一種分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構及施工方法技術

本發明專利技術公開了一種分離式FRP?混凝土?鋼組合梁橋結構及施工方法，該結構包括鋼梁、帶T肋的FRP板和鋼筋混凝土橋面板，FRP板作為除鋼梁頂面外其余位置的混凝土的底板和澆筑時的模板。本方法首先根據橋面板橫橋向線型和橋梁縱向長度對標準FRP模板進行制作、切割，并按橫橋向截面線型拼裝成多組分離式FRP模塊，然后逐段吊裝到鋼梁上完成全橋FRP模板的拼裝，最后澆筑混凝土橋面板。本發明專利技術適用于橫橋向任意線型的橋面形式，且避開了FRP、混凝土和鋼三種材料在同一位置復雜的連接處理，降低了FRP?混凝土?鋼組合梁橋的施工難度，可顯著提高該類橋梁混凝土橋面板的承載力和耐久性。 1

【技術實現步驟摘要】

本專利技術專利涉及土木工程
，尤其涉及一種分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構形式及其施工方法。
技術介紹
鋼筋混凝土橋面板大量運用于橋梁結構中，隨著車流量的日益增加，其鋼筋銹蝕、疲勞，混凝土開裂等問題越來越顯著。FRP-混凝土橋面板是一種新型的橋面板形式，其底板為FRP結構，上層為混凝土。由于FRP材料具有輕質高強、耐腐蝕的特點，可提高橋面板的耐久性，同時FRP底板還能作為上層混凝土澆筑時的模板,在成橋后能參與底板橫向受力。鑒于上述優點，這種新型橋面板引起了眾多學者的研究，并開始應用于實際的橋梁工程中。但是，由于FRP型材一般為拉擠成型，為了保持FRP結構的連續性，采用標準模具制作的FRP模板一般為直線型。因此，既有的FRP-混凝土橋面板沿橫橋向都采用等高度的均勻截面。而實際上，混凝土橋面板沿橫向往往為非直線線型，鋼梁頂的橋面板高度較橫向跨中截面處和懸臂端的高度大，即橫橋向線型存在坡度和轉折。對于此類橋面板，直接采用拉擠成型的FRP模板將極為困難。另一方面，不同材料之間的界面力學性能較為復雜，混凝土與FRP材料之間的界面連接一直是混凝土-FRP組合結構的難點。FRP-混凝土-鋼組合梁橋則涉及三種材料的連接問題，其結構形式、施工工藝的研究及應用尚未成熟。
技術實現思路
專利技術目的：為了克服現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構及施工方法，通過合理的切割、拼裝程序進行模塊化施工，提高橋面板橫向線型和布置形式的靈活性，同時避免FRP、混凝土、鋼三種材料的同時界面連接，降低FRP-混凝土-鋼組合梁橋的施工難度。技術方案：為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：一種分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構，包括左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)、鋼筋混凝土橋面板(9)以及鋼梁(10)，所述左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)從左到右依次設置于鋼梁(10)上，所述左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)均由帶T肋的FRP模板拼裝而成，且所述箱梁頂FRP模板單元(5)由三段直線型FRP模板在橫橋向按照坡度和線型拼裝而成。而所述鋼筋混凝土橋面板(9)設置于左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)以及鋼梁(10)所形成的表面上，且所述鋼筋混凝土橋面板(9)底層橫向鋼筋支撐在FRP模板的T肋上，底層縱向鋼筋以及預應力鋼束從FRP模板穿過。進一步地：所述鋼梁(10)沿縱向設置有二個以上的鋼梁橫隔梁(11)，所述FRP模板設置于兩個鋼梁橫隔梁(11)之間以及在側邊上的鋼梁橫隔梁(11)的向外一側進而形成箱梁頂FRP模板單元(5)。進一步地：所述FRP模板在縱向鋼筋和預應力鋼束通過位置分別打有預留孔，所述鋼筋混凝土橋面板(9)底層縱向鋼筋以及預應力鋼束分別從其相應的預留孔穿過。優選的：所述FRP模板表面經過打磨和粘砂界面處理。優選的：所述FRP模板包括底板(3)、兩個倒L形腹板(1)以及T肋(2)，兩個倒L形腹板(1)分別對稱設置于底板(3)的兩側，且倒L形腹板(1)的橫肋(12)相對設置。