[发明专利]一种基于超高韧性水泥基复合材料的无缝桥梁结构及施工方法

说明书

本发明提供一种基于超高韧性水泥基复合材料的无缝桥梁结构及施工方法。本发明通过在相邻两梁之间设置ECC材料T型连接构件、在桥梁端部及桥台上方设置一层ECC材料板、同时使用悬臂式地梁，大大改善了桥梁的受力状况，提高了行车的舒适性和桥梁的稳定性、耐久性，解决了桥梁伸缩装置所存在的问题，同时解决了目前无缝桥梁结构负弯矩区受力开裂的难题。

技术领域

本发明涉及一种基于超高韧性水泥基复合材料的无缝桥梁结构及施工方法，属于公路桥梁结构及施工领域。

背景技术

桥梁通常需设置伸缩缝以满足温度以及荷载作用下的变形要求，工程实践表明，伸缩缝是桥梁结构中最薄弱的部位。伸缩缝暴露在大气中，直接经受车辆荷载的反复冲击作用，稍有缺陷或不足，就会引起跳车等不良现象，严重时还会影响到桥梁结构本身和通行者的生命财产安全。针对此类问题，国内外提出了无缝桥梁的解决方案。传统无缝桥梁将伸缩缝由桥台处移至搭板末端，但是搭板末端的接缝仍处于易损状态。全无缝桥梁在搭板末端设置连续配筋混凝土路面，再连接至地梁，利用连续配筋混凝土路面允许带裂缝工作的特点，吸收结构变形；但是连续配筋路面构造复杂，接线路面较长，工程造价较高，而且在荷载和环境因素的作用下无缝桥梁梁端负弯矩区混凝土容易开裂。

中国专利文献CN109972499A公开了一种中小跨度简支公路桥梁中间无缝伸缩结构及施工方法，所述的无缝伸缩结构为桥梁相邻主梁连接结构，相邻主梁连接区域上方布置有ECC连接板，所述的ECC连接板与所述的主梁固接，所述的ECC连接板与所述的主梁之间铺设有四氟乙烯薄板滑移层，所述的ECC连接板两端分别与所述的桥面板紧密连接，所述的ECC连接板与所述的桥面板厚度相匹配。该发明采用预制的ECC连接板，可以释放主梁与ECC连接板的约束，降低此位置的应力，可避免桥梁上部结构在温度荷载作用下，由于上部结构收缩、徐变引起的变形和应力集中的现象。但是该桥梁结构为简支梁桥，跨中弯矩较大，致使梁的截面尺寸和自重显著增加，需要耗用材料多。

中国专利文献CN110004817A公开了一种中小跨度简支公路桥梁端部无缝防跳车构造及其施工方法，包括桥面结构和路面结构，所述的桥面结构包括桥面板、主梁和桥台；所述的路面结构包括路基和路面板，其特征在于：所述的桥梁通过支座架设在所述桥台上，所述的桥梁上铺设有桥面板，所述的主梁与所述的桥台背墙连接区域的上方布置有ECC连接板；所述的ECC连接板一端与所述的桥面板紧密连接，另一端与所述的路面紧密连接。该发明控制了由于桥梁上部结构在温度荷载作用、自身收缩及徐变引起梁端桥面的变形和应力集中的现象，改善了梁端桥面混凝土的开裂，进而有效的改善桥头跳车状况。但是该无缝桥梁构造形式无法充分发挥ECC材料优异的应变硬化和多缝开裂特性，而且没有设置地梁，梁体的变形易对接线的普通路面造成不良影响。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于超高韧性水泥基复合材料的无缝桥梁结构及施工方法。本发明提出了一种基于超高韧性水泥基复合材料即ECC材料的无缝桥梁新体系，取消了传统的伸缩装置，可用于中小跨径桥梁的无缝化。本发明通过在相邻两梁之间设置ECC材料T型连接构件、在桥梁端部及桥台上方设置一层ECC材料板、同时使用悬臂式地梁，大大改善了桥梁的受力状况，提高了行车的舒适性和桥梁的稳定性、耐久性，解决了桥梁伸缩装置所存在的问题，同时解决了目前无缝桥梁结构负弯矩区受力开裂的难题。

本发明的技术方案如下：

一种基于超高韧性水泥基复合材料的无缝桥梁结构，包括桥墩、桥台、主梁、ECC的T型连接构件、ECC连接板和悬臂式地梁；

两相邻主梁之间缝隙处设置ECC材料T型连接构件；T型连接构件由腹板和翼缘板组成；翼缘板中，沿桥梁纵横向分别配筋，形成钢筋网；纵向钢筋的长度大于翼缘板，并从翼缘板两端伸出，两端伸出部分与水泥混凝土铺装层锚固连接；