[发明专利]超高性能混凝土与普通混凝土纵向混合梁构造及施工方法

说明书

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种超高性能混凝土与普通混凝土纵向混合梁构造及施工方法，所述纵向混合梁包括两UHPC梁段、NC梁段以及桥面板，在纵向混合梁梁端采用超高强混凝土材料形成的UHPC梁段，在两UHPC梁段之间采用混凝土材料形成的NC梁段，通过两UHPC梁段和NC梁段纵向组合成整体共同受力的单片梁结构；若干单片梁结构横向依次连接形成主梁，在主梁顶部现浇桥面板形成桥梁结构。本发明根据梁体跨度方向不同区段的受力需求配置不同的材料，合理地利用了材料的性能。与全NC梁相比，UHPC‑NC混合梁端部设置的UHPC梁段能够满足梁端锚固区和支座处的受力需求，且不需要进行截面加厚处理；与全UHPC梁相比，UHPC‑NC混合梁节省了材料成本，具有较好的经济性。

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种超高性能混凝土与普通混凝土纵向混合梁构造及施工方法。

背景技术

目前，随着我国经济技术发展，预应力钢筋混凝土桥梁的建造已经逐渐普及，对于传统预应力钢筋混凝土桥梁，其在生产建造运营过程中，逐渐暴露一些问题。针对传统预应力混凝土桥梁，以后张法预应力混凝土简支梁桥为例，由于其在支座处的剪力较大，桥梁容易在支座处出现剪切裂缝，并且由于预应力在桥梁两端进行锚固，梁端处也出容易出现锚下裂缝。传统NC梁针对这样的病害，在设计时，通过对支座附近截面进行加厚处理（加厚腹板宽度）来克服支座处过大的剪力，防止支座处剪切裂缝的出现。并且针对于桥梁的锚固区，设计时通过对锚固区进行专门的锚下配筋加强处理，来防止锚固裂缝的出现。

针对于预应力钢筋混凝土桥梁的各种问题，现有方法是从结构的受力角度出发，提出了钢-混凝土叠合梁结构，在截面高度方向充分发挥不同性质两种材料的优势。

另一种方法从结构跨度方向受力需求出发，根据上述提出的桥梁病害问题，预应力混凝土桥梁容易在支座处出现剪切裂缝，且在预应力锚固区，即梁端处容易出现锚固裂缝，在桥梁的材料上可以采用强度更高、性能更好的材料，例如用超高性能混凝土（UHPC）来代替普通混凝土（NC）。UHPC材料具有抗拉、抗压强度高，韧性高，耐久性高等特点，能够很好地适应预应力桥梁支座处和梁端锚固区的受力需求，同时相比于NC桥，UHPC桥不需要对整体桥梁结构进行局部加固处理，依靠材料自身的强度就能够满足结构的受力需求，桥梁截面可以做成等厚截面，一定程度上减少了施工的复杂性。但是目前世界范围内，UHPC材料多在中小型或人行桥的主体结构或局部构造中应用。我国公路桥梁中绝大部分是中小跨径混凝土桥梁，对于这类桥梁而言，如果桥梁主体结构采用全UHPC材料，相比于NC桥，桥梁的造价将大幅提高，经济性较差；同时结构的受力不合理，在受拉区UHPC材料开裂并且钢筋屈服时，受压区UHPC的材料性能则未能充分发挥，材料没有得到合理的安排利用。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种超高性能混凝土与普通混凝土纵向混合梁构造及施工方法，能够在梁体跨度方向充分利用不同材料的性能，具有结构受力性能好、经济性好等技术优势。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超高性能混凝土与普通混凝土纵向混合梁构造，包括两UHPC梁段、NC梁段以及桥面板，其中：

在纵向混合梁两梁端锚固区采用超高强混凝土材料形成的UHPC梁段，在两UHPC梁段之间设置采用混凝土材料形成的NC梁段，通过两UHPC梁段和NC梁段纵向组合成整体共同受力的单片梁结构；

若干单片梁结构横向依次连接形成主梁，在主梁顶部现浇桥面板形成桥梁结构。

作为本发明的进一步优选，还包括键槽和键齿，其中：

键槽设置于NC梁段两端；

键齿设置于UHPC梁段与NC梁段连接的端面上；

键槽与键齿相配合，将UHPC梁段与NC梁段连接为整体共同受力的单片梁结构。

作为本发明的进一步优选，还包括梁翼缘板，梁翼缘板沿单片梁结构纵向的一个侧边或两个侧边设置。