所述T肋(2)設置于底板(3)上，且位于兩個倒L形腹板(1)之間。優選的：所述鋼梁(10)為槽型鋼箱梁，主要由左頂板、右頂板、左腹板、右腹板、底板一和加勁肋組成，其中，左腹板、右腹板分別設置在底板一的左右兩側，而所述左頂板、右頂板分別設置其對應的左腹板、右腹板上，且所述左頂板、右頂板與底板一平行設置。所述加勁肋設置于左腹板、右腹板以及底板一上。所述左側懸臂板FRP模板單元(4)設置于左頂板的左邊，所述右側懸臂板FRP模板單元(6)設置于右頂板的右邊，而所述箱梁頂FRP模板單元(5)一端與左頂板的右邊連接，另一端與右頂板的左邊連接。一種分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構的施工方法，包括以下步驟：步驟1，將帶T肋的FRP模板按照橋梁橫橋向和縱橋向的線型和長度進行制作和切割，在縱向鋼筋和預應力鋼束通過位置打孔。步驟2，各段GRFP槽型模板進行打磨和粘砂界面處理。步驟3，搭設FRP模具拼裝平臺，將各段FRP模板按照橋面板橫向傾角和位置組裝，并通過定型鋼板連接成一組以上的整體模板。步驟4，在倒L形腹板(1)外側涂膠，將步驟3中組裝好的整體模板沿橋梁縱橋向粘結拼接成一個個分離的模塊，并在倒L形腹板(1)外側施加壓力以緊固粘結。步驟5，將預制好的鋼梁(10)逐段吊裝到臨時墩或橋墩上，并在規定的位置焊接成整體。步驟6，在鋼梁(10)上翼緣兩側沿橋梁縱向通長設置用于定位固定左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)以及右側懸臂板FRP模板單元(6)的定位固定角鋼三(83)，然后在鋼梁(10)內部安裝用于支撐箱梁頂FRP模板單元(5)的臨時支撐鋼管三(73)。在鋼梁(10)的左右兩側分別設置臨時支撐鋼管一(71)、臨時支撐鋼管二(72)。所述臨時支撐鋼管一(71)上設置有用于定位固定左側懸臂板FRP模板單元(4)的定位固定角鋼一(81)，臨時支撐鋼管二(72)上設置有用于定位固定右側懸臂板FRP模板單元(6)的定位固定角鋼二(82)。同時箱梁頂FRP模板單元(5)沿橫橋向2個三分點處設置支撐點，而左側懸臂板FRP模板單元(4)、右側懸臂板FRP模板單元(6)分別橫橋向設置2個臨時支撐點。步驟7，將步驟4中拼裝好的FRP模塊分組吊裝到鋼梁(10)上，沿橫橋向就位后在FRP模塊的兩端倒L形腹板(1)外側粘膠進行縱向拼接。步驟8，綁扎橋面板鋼筋網并澆筑鋼筋混凝土橋面板(9)，待混凝土養護到規定強度后張拉預應力束。所述步驟1中FRP模板切割時，在橫橋向，FRP模板根據橋面板底板的橫向坡度變化進行切割，每一段均為直線段。所述步驟2中對GRFP槽型模板進行打磨和粘砂界面處理的方法：對FRP模板的底板(3)的內側和倒L形腹板(1)的外側進行打磨，底板(3)的內側打磨后進行涂膠并鋪撒砂和碎石。所述步驟3中，采用鋼、木構件加工FRP模具拼裝平臺，鋼梁(10)的上翼緣不鋪設FRP模板，鋼梁的其他部位的FRP模板分別按線型拼裝形成左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)。所述步驟8中，底層縱向鋼筋及預應力鋼束從FRP預留孔穿過，底層橫向鋼筋支撐在FRP模板的T肋上。在鋼梁位置，混凝土直接澆筑在其上翼緣，在鋼梁兩側，混凝土澆筑于FRP模板上。有益效果：本專利技術相比現有技術，具有以下有益效果：(1)本專利技術提出的FRP模板結構簡單，易于加工，底板的T肋能提高模板的整體剛度，減小混凝土澆筑時的變形，且能兼做橫向鋼筋的支撐結構，便于橫向鋼筋的布設、定位和綁扎，同時還能增強FRP底板與混凝土之間的咬合能力，降低兩者之間剝離的風險。(2)與傳統的鋼-混凝土組合梁橋相比，混凝土橋面板的底模材料及制作完全由組拼的FRP槽型板替代，并作為混凝土橋面板的永久性防護，同時可提供抗力且取代部分橫橋向受拉鋼筋，大幅度提高了混凝土橋面板的耐久性和抗彎承載力。(3)本專利技術可根據橋面板結構形式對標準拉本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分離式FRP?混凝土?