刚性连接件钢桥面铺装结构及铺装方法技术领域
本发明涉及桥梁建造工程技术领域，尤其是涉及一种刚性连接件钢桥面铺装结构
及铺装方法。
背景技术
目前，在大跨度桥梁中，正交各向异性钢桥面以其构件质量轻、运输与架设方便、
施工周期短等特点逐渐被广泛应用，故现有的大多数钢桥桥面板多采用正交异性钢桥面
板，即在钢桥面顶板内侧焊接纵向腹板，这些纵肋与横隔板正交，从而与钢桥面板一起组成
了正交结构异性板。
桥面铺装层一般采用薄层钢筋混凝土、沥青混凝土铺设在正交异性钢桥面板上，
为固定钢筋混凝土桥面板，通常布置焊钉、开孔钢板等连接件。在整个桥面结构中正交异性
钢板相当于柔性支承，在车辆荷载作用下，混凝土铺装层局部位置处的拉应力达3MPa～
7MPa，普通钢筋混凝土难以满足要求。
相对于混凝土来说，焊钉刚度比较大，而设计过程中通常不考虑混凝土桥面板与
钢梁的相互作用，两者间的连接件仅仅起到固定作用，布置得比较稀疏。但是，焊钉本身刚
度比较大，造成焊钉受到的剪力较大，如何降低局部位置焊钉的剪力值成为设计的难点之
一。
开槽钢板连接件存在穿入钢筋困难，施工复杂等问题。同时，上述现有的钢桥面需
要布置普通钢筋，制作工艺比较复杂，存在局部应力集中的问题；同时，现有构造方式也导
致许多铺装病害与问题，主要有：1、汽车等的荷载过重会对应引起铺装表面拉应变过大，易
导致铺装层纵、横向开裂或剥离；2、铺装层耐久性不足，在汽车等反复荷载作用下，铺装层
的混合料易蠕变而形成永久变形，长久积累则造成车辙；3、因焊钉布置数量有限，连接件抗
剪承载力较小，不能承受较大钢混间相对位移，在根部容易发生疲劳破坏，且焊钉附近的混
凝土易在受力早期出现压碎破坏；4、开孔钢板连接件承载力大，但需要在孔内穿钢筋，施工
不便；5、铺装层抗拔及抗剥离能力差，在车辆轮压作用下，容易出现早期局部破坏。
发明内容
本发明旨在提供一种施工方便、使用效果好的刚性连接件钢桥面铺装结构及铺装
方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：刚性连接件钢桥面铺装结
构，包括顶板和与顶板底面正交相连的纵向腹板和横隔板，顶板顶面上铺设有桥面铺装层；
顶板顶面上设有位于桥面铺装层内的连接件；连接件包括钢筋和至少1个垂设于顶板顶面
上的钢板，钢板顶部设有间隔分布的左槽板和右槽板，左槽板和右槽板均向钢板侧部倾斜；
左槽板和右槽板倾斜方向相反，左槽板和右槽板间预留有槽口；钢筋穿设于槽口中；桥面铺
装层包括自下而上依次设置的钢纤维混凝土层及沥青混凝土层；左槽板和右槽板顶面均低
于钢纤维混凝土层表面。
钢板、左槽板和右槽板的厚度为10mm～14mm，钢板高度为30mm～50mm，左槽板和右
槽板之间的夹角为55°～65°；左槽板和右槽板的高度均为100mm～150mm，左槽板和右槽板
顶部间的间距为100mm～180mm，槽口宽度为30mm～50mm。
钢纤维混凝土层中钢纤维占比为1%～3%。
槽口中心与钢筋中心重合；钢板与顶板之间焊接，焊接为单面焊或双面焊。
钢筋与槽口间的间隙大于钢纤维混凝土粗骨料直径和钢纤维长度。
槽口为半圆形、半菱形或长方形。
沥青混凝土层的厚度为30mm～50mm。
上述刚性连接件钢桥面铺装结构的铺装方法，所述方法包括如下步骤：
a）将顶板、纵向腹板和横隔板焊接在一起，形成钢梁；
b）对钢板进行加工，在钢板顶部间隔设置倾斜方向相反的左槽板和右槽板；
c）将钢板焊接在顶板上，焊接方式为：焊接方式为俯焊，单面焊或双面焊，焊缝等级要
求二级；
d）将钢筋放置于槽口中，保证钢筋和槽口对中；
e）将钢纤维混凝土浇注在顶板顶面上，使之填充在各钢板、左槽板、右槽板和钢筋之
间，形成钢纤维混凝土层；并保证左槽板和右槽板的顶面低于钢纤维混凝土层的表面；
d）在钢纤维混凝土层上浇注铺设沥青混凝土，形成沥青混凝土层，从而最终形成整个
桥面铺装层。
步骤e）中使用的钢纤维混凝土制作方法为：首先，将钢纤维和粗、细骨料投入搅拌
机干拌30s～60s；然后，加入水泥、矿粉、水及外加剂搅拌，搅拌时间长于180s；最后，对钢纤
维混凝土进行养护，养护时间大于5天。
步骤c）中，双面焊连续焊缝长度为5倍钢板厚度，单面焊连续焊缝长度为10倍钢板
厚度，未焊段长度小于相邻连续焊缝长度。
通过以上技术方案，本发明的有益效果为：1、本发明结构简单合理，受力性能及耐
久性均比较好，建造施工简便；与现有开孔钢板连接件相比，仅布置横向单层钢筋且不需要
穿孔，大大简化施工工序，能减少劳动强度、缩短工期，提高经济效益；通过试验研究和有限
