專利名稱：：組合橋面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及橋梁，特別涉及橋梁的橋面板。
背景技術(shù)：
：在橋梁的結(jié)構(gòu)中，通常采用的橋面板構(gòu)造有混凝土橋面板、疊合橋面板和鋼橋面板。混凝土橋面板和疊合橋面板自重較大，致使橋梁總體恒載相對偏大，造成橋梁安裝困難，影響了橋梁整體的經(jīng)濟性；而鋼橋面板雖然自重較輕，但從國內(nèi)應(yīng)用的情況來看，設(shè)計、施工難度較大，實際使用中鮮有達(dá)到預(yù)期效果者，且鋼材用量大、鋪裝層材料單價高，造成總體造價偏高。因此，為使橋面兼具重量輕、用鋼量少、工程總體費用低的特點，采用鋼一混凝土組合橋面板是途徑之一，這種結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮鋼材和混凝土各自的力學(xué)優(yōu)點，使結(jié)構(gòu)達(dá)到最合理狀態(tài)。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋼一混凝土組合橋面板，該橋面板在相同承載力條件下，具有重量輕、用鋼量少的特點，從而有利于降低橋梁的造價。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實用新型的鋼一混凝土組合橋面板，其特征是它包括橋面梁，由間隔設(shè)置的縱梁、橫梁固定連接形成格子型梁架；鋼底板，在橋面梁每一個格子的上方各設(shè)置一個，各鋼底板與縱梁、橫梁固定連接；c.抗剪板，沿橋面板的縱向間隔設(shè)置，抗剪板與鋼底板焊接；d.鋼筋混凝土層，澆筑在鋼底板上。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述抗剪板的板面上間隔開孔，孔內(nèi)穿鋼筋混凝土層的鋼筋，鋼筋混凝土層的鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在抗剪板的頂面上?？辜舭寮觿帕虽摰装?，且有利于澆筑鋼筋混凝土層。作為對上述一種優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述縱梁、橫梁的頂面上，在相鄰鋼底板之間的設(shè)置有與縱梁、橫梁固定連接為一體的若干個剪力釘。即采用了帶孔鋼板和剪力釘混合抗剪器，以充分發(fā)揮了兩種抗剪器的力學(xué)性能，既提高了橋面板組合結(jié)構(gòu)的抗剪能力，又提高了極限屈服時的滑移量。本實用新型的有益效果是，鋼底板、鋼筋混凝土層與格子型梁架連接，提高了橋梁整體剛度，在相同承載力條件下，能較大幅度地降低橋面板重量和用鋼量，從而有利于降低橋梁的造價；具有行車舒適、抗風(fēng)性好的技術(shù)特點，特別適合用作大型橋梁和特大橋梁的橋面板。本說明書包括如下四幅附圖圖1是本實用新型組合橋面板的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖2是本實用新型組合橋面板中格子型梁架的結(jié)構(gòu)示意圖3是本實用新型組合橋面板實施例1的總體布置圖4是本實用新型組合橋面板實施例1中格子型梁架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中零部件、部^立名稱及所對應(yīng)的標(biāo)記主》人梁10、次全從梁11、主橫梁20、次橫梁21、鋼底板30、剪力釘40、抗剪板50、鋼筋混凝土層60、改性瀝青混凝土層61。具體實施方式以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。