鋼組合梁橋結構，其特征在于：包括左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)、鋼筋混凝土橋面板(9)以及鋼梁(10)，所述左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)從左到右依次設置于鋼梁(10)上，所述左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)均由帶T肋的FRP模板拼裝而成，且所述箱梁頂FRP模板單元(5)由三段直線型FRP模板在橫橋向按照坡度和線型拼裝而成；而所述鋼筋混凝土橋面板(9)設置于左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)以及鋼梁(10)所形成的表面上，且所述鋼筋混凝土橋面板(9)底層橫向鋼筋支撐在FRP模板的T肋上，底層縱向鋼筋以及預應力鋼束從FRP模板穿過。

【技術特征摘要】
1.一種分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構，其特征在于：包括左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)、鋼筋混凝土橋面板(9)以及鋼梁(10)，所述左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)從左到右依次設置于鋼梁(10)上，所述左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)均由帶T肋的FRP模板拼裝而成，且所述箱梁頂FRP模板單元(5)由三段直線型FRP模板在橫橋向按照坡度和線型拼裝而成；而所述鋼筋混凝土橋面板(9)設置于左側懸臂板FRP模板單元(4)、箱梁頂FRP模板單元(5)、右側懸臂板FRP模板單元(6)以及鋼梁(10)所形成的表面上，且所述鋼筋混凝土橋面板(9)底層橫向鋼筋支撐在FRP模板的T肋上，底層縱向鋼筋以及預應力鋼束從FRP模板穿過。2.根據權利要求1所述的分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構，其特征在于：所述鋼梁(10)沿縱向設置有二個以上的鋼梁橫隔梁(11)，所述FRP模板設置于兩個鋼梁橫隔梁(11)之間以及在側邊上的鋼梁橫隔梁(11)的向外一側進而形成箱梁頂FRP模板單元(5)。3.根據權利要求1所述的分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構，其特征在于：所述FRP模板在縱向鋼筋和預應力鋼束通過位置分別打有預留孔，所述鋼筋混凝土橋面板(9)底層縱向鋼筋以及預應力鋼束分別從其相應的預留孔穿過。4.根據權利要求1所述的分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構，其特征在于：所述FRP模板表面經過打磨和粘砂界面處理。5.根據權利要求1所述的分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構，其特征在于：所述FRP模板包括底板(3)、兩個倒L形腹板(1)以及T肋(2)，兩個倒L形腹板(1)分別對稱設置于底板(3)的兩側，且倒L形腹板(1)的橫肋(12)相對設置；所述T肋(2)設置于底板(3)上，且位于兩個倒L形腹板(1)之間。6.根據權利要求1所述的分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構，其特征在于：所述鋼梁(10)為槽型鋼箱梁，主要由左頂板、右頂板、左腹板、右腹板、底板一和加勁肋組成，其中，左腹板、右腹板分別設置在底板一的左右兩側，而所述左頂板、右頂板分別設置其對應的左腹板、右腹板上，且所述左頂板、右頂板與底板一平行設置；所述加勁肋設置于左腹板、右腹板以及底板一上；所述左側懸臂板FRP模板單元(4)設置于左頂板的左邊，所述右側懸臂板FRP模板單元(6)設置于右頂板的右邊，而所述箱梁頂FRP模板單元(5)一端與左頂板的右邊連接，另一端與右頂板的左邊連接。7.一種基于權利要求1至6任一所述的分離式FRP-混凝土-鋼組合梁橋結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，將帶T肋的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋曉東，張海龍，黃僑，佟兆杰，趙剛，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32