一种梯度结构组合桥面板.pdf

一种梯度结构组合桥面板，自下而上包括凹型压型钢板、普通混凝土和活性粉末混凝土；凹型压型钢板凹槽中心固定有一列竖立长栓钉，凹形压型钢板凸部设有若干列竖立短栓钉，长栓钉和短栓钉上端部焊接在横向钢筋上，横向钢筋垂直方向上设有纵向钢筋，纵向钢筋位于横向钢筋上方，并与横向钢筋、长栓钉和短栓钉连接点固接；凹型压型钢板凹槽内浇筑有将长栓钉包含在内的普通混凝土；凹形压型钢板凸面和已浇的普通混凝土上方浇筑有将长栓钉、短栓钉、横向钢筋和纵向钢筋覆盖的薄层活性粉末混凝土。本发明具有自重轻、刚度大、承载力高、体系受力合理、制作安装方便以及整体性好等特点，能有效解决现有桥面板存在的自重大、刚度不足和易疲劳破坏等问题。

1.  一种梯度结构组合桥面板，其特征是包括凹形压型钢板（1）、长栓钉（2）、短栓钉（3）、横向钢筋（4）、纵向钢筋（5）、普通混凝土（6）和活性粉末混凝土（7），其中凹形压型钢板（1）、普通混凝土（6）和活性粉末混凝土（7）组成自下而上的梯度结构；在凹型压型钢板（1）凹槽中心固定有一列竖立的长栓钉（2），凹形压型钢板（1）凸部设有若干列竖立的短栓钉（3），长栓钉（2）和短栓钉（3）上端部均焊接在横向钢筋（4）上，与横向钢筋（5）垂直方向上设置有纵向钢筋（6），纵向钢筋（6）位于横向钢筋（4）上方，并与横向钢筋（4）、长栓钉（2）和短栓钉（3）连接点固接；在凹型压型钢板（1）凹槽内浇筑有将长栓钉（2）包含在内的普通混凝土（6）；在凹形压型钢板（1）凸面和已浇的普通混凝土（6）上方浇筑有将长栓钉（2）、短栓钉（3）、横向钢筋（4）和纵向钢筋（5）覆盖的薄层活性粉末混凝土（7）；
所述的长栓钉（2）与短栓钉（3）的顶部平齐。

