一种型钢-UHPC组合桥面预制板

本技术涉及桥梁工程，尤其涉及一种型钢-uhpc组合桥面预制板。

背景技术：

1、正交异性钢桥面以其自重轻、施工速度快、承载能力高、能适应各类桥型等优点成为大跨径桥梁的主要桥面形式，在800m以上跨径的桥梁中甚至是唯一的桥面形式。但由于钢桥面是全焊结构，不仅造价高，在重载车作用下，主要存在以下两大顽疾：(1)钢桥面疲劳开裂。由于钢板局部刚度过低且构造复杂、焊接缺陷难以避免，在重载车反复作用下，正交异性桥面板长期处于高应力状态，极易出现疲劳开裂等病害，导致维修困难，危及桥梁安全。(2)铺装层频繁破损。在重载车、温度以及雨水等因素的相互耦合作用下，钢桥面专用沥青铺装极易破损，寿命仅5～10年，导致运维成本加大、运营效率降低。我国重载交通量大，上述病害尤为严重。

2、针对上述难题，湖南大学邵旭东在前期研究中将具有优异力学性能的超高性能混凝土(ultra-high performance concrete，uhpc，以下简称uhpc)用于强化钢桥面，在专利文献cn109610310b和cn109338866a中，提出了型钢-uhpc组合桥面结构，该桥面结构具有自重轻、刚度大、造价低、经久耐用等优势。当型钢-uhpc轻型组合桥面结构应用工程实际时，一般先在预制厂预制型钢-uhpc组合桥面预制板，而后将型钢-uhpc组合桥面预制板预制施工现场，并将其吊装至钢梁上方相应位置，再浇筑湿接缝使桥面板与钢梁形成整体共同受力。

3、如若起吊的型钢-uhpc组合桥面预制板宽度较大时，型钢-uhpc组合桥面预制板横桥向截面仅为薄层uhpc面板+间断的钢板条构成，刚度较低，容易出现起吊开裂的问题。除此之外，在浇筑横向湿接缝时，需在预制板端部、两型钢之间搭建钢模板。此模板碎片化，搭建以及拆除均很麻烦，大大增加施工难度和施工工期。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种型钢-uhpc组合桥面预制板及加工方法和应用，在吊装时避免起吊开裂，同时能简化施工工序，促进型钢-uhpc组合桥面板的推广和应用。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种型钢-uhpc组合桥面预制板，包括若干根平行于纵桥向且沿横桥向间隔分布型钢、uhpc面板和uhpc端部模壳板，所述uhpc面板固定连接在型钢上方；所述uhpc端部模壳板固定连接在型钢-uhpc组合桥面预制板的两纵桥向端面上，且位于各相邻型钢的间隔处。

3、作为上述方案的进一步改进：

4、所述连接孔包括第一连接孔和第二连接孔，所述第一连接孔位于第二连接孔的上方，所述横向贯通钢筋的中轴线位于uhpc端部模壳板横桥向的中心竖直平面上，所述横向贯通钢筋包括与第一连接孔相适配的第一横向贯通钢筋和与第二连接孔相适配的第二横向贯通钢筋；所述型钢包括平行于所述uhpc面板的上翼缘板和下翼缘板，所述腹板固定连接在上翼缘板和下翼缘板之间。

5、所述型钢的端部设有端部切割头，所述端部切割头包括分别位于型钢两端部上的第一端部切割头和第二端部切割头，所述第一端部切割头和第二端部切割头上均设有间隙，所述第一端部切割头和第二端部切割头能相互伸入对方的空隙处并形成插接关系；所述uhpc端部模壳板的纵向外部端面位于端部切割头的根部。

6、所述第一端部切割头包括第一上翼缘切割条，所述第二端部切割头包括第二上翼缘切割条；所述第一上翼缘切割条和第二上翼缘切割条均设置在上翼缘板纵桥向的延伸部上，每个所述型钢上的所述第一上翼缘切割条和第二上翼缘切割条均设有两根且对称分布在腹板的两侧；所述第一上翼缘切割条的端部设有朝向腹板的端钩，所述第一上翼缘切割条与腹板之间设有用于容纳第二上翼缘切割条的间隙；所述第二上翼缘切割条的端部设有背向腹板的端钩，所述第二上翼缘切割条与腹板之间留有间隙。

7、所述第一端部切割头包括第一下翼缘切割条，所述第二端部切割头包括第二下翼缘切割条；所述第一下翼缘切割条和第二下翼缘切割条均设置在所述下翼缘板延伸部且向上弯起；所述第一下翼缘切割条和第二下翼缘切割条的弯曲角度相同；每个所述型钢上的第一下翼缘切割条和第二下翼缘切割条均设有两根且对称分布在腹板的两侧；所述第一下翼缘切割条的端部设有朝向腹板的端钩，所述第一下翼缘切割条与腹板之间设有用于容纳第二下翼缘切割条的间隙；所述第二下翼缘切割条的端部设有背向腹板的端钩，所述第二下翼缘切割条与腹板之间留有间隙。

8、所述第一端部切割头还包括设置在腹板延伸部的第一腹板切割钢条；所述第一腹板切割钢条设置在腹板高度方向的中间位置，所述第一腹板切割钢条的端部设有朝向下翼缘板的端钩；所述第二端部切割头还包括设置在腹板延伸部的第二腹板切割钢条；所述第二腹板切割钢条的底部靠近下翼缘板且与下翼缘板之间留有间隙，所述第一腹板切割钢条的端部设有朝向上翼缘板的端钩。

