[发明专利]一种NC-UHPC组合装配式预应力混凝土箱梁、施工方法及其桥梁

说明书

本发明公开了一种NC‑UHPC组合装配式预应力混凝土箱梁，包括预制NC顶板(11)、预制NC底板(21)和预制UHPC变截面直腹板(31)，所述预制UHPC变截面直腹板(31)为腹板竖向两端板面面积大于中部板面面积设置；通过将NC‑UHPC组合，充分利用NC抗压强度高、价格便宜的优点，充分发挥UHPC高强度、高弹模、高耐久性、高韧性、高密实度、低徐变等突出优点，并且具有结构受力性能优异、重量轻、性价比高、施工吊装重量轻、减少支架施工、施工工期短等优点。

技术领域

本发明涉及桥梁领域，具体涉及一种NC-UHPC组合装配式预应力混凝土箱梁、施工方法及其桥梁。

背景技术

当前我国正在大力推广预制装配式桥梁和组合结构桥梁。相对于现浇混凝土箱梁，预制装配式箱梁和组合结构箱梁具有施工质量和绿色建造效益显著提升、有效降低施工风险和施工对交通及环境的不利影响、提高生产效率等优势。传统装配式预制节段预应力混凝土箱梁施工精度要求高，预制工期相对较长、对存梁和运梁要求高，无论采用架桥机整孔节段拼装或悬臂法节段拼装，对现场施工设备的要求都很高。传统混凝土箱梁采用由于普通混凝土自身抗拉、抗剪强度低，存在腹板易开裂、自重大等缺点。针对该问题，通过使用波型钢腹板混凝土箱梁和钢桁腹混凝土组合梁可解决传统混凝土箱梁的弊端，但同时也存在后期维护工作量大、钢混连接节点应力集中、受力复杂等问题。超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC)，是一种是根据最大堆积密度原理(减小孔隙率和大孔)和低水胶比制备形成的高致密水泥基复合工程材料，具有高强度、高弹模、高耐久性、高韧性、高密实度、低徐变等突出优点。诸多工程实践表明：UHPC能够在保证同等强度和耐久性的条件下能显著减小构件尺寸、减轻结构自重、增大跨越能力。

在桥梁工程中，UHPC虽然已经被广泛的应用于组合桥面铺装结构以及旧桥加固等诸多方面，但从当前的使用情况来看，制约UHPC桥梁结构发展的主要因素之一是其高昂的造价和较高的自收缩特性。在桥梁结构工程技术领域中，如果将主体结构材料全部采用UHPC会很不经济，并且由于桥梁结构需要满足强度、刚度、稳定性等多个性能目标，其超高的力学性能也无法被全部利用，使得UHPC材料具有的优点会被闲置浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的NC-UHPC组合装配式预应力混凝土箱梁及其施工方法，通过将NC-UHPC组合，充分利用NC抗压强度高、价格便宜的优点，充分发挥UHPC高强度、高弹模、高耐久性、高韧性、高密实度、低徐变等突出优点，并且具有结构受力性能优异、重量轻、性价比高、施工吊装重量轻、减少支架施工、施工工期短等优点。

本发明的NC-UHPC组合装配式预应力混凝土箱梁，包括预制NC顶板(11)、预制NC底板(21)和预制UHPC变截面直腹板(31)，所述预制UHPC变截面直腹板(31)为腹板竖向两端板面面积大于中部板面面积设置；

进一步，所述预制UHPC变截面直腹板(31)为竖向两端板面分别向中部逐渐减小呈沙漏形结构；

进一步，所述预制UHPC变截面直腹板(31)内预埋有腹板竖向预应力钢筋(35)并沿主拉应力方向设置有斜向预应力钢筋(36)，所述预制NC顶板(11)预埋有顶板接头钢筋(18)，所述预制NC底板(21)预埋有底板接头钢筋(27)，所述腹板竖向预应力钢筋(35)的两端均设置有腹板连接接头(7)，所述顶板接头钢筋(18)和底板接头钢筋(27)分别与腹板竖向预应力钢筋(35)竖向搭接并通过腹板连接接头(7)横向固定连接；

进一步，所述预制UHPC变截面直腹板(31)顶缘和底缘中央设置有腹板预埋开孔钢板(33)，所述腹板预埋开孔钢板(33)上的开孔采用腹板剪力键预埋钢管(34)横穿并焊接牢固，腹板预埋开孔钢板(33)的开孔和腹板预埋钢管(34)的钢管中均贯穿设置有剪力键钢筋(8，9)；

进一步，所述预制UHPC变截面直腹板(31)板面相对两侧沿纵桥向的中央设置腹板加强竖肋(32)；