上方，相邻两预制桥面板之间通过现浇混凝土接缝连接，预制桥面板内部设置有GFRP筋且GFRP筋的端部凸伸于预制桥面板外，预制桥面板板端预留GFRP筋嵌于栓钉剪力键之间且与现浇混凝土接缝中的GFRP筋绑扎搭接。本大跨悬索桥GFRP筋预制板组合梁桥面系及其施工方法，既能有效减少混凝土板裂缝产生，又能解决开裂后钢筋暴露在氯盐环境中的桥面系耐久性问题。

技术领域

本发明涉及桥梁结构技术领域，尤其涉及大跨悬索桥GFRP筋预制板组合梁桥面系及其施工方法。

背景技术

悬索桥以其跨越能力大、轻型美观、能充分利用材料强度等优点，成为大跨度桥梁优先考虑的桥型之一。悬索桥加劲梁的形式主要有钢桁梁和扁平钢箱梁两种，当采用钢桁梁作为加劲梁时，其桥面系可分为钢筋混凝土板桥面系、钢桥面系和钢混组合桥面系。在大跨径悬索桥中，一般不采用钢筋混凝土板桥面系；正交异性钢桥面系运用广泛，但易于疲劳开裂；钢混凝土组合桥面系是通过剪力键将钢筋混凝土板和钢梁组合在一起，在正弯矩作用下，混凝土板以受压为主，钢梁以受拉为主，能够充分发挥混凝土和钢材两种材料的受力性能。但是在连续组合梁桥面系中，支点附近的混凝土板在荷载、温差等因素作用下拉应力较大，负弯矩区的混凝土受拉易开裂，加上冬季经常撒盐除冰，钢筋暴露于氯盐环境中会加速腐蚀，从而降低整体结构的承载力和耐久性，产生安全隐患。

通常，解决办法是对结构施加作用，产生纵桥向的预压应力来控制组合梁负弯矩区的裂缝，包括钢梁起顶、预加静载和配置预应力筋等，可以有效缓解负弯矩区混凝土板的开裂，但施工不便且存在预应力损失；或者是减弱连接刚度，在负弯矩区采用柔性连接件以缓和混凝土板的开裂，但会使桥梁截面刚度减小，结构挠度增大。

这些传统的措施都是在控制裂缝的产生，而没有考虑混凝土板开裂后，钢筋暴露于不良环境尤其是冬季撒盐除冰产生的氯盐环境中，钢筋加速锈蚀导致的耐久性问题。针对大跨径悬索桥组合梁桥面系，目前还没有一种既能有效减少混凝土板裂缝产生，又能解决开裂后钢筋暴露在氯盐环境中的桥面系耐久性问题的方法。尽管所提出的大跨悬索桥GFRP筋预制板组合梁桥面系不参与整体结构一起受力，造成一些浪费，但避免了其它类型桥面系沥青混凝土铺装层容易发生损坏的世界性技术难题，从而大大提高桥梁使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种大跨悬索桥GFRP筋预制板组合梁桥面系及其施工方法，旨在既能有效减少混凝土板裂缝产生，又能解决开裂后钢筋暴露在氯盐环境中的桥面系耐久性问题。

为实现上述目的，本发明提供一种大跨悬索桥GFRP筋预制板组合梁桥面系，其特征在于，包括钢纵梁、横系梁、预制桥面板以及现浇混凝土接缝，其中，

多条所述钢纵梁平行间隔设置，多条所述钢纵梁的两端均通过横系梁固定连接，钢纵梁的顶端布置有栓钉剪力键，预制桥面板架设于相邻两钢纵梁上方，相邻两预制桥面板之间通过现浇混凝土接缝连接，预制桥面板内部设置有GFRP筋且GFRP筋的端部凸伸于预制桥面板外，预制桥面板板端预留GFRP筋嵌于栓钉剪力键之间且与现浇混凝土接缝中的GFRP筋绑扎搭接，预制桥面板和现浇混凝土接缝通过板端预留GFRP筋、现浇混凝土接缝中的GFRP筋、钢纵梁上的栓钉剪力键与钢主梁连接成整体。

优选地，所述钢纵梁与横系梁连接的两端面上均固定有加劲隔板，横系梁通过螺栓与端部的加劲隔板栓接以形成节段钢主梁，若干节段钢主梁连接成钢主梁。

优选地，所述预制桥面板内部设置有横向受力GFRP筋和纵向分布GFRP筋绑扎形成的GFRP筋网。

优选地，所述横向受力GFRP筋至少设置两层，顶层的横向受力GFRP筋末端设置弯钩，弯钩绕过底层横向受力GFRP筋底端且插入预制桥面板内部。