CN107938511A - 一种正交异性钢板‑混凝土组合桥面板及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
发明提供一种正交异性钢板‑混凝土组合桥面板及其施工方法。该组合桥面板包括正交异性钢板、钢筋网和混凝土结构层。所述正交异性钢板包括钢底板和若干T型钢。所述若干块T型钢在钢底板上表面沿纵桥向间隔布置。所述T型钢翼缘上方铺设有钢筋网。所述钢底板的上表面还焊接有若干翼缘挡板。工作时，所述混凝土结构层与正交异性钢板协同受力。该组合桥面板的施工方法包括加工正交异性钢板、吊装正交异性钢板、铺设钢筋网和浇筑混凝土结构层等步骤。该组合桥面板增大了横桥向抗弯能力，减小了桥面板的厚度，减轻了结构自重，提高了桥面板的横桥向抗弯能力以及桥梁主体的整体跨越能力，降低了造价，提高了结构的耐久性，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种正交异性桥面板结构及其施工方法。
背景技术
桥面板是将桥面上各种荷载传递到主梁的重要构件，直接承受车轮荷载的反复作用，是桥梁结构的易损部位之一。目前，工程中常用的桥面板分为混凝土桥面板、钢桥面板及钢-混组合桥面板三种。
混凝土桥面板具有刚度大与造价低的优点，但由于其自重大、施工效率低、易开裂，应用在大跨径桥梁中时经济性差，主要在中小跨径桥梁或施工工期要求宽松的工程中应用。钢桥面板由于白重轻、强度高、工厂化生产的优点，近些年逐渐在工程中开始使用，特别是在大跨度桥梁中得到广泛使用。但钢桥面板铺装繁琐而昂贵，近年来，钢桥面板的疲劳裂缝和铺装层开裂破损问题大量出现，一直未得到很好的解决，影响结构和行车安全。
钢-混组合桥面板通过剪力连接件将钢与混凝土结构结合成整体，可充分发挥钢板抗拉强度高与混凝土抗压性能好的特点，同时还能避免混凝土桥面板自重大、受拉易开裂，钢桥面板易疲劳开裂、铺装层易破损等问题，近年在桥梁工程中的应用日趋广泛。目前应用最广泛的钢-混组合桥面板为加劲肋置于钢板下方的正交异性钢板与混凝土结构层结合而成，主要应用于钢箱梁桥中，正交异性钢板即为钢箱梁的顶板，钢板上方焊接大量焊钉，之后铺设薄层超高性能混凝土，混凝土层内设较密的钢筋网以增强混凝土层的抗弯折能力。但这种组合桥面板与梁腹板之间需要焊接，对于装配化施工程度较高的组合梁桥来说，主梁能够与桥面板分开吊装、二者就位后再进行结合的施工方法非常重要；同时，因桥面板的横桥向受力较顺桥向受力更为而不利，传统钢-混组合桥面板需要设置大量的横梁来保证桥面板的横桥向受力安全。
因此，有必要发明一种具有自重轻、承载力高、构造简单，同时可用于装配化施工的新型钢-混组合桥面板，以保证钢-混组合桥面板在各种条件下均具有广阔的适用范围与良好的受力性能。
发明内容
本发明的目的是一种提供正交异性钢板-混凝土组合桥面板及其施工方法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种正交异性钢板-混凝土组合桥面板，包括正交异性钢板、钢筋网和混凝土结构层。
所述正交异性钢板包括钢底板和若干T型钢。每块T型钢包括T型钢腹板和T型钢翼缘。所述T型钢腹板和T型钢翼缘的长度方向与横桥向保持一致。
所述若干块T型钢在钢底板上表面沿纵桥向间隔布置。所述T型钢腹板与钢底板焊接。
所述T型钢翼缘上方铺设有钢筋网。
所述钢底板的上表面还焊接有2块翼缘挡板。所述2块翼缘挡板分别布置在钢底板沿横桥向的两端。所述钢底板和翼缘挡板合围出半包围空间。所述半包围空间中密实浇筑混凝土形成混凝土结构层。所述T型钢和钢筋网包覆在混凝土结构层中。
进一步，所述T型钢腹板上间隔开设有若干个加宽圆孔。
进一步，所述钢筋网由纵桥向带肋钢筋和横桥向带肋钢筋绑扎而成。在钢筋网定位结束后，钢筋网通过间断式点焊与T型钢翼缘固定在一起。
进一步，所述混凝土结构层在顶面承拉位置分两层浇筑，下层采用普通混凝土，上层采用高延性水泥基复合材料或超高性能混凝土。
本发明还公开一种关于权利要求1所述正交异性钢板-混凝土组合桥面板的施工方法，包括以下步骤：
1)在工厂加工正交异性钢板。在T型钢腹板间隔开设加宽圆孔。在钢底板上表面焊接翼缘挡板。
2)将正交异性钢板运输至施工现场。通过吊车将正交异性钢板吊装至钢纵梁上，并进行精确调位。调位完成后将正交异性钢板与钢纵梁焊接。
3)通过吊车将钢筋网片吊装铺设至T型钢翼缘上方，并进行固定。
4)浇筑混凝土结构层。
本发明的技术效果是毋庸置疑的：
