[发明专利]一种压型钢板装配式组合箱型桥

说明书

本发明公开了一种压型钢板装配式组合箱型桥，由压型钢板预制件，箱型主体结构和超高韧性混凝土组成。压型钢板预制件包含两种形式，均通过圆钢棒和孔间钢板抵抗与超高韧性混凝土之间的纵向剪力和上拔力，无需在压型钢板上额外焊接横向钢筋或栓钉。压型钢板预制件和箱型主体结构之间通过高强螺栓连接后形成装配式箱型桥钢骨架，无需在桥面顶板上额外焊接加劲肋。本发明提出的压型钢板装配式组合箱型桥在使结构承载力、疲劳性能、韧性以及耐久性提升的同时大大降低了施工复杂度和材料成本，同时该体系高预制装配化特点也使其具备推广应用的潜质。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，具体涉及一种压型钢板装配式组合箱型桥。

背景技术

随着我国基础设施建设进程的不断推进，人们意识到城市内部交通及城市间交通便利程度极大影响着国民经济发展和社会进步；因此，改革开放以来我国实现了桥梁建设的飞速发展。近年来，随着港珠澳大桥、杭州湾跨海大桥等超大型桥梁工程的建设，国内外的桥梁结构正面临着前所未有的发展机遇。其中，组合箱型桥以其自重轻，抗扭性能好，刚度大的优势不仅在城市立交桥、地铁轻轨、高速铁路等方面得到应用，更是被广泛应用于跨河、跨海构筑物中。在桥梁结构的建设中，组合箱型桥不仅需承担结构自重和往复车辆荷载，而且面临着车轮摩擦、行车振动、水和离子侵蚀等长期作用影响，因而需对其承载力、抗疲劳性、耐久性和韧性均提出较高要求。

但是，现有的传统钢混组合箱型桥结构仍然存在以下问题亟待解决：第一，普通混凝土材料受拉易于开裂，且对局部缺陷敏感，容易在长期荷载作用下产生裂缝，造成水和离子的侵蚀，影响箱型桥钢结构部分的抗腐蚀性和耐久性，进而显著增加桥梁结构的维修和维护成本，对人力物力造成巨大的浪费。实际工程中一般通过增加混凝土层厚度和密布钢筋网的方式提高混凝土层的抗裂能力，但这大大增加了施工复杂度、工期和材料成本；第二，传统组合箱型桥钢结构部分大量焊缝缺陷的存在影响结构的疲劳性能，现场焊接工作量和劳动力损耗大，施工精度也难以保障，具体表现在：①为了保证钢桥面板与混凝土之间的有效界面连接，通常在钢桥面顶板上密焊栓钉(起到抗剪+抗拔双重作用)；②现有箱型组合桥结构中通常采用正交异性桥面板体系，即在钢桥面顶板面外焊接多条纵、横向加劲肋提高其桥面板部分的承载力和抗扭刚度，进而提升结构经济跨度，然而加劲肋与桥面顶板、横隔板之间经现场焊接会存在多条焊缝。

为解决以上问题，本发明提出了一种压型钢板装配式组合箱型桥，由压型钢板预制件，箱型主体结构和超高韧性混凝土三部分组成。其中压型钢板预制件包含两种形式，均通过圆钢棒和孔间钢板有效抵抗压型钢板与超高韧性混凝土之间的纵向剪力和上拔力，无需在压型钢板表面人工制作机械压痕或凸起，或在其板肋上额外焊接横向钢筋或栓钉增强其界面连接。压型钢板预制件和箱型主体结构之间通过高强螺栓连接后形成装配式箱型桥钢骨架，箱型主体结构的桥面顶板可视为压型钢板预制件的加强板，可进一步提高压型钢板预制件的强度、刚度和整体稳定性，进而可大幅提高箱型桥的极限承载力，与此同时也避免了在桥面顶板上额外焊接加劲肋，在降低施工复杂度和成本的同时保证了结构的疲劳性能。超高韧性混凝土浇筑在装配式箱型桥钢骨架上，起到保护钢骨架的作用。本发明采用的超高韧性混凝土可保证不产生或仅产生100微米以下的微小裂缝，在提升组合箱型桥的韧性和耐久性的同时避免了为增强混凝土层抗裂能力而密布钢筋网，在一定程度上缩短了工期，降低了材料成本。本发明装配式箱型桥钢骨架由工厂提前预制，施工过程简易高效，该体系高预制装配化的特点使其在桥梁结构中具有十分广阔的应用和发展前景。

发明内容

为改善传统钢-混凝土组合箱型桥存在的问题，本发明提出了一种压型钢板装配式组合箱型桥。

一种压型钢板装配式组合箱型桥，包括：

箱型主体结构；

设置在所述箱型主体结构上的压型钢板预制件；

以及浇筑在所述压型钢板预制件上的混凝土；

所述的箱型主体结构包括底板、桥面顶板以及设置在所述的底板和桥面顶板之间的横隔板和纵隔板。