CN103114527A - 一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，该桥面结构包括正交异性钢板、复合材料空心板和磨耗层；所述正交异性钢板的上侧依次设有复合材料空心板和磨耗层，复合材料空心板通过结构胶与其下侧的正交异性钢板相连，复合材料空心板的顶面设有粗糙面层，粗糙面层的上侧浇筑磨耗层；所述的复合材料空心板包括顶板和底板两部分，顶板和底板通过胶结和螺栓连接形成复合材料空心板。本发明具有重量轻、强度高，刚度大、抗剥离、防潮、耐腐蚀、稳定的高温稳定性和低温抗裂性；同时具有拼装施工简便迅速、防水、防铺装层开裂、防正交异性钢桥面腐蚀等显著特点，适用于各种钢桥面结构的修建与修补。
Description
技术领域
本发明涉及桥面铺装结构技术领域，尤其是指一种可作为组合桥面用于桥梁结构中的复合桥面结构，具体地说是一种轻质、高强、耐腐蚀的工厂预制正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构。
背景技术
传统正交异性钢桥面体系多采用正交异性钢桥面和沥青混合料铺装层组成。随着运营时间的增长，容易产生沥青混合料铺装层损坏和钢桥面结构疲劳开裂，造成安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种抗疲劳、抗开裂、防水并具有良好的高温稳定性和层间结合性能的工厂预制正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构。
本发明采用的技术方案为：一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，该桥面结构包括正交异性钢板、复合材料空心板和磨耗层；所述正交异性钢板的上侧依次设有复合材料空心板和磨耗层，复合材料空心板通过结构胶与其下侧的正交异性钢板相连，复合材料空心板的顶面设有粗糙面层，粗糙面层的上侧浇筑磨耗层；
所述的复合材料空心板包括顶板和底板两部分，顶板和底板通过胶结和螺栓连接形成复合材料空心板。
作为优选，所述正交异性钢板的上表面和复合材料空心板的下表面之间设有增强联结的剪力键***。
作为优选，所述的剪力键***包括封堵块、剪力键和填充物。
作为优选，所述的封堵块采用聚氨酯泡沫或混凝土，所述的剪力键采用钢制的螺钉、片材或Z形型材，所述的填充物采用树脂或混凝土。
作为优选，所述的粗糙面层采用起圈织物、导流网、预留纵横交错的凹槽或铺设碎石形成。
作为优选，所述的正交异性钢板为设有纵横向互相垂直的纵肋和横肋的钢面板。
作为优选，所述的纵肋包括U形肋和板式肋。
作为优选，所述的磨耗层采用沥青混凝土制成。
作为优选，所述的底板采用开放式的工字型底板、直腹式多箱室底板或斜腹式多箱室底板；所述的顶板和底板采用纤维和树脂固化而成；纤维采用碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或者杂交纤维，树脂采用不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或酚醛树脂。
有益效果：本发明通过在正交异性钢板和磨耗层之间加设具有轻质、高强、耐腐蚀等诸多优点的树脂基纤维增强复合材料空心板，复合材料空心板的设置还可降低磨耗层的厚度，使得该桥面结构具有重量轻、强度高，刚度大、抗剥离、防潮、耐腐蚀、稳定的高温稳定性和低温抗裂性；同时具有拼装施工简便迅速、防水、防铺装层开裂、防正交异性钢桥面腐蚀等显著特点，适用于各种钢桥面结构的修建与修补。
附图说明
图1为本发明桥面结构的复合材料空心板采用开放式的工字型底板立体结构剖视图；
图2为图1桥面结构的截面结构示意图；
图3为本发明桥面结构的复合材料空心板采用直腹式多箱室底板的立体结构剖视图；
图4为图3桥面结构的截面结构示意图；
图5为本发明桥面结构的复合材料空心板采用斜腹式多箱室底板的立体结构剖视图；
图6为图5桥面结构的截面结构示意图；
图7为本发明剪力键***示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1-7所示：一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，该桥面结构包括正交异性钢板1、复合材料空心板2和采用沥青和混凝土制成的磨耗层3，其中正交异性钢板1为设有纵横向互相垂直的纵肋6和横肋7的钢面板，其中纵肋6包括U形肋和板式肋。在正交异性钢板1的上侧依次设有复合材料空心板2和磨耗层3，复合材料空心板2通过结构胶与其下侧的正交异性钢板1相连，另外为增强正交异性钢板1和复合材料空心板2的联结，在正交异性钢板1的上表面和复合材料空心板2的下表面之间设有增强联结和协同受力的剪力键***5，该剪力键***5由封堵块6、剪力键7、和填充物8组成，该封堵块6采用聚氨酯泡沫或混凝土，剪力键7采用钢制的螺钉、片材或Z形型材，填充物8采用树脂或混凝土，剪力键***5的个数与排列位置任意。在复合材料空心板2的顶面设有起圈织物、导流网、预留纵横交错的凹槽或铺设碎石形成的粗糙面层4，粗糙面层4的上侧浇筑磨耗层3。所述的正交异性钢板1为设有纵横向互相垂直的纵肋12和横肋13的钢面板。上述的复合材料空心板2由顶板9和底板10组成，顶板9和底板10通过胶结和螺栓11连接形成复合材料空心板2。底板形式可以是开放式工字型底板、直腹式多箱室底板或斜腹式多箱室底板。该顶板9和底板10均采用纤维和树脂固化而成；纤维采用碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或者杂交纤维，树脂采用不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或酚醛树脂。
实施例1
本发明正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，它包括正交异性钢板1，正交异性钢板1上设有剪力键7，在正交异性钢板1的上表面设置一层110mm厚的复合材料空心板2，复合材料空心板2由10mm厚顶板9和100mm厚开放式的工字型底板10组成。顶板和底板采用玻璃纤维与乙烯基树脂通过拉挤工艺制备。复合材料空心板2通过结构胶和剪力键***5与正交异性钢板1联结为整体，复合材料空心板2上方铺设一层起圈织物形成粗糙层4，最后再浇筑一层2cm厚的沥青混合料磨耗层3。