9、所述uhpc面板的内部设有一层钢筋网，uhpc面板纵向端部为阶梯形，包括上阶梯和下阶梯。

10、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

11、本实用新型提出了一种型钢-uhpc组合桥面预制板，通过在各个型钢端部的间隔处设置有uhpc端部模壳板，增强型钢-uhpc组合桥面预制板在纵向端部的横向联系，从而提高型钢-uhpc组合桥面预制板在吊装时的横向抗弯以及抗裂的能力。在型钢-uhpc组合桥面预制板之间浇筑横向湿接缝时，uhpc端部模壳板可以作为横向湿接缝的模板，浇筑横向湿接缝时无需再搭建零碎的端部侧边钢模板，使得施工工序简易快捷。

技术特征：

1.一种型钢-uhpc组合桥面预制板，其特征在于：包括若干根平行于纵桥向且沿横桥向间隔分布型钢(1)、uhpc面板(2)和uhpc端部模壳板(3)，所述uhpc面板(2)固定连接在型钢(1)上方；所述uhpc端部模壳板(3)固定连接在型钢-uhpc组合桥面预制板的两纵桥向端面上，且位于各相邻型钢(1)的间隔处。

2.根据权利要求1所述的型钢-uhpc组合桥面预制板，其特征在于：所述型钢(1)包括垂直于uhpc面板(2)的腹板(13)；所述型钢(1)于腹板(13)上开设有若干连接孔(14)；所述uhpc端部模壳板(3)上锚固连接有若干与连接孔(14)相适配的横向贯通钢筋(4)；所述横向贯通钢筋(4)穿过两相邻型钢(1)上的连接孔(14)使uhpc端部模壳板(3)与型钢(1)固定连接；所述uhpc面板(2)与所述uhpc端部模壳板(3)一体浇筑成型。

3.根据权利要求2所述的型钢-uhpc组合桥面预制板，其特征在于：所述连接孔(14)包括第一连接孔(141)和第二连接孔(142)，所述第一连接孔(141)位于第二连接孔(142)的上方，所述横向贯通钢筋(4)的中轴线位于uhpc端部模壳板(3)横桥向的中心竖直平面上，所述横向贯通钢筋(4)包括与第一连接孔(141)相适配的第一横向贯通钢筋(41)和与第二连接孔(142)相适配的第二横向贯通钢筋(42)；

4.根据权利要求3所述的型钢-uhpc组合桥面预制板，其特征在于：所述型钢(1)的端部设有端部切割头，所述端部切割头包括分别位于型钢(1)两端部上的第一端部切割头(15)和第二端部切割头(16)，所述第一端部切割头(15)和第二端部切割头(16)上均设有间隙，所述第一端部切割头(15)和第二端部切割头(16)能相互伸入对方的空隙处并形成插接关系；所述uhpc端部模壳板(3)的纵向外部端面位于端部切割头的根部。

5.根据权利要求4所述的型钢-uhpc组合桥面预制板，其特征在于：所述第一端部切割头(15)包括第一上翼缘切割条(151)，所述第二端部切割头(16)包括第二上翼缘切割条(161)；所述第一上翼缘切割条(151)和第二上翼缘切割条(161)均设置在上翼缘板(11)纵桥向的延伸部上，每个所述型钢(1)上的所述第一上翼缘切割条(151)和第二上翼缘切割条(161)均设有两根且对称分布在腹板(13)的两侧；

6.根据权利要求5所述的型钢-uhpc组合桥面预制板，其特征在于：所述第一端部切割头(15)包括第一下翼缘切割条(152)，所述第二端部切割头(16)包括第二下翼缘切割条(162)；所述第一下翼缘切割条(152)和第二下翼缘切割条(162)均设置在所述下翼缘板(12)延伸部且向上弯起；所述第一下翼缘切割条(152)和第二下翼缘切割条(162)的弯曲角度相同；每个所述型钢(1)上的第一下翼缘切割条(152)和第二下翼缘切割条(162)均设有两根且对称分布在腹板(13)的两侧；

7.根据权利要求4所述的型钢-uhpc组合桥面预制板，其特征在于：所述第一端部切割头(15)还包括设置在腹板(13)延伸部的第一腹板切割钢条(153)；所述第一腹板切割钢条(153)设置在腹板(13)高度方向的中间位置，所述第一腹板切割钢条(153)的端部设有朝向下翼缘板(12)的端钩；

8.根据权利要求5所述的型钢-uhpc组合桥面预制板，其特征在于：所述uhpc面板(2)的内部设有一层钢筋网(23)，uhpc面板(2)纵向端部为阶梯形，包括上阶梯(21)和下阶梯(22)。

技术总结本技术公开了一种型钢‑UHPC组合桥面预制板。桥面预制板包括多根纵桥向设置且沿横桥向间隔分布的型钢、固定连接在型钢上的UHPC面板和设置在预制桥面板两纵向端面的UHPC端部模壳板，所述UHPC端部模壳板横桥向固定连接在各相邻型钢端之间的间隔处。本申请通过在各个型钢端部的间隔处设置有UHPC端部模壳板，增强型钢‑UHPC组合桥面预制板在纵向端部的横向联系，从而提高型钢‑UHPC组合桥面预制板在吊装时的横向抗弯以及抗裂的能力。技术研发人员：邵旭东,蔡文涌,赵旭东,李盼盼,何广,冯家辉受保护的技术使用者：湖南大学技术研发日：20230928技术公布日：2024/6/2