元模拟分析表明，与现有开孔钢板连接件相比，本发明所采用的钢板、左槽板和右槽板组成
的连接件的抗剪承载力、延性指标、抗疲劳性能分别提高约12%、36%和29%，另外，抗拔承载
力及抗剥离能力显著提高。2、采用钢纤维体积比为1%～3%的钢纤维混凝土，相比现有的钢
纤维混凝土铺装层经济效益显著，能有效增强混凝土的抗拉性能，改善铺装开裂现象。5、顶
板与钢板之间以焊接方式连接，便于机械化施工及工程质量的控制。6、设置的桥面铺装层
使得局部轮压产生的局部变形得到改善，车辆振动等一些不良现象也得以改善，因而有效
提高了行车的舒适度；7、在顶板、钢板、左槽板、右槽板和钢筋之间浇注钢纤维混凝土，再在
混凝土铺装层上铺设一层沥青铺装层，施工方便，并能很好地避免钢梁顶板的锈蚀问题。8、
本发明所述的方法操作简便、钢纤维混凝土层和沥青混凝土层所铺设的铺装层形成一整
体，且抗拉能力增大，厚度增加；可有效减少铺装层表面的拉应力和剪应力，因而能有效解
决铺装层表面的开裂问题，同时钢板、左槽板和右槽板组成的连接件抗剪刚度大、抗震性能
好的特点。对钢材与混凝土整体力学性能和耐久性提升明显，使得铺装层表面的开裂现象
得到有效改善。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的刚性连接件钢桥面铺装结构，包括顶板3，在顶板3的底面上连接有纵
向腹板2和横隔板1，纵向腹板2和横隔板1均与顶板3的底面正交相连，且纵向腹板和横隔板
也正交相连。顶板3、纵向腹板2和横隔板1形成钢梁，强度高，抗压性强。
在顶板3的顶面上铺设有桥面铺装层，其中顶板3顶面上设有位于桥面铺装层内的
连接件。
连接件包括钢筋6和至少1个垂设于顶板3顶面上的钢板4，其中，钢板4与顶板3之
间焊接，焊接为单面焊或双面焊。钢板4顶部设有间隔分布的左槽板51和右槽板52。
左槽板51和右槽板52倾斜方向相反，同时左槽板51和右槽板52间预留有槽口53；
钢筋6穿设于槽口53中，槽口53中心与钢筋6中心重合，使用的时候仅需将钢筋放置于槽口
中，施工简便，影响因素少。钢筋与槽口间的间隙大于钢纤维混凝土粗骨料直径和钢纤维长
度，从而保证钢纤维混凝土与钢筋和槽口的充分接触。
左槽板51和右槽板52的厚度均为10mm～14mm，优选12mm；钢板4高度为30mm～
50mm，优选为40mm；左槽板51和右槽板52之间的夹角为55°～65°，优选为60°；左槽板51和右
槽板52的高度均为100mm～150mm，优选为125mm；左槽板和右槽板顶部间的间距为100mm～
180mm，优选为140mm；槽口宽度为30mm～50mm，优选为40mm，从而保证连接件的强度，槽口为
半圆形、半菱形或长方形。
设置的钢筋、左槽板、右槽板和钢板提高了桥面的抗拔性、抗剪性和抗拉性，同时
承载能力强，有效提高了桥面的使用效果。
桥面铺装层包括自下而上依次设置的钢纤维混凝土层7及厚度为30mm～50mm的沥
青混凝土层8，其中，沥青混凝土层8的厚度优选为40mm。左槽板51和右槽板52的顶面均低于
钢纤维混凝土层7的顶面。其中，钢纤维混凝土层中钢纤维体积比为1%～3%，优选为2%，在保
证强度的基础上降低成本和质量。
一种上述刚性连接件钢桥面铺装结构的铺装方法，所述方法包括如下步骤：
a）将顶板、纵向腹板和横隔板焊接在一起，形成钢梁；
b）对钢板进行加工，在钢板顶部间隔倾斜设置左槽板和右槽板，同时保证左槽板和右
槽板倾斜方向相反；
c）将钢板焊接在顶板上，焊接方式为：采用俯焊，单面焊或双面焊，焊缝等级要求二级。
双面焊连续焊缝长度为5倍钢板厚度，单面焊连续焊缝长度为10倍钢板厚度，未焊段长度小
于相邻连续焊缝长度。
d）将钢筋放置于槽口中，保证钢筋和槽口对中；
e）将钢纤维混凝土浇注在顶板顶面上，使之填充在各钢板、左槽板、右槽板和钢筋之
间，形成钢纤维混凝土层；并保证左槽板和右槽板的顶面低于钢纤维混凝土层的表面。使用
的钢纤维混凝土的制作方法为：首先，将钢纤维和粗、细骨料投入搅拌机干拌30s～60s；然
后，加入水泥、矿粉、水及外加剂搅拌，搅拌时间长于180s；最后，对钢纤维混凝土进行养护，
养护时间大于5天。通过以上方法制造出的钢纤维混凝土可以防止出现钢纤维接团的现象，
保证钢纤维混凝土的使用效果。其中，粗、细骨料为成熟的现有技术；水泥、矿粉、水及外加
剂的组分也为成熟的现有技术。
d）在钢纤维混凝土层上浇注铺设沥青混凝土，形成沥青混凝土层，从而最终形成
整个桥面铺装层。