实施例2
本发明正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，它包括正交异性钢板1，正交异性钢板1上设有剪力键7，在正交异性钢板1的上表面设置一层100mm厚的复合材料空心板2，复合材料空心板2由10mm厚顶板9和90mm厚直腹式多箱室底板10组成。顶板和底板采用玻璃纤维与乙烯基树脂通过拉挤工艺制备。复合材料空心板2通过结构胶和剪力键***5与正交异性钢板1联结为整体，复合材料空心板2上方铺设一层碎石形成粗糙层4，最后再浇筑一层3cm厚的沥青混合料磨耗层3。
实施例3
本发明正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，它包括正交异性钢板1，正交异性钢板1上设有剪力键7，在正交异性钢板1的上表面设置一层100mm厚的复合材料空心板2，复合材料空心板2由10mm厚顶板9和90mm厚斜腹式多箱室底板10组成。顶板和底板采用玻璃纤维与乙烯基树脂通过拉挤工艺制备。复合材料空心板2通过结构胶和剪力键***5与正交异性钢板1联结为整体，复合材料空心板2上方铺设一层碎石形成粗糙层4，最后再浇筑一层2cm厚的沥青混合料磨耗层3。
上述三个实施例中工厂预制正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构的制备方法主要采用拉挤成型工艺，该制备流程如下：
a、在工厂中每节段钢箱梁正交异性钢板1的上表面焊一定数量的剪力键7，然后对正交异性钢板1的上表面进行喷砂处理；
b、在工厂中先制作复合材料空心板2的顶板9和底板10的截面模具，再将纤维（碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或者杂交纤维）和树脂（包括：不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂）通过拉挤机和模具制作形成复合材料空心板2的顶板9和底板10。
c、将b步骤形成的复合材料空心板2的底板10通过结构胶粘结于正交异性钢板1上，在剪力键7处设置封堵块6和填充物8形成剪力键***5，增强其粘结强度。再将顶板9通过结构胶和螺栓11安装于底板10上，使正交异性钢板1和复合材料空心板2结合为一体。
d、在复合材料空心板2顶板9表面铺设一层起圈织物形成粗糙面层4。
e、在粗糙面层4上方浇筑磨耗层3（浇筑式沥青混合料、改性沥青SMA或环氧沥青混合料），待磨耗层3凝结硬化后，磨耗层3、复合材料空心板2、正交异性钢板1结合为一体，形成正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构。
在上述制备工艺中：复合材料空心板2的结构形式与各参数大小、纤维的种类和数量，树脂的种类，磨耗层4的种类与厚度，剪力键***5的布置位置，封堵块6、剪力键7、填充物的种类，粗糙面层4的种类均可根据需要灵活调整。
本发明通过在正交异性钢板1和磨耗层3之间加设具有轻质、高强、耐腐蚀等诸多优点的树脂基纤维增强复合材料空心板2，复合材料空心板2的设置还可降低磨耗层3的厚度，使得该桥面结构具有重量轻、强度高，刚度大、抗剥离、防潮、耐腐蚀、稳定的高温稳定性和低温抗裂性；同时具有拼装施工简便迅速、防水、防铺装层开裂、防正交异性钢桥面腐蚀等显著特点，适用于各种钢桥面结构的修建与修补。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (9)
1.一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，其特征在于：该桥面结构包括正交异性钢板、复合材料空心板和磨耗层；所述正交异性钢板的上侧依次设有复合材料空心板和磨耗层，复合材料空心板通过结构胶与其下侧的正交异性钢板相连，复合材料空心板的顶面设有粗糙面层，粗糙面层的上侧浇筑磨耗层；
所述的复合材料空心板包括顶板和底板两部分，顶板和底板通过胶结和螺栓连接形成复合材料空心板。
2.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，其特征在于：所述正交异性钢板的上表面和复合材料空心板的下表面之间设有增强联结的剪力键***。
3.根据权利要求2所述的一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，其特征在于：所述的剪力键***包括封堵块、剪力键和填充物。
4.根据权利要求3所述的一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，其特征在于：所述的封堵块采用聚氨酯泡沫或混凝土，所述的剪力键采用钢制的螺钉、片材或Z形型材，所述的填充物采用树脂或混凝土。
5.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，其特征在于：所述的粗糙面层采用起圈织物、导流网、预留纵横交错的凹槽或铺设碎石形成。
6.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，其特征在于：所述的正交异性钢板为设有纵横向互相垂直的纵肋和横肋的钢面板。
7. 根据权利要求6所述的一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，其特征在于：所述的纵肋包括U形肋和板式肋。
8.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，其特征在于：所述的磨耗层采用沥青混凝土制成。
9.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板-复合材料空心板组合桥面结构，其特征在于：所述的底板采用开放式的工字型底板、直腹式多箱室底板或斜腹式多箱室底板；所述的顶板和底板采用纤维和树脂固化而成；纤维采用碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或者杂交纤维，树脂采用不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或酚醛树脂。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130522 |