[发明专利]预应力UHPC外壳-混凝土内芯组合盖梁结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种预应力UHPC外壳‑混凝土内芯组合盖梁结构，包括盖梁壳体，所述盖梁壳体包括腹板和底板，多个所述腹板连接于底板上并与底板围成具有开口向上的内腔，所述盖梁壳体为预制UHPC外壳，所述内腔内竖直设有多个强化框架，多个所述强化框架沿盖梁壳体的长度方向间隔设置，所述内腔内浇筑充满有普通混凝土内芯，本发明具有自重低、耐久性好、承载能力高的优点。

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，尤其涉及一种预应力UHPC外壳-混凝土内芯组合盖梁结构及其施工方法。

背景技术

盖梁是桥梁结构的重要构件，连接着桥梁的上部与下部结构。上部结构所承受的恒载、活载等作用通过支座传递给盖梁，盖梁再将这些荷载传递至桥墩和基础。盖梁的技术要求主要为承载能力和适用性，承载能力指在极端条件下，如桥面满布车辆，地震，汽车撞击等情况下不致发生破坏，适用性指盖梁在正常使用期间不会有太大的变形，不会有太多太大的裂缝。另外施工便捷性、经济性、美观也是需要考虑的重要因素。

随着高架桥桥下交通需求的增大，大悬臂盖梁结构得到了愈来愈多的应用。而装配化施工是未来大趋势，大悬臂普通混凝土盖梁自重可达到500～700t(普通混凝土盖梁本身重量约为400t，相对于上部结构，盖梁的自重并不算大，盖梁在承受自身重量的同时，还要承受桥面荷载，以及汽车荷载等，自重仅占约10～20％)，采用预制吊装施工的难度较大，运输不便、吊装困难，因此大悬臂普通混凝土盖梁多采取现场浇筑施工或分段预制施工。

现场浇筑施工需要支架安装、立模、浇筑、养护等工序，施工步骤繁琐且周期长，且对盖梁梁下的空间占用时间长、对周边环境负面影响大；分段预制作业量小、工期短、交通影响小，但仍需设置支架支撑分段盖梁，对现场有一定负面影响。

针对普通混凝土自重大的问题，可采用内部挖空的空心结构。但内部挖空的工艺要求较高；且内部挖空减小了腹板厚度，使得抗剪能力降低，更易产生斜裂缝。例如，现有的钢-超高性能混凝土轻型组合箱式盖梁及其制作方法(授权公告号CN 105803916 B)由于材料抗压性能高，截面挖空，自重大大减轻，便于吊装施工，但是截面挖空后不便布置预应力束，因此采用上部铺设一层钢板抵抗拉力，钢板与超高性能混凝土采用剪力连接件连接，共同受力。实心截面的刚度大，盖梁悬臂端部变形小，行车舒适，而空心截面刚度降低，悬臂端部变形大，需要采取一定措施控制变形，增加了成本。另外，盖梁顶部的钢板裸露在外，需要大量的养护费用。

现有的全预制轻型大悬臂预弯组合盖梁结构(授权公告号：CN212426706U)由于采用了钢-混凝土组合结构，钢箱梁作为劲性骨架，盖梁的承载能力大大提升，但是其施工十分不便，仍需要现场搭设支架和模板，不符合“绿色、环保”的趋势。另外，内部填充的泡沫混凝土及轻质混凝土虽然减轻了盖梁自重，但是盖梁所受重量大部分是由桥面传递而来，减轻盖梁自重对其受力并无较大改善，且增加了较多材料成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种自重低、耐久性好、承载能力高、对现场影响小、施工便利的预应力UHPC外壳-混凝土内芯组合盖梁结构及其施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种预应力UHPC外壳-混凝土内芯组合盖梁结构，包括盖梁壳体，所述盖梁壳体包括腹板和底板，多个所述腹板连接于底板上并与底板围成具有开口向上的内腔，所述盖梁壳体为预制UHPC外壳，所述内腔内竖直设有多个强化框架，多个所述强化框架沿盖梁壳体的长度方向间隔设置，以盖梁壳体为浇筑模板在所述内腔内浇筑充满普通混凝土内芯。

作为对上述技术方案的进一步改进：

所述强化框架为型钢框架，所述强化框架通过剪力钉与盖梁壳体连接。

所述强化框架之间的间距为0.75～2.0m。

所述强化框架包括外框架和内支撑架，所述外框架由多个型钢件首尾连接而成，所述内支撑架连接于外框架上部和下部之间。