參照圖l和圖2，本實用新型的組合橋面板包括橋面梁，由間隔設(shè)置的縱梁、橫梁固定連接形成格子型梁架；鋼底板30，在橋面梁每一個格子的上方各設(shè)置一個，各鋼底板30與縱梁、橫梁固定連接；抗剪板50，沿橋面板的縱向間隔設(shè)置，抗剪板50與鋼底板30焊接；鋼筋混凝土層60，澆筑在鋼底板30上。由于鋼底板30、鋼筋混凝土層60與格子型梁架連接，提高了橋梁整體剛度，在相同承載力條件下，能較大幅度地降低橋面板重量和用鋼量，從而有利于降低橋梁的造價；具有行車舒適、抗風(fēng)性好的技術(shù)特點，特別適合用作大型橋梁和特大橋梁的橋面板。參照圖1，作為一種優(yōu)選的實施方式，所述抗剪板50的板面上間隔開孔，孔內(nèi)穿鋼筋混凝土層60的鋼筋，鋼筋混凝土層60的鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在抗剪板50的頂面上。所述縱梁、橫梁的頂面上，在相鄰鋼底板30之間的設(shè)置有與縱梁、橫梁固定連接為一體的若干個剪力釘40。帶孔鋼板抗剪板50和剪力釘40構(gòu)成混合抗剪器，可充分發(fā)揮了兩種抗剪器的力學(xué)性能，既提高了橋面板組合結(jié)構(gòu)的抗剪能力，又提高了極限屈服時的滑移量。參照圖1和圖2，通常，所述剪力釘40在各縱梁上橫向間隔設(shè)置至少兩排，在各橫梁上縱向間隔設(shè)置至少兩排。除此之外，為提高鋼底板30的結(jié)構(gòu)強度，以使其在澆筑鋼筋混凝土?xí)r的承載力，參照圖1,所述各鋼底板30周邊與縱梁、橫梁的頂面焊接，各鋼底板30的中部相對于周邊上凸。實施例圖3中示出的申請人應(yīng)用上述本實用新型組合橋面板技術(shù)設(shè)計的一橋梁實例。參照圖3，橋型采用了造型別致、線形優(yōu)美的鋼拱一連續(xù)梁協(xié)作體系橋。該橋的設(shè)計荷載汽車一超20級，掛一120級；局部構(gòu)件用城一A荷載標(biāo)準(zhǔn)驗算；人群荷載按規(guī)范取值；橋梁全橋?qū)?8.6m(凈2x15m車行道，凈2x6m人行道)。該橋全長1322.2m,主跨組合跨徑為300m,由主拱、副拱及拱頂合并段的箱型截面組合拱圈組成；兩岸邊跨半拱跨徑53.2m的拋物線的箱型截面換圏，箱內(nèi)灌注C40混凝土。鋼箱與混凝土間采用PBL抗剪器錨固連接；拱上采用"H"形斷面的鋼立柱。主、副拱肋及邊拱肋每隔兩個吊桿(立柱)間距設(shè)一道管式橫撐，全橋共14道，邊拱肋間橫撐及邊拱肋端橫梁內(nèi)灌注混凝土。兩岸邊跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，端部梁高2.5m,才艮部梁高6.Om,橋面寬48.6m，為了外形與主橋邊跨匹配，主梁采用了肋板式截面。連續(xù)梁縱肋與鋼拱肋及兩者橋面板均為固結(jié)連接。橋面梁由三道主縱梁10(即鋼系桿)、兩道次縱梁11與主橫梁20、次橫梁21組成格子梁架。主縱梁10間距為17.2m,兩主縱梁10間中心處，設(shè)置了一道次縱梁11。吊桿或立柱處設(shè)置了主橫梁20,兩道主橫梁20間設(shè)置了四道次橫梁21。鋼系桿既為平衡主拱拱腳水平推力的受拉構(gòu)件，同時也為橋面主縱梁10，其斷面采用1.2x2.2m箱型截面，箱內(nèi)頂?shù)装寮案拱寰O(shè)置了縱向加勁肋。在每根吊桿及立柱處，設(shè)置了橫向"工"字形主橫梁20,梁高為2.2m，腹板厚16mm，上翼緣寬600mm、板厚16mm，下翼緣寬800mm、板厚18mm。在吊桿和立柱間，設(shè)置了橫向"工"字形次橫梁21,梁高為1.2m,腹板厚16mm,上翼緣寬600mm、板厚16mm,下翼緣寬600mm、在橋面梁每一個格子的上方各設(shè)置一個8毫米厚的鋼底板30，各鋼底板30與縱梁(主縱梁10、次縱梁11)、橫梁(主橫梁20、次橫梁21)焊接。沿橋縱向每隔40cm設(shè)置一條與鋼底板30焊接的抗剪板50?？