一种可防撞的装配式UHPC边主梁结构及其施工方法

一种可防撞的装配式uhpc边主梁结构及其施工方法
技术领域
1.本发明涉及公路桥梁技术领域，具体涉及一种公可防撞的装配式uhpc边主梁结构及其施工方法。

背景技术：

2.随着社会经济的不断发展，我国道路交通运输的需求也越来越大，公路桥梁蓬勃发展。近年来，在公路桥梁建设中普遍存在桥下净空受限及造价过高的问题，不少的桥梁结构开始由传统的上承式转变为下承式(即边主梁式的桥梁)，常见于铁路桥梁。边主梁与同跨度的上承式梁相比，桥面标高大大减少，这样可以降低路基的填筑高度，很大程度地减少路线的总体造价。
3.现阶段，由于预制的施工工艺能够加快建造速度，节约资源能源，适应节能环保的发展进程、提高建设质量以及安全水平，使得预制装配工艺广泛应用，预制装配的混凝土桥梁也逐渐成为研究热点。在此基础上，若能采用尺寸小、自重低且强度大的uhpc(超高性能混凝土)预制构件将会进一步改善预制构件运输和吊装的难度，对于预制装配式的施工方法来说是非常有意义的。同时，若能采用叠合桥面板(即下部预制uhpc桥面板，上部普通混凝土桥面板)，不仅可以减少预制构件的吊装重量，还能在桥面板受压部位采用现浇的普通混凝土，减少uhpc用量，进一步降低桥梁的造价，这对于公路桥梁工程的发展是有价值的。
4.当前，边主梁多用于铁路桥梁，既定的列车行驶路线对边主梁的抗冲击能力要求不高，但当边主梁应用于公路桥梁时，汽车荷载的冲撞作用容易使边主梁破坏而引发桥梁坍塌的严重后果。由此可见，采用一定的防撞设施来损耗外力冲撞的能量，避免边主梁被撞断，对公路边主梁是十分重要的。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种强度高、自重小的可防撞的装配式uhpc边主梁结构及其施工方法。
6.本发明采用的技术方案为：一种可防撞的装配式uhpc边主梁结构，包括两个预制uhpc边主梁和预制uhpc桥面板，两个预制uhpc边主梁对称分布于预制uhpc桥面板的两侧，预制uhpc桥面板底部设有若干间隔且平行的预制uhpc横梁，预制uhpc边主梁底部、预制uhpc横梁端部和预制uhpc桥面板侧部通过后浇带连接于一体；所述预制uhpc桥面板上设有由普通混凝土浇筑而成的现浇桥面板。
7.按上述方案，所述预制uhpc边主梁的内侧面安装有聚酰胺板。
8.按上述方案，在预制uhpc边主梁的内侧顶部和底部通过螺钉安装有一根双槽钢条，聚酰胺板的上边沿和下边沿各设有与双槽钢条适配的卡接件，卡接件插入双槽钢条内，并用螺钉连接，将聚酰胺板与预制uhpc边主梁连接固定。
9.按上述方案，在预制uhpc边主梁与聚酰胺板之间固定有橡胶板。
10.按上述方案，预制uhpc桥面板配置有钢筋桁架，钢筋桁架的下部预埋于预制uhpc
桥面板内，钢筋桁架的上部伸入至后浇筑的现浇桥面板内。
11.按上述方案，所述预制uhpc边主梁的中部开设有纵向的边主梁预应力筋孔道，边主梁预应力筋孔道内设有贯穿预制uhpc边主梁纵向的边主梁预应力筋。
12.按上述方案，所述预制uhpc桥面板上沿横向间隔布置有若干桥面板预应力筋孔道，桥面板预应力筋孔道内设有贯穿预制uhpc桥面板纵向的桥面板预应力筋。
13.按上述方案，所述预制uhpc边主梁的上端和下端各布置预埋筋，预埋筋的端部伸出，与双槽钢条焊接成整体。
14.按上述方案，双槽钢条的长度和预制uhpc边主梁的长度一致，顶部的双槽钢条上端面和预制uhpc边主梁平齐，底部的双槽钢条下端面和预制uhpc桥面板平齐。
15.本发明还公开了一种如上所述装配式uhpc边主梁结构的施工方法，该方法包括以下步骤：
16.步骤一、在工厂内制作预制uhpc边主梁、预制uhpc桥面板和预制uhpc横梁，并运至施工现场；
17.步骤二、架设两个预制uhpc边主梁架，二者跨度根据工程项目实际确定；
18.步骤三、将边主梁预应力筋穿过预制uhpc边主梁的边主梁预应力筋孔道；
19.步骤四、将预制uhpc桥面板和预制uhpc横梁整体通过后浇带与预制uhpc边主梁1进行连接；
