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新型无焊接正交异性组合桥面结构首次应用于长沙高铁西站配套高架桥
时间:2024-12-24    来源:湖大UHPC桥梁研发团队    分享:
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,将无焊接正交异性组合桥面结构科研成果首次应用于长沙高铁西站配套高架桥项目。


1.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


2.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


3.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:


型钢栓钉焊接

钢板条栓钉焊接

预制桥面板立模

覆膜自然养护至终凝

起吊预制板

堆放预制板

预制板蒸汽养护


以下是钢梁以及组合梁的施工过程:


焊接钢梁

桥面板接缝处栓钉焊接

预制板现场吊装

接缝钢筋绑扎

浇筑接缝UHPC

接缝UHPC覆膜养护

蒸养后UHPC表面未见裂纹


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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