辜舭?0采用PBL型抗剪器，其高為10cm，開孔間距為10cm,開孔直徑為4cm,孔內(nèi)穿鋼筋混凝土層60的①12隱鋼筋，抗剪板50頂面鋪設(shè)鋼筋混凝土層60鋼筋網(wǎng)，再現(xiàn)澆C40鋼纖維混凝土，最小板厚12cm，梁頂最大板厚為20cm。鋼筋混凝土層60的頂面再鋪裝采用5cm的改性瀝青混凝土；連續(xù)梁橋面鋪裝為5cm厚改性瀝青混凝土加6cm厚C40防水混凝土調(diào)平層。該橋釆用開孔鋼板型剪力連接件，橋面板混凝土層厚度僅12cm,厚度大幅度低于傳統(tǒng)的混凝土橋面板和疊合橋面板。申請人在設(shè)計過程中對本實用新型鋼一混凝土組合橋面板進(jìn)行了全面的試驗研究。一、正彎矩模型試驗1、試驗條件承受正彎矩鋼-混凝土組合橋面板的模型與實橋比例為1:1,實際構(gòu)件的大小為2400X6000mm。模型的邊界條件取板的兩長邊簡支，模型在試驗過程中，支承條件一邊采用轉(zhuǎn)動支座，一邊采用四氟乙烯板來模擬可以縱向移動的支座。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>4、試驗結(jié)論通過對鋼-混凝土組合橋面板承受正彎矩模型的靜載、疲勞和破壞試驗以及結(jié)果分析，可以得知(1)、在超載10%的靜力設(shè)計荷載作用下，模型最大撓度為1.30mm,為模型計算跨度的1/1692;最大撓度點的荷載-變形曲線基本成線性變化趨勢，與理論計算結(jié)果基本一致；且混凝土和鋼板的應(yīng)變基本呈線性變化，且與計算值符合較好。(2)、在疲勞荷載作用下，鋼板底面和混凝土頂面的應(yīng)變幾乎沒有增長，鋼板的最大^i應(yīng)力為24.39MPa、混凝土的最大壓應(yīng)力為4.06MPa;結(jié)構(gòu)的最大撓度從靜力時的0.67mm增長到0.80mm,總增長幅度達(dá)到19%，但從1萬次到200萬次時增長幅度較小(僅2.6%),說明板的整體工作性能良好，剛度降低??；(3)、在破壞加載階段，構(gòu)件的荷載-撓度曲線基本上呈曲線變化，當(dāng)荷載達(dá)到1950kN時，最大撓度為21mm;鋼板在1400kN時開始屈服，PBL剪力連接件在1500kN時達(dá)到屈服強度，模型的破壞荷載為2200kN。試驗表明本實用新型的鋼_混凝土組合橋面板具有良好的靜力、疲勞工作性能，極限承載力高。二、負(fù)彎矩模型試驗1、試驗條件由于模型比例為1:1,通過分析，取模型A試驗構(gòu)件的尺寸為2400mmX5000mm。模型A的邊界條件取梁兩端簡支，在模型中梁兩端各設(shè)置一根與中梁橫截面完全一致的端梁，中梁長5000mm,端梁長1100mm,中梁和端梁的連接方式和實橋一致，用高強螺栓和拼接板將中梁和端梁拼接在一起，端梁端部500mm部分用一1700X1800X900mm的混凝土墻包裹，使中梁形成簡支結(jié)構(gòu)。詳細(xì)結(jié)構(gòu)尺寸見模型A施工圖。2、荷載試驗值模型的試驗設(shè)計荷載列于下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>3、試一驗結(jié)i侖1、應(yīng)力-荷載曲線呈線性關(guān)系，結(jié)構(gòu)在設(shè)計荷載作用下處于彈性工作。混凝土頂板的開裂荷載約為79.37kN，僅在結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成微小裂縫。2、在疲勞荷載作用下，鋼結(jié)構(gòu)測點的應(yīng)力-荷載曲線呈線性關(guān)系，均遠(yuǎn)低于其屈服強度，處于彈性工作階段；在經(jīng)過1萬次疲勞循環(huán)加載后，在63.52kN荷載級作用下，混凝土頂板出現(xiàn)4條縱向裂縫裂縫位于懸臂板的變截面處，最大縱向裂縫寬度為0.04mm;經(jīng)過200萬次疲勞加載后，混凝土頂面裂縫縱向最大寬度達(dá)0.05mm;經(jīng)過300萬次疲勞加載，混凝土頂面裂縫縱向最大寬度達(dá)0.055mm。