本文来源于湖大UHPC桥梁研发团队公众号
新型组合桥面构成与特点
无焊接正交异性组合桥面结构(以下称新型组合桥面结构)由型钢、钢板条和UHPC板组合而成,如图1所示,其中上翼缘板上焊有短栓钉的型钢作为纵肋,置于配筋UHPC薄板底部;焊有短栓钉的钢板条作为UHPC桥面板底部横向抗拉的体外配筋,沿横向布置在型钢上翼缘板上,并通过短栓钉埋置于配筋UHPC薄板的下缘。
图1 无焊接正交异性组合桥面结构
组合桥面板与钢箱梁的纵横向连接均采用T型湿接缝,如图2,将型钢及钢筋交错布置,并将新旧UHPC接缝置于低应力区,使得UHPC内钢纤维在高应力区连续分布,上述措施有效防止了接缝开裂。新型组合桥面结构(含接缝)除栓钉外,无任何板件焊接。
图2 无焊接T型湿接缝
技术经济性方面,与传统正交异性钢桥面相比,自重持平,造价仅为后者的一半,因无板件焊接,本技术具有更高的抗疲劳性能。
图3 本技术与正交异性钢桥面自重对比
图4 本技术与正交异性钢桥面经济性对比
研发与工程应用
在2021年度国家自然科学基金重点项目(52038003)的资助下,项目组对这种新桥面结构进行了系统的理论分析、模型试验及优化研究。2023年,通过中建国际投资(湖南)有限公司、中建五局与湖南大学、上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司的产学研合作,将科研成果首次应用于长沙高铁西站配套高架桥项目。
长沙高铁西站位于湘江新区金桥片区,为国家级综合交通枢纽,预计2025年投入运营。站前高架含东、西高架,本项目东高架分居站南、北两侧,呈“U” 形分布,桥梁全长3.98km,跨望城大道、马桥河路两条现状主干道。新型组合桥面结构应用在东高架与望城大道垂直相交的F匝道处。
图5长沙高铁西站效果图
该桥为跨径55m、桥宽9m的简支组合梁,主梁高2.8m。桥面板采用HW200×200型钢,钢板条宽70mm,厚8mm,纵向间距200mm,UHPC板厚度65mm,桥面板总高265mm。
图6长沙西站东高架匝道桥示意图
组合桥面施工
组合桥面板由中路华程桥梁科技股份有限公司施工,以下是预制桥面板的施工过程:(可以左右滑动观看图片)
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以下是钢梁以及组合梁的施工过程:(可以左右滑动查看图片)
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结语
1. 本技术自重与现有钢桥面持平,研究表明,本技术完全能够适应特大跨径斜拉桥、悬索桥等各种复杂结构受力要求。
2. UHPC的高模量、高耐久和低收缩、低徐变特性,能保证其与钢构件长期稳定共同工作。
3. 相比钢桥面,本技术节省造价约50%,组合桥面板基本免维护,桥面铺装只需普通沥青铺装,运维成本低廉。
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