UHPC組合箱梁制造技術

本發明專利技術提供了一種UHPC組合箱梁，包括由普通混凝土多面圍合的箱梁本體，所述箱梁本體的至少一面承載面為UHPC混凝土，所述箱梁本體包括普通混凝土材質的頂板、腹板以及UHPC混凝土材質的底板。本發明專利技術對箱梁截面進行合理地修改和優化，通過將構件制成UHPC組合構件，使其兼具優異的工作性能和經濟性。通過實驗和計算表明UHPC底板組成的組合箱梁抗彎極限承載力約為普通C60混凝土箱梁的2倍左右。同時使用高強鋼筋可以降低用鋼量，達到節約環保的作用。

【技術實現步驟摘要】
UHPC組合箱梁
本專利技術屬于混凝土箱梁
，涉及一種UHPC組合箱梁。
技術介紹
UHPC是一種超高強高性能混凝土，相對于普通高強混凝土來說，UHPC具有更好的延性，更高的抗拉強度和極高的極限抗壓強度，因為普通商品混凝土變形能力和強度的限制，高強鋼筋不能在鋼筋混凝土構件中充分地發揮作用，這在一定程度上影響了混凝土梁橋的跨越能力以及混凝土橋梁中的梁高。目前，UHPC價格相對較高，使用全截面UHPC箱梁并不經濟。箱梁作為一種常用的截面形式，傳統的鋼混組合箱梁的連接易發生破壞，并且鋼板和混凝土不能很好地協同工作。本專利技術中UHPC組合箱梁只需要材料自身的粘結性就可以保證可靠的連接并且連接處不易破壞，耐久性好。此外UHPC具有超高極限拉應變，底板UHPC與其內的普通鋼筋可以全程協同工作，保證鋼筋屈服前UHPC也僅有不可見的微裂紋，與傳統混凝土開裂即退出工作產生巨大差異，將是一種全新的結構形式和設計理念。傳統的混凝土箱梁，在計算抗彎承載力時不計入受拉區混凝土的抗拉作用。本專利技術中，在計算抗彎承載力時必須考慮受拉區UHPC的抗拉貢獻。
技術實現思路
為克服現有技術所存在的缺陷，現提供一種UHPC組合箱梁，對箱梁截面進行合理地修改和優化，通過將構件制成UHPC組合構件，使其兼具優異的工作性能和經濟性。通過實驗和計算表明UHPC底板組成的組合箱梁抗彎極限承載力約為普通C60混凝土箱梁的2倍左右。同時使用高強鋼筋可以降低用鋼量，達到節約環保的作用。為實現上述目的，本專利技術的解決方案是：提供一種UHPC組合箱梁，包括由普通混凝土多面圍合的箱梁本體，所述箱梁本體的至少一面承載面為UHPC混凝土。優選地，所述箱梁本體包括普通混凝土材質的頂板、腹板以及UHPC混凝土材質的底板，所述底板與所述腹板粘結連接。各個構件的連接無需設置連接裝置或使用剪力釘，不需要特殊處理。優選地，所述底板內設置高強抗彎鋼筋。優選地，圍繞所述箱梁本體的橫截面穿設有抗剪箍筋。優選的，除底板外設置高強抗彎鋼筋外，頂板鋼筋、分布鋼筋、箍筋依然采用普通鋼筋。優選地，所述高強抗彎鋼筋具有多個且分別設置于所述底板以及所述頂板與所述腹板的交接處，所述抗剪箍筋圍繞緊箍于多個所述高強抗彎鋼筋上。優選地，所述底板與所述腹板連接的兩端部分別向所述腹板所在板面內延伸進而形成底板轉角。優選地，處于所述底板轉角內的所述抗剪箍筋加密。優選地，所述UHPC混凝土材質的底板含有水泥600-1200kg、礦物摻合料50-200kg、細骨料800-1200kg、鋼纖維78-300kg、減水劑(固含量)3-15kg、消泡劑0.6-5kg、膨脹劑60-129kg、水100-250kg。優選地，所述礦物摻合料包含有活性SiO2質量百分比為48％至77％、CaO質量百分比為0.1％至40％、SO3質量百分比為0.4％至28％、Al2O3質量百分比為0.2％至7％；所述礦物摻和料的平均粒徑為0.1μm至8.0μm，礦物摻和料為水泥質量的10％至40％。優選地，所述減水劑為包含木質素減水劑、萘系高效減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑或聚羧酸高性能減水劑中一種或至少兩種的混合減水劑，所述減水劑的固含量質量為水泥和礦物摻和料質量和的0.1％至2.0％；所述消泡劑為包含非離子表面活性劑、有機硅消泡劑和聚合物消泡劑中一種或至少兩種的混合消泡劑，所述消泡劑用量為水泥和礦物摻和料質量和的0.01％至2％。本專利技術UHPC組合箱梁的有益效果包括：1、所述箱梁中混凝土材質的底板澆筑時有自流平、自密實的特點，不需要人為刮抹，節省了人工。UHPC組合箱梁只需常溫養護，養護時間短，施工方便；2、所述底板具有較高的抗拉強度，組合箱梁的工作性能大大提高，和常規的混凝土箱梁相比具有更大的抗彎承載力。計算抗彎承載力時需要計入受拉區UHPC的抗拉作用，并適合高強抗彎鋼筋的使用，而傳統混凝土箱梁不建議采用高強鋼筋；3、此種組合截面，實驗與計算結果可知其抗彎極限承載力大約是普通C60混凝土材料箱梁的2倍。在大幅提高抗彎承載力的同時，也可提高抗剪承載力，原因是：一方面UHPC底板可以增大混凝土的受壓區從而增強原普通混凝土剪壓區的抗剪能力，另一方面UHPC還具有超高的抗剪強度(試驗證明抗剪強度標準值22MPa)，自身也可以提高抗剪能力；4、與普通混凝土箱梁不同，由于UHPC的超高極限拉應變，底板UHPC與其內的普通鋼筋可以全程協同工作，保證鋼筋屈服前UHPC也僅有不可見的微裂紋，與傳統混凝土開裂即退出工作產生巨大差異，將是一種全新的結構形式和設計理念；5、在組合箱梁中，各個構件的連接無需設置連接裝置或使用剪力釘，不需要特殊處理，靠材料的自身粘結性就可以提供可靠的連接。減少了連接處發生問題的可能。并且減少了制作的工序，縮短了時間；6、此種組合箱梁，底板UHPC耐久性好，防水性好，布置于箱梁的底板，可以更好地防止外界腐蝕條件的侵入，保證箱梁更好的耐久性。附圖說明圖1為本專利技術UHPC組合箱梁中第一實施例的截面剖視結構示意圖；圖2為本專利技術UHPC組合箱梁中第二實施例的截面剖視結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖所示實施例對本專利技術進一步加以說明。實施例一：如圖1所示，本專利技術首先提供了一種UHPC組合箱梁，包括由普通混凝土多面圍合的箱梁本體，所述箱梁本體的至少一面承載面3為UHPC混凝土。具體地，所述箱梁本體包括普通混凝土材質的頂板1、腹板2以及UHPC混凝土材質的底板3，所述底板3與所述腹板2粘結連接。較為優選地，所述底板3內設置有高強抗彎鋼筋5。圍繞所述箱梁本體的橫截面設置有抗剪箍筋4。所述高強抗彎鋼筋5具有多個且分別設置于所述底板3以及所述頂板1與所述腹板2的交接處，所述抗剪箍筋4圍繞緊箍于多個所述高強抗彎鋼筋5上。在具有上述結構特征后，本專利技術可按以下過程實施：現場澆筑或預制普通混凝土材質的頂板1，普通混凝土材質的腹板2和UHPC材質的底板3，其中包含彎剪部位配置的抗剪箍筋4和底板內沿箱梁長度方向均勻間隔配置的多根高強抗彎鋼筋5。在現場先進行箍筋4和高強鋼筋5的鋼筋籠骨架的設置，由于成型后的超高強混凝土UHPC底板3具有較高的抗拉強度，同時具有大于普通鋼筋的極限拉應變，可以與鋼筋全程協同工作，因此適合配置高強鋼筋5。之后，進行UHPC材質的底板3的澆筑，澆筑時底板模板內混凝土具有自流平的特點無需人工抹刮。組合箱梁的連接處一般會發生耐久性病害，并且需要設置剪力件進行連接。相比于鋼-混組合箱梁，本專利技術中組合箱梁構造簡單與普通混凝土箱梁類似，連接處靠材料自身的粘結力就能保證足夠的連接，不需要進行特別處理。在底板澆筑完成后，進行腹板2的澆筑，腹板2和底板3的連接不需要特殊處理，按照常規混凝土連接處理即可，材料自身的粘結性就可以保證可靠的連接。本專利技術中的組合箱梁連接和構造簡單，施工人員無需特殊培訓即可施工操作，并且相比于普通混凝土箱梁，大大幅提高抗彎性能和抗剪性能。設置的抗剪箍筋除了具有抗剪的功能，進一步加強組合箱梁各個構件之間的連接。實施例二：在實施例一的基礎上，本實施例做了進一步的結構改進。具體地，在現場先進行底板3中的箍筋4和高強鋼筋5的鋼筋籠骨架的設置，由于成型后的超高強混凝土UHPC底板具有一定的抗拉強度，高強鋼筋5的用量可適當的減少。然后進行UH本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種UHPC組合箱梁，其特征在于：包括由普通混凝土多面圍合的箱梁本體，所述箱梁本體的至少一面承載面為UHPC混凝土。