3、混凝土的裂縫寬度隨荷載的增大而擴大，且出現(xiàn)新的裂縫，在393kN荷載下，最大縱向裂縫寬度達(dá)O.2mm;在632kN荷載下最大縱向裂縫寬度為0.4mm。極限破壞荷載為1750kN，表現(xiàn)出很高的承載力。計算結(jié)果與試驗值符合較好。試驗表明本實用新型的鋼_混凝土組合橋面板結(jié)構(gòu)具有較好的靜力、疲勞工作性能，極限承載力高，滿足設(shè)計要求。三、工程經(jīng)濟性比較通過對設(shè)計、試驗研究、分析比較，本實用新型的鋼-混凝土組合橋面板具有以下特點1、橋面結(jié)構(gòu)重量較輕，對同規(guī)模橋梁橋面梁重量比較如下<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>2、橋面板工程造價相對較低，根據(jù)國內(nèi)同類型橋梁橋面梁比較如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>附注①橋面板面積計入人行道寬度；②未計入瀝青混凝土鋪裝用量經(jīng)過比較可以看出，本實用新型的組合橋面板具有重量輕、用鋼量少、工程總體費用低特點。權(quán)利要求1.組合橋面板，其特征是它包括a.橋面梁，由間隔設(shè)置的縱梁、橫梁固定連接形成格子型梁架；b.鋼底板(30)，在橋面梁每一個格子的上方各設(shè)置一個，各鋼底板(30)與縱梁、橫梁固定連接；c.抗剪板(50)，沿橋面板的縱向間隔設(shè)置，抗剪板(50)與鋼底板(30)焊接；d.鋼筋混凝土層(60)，澆筑在鋼底板(30)上。2.如權(quán)利要求1所述的組合橋面板，其特征是所述抗剪板(50)的板面上間隔開孔，孔內(nèi)穿鋼筋混凝土層(60)的鋼筋，鋼筋混凝土層(60)的鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)在抗剪板(50)的頂面上。3.如權(quán)利要求2所述的組合橋面板，其特征是所述所述縱梁、橫梁的頂面上，在相鄰鋼底板(30)之間的設(shè)置有與縱梁、橫梁固定連接為一體的若干個剪力釘(40)。4.如權(quán)利要求3所述的組合橋面板，其特征是所迷剪力釘(40)在各縱梁上橫向間隔設(shè)置至少兩排，在各橫梁上縱向間隔設(shè)置至少兩排。5.如權(quán)利要求l、2或3所述的組合橋面板，其特征是所述各鋼底板(30)周邊與與縱梁、橫梁的頂面焊接，各鋼底板(30)的中部相對于周邊上凸。專利摘要本實用新型公開了一種組合橋面板，該橋面板具有重量輕、用鋼量少的特點。它包括a.橋面梁，由間隔設(shè)置的縱梁、橫梁固定連接形成格子型梁架；b.鋼底板，在橋面梁每一個格子的上方各設(shè)置一個，各鋼底板與縱梁、橫梁固定連接；c.抗剪板，沿橋面板的縱向間隔設(shè)置，抗剪板與鋼底板焊接；d.鋼筋混凝土層，澆筑在鋼底板上。本實用新型的有益效果是，鋼底板、鋼筋混凝土層與格子型梁架連接，提高了橋梁整體剛度，在相同承載力條件下，能較大幅度地降低橋面板重量和用鋼量，從而有利于降低橋梁的造價；具有行車舒適、抗風(fēng)性好的技術(shù)特點，特別適合用作大型橋梁和特大橋梁的橋面板。文檔編號E01D19/12GK201254694SQ20082006491公開日2009年6月10日申請日期2008年8月28日優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日發(fā)明者朱學(xué)雷,李勁松,林其均,健梁,牟廷敏,波田,范碧琨,蔣自強,鄭旭峰,鐘川劍,黎志忠申請人:四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院