20.步骤五、将桥面板预应力筋穿过预制uhpc桥面板纵向预留的桥面板预应力筋孔道内。
21.步骤六、张拉边主梁预应力筋和桥面板预应力筋；
22.步骤七、将双槽钢条与预制uhpc边主梁上下端的预埋筋露出部分焊接连接，形成整体；
23.步骤八、将橡胶板通过环氧树脂贴合在预制uhpc边主梁内侧，使聚酰胺板上下边沿的卡接件与双槽钢条的槽口相嵌合，并用螺钉固定；
24.步骤九、在预制uhpc桥面板上现浇普通混凝土，形成现浇桥面板，现浇桥面板与预制uhpc桥面板形成叠合桥面板整体。
25.本发明的有益效果为：
26.1.本发明中边主梁结构采用超高性能混凝土(uhpc)预制而成，具有尺寸小，自重小，强度高，施工方便等优点，同时具有良好的操作性，也可改善边主梁的耐久性能，减少后期运营费用，在工程实践中具有可行性。
27.2.本发明中边主梁内侧设置有聚酰胺板，该种材料制成的塑料板具有抗冲击性能强、耐磨性好、环保以及造价低等优点，能吸收外力冲撞产生的能量，起到耗能的作用，可解决公路边主梁在运营过程中被外力撞击而引起桥梁坍塌的问题。
28.3.本发明在边主梁和聚酰胺板内部空隙中填充橡胶板，能够进一步地提高边主梁整体的抗冲击性。
29.4.本发明采用了叠合桥面板，下部是预制uhpc桥面板，上部是用普通混凝土浇成的普通混凝土桥面板，此举可减轻预制部分的吊装重量，减少uhpc的用量，降低桥梁造价。同时，两叠合桥面板中埋设有钢筋桁架，进一步提高桥面板整体的受力性能及整体性。
30.5.本发明的预制uhpc桥面板可减少横向预应力，简化施工步骤。
附图说明
31.图1为本发明一个具体实施例的整体结构示意图。
32.图2为本实施例中预制uhpc边主梁的示意图。
33.图3为本实施例中双槽钢条和聚酰胺板的连接示意图。
34.图4为本实施例中双槽钢条的断面示意图。
35.图5为本实施例中预制uhpc桥面板的结构示意图。
36.图6为本实施例中预制uhpc桥面板与预制uhpc横梁的断面图。
37.图7为本实施例中预制uhpc桥面板、预制uhpc横梁与预制uhpc边主梁的连接示意图。
38.图中：1、预制uhpc边主梁；2、双槽钢条；3、聚酰胺板；3.1、卡接件；4、预制uhpc桥面板；5、现浇桥面板；6、预制uhpc横梁；7、边主梁预应力筋；8、橡胶板；9、预埋筋；10、钢筋桁架；10.1、下弦钢筋；10.2、上弦钢筋；10.3、腹杆钢筋；11、后浇带；12、桥面板预应力筋。
具体实施方式
39.为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
40.如图1所示的一种公路带防撞聚酰胺板3的装配式uhpc边主梁结构，包括两个预制uhpc边主梁1和预制uhpc桥面板4，两个预制uhpc边主梁1对称分布于预制uhpc桥面板4的两侧，预制uhpc桥面板4底部若干间隔且平行的预制uhpc横梁6，预制uhpc边主梁1底部、预制uhpc横梁6端部和预制uhpc桥面板4侧部通过后浇带11连接于一体；所述预制uhpc桥面板4上设有由普通混凝土浇筑而成的现浇桥面板5。
41.本发明中，所述预制uhpc边主梁1为主要承载构件，由超高性能混凝土(uhpc)预制而成，其沿纵向分段；预制uhpc边主梁1的断面可为矩形、i形或箱形等。
42.本发明中，所述预制uhpc桥面板4与预制uhpc横梁6由超高性能混凝土(uhpc)共同预制完成，二者与预制uhpc边主梁1采用后浇带11进行连接。
43.本发明中，所述现浇桥面板5采用普通混凝土浇筑在预制uhpc桥面板4上，二者形成桥面板整体；叠合的桥面板可减轻预制件的吊装重量，减少uhpc用量，同时施工期间桥面板的预制部分可作为现浇部分的模板，既能方便施工又能节省造价。
44.优选地，所述预制uhpc边主梁1的内侧面(也即面向预制uhpc桥面板4的一面)安装有聚酰胺板3；具体地，在预制uhpc边主梁1的内侧顶部和底部通过螺钉安装有一根双槽钢条2，聚酰胺板3的上边沿和下边沿各设有与双槽钢条2适配的卡接件，卡接件插入双槽钢条2内，并用螺钉连接，将聚酰胺板3与预制uhpc边主梁1连接固定。如图3和4所示，所述双槽钢条2包括上下两根钢条，上下两根钢条之间形成凹槽，聚酰胺板3的卡接件3.1安装在凹槽内。