【技術特征摘要】
1.一種UHPC組合箱梁，其特征在于：包括由普通混凝土多面圍合的箱梁本體，所述箱梁本體的至少一面承載面為UHPC混凝土。2.根據權利要求1所述的UHPC組合箱梁，其特征在于：所述箱梁本體包括普通混凝土材質的頂板、腹板以及UHPC混凝土材質的底板，所述底板與所述腹板粘結連接。3.根據權利要求2所述的UHPC組合箱梁，其特征在于：所述底板內穿設有高強抗彎鋼筋。4.根據權利要求3所述的UHPC組合箱梁，其特征在于：圍繞所述箱梁本體的橫截面穿設有抗剪箍筋。5.根據權利要求4所述的UHPC組合箱梁，其特征在于：所述高強抗彎鋼筋具有多個且分別穿設于所述底板以及所述頂板與所述腹板的交接處，所述抗剪箍筋圍繞緊箍于多個所述高強抗彎鋼筋上。6.根據權利要求5所述的UHPC組合箱梁，其特征在于：所述底板與所述腹板連接的兩端部分別向所述腹板所在板面內延伸進而形成底板轉角。7.根據權利要求6所述的UHPC組合箱梁，其特征在于：處于所述底板轉角內的所述抗剪箍筋加密。8.根據權利要求2所述的UHPC組合箱梁，其特征在于：所述UHPC混凝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉超，陳麒陽，袁偉杰，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：上海,31