[实用新型]一种负弯矩区UHPC处理钢-混组合结构

说明书

本实用新型公开了一种负弯矩区UHPC处理钢‑混组合结构，在钢‑混组合结构负弯矩区节段长度内采用UHPC桥面板，并在墩顶处焊接(栓接)相邻钢梁的上翼缘。对于钢‑混简支桥面连续组合结构梁，本实用新型能明显提高负弯矩区组合梁的开裂荷载，且裂缝间距较小，明显抑制混凝土裂缝的发展，其优异的抗裂性能可有效解决负弯矩区的开裂问题。

技术领域

本实用新型属于钢-混组合结构技术领域，具体涉及一种负弯矩区UHPC处理钢-混组合结构。

背景技术

随着我国公路及城市建设的不断发展，钢-混组合梁桥由于跨越能力大、建筑高度小、抗震性能好及施工快等优点，得到了广泛的应用。钢-混组合梁已经成为市政工程，公路工程、建筑工程中比较常见的一种结构形式。随着桥梁向轻型化及和大跨度方向的发展，钢- 混组合梁也由简支结构向多跨连续结构发展。但如郑和辉等人的论文“钢-混组合连续梁负弯矩区桥面板抗裂措施”介绍的在负弯矩区，上部混凝土桥面板受拉、下部钢梁受压，混凝土板易开裂、钢主梁易局部失稳，导致组合梁刚度降低和耐久性下降。普通钢-混组合梁为了控制负弯矩区混凝土桥面板的开裂，常在混凝土浇筑之前施加一定承受的预应力或直接在负弯矩区张拉预应力钢束，增大桥面板压应力储备来防止其开裂，或采用高配筋率来限制桥面板的裂缝宽度。但是对于混凝土桥面板来说，施加预应力难度较大、施加效率低，而且易损失，如张方坤在《中国高新技术企业》上发表的论文“预应力混凝土桥面板施工技术”介绍了预应力混凝土桥面板施工中对波纹管、锚垫板、钢绞线的安装有苛刻要求。

超高性能混凝土，简称UHPC，也称作活性粉末混凝土，是继高强度、高性能混凝土之后研究成功的一种超高强度、低脆性、耐久性优异并具有广阔应用前景的新型超高强混凝土，同普通混凝土相比，UHPC具有极高的抗压和抗折强度、超高的抗渗性及良好的耐磨性、较好的延性和较高的抗拉强度。UHPC每立方约10000元、而普通混凝土约1000元，差别巨大，因此经济对比十分明显。

近年来，国内有学者开展了一系列采用高性能混凝土材料代替负弯矩区普通混凝土的研究，取得的一些成果，如邓舒文等2017年在中国公路学报发表的论文“全预制快速架设钢-UHPC轻型组合城市桥梁[J]”提出了一种可与梁段整体预制的简支变连续结构来解决传统钢 -混组合梁负弯矩区应力过大的问题；如李文光等人在土木工程学报上发表的论文“钢-UHPC组合板受弯性能的试验研究”研究了钢 -UHPC轻型组合桥面系的横向受弯性能，在负弯矩作用下能承受 18MPa以上的拉应力，但该技术方案中纵向单位长度UHPC用量达到0.05m³/m,成本偏高；研究了截面配筋率对钢-UHPC组合桥面板抗裂性能的影响。但其中研究的多是正交异性钢桥面与UHPC的结合，并未涉及工字钢-混组合梁的负弯矩区研究。即对30～60m的中小跨径梁桥克服负弯矩区混凝土桥面板的开裂的问题没有解决方案。

在达到抗开裂的同时最大程度降低纵向单位长度UHPC用量是本领域的急迫需要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种负弯矩区UHPC处理钢-混组合结构，能够降低纵向单位长度UHPC用量，其设计新颖合理，在钢-混组合结构负弯矩区节段长度内采用UHPC桥面板使桥面连续，并将相邻钢梁的上翼缘焊接(栓接)进一步限制裂缝的出现和发展。UHPC能提高负弯矩区组合梁的开裂荷载,在负弯矩作用下，钢-UHPC连续组合梁的开裂强度远高于普通钢-混组合梁的开裂强度，且裂缝间距较小，明显抑制混凝土裂缝的发展，能有效解决钢-混桥面连续组合梁负弯矩区的开裂问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：