45.本实施例中，所述聚酰胺板3与预制uhpc桥面板4垂直，提高边主梁的抗冲击性能；双槽钢条2的长度和预制uhpc边主梁1的长度保持一致，顶部的双槽钢条2上端面和预制uhpc边主梁1平齐，底部的双槽钢条2下端面与现浇桥面板5贴合。如图4所示，
46.优选地，在预制uhpc边主梁1与聚酰胺板3之间固定有橡胶板8。本发明中，橡胶板8由环氧树脂粘贴在边主梁内侧，起到耗能作用。
47.优选地，预制uhpc桥面板4配置有钢筋桁架10，钢筋桁架10的下部预埋于预制uhpc
桥面板4内，钢筋桁架10的上部伸入至后浇筑的现浇桥面板5内。本发明中，所述钢筋桁架10包括设于预制uhpc桥面板4内的下弦钢筋10.1、设于现浇桥面板5内的上弦钢筋10.2，以及连接上下弦钢筋的腹杆钢筋10.3；钢筋桁架10的埋设增强了桥面板叠合界面的抗剪性能，改善了结构受力，保证层间混凝土的粘结力，进一步提高了与保障桥面板的整体受力性能。
48.优选地，所述预制uhpc边主梁1的中部开设有纵向的边主梁预应力筋7孔道，边主梁预应力筋7孔道内设有贯穿预制uhpc边主梁1纵向的边主梁预应力筋7。本实施例中，边主梁预应力筋77既能改善边预制uhpc边主梁1的受力性能，减小预制uhpc边主梁1尺寸，降低造价，还能在施工期间作为各段梁体连接的临时固定工具。
49.优选地，所述预制uhpc桥面板4上沿横向间隔布置有若干桥面板预应力筋孔道，桥面板预应力筋孔道内设有贯穿预制uhpc桥面板4纵向的桥面板预应力筋12。本实施例中，桥面板预应力筋12可改善桥面板的受力，减少预制uhpc桥面板4的尺寸及材料用量，降低造价。
50.优选地，所述预制uhpc边主梁1的上端和下端各布置预埋筋9，预埋筋9的端部伸出，与双槽钢条2焊接成整体。
51.本发明还提供了一种如上所述装配式uhpc边主梁结构的施工方法，该方法包括以下步骤：
52.步骤一、在工厂内制作预制uhpc边主梁1、预制uhpc桥面板4和预制uhpc横梁6，并运至施工现场。
53.步骤二、将两个预制uhpc边主梁1架设好，两个预制uhpc边主梁1的跨度根据工程项目实际确定。
54.步骤三、将边主梁预应力筋7穿过预制uhpc边主梁1的边主梁预应力筋7孔道。
55.步骤四、将预制uhpc桥面板4和预制uhpc横梁6整体通过后浇带11与预制uhpc边主梁11进行连接。
56.步骤五、将桥面板预应力筋12穿过预制uhpc桥面板4纵向预留的桥面板预应力筋孔道内。
57.步骤六、张拉边主梁预应力筋7和桥面板预应力筋12。
58.步骤七、将双槽钢条2与预制uhpc边主梁1上下端的预埋筋9露出部分焊接连接，形成整体。
59.步骤八、将橡胶板8通过环氧树脂贴合在预制uhpc边主梁1内侧，使聚酰胺板3上下边沿的卡接件与双槽钢条2的槽口相嵌合，并用螺钉固定。
60.步骤九、在预制uhpc桥面板4上现浇普通混凝土，形成现浇桥面板5，现浇桥面板5与预制uhpc桥面板4形成叠合桥面板整体。
61.本发明中，预制uhpc边主梁1采用超高性能混凝土(uhpc)预制而成，相比于普通混凝土材料，在相同的受力条件下，uhpc结构的重量约为钢筋混凝土重量的一半，能够减少结构的尺寸，减轻结构的自重，使得预制构件能够更好地运输及吊装，并且使得整体结构的强度不被削弱。本发明中，桥面板整体分成预制和现浇部分，预制部分采用uhpc，现浇部分运用普通混凝土，使得两者成为叠合桥面板整体，此举能够减轻桥面板的吊装重量，减少uhpc用量，很大程度地降低桥梁的造价。在桥面板叠合面之间配置有钢筋桁架10，用于改善结构受力，同时还能提高桥面板整体性。
62.本发明在预制uhpc边主梁1内侧设置聚酰胺制成的板，聚酰胺材料制成的塑料板具有抗冲击性能强、耐磨性好以及良好的耐热性，被广泛地用于汽车、交通器材、机械设备等领域；在预制uhpc边主梁1以及聚酰胺板3之间的空隙中填充橡胶板8，进一步提高了边主梁整体的抗冲击能力，能够吸收由于外力冲撞产生的能量，起到出的耗能作用。
