装配式桥梁连接结构材料

目前中小跨径桥梁以钢筋混凝土梁桥为主，预应力混凝土梁桥、钢-砼组合梁桥等为主。为了满足快速施工的要求，构件可以分为预制桥面板、预制梁体和预制构件之间的连接结构等。

桥梁面板构件包括部分预制混凝土桥面板、全高板预制板等。自50年代至60年代，国外大量采用预制构件混凝土桥面板，其桥面面板下部为预制构件，在顶部混凝土浇注完成后与主次梁连成整体，实现无支架施工。因为预制件的刚度很小，施工时需要承受自身重量和现浇水混凝土的重量，所以板内一般要设置多层连续钢筋，如图1(a)所示。而且，由于上部混凝土需要现场浇筑，桥梁采用该桥面板的施工特点与现浇桥梁相似，因此，部分预制混凝土桥面板已逐渐由现浇压板组合桥面板或整体预制的全高预制桥面板代替。

全高型预制混凝土桥面板制造质量可控，并在使用期间混凝土板材的收缩变变小；可根据梁体模数灵活调整，运输机及起重设备要求，将部件划块的尺寸和重量减少到更低要求；现场只有预制构件之间的连接，不需要支架就能快速建造，如图1(b)。但是由于涉及到桥面板之间的拼接，加工精度的要求比现浇桥面板和部分预制混凝土桥面板有了很大的提升，当前生产中主要采用高精度钢模，以保证预制桥板的几何尺寸及钢筋定位，以及采用和易用性好的自密实或蒸气养护混凝土，加快浇注效率，保证构件质量。

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(a)预制桥板部分。

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(b)全高度预制桥板。

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(c)UHPC双向密肋桥板。

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(d)FRP桥板。

图示1预制桥板。

当前，全高预制桥板已经从原始的普通混凝土桥板发展到多种形式的桥梁面板形式，例如，单独给预制桥面板施加预应力，以改善混凝土桥面板的抗弯开裂问题；采用轻混凝土来减轻面板自重，减少了主梁的设计要求，引入了纤维增强混凝土，Ultra-HighPerformanceConcrete，UHPC)和纤维增强聚合物(Fiber-ReinforcedPolymer，如图1(c)，用来改善桥梁面板的力学性能，并提升其耐久性。

UHPC、FRP等新型材料的力学性能，尤其是抗拉性能有了很大的提升，但价格远远高于普通混凝土，一种具有良好受力性能的UHPC预制双向密肋桥面板，可用于多个公路桥梁快速桥板的更换；比如爱荷华州DahlonegaRoadBridge。采用新一代桥面板，将面板高度和自重降低到更低114mm和，同时满足强度、刚度、耐久性要求。但普通混凝土的指标分别为200mm及以上。另外，邵旭东等还提出UHPC与超薄型UHPC组合桥面，通过试验表明，在一定条件下，UHPC能显著降低板的横桥向应力幅，从而提升板的疲劳性能，降低疲劳开裂的风险。

预制构件FRP桥面板(如图1(d)所示)，它具有轻质、高强度、结构完整、耐腐蚀、安装方便等特点，1990年代以来，使用FRP桥面板的公路和人行桥已被世界各国采用和建造，例如美国俄亥俄州LaurelLick桥和英国WestMill桥，还有重庆交通学院桥，观音桥等等。实践证明，FRP中空格构型FRP桥面板自重可达到同类型混凝土桥面板减轻70%-80%。但是，FRP桥面板不同于普通桥面，因为其弹性模量很小，使用时FRP板是通过变形来控制的。FRP桥面板是由中空构件胶结而成，其构件由纤维编织而成，具有明显的正交各种异形特征，其单个构件的几何形状及相互间胶结强度是影响整个桥面板性能的主要因素。当前，国内外对FRP桥面板的性能已有了初步认识，但对部分工程进行验证，但总体设计理论和方法尚未形成。

桥面间接缝可分为现浇湿接缝和干接缝(或胶结缝)，其中湿接缝是通过现浇混凝土与接缝处的钢筋实现板间刚性连接，干接缝则是通过拼缝和机械咬合力实现桥面板之间的联结。

中、小跨径横向装配式混凝土板梁桥，具有模数化设计、预制、施工方便的特点，曾在我国长期广泛应用，本型式板梁构件之间主要由企口式混凝土铰缝连接，或由铰接钢筋埋入(如图2(a)和图2(b))；就长期使用效果而言，由于车辆荷载的反复作用，其板梁间的铰缝一般先于梁体破坏，导致梁间单板受力状态降低，已成为影响桥梁安全、耐久性的一大隐患。剪力键接缝单独采用普通混凝土或铰缝钢筋混凝土的填充物，连接薄弱，施工质量难以控制，接缝容易出现裂缝，从横向上看，裂缝产生后横桥整体减小且裂缝处容易形成泄水道，施工结构构件数量多，效率低，耐久性差，不适用于新型快速施工桥梁。