[发明专利]超高性能混凝土桁架拱片单元、桁架拱片桥梁及施工方法

权利要求书

1.一种超高性能混凝土桁架拱片单元，其特征在于，包括上弦杆(1)、腹杆(2)、下弦杆(3)、节点(5)和连接构件(4)；所述腹杆(2)与所述上弦杆(1)和所述下弦杆(3)通过节点(5)相连接，均为钢筋和超高性能混凝土预制而成，所述腹杆(2)与所述上弦杆(1)和所述下弦杆(3)均组成三角形结构；在单元间的连接处有纵向预留钢筋(6)，并通过在所述连接构件(4)内预制部分超高性能混凝土的方式将所述连接构件(4)预制在所述超高性能混凝土桁架拱片单元的连接处，使得相邻的单元间能够通过在所述纵向预留钢筋(6)间焊接连接钢筋(11)相连后，再通过在所述连接构件(4)内浇注超高性能混凝土相连接形成一体的超高性能混凝土桁架拱片结构；

所述连接构件(4)包括槽形钢板(7)和栓钉(8)，所述栓钉(8)有多个，均匀垂直焊接于所述槽形钢板(7)的内侧；所述连接构件(4)与纵向预留钢筋(6)等长。

2.根据权利要求1所述的超高性能混凝土桁架拱片单元，其特征在于，所述上弦杆(1)的顶部设有预留的抗剪钢筋(9)，用于现浇或预制拼装桥面板(15)并确保其与上弦杆(1)的紧密连接。

3.根据权利要求1所述的超高性能混凝土桁架拱片单元，其特征在于，所述节点(5)的一侧或两侧设有横向钢筋(10)，用于现浇或预拼横系梁。

4.根据权利要求1所述的超高性能混凝土桁架拱片单元，其特征在于，所述节点(5)有圆弧形倒角构造，内部增配钢筋进行局部加强。

5.根据权利要求1所述的超高性能混凝土桁架拱片单元，其特征在于，所述腹杆(2)中的受拉腹杆内部增配钢筋，用于加强其轴向抗拉能力。

6.根据权利要求1所述的超高性能混凝土桁架拱片单元，其特征在于，所述槽形钢板(7)厚度为0.010-0.014m，所述栓钉(8)的高度为0.06-0.1m，相邻的栓钉(8)之间间隔为0.15-0.20m。

7.一种超高性能混凝土桁架拱片，其特征在于，由相应的如权利要求1-6中任一项所述的超高性能混凝土桁架拱片单元通过所述连接构件(4)相连，通过现场浇筑超高性能混凝土连接为一体。

8.一种超高性能混凝土桁架拱片桥梁，其特征在于，包括桥面板(15)、挂梁(14)、横系梁、拱座(17)和如权利要求7所述的超高性能混凝土桁架拱片(16)；所述超高性能混凝土桁架拱片(16)根据实际桥梁宽度设计为数片；所述桥面板(15)现浇或预制拼装于所述超高性能混凝土桁架拱片(16)的上弦杆(1)之上，所述挂梁(14)位于所述超高性能混凝土桁架拱片(16)的外侧；所述横系梁位于所述超高性能混凝土桁架拱片(16)的所述节点(5)之间；所述拱座(17)位于所述超高性能混凝土桁架拱片(16)两侧桥台上。

9.一种如权利要求8所述的超高性能混凝土桁架拱片桥梁的施工方法，包括以下步骤：

S1、每片拱片分多个单元在工厂进行卧式预制，具体过程如下：

S1.1、根据节段结构设计，卧式立模，绑扎好节段配置钢筋；

S1.2、在上弦杆(1)顶面预留抗剪钢筋(9)；在节点(5)处一侧或两侧预留横向钢筋(10)；

S1.3、制作连接构件(4)，过程为：a)焊接制作好槽形钢板(7)，b)在槽形钢板(7)内侧均匀布置并焊接栓钉(8)；

S1.4、将制作好的连接构件(4)卧式放置在拱片设计好的节段连接处，并调整纵向预留钢筋(6)位置；

S1.5、在连接构件(4)中部立模，将模板和钢板上孔洞封住；

S1.6、浇注超高性能混凝土，并进行蒸汽养护，完成拱片单元预制；

S2、现场设置临时支撑，将拱片单元运输至现场，采用动滑轮，多点起吊的方式，将拱片单元吊起翻转，吊装至设计位置；

S3、调整各拱片单元位置，利用槽形钢板(7)对齐，节段间梁单元槽形钢板(7)间预留距离为0.2m～0.3m；

S4、采用连接钢筋(11)将相邻拱片单元节段处连接构件(4)中外露的纵向预留钢筋(6)焊接连为一体；

S5、浇筑连接构件(4)处超高性能混凝土，将各拱片单元连接为一体的超高性能混凝土桁架拱片(16)，并通过预留横向钢筋(10)浇筑横系梁和拱座(17)；

S6、通过上弦杆(1)上预留剪力钢筋(9)现浇桥面板(15)，形成强度后，安装挂梁(14)，进行桥面铺装和附属设施结构施工，拆除临时支架，超高性能混凝土桁架拱桥成桥。