2.  根据权利要求1所述的梯度结构组合桥面板，其特征是所述长栓钉（2）和短栓钉（3）纵向排列间距相同，为0.2-0.5m。

3.  根据权利要求1所述的梯度结构组合桥面板，其特征是所述的凹形压型钢板（1）凹槽顶部宽度与底部宽度比为0.6-0.8。

一种梯度结构组合桥面板
技术领域
本发明涉及桥梁工程桥面板技术领域。
背景技术
目前，桥梁结构中常采用的桥面板形式主要有钢筋混凝土桥面板、钢-混凝土叠合桥面板和正交异性钢桥面板等。其中钢筋混凝土桥面板由于自重大，使桥梁整体恒载偏大，在大跨度桥梁中的应用受到限制，而承载力的相对固定，使其在超载作用下易于受到损伤；钢-混凝土叠合桥面板肋部采用钢梁、翼缘采用混凝土板，两者通过抗剪连接件连成整体，由于连接面狭窄，混凝土板与钢梁结合面附近常发生混凝土翼板的纵向开裂，且在车辆荷载作用下负弯矩区混凝土桥面板横向开裂也不容忽视；正交异性钢桥面板虽然自重较轻，但设计、施工难度较大，且自身刚度的不足导致沥青混凝土铺装层容易出现裂缝、车辙、脱层、推移、坑槽鼓包以及与钢桥面的脱离等病害，U肋与钢板和横隔板过多的焊缝，更增加了焊接点疲劳破坏的几率。为此，探寻一种刚度大、自重轻、抗疲劳性能优异的新型桥面板显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种刚度大、自重轻、整体性好、抗疲劳性能优异的梯度结构组合桥面板。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明包括凹形压型钢板（1）、长栓钉（2）、短栓钉（3）、横向钢筋（4）、纵向钢筋（5）、普通混凝土（6）和活性粉末混凝土（7），其中凹形压型钢板（1）、普通混凝土（6）和活性粉末混凝土（7）组成自下而上的梯度结构。在凹型压型钢板（1）凹槽中心固定有一列竖立的长栓钉（2），凹形压型钢板（1）凸部设有若干列竖立的短栓钉（3），长栓钉（2）和短栓钉（3）上端部均焊接在横向钢筋（4）上，与横向钢筋（5）垂直方向上设置有纵向钢筋（6），纵向钢筋（6）位于横向钢筋（4）上方，并与横向钢筋（4）、长栓钉（2）和短栓钉（3）连接点固接；在凹型压型钢板（1）凹槽内浇筑有将长栓钉（2）包含在内的普通混凝土（6）；在凹形压型钢板（1）凸面和已浇的普通混凝土（6）上方浇筑有将长栓钉（2）、短栓钉（3）、横向钢筋（4）和纵向钢筋（5）覆盖的薄层活性粉末混凝土（7）。
所述的普通混凝土抗压强度不超过50MPa，浇筑高度与压型钢板的凸面平齐。
所述的活性粉末混凝土抗压强度不低于140MPa，抗拉强度不低于20MPa，钢纤维体积参量为0.15-0.3%。
所述的长栓钉（2）与短栓钉（3）的顶部平齐。它们的纵向排列间距相同，均为0.2-0.5m。
所述的凹形压型钢板（1）凹槽顶部宽度与底部宽度比为0.6-0.8。
所述的凹形压型钢板（1）通过长栓钉（2）、短栓钉（3）、横向钢筋（4）和纵向钢筋（5）与普通混凝土和活性粉末混凝土连成整体。
本发明的优点：（1）凹形压型钢板在工厂制作，施工中作为普通混凝土和活性粉末混凝土浇筑的模板，使用中作为梯度结构的一部分，节省了模板，降低了造价；（2）凹形压型钢板和普通混凝土组成的板肋增大了桥面板的纵向刚度，减少了焊缝的数量，降低了桥面板疲劳破坏的几率；（3）活性粉末混凝土作为桥面板的面层，减少了桥面板的厚度，减轻了自重，通过长栓钉、短栓钉、横向钢筋和纵向钢筋与凹形压型钢板、普通混凝土紧密连接，确保了桥面板结构的整体性，有效解决了正交异性钢桥面铺装存在的病害；（4）将凹形压型钢板、普通混凝土和活性粉末混凝土组合形成梯度结构，能充分利用压型钢板的抗拉性能、普通混凝土的抗压性能以及活性粉末混凝土的抗压、抗拉性能，提高了结构承载力；（5）组合桥面板在工厂养护成型，现场组装，便于施工质量的控制，可加快建造和更换速度，缩短工期。
综上所述，本发明具有自重轻、刚度大、承载力高、体系受力合理、制作安装方便以及整体性好等特点，能有效解决现有桥面板存在的自重大、刚度不足和易疲劳破坏等问题。
附图说明
图1为本发明横断面示意图。
图2为本发明整体结构示意图。
图中：1为凹形压型钢板，2为长栓钉，3为短栓钉，4为横线钢筋，5为纵向钢筋，6为普通混凝土，7为活性粉末混凝土。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，在凹型压型钢板1凹槽中心固定有一列竖立的长栓钉2，凹形压型钢板1凸部设有若干列竖立的短栓钉3，长栓钉2和短栓钉3上端部均焊接在横向钢筋4上，在与横向钢筋5垂直方向上设置有纵向钢筋6，纵向钢筋6位于横向钢筋4上方，并与横向钢筋4、长栓钉2和短栓钉3连接点固接；在凹型压型钢板1凹槽内浇筑有将长栓钉2包含在内的普通混凝土6；在凹形压型钢板1凸面和已浇的普通混凝土6上方浇筑有将长栓钉2、短栓钉3、横向钢筋4和纵向钢筋5覆盖的薄层活性粉末混凝土7。。
以公路常用的带横梁和纵梁，且以纵梁受力为主的桥梁为例，本发明的具体实施方式如下。
凹形压型钢板在工厂通过平钢板冷压成型，其中钢板厚6-10mm，凹槽顶部宽度与底部宽度比为0.6-0.8，凸面与凹槽底部宽度比值为2-4，下料时单块凹形压型钢板宽度为桥梁结构中相邻横梁中心距的2-3倍，长为4-6m，纵向切割位置位于凹形压型钢板的凸处。
单块钢板成型后，在凹形压型钢板凹槽底部中心均焊接一列长栓钉，凸面焊接若干列短栓钉，在长栓钉和短栓钉上方设置与其焊接的横向加强钢筋，在横向钢筋上方与长栓钉和短栓钉相交处均设置一根与之垂直的纵向钢筋。其中长栓钉与短栓钉的顶部平齐，两者纵向间距一致，均为0.2-0.5m，纵向钢筋与横向钢筋之间通过钢丝绑扎连接，凹形压型钢板单个凸面短栓钉列数、钢筋和栓钉直径根据组合桥面板的受力情况由计算来确定。
凹形压型钢板和混凝土之间连接件加工完成后，在凹形压型钢板凹槽内浇筑将长栓钉包含在内的普通混凝土，浇筑工序在工厂完成，要求普通混凝土抗压强度不超过50MPa，浇筑高度与凹形压型钢板的凸面平齐，浇筑时纵向两边各预留10cm作为施工接缝，待普通混凝土达到强度后，为确保其与后续浇筑的活性粉末混凝土之间紧密连接，表面进行凿毛处理。
在凹形压型钢板凸面和已浇的普通混凝土上方浇筑将长栓钉、短栓钉、横向钢筋和纵向钢筋覆盖的薄层活性粉末混凝土，浇筑完成覆盖养护24h脱模，再在80±5oC高温下养护48h后，冷却到室温。浇筑工序均在工厂完成，要求浇筑时四边各预留10cm作为施工接缝，浇筑后活性粉末混凝土抗压强度不低于140MPa，抗拉强度不低于20MPa，钢纤维体积参量为0.15-0.3%。
桥面板工厂预制完成后，采用大型运输设备如运梁车运抵施工现场，通过桥面吊机安装到桥梁的纵梁上，为保证桥面板和纵梁之间变形协调，在两者之间每隔3-5m设置一个厚6-8cm的橡胶垫；吊装完成后首先将接缝处凹形压型钢板焊接形成整体，然后在其凹槽底部中心纵向焊接1-2列长栓钉，凸面横向焊接2-3列短栓钉，短栓钉纵向间距与桥面板预制时一致，为保证桥面板整体性，将接缝处将横向钢筋和纵向钢筋连接贯通。
接缝处连接件施工完毕后，在凹形压型钢板凹槽内浇筑普通混凝土，其中混凝土浇筑高度、浇筑后强度要求、表面处理方式与桥面板预制时一致。待普通混凝土表面进行凿毛处理后，在接缝处凹形压型钢板凸面和已浇的普通混凝土上方浇筑与预制桥面板等厚度的活性粉末混凝土，相应的养护方式与桥面板预制时一致，待所有接缝处混凝土养护到位后即可进行桥面铺装的施工。