[发明专利]一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构

说明书

本发明公开了一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，包括本发明公开了一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，包括钢拱、若干连接件、超高性能混凝土层；若干连接件间隔设置于钢拱的外壁侧上，连接件的一端与钢拱外壁侧固定连接；超高性能混凝土层设置于钢拱外壁，并通过连接件与钢拱的外壁连接，超高性能混凝土层可有效阻隔水与钢拱的接触，提高钢拱的耐久性，超高性能混凝土层与钢拱的外壁间还设置有隔离剂，连接件中的细长剪力钉由橡胶包覆，可减少超高性能混凝土层与钢拱主体结构的相互作用，达到释放超高性能混凝土层应力、减小厚度的作用，钢拱内部可浇筑素混凝土以提高抗撞性能。

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，特别涉及一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构。

背景技术

跨河流、海洋的大跨度桥梁结构，如果受场地、地质条件、结构受力、景观等限制钢拱必须设置于水中时，不可避免的存在钢结构腐蚀问题，腐蚀问题处理不当易导致材料的破坏和设施功能的失效，进而引起工程设施的结构损伤、缩短结构使用寿命，对人民生命财产安全造成重大威胁。

此外，在通航流域，船舶假使直接撞上钢拱，因为钢结构刚度小，防撞性能较差，也易引起安全事故，造成人员伤亡及经济损失。现有技术往往在钢拱外另外设置防撞设施，不仅造价高，而且占用部分河道，影响通航、泄洪，景观效果也较差。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，构造简单，利用超高性能混凝土优异的力学性能及耐久性，裹包钢拱，可大大降低水位变动对钢拱的影响，同时，其高密实性与良好的工作性能使混凝土层具有很高的抗裂性能，超强的抗压能力，疲劳极限高，有助于提高钢拱的防撞性能及使用寿命，能有效解决钢拱设置于水中的防腐、防撞问题，并且施工方便，后期运营期间减少了水中钢拱的涂装维护，具有良好的技术经济效益。

根据本发明的第一方面，提供一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，包括钢拱；若干连接件，若干连接件间隔设置于钢拱的外壁侧上，连接件的一端与钢拱外壁侧固定连接；超高性能混凝土层，超高性能混凝土层设置于钢拱外壁，超高性能混凝土层通过连接件与钢拱的外壁连接，超高性能混凝土层与钢拱的外壁间设置有隔离剂。

本发明的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构至少具有以下有益效果：本实施例通过钢拱的外壁设置有超高性能混凝土层，超高性能混凝土层包裹于钢拱的外部使钢拱免受设置于水中所产生的腐蚀问题，同时还可提高钢拱的防撞能力，另外，钢拱的外壁与混凝土之间通过间隔设置若干的连接件，连接件一端固结在钢拱外壁，一端设置于超高性能混凝土层内部，将钢拱外壁与超高性能混凝土层在轴向牢固连接起来。外壁板设置有隔离剂，用于减少超高性能混凝土层与钢拱主体结构的相互作用，降低超高性能混凝土层受力，减小厚度，提高经济效益，也可以进一步增强钢拱的防水性能。

根据本发明第一方面的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，连接件由细长剪力钉和橡胶组成，橡胶包裹细长剪力钉的外部。剪力钉在剪力方向刚度较小，剪力作用下会产生变形，同时在剪力钉外部包裹橡胶，橡胶有一定变形能力，两者结合，可适应超高混凝土层与钢拱间的相对位移，减小超高性能混凝土参与主体结构受力，降低超高性能混凝土层厚度，提高经济效益。另外，剪力钉外部包裹橡胶，可对剪力钉起保护作用，防止剪力钉被腐蚀。

根据本发明第一方面的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，钢拱为箱型结构，钢拱由外壁板和腹板组成，腹板设置于由外壁板环绕组成的内腔内，腹板的两端与外壁板固定连接。腹板对外壁板起支撑加固作用，可提高钢拱的稳固性。

根据本发明第一方面的一种超高性能混凝土裹包钢筒混凝土夹层组合结构，钢拱内部还设置有若干加劲肋，加劲肋间隔固定设置于外壁板的内壁和腹板上。加劲肋间隔固定设置于外壁板的内壁和腹板上，可以提高钢拱的稳定性和抗扭性能，有益于钢拱的防撞能力，提高桥梁的安全性能。