63.最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种可防撞的装配式uhpc边主梁结构，其特征在于，包括两个预制uhpc边主梁和预制uhpc桥面板，两个预制uhpc边主梁对称分布于预制uhpc桥面板的两侧，预制uhpc桥面板的底部设有若干间隔且平行的预制uhpc横梁，预制uhpc边主梁底部、预制uhpc横梁端部和预制uhpc桥面板侧部通过后浇带连接于一体；所述预制uhpc桥面板上设有由普通混凝土浇筑而成的现浇桥面板。2.如权利要求1所述的装配式uhpc边主梁结构，其特征在于，所述预制uhpc边主梁的内侧面安装有聚酰胺板。3.如权利要求2所述的装配式uhpc边主梁结构，其特征在于，在预制uhpc边主梁的内侧顶部和底部通过螺钉安装有一根双槽钢条，聚酰胺板的上边沿和下边沿各设有与双槽钢条适配的卡接件，卡接件插入双槽钢条内，并用螺钉连接，将聚酰胺板与预制uhpc边主梁连接固定。4.如权利要求2所述的装配式uhpc边主梁结构，其特征在于，在预制uhpc边主梁与聚酰胺板之间固定有橡胶板。5.如权利要求1所述的装配式uhpc边主梁结构，其特征在于，预制uhpc桥面板配置有钢筋桁架，钢筋桁架的下部预埋于预制uhpc桥面板内，钢筋桁架的上部伸入至后浇筑的现浇桥面板内。6.如权利要求1所述的装配式uhpc边主梁结构，其特征在于，所述预制uhpc边主梁的中部开设有纵向的边主梁预应力筋孔道，边主梁预应力筋孔道内设有贯穿预制uhpc边主梁纵向的边主梁预应力筋。7.如权利要求1所述的装配式uhpc边主梁结构，其特征在于，所述预制uhpc桥面板上沿横向间隔布置有若干桥面板预应力筋孔道，桥面板预应力筋孔道内设有贯穿预制uhpc桥面板纵向的桥面板预应力筋。8.如权利要求3所述的装配式uhpc边主梁结构，其特征在于，所述预制uhpc边主梁的上端和下端各布置预埋筋，预埋筋的端部伸出，与双槽钢条焊接成整体。9.如权利要求3所述的装配式uhpc边主梁结构，其特征在于，双槽钢条的长度和预制uhpc边主梁的长度一致，顶部的双槽钢条上端面和预制uhpc边主梁平齐，底部的双槽钢条下端面和预制uhpc桥面板平齐。10.一种如权利要求1～9中任意一项所述装配式uhpc边主梁结构的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、在工厂内制作预制uhpc边主梁、预制uhpc桥面板和预制uhpc横梁，并运至施工现场；步骤二、架设两个预制uhpc边主梁架，二者跨度根据工程项目实际确定；步骤三、将边主梁预应力筋穿过预制uhpc边主梁的边主梁预应力筋孔道；步骤四、将预制uhpc桥面板和预制uhpc横梁整体通过后浇带与预制uhpc边主梁1进行连接；步骤五、将桥面板预应力筋穿过预制uhpc桥面板纵向预留的桥面板预应力筋孔道内。步骤六、张拉边主梁预应力筋和桥面板预应力筋；步骤七、将双槽钢条与预制uhpc边主梁上下端的预埋筋露出部分焊接连接，形成整体；步骤八、将橡胶板通过环氧树脂贴合在预制uhpc边主梁内侧，使聚酰胺板上下边沿的
卡接件与双槽钢条的槽口相嵌合，并用螺钉固定；步骤九、在预制uhpc桥面板上现浇普通混凝土，形成现浇桥面板，现浇桥面板与预制uhpc桥面板形成叠合桥面板整体。

技术总结

本发明公开了一种可防撞的装配式UHPC边主梁结构，包括两个预制UHPC边主梁和预制UHPC桥面板，两个预制UHPC边主梁对称分布于预制UHPC桥面板的两侧，预制UHPC桥面板内设若干间隔且平行的预制UHPC横梁，预制UHPC边主梁底部、预制UHPC横梁端部和预制UHPC桥面板侧部通过后浇带连接于一体；所述预制UHPC桥面板上设有由普通混凝土浇筑而成的现浇桥面板。本发明还公开了一种可防撞的装配式UHPC边主梁结构施工方法。本发明的有益效果为：边主梁采用UHPC预制，具有尺寸小、自重小、强度高、施工方便等优点，同时具有良好的操作性，也可改善边主梁的耐久性能，减少后期运营费用；内侧设置有聚酰胺板，能吸收外力冲撞产生的能量，可解决公路边主梁在运营过程中被外力撞击而引起桥梁坍塌的问题。桥梁坍塌的问题。桥梁坍塌的问题。