A.与现有钢筋混凝土桥面板相比，组合桥面板增大了横桥向抗弯能力，减小了桥面板的厚度，减轻了结构自重，提高了桥面板的横桥向抗弯能力以及桥梁主体的整体跨越能力；与钢桥面板相比，组合桥面板节约了用钢量，降低了造价，提高了结构的耐久性；
B.与现有钢-混凝土组合桥面板相比，取消了混凝土板的下层普通钢筋，同时采用加宽型圆孔，混凝土浇筑时流动性好，提高了施工效率与施工精度，节约了建设成本；
C.适用范围广泛，可应用于钢板-混凝土组合梁、钢箱-混凝土组合梁、波形钢腹板-混凝土组合梁以及钢桁-混凝土组合梁的桥面板结构中，也可用于建筑结构的楼板结构中。
附图说明
图1为组合桥面板结构示意图；
图2为正交异性钢板结构示意图；
图3为桥面板纵桥向剖视图；
图4为桥面板横桥向剖视图；
图5为钢筋网结构示意图。
图中：钢底板1、混凝土结构层2、T型钢3、T型钢腹板301、加宽圆孔3011、T型钢翼缘302、纵桥向带肋钢筋4、横桥向带肋钢筋5、翼缘挡板6。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
一种正交异性钢板-混凝土组合桥面板，其特征在于，包括正交异性钢板、钢筋网和混凝土结构层2。
参见图1，所述正交异性钢板包括钢底板1和8块T型钢3。每块T型钢3包括T型钢腹板301和T型钢翼缘302。所述T型钢腹板301和T型钢翼缘302的板面相互垂直。所述T型钢腹板301和T型钢翼缘302的长度方向与横桥向保持一致。
参见图2和图3，所述8块T型钢3在钢底板1上表面沿纵桥向间隔布置。所述钢底板1与T型钢翼缘302的板面平行，与T型钢腹板301的板面垂直。所述T型钢腹板301与钢底板1焊接。在本实施例中，无需在T型钢腹板301上开孔内穿钢筋。所述T型钢腹板301上间隔开设有9个加宽圆孔3011。
所述T型钢翼缘302上方铺设有钢筋网。所述钢筋网可在加工厂绑扎好后整片吊装。参见图5，所述钢筋网由纵桥向带肋钢筋4和横桥向带肋钢筋5绑扎而成。在钢筋网定位结束后，通过间断式点焊将钢筋网与T型钢翼缘302固定在一起，保证了浇筑混凝土时钢筋网的稳定性。
参见图2，所述钢底板1的上表面还焊接有2块翼缘挡板6。所述两块翼缘挡板6分别布置在桥面板的沿横桥向的两端。所述钢底板1和翼缘挡板6的板面相互垂直。所述钢底板1和翼缘挡板6合围出半包围空间。
参见图1，所述半包围空间中密实浇筑混凝土形成混凝土结构层2。所述T型钢3和钢筋网包覆在混凝土结构层2中。
工作时，所述混凝土结构层2与正交异性钢板协同受力。研究表明尺寸加大型素混凝土榫的抗剪刚度、承载力以及塑性变形能力均优于现有技术中常规尺寸的内置钢筋混凝土榫。加宽圆孔3011内的混凝土形成素混凝土榫。利用素混凝土榫的抗剪能力保证正交异性钢板与混凝土结构层2之间的竖向连接和横桥向连接。通过加宽圆孔3011内混凝土榫的竖向抗剪以及T型钢翼缘302的竖向嵌固作用保证正交异性钢板与混凝土结构层2之间竖向连接的可靠性。通过T型钢腹板301与钢底板1焊缝的纵桥向抗剪保证正交异性钢板与混凝土结构层2之间纵桥向连接的可靠性。通过加宽圆孔3011内混凝土榫的横桥向抗剪以及T型钢3与混凝土之间的粘结、摩擦保证正交异性钢板与混凝土结构层2之间横桥向连接的可靠性。当组合桥面板受力变形时，T型钢3与混凝土结构层2之间的挤压效应可以提高T型钢3与混凝土之间摩擦力，进一步提高正交异性钢板与混凝土结构层2之间横桥向连接的可靠性。
值得说明的是，在实际生产中，钢底板1和翼缘挡板6均可采用多块钢板拼接而成。所述混凝土结构层2在顶面承拉位置可分两层浇筑，下层采用普通桥梁结构常用的C50～C60混凝土，上层采用ECC(Engineered Cementitious Composite，高延性水泥基复合材料)或UHPC(Ultra-High Performance Concrete，超高性能混凝土)来提高混凝土结构层的抗拉能力，提高桥面板的抗裂性能，延长其使用寿命。
实施例2：
本实施例公开一种关于实施例1所述正交异性钢板-混凝土组合桥面板的施工方法，包括以下步骤：
1)在工厂加工正交异性钢板。在T型钢腹板301间隔开设加宽圆孔3011。在钢底板1上表面焊接T型钢3和翼缘挡板6。
2)将加工好的正交异性钢板运输至施工现场。通过吊车将正交异性钢板吊装至钢纵梁上，并进行精确调位。调位完成后将正交异性钢板与钢纵梁焊接。
3)在桥位附近的钢筋加工厂制作钢筋网。将加工好的钢筋网运输至施工现场后，通过吊车将钢筋网片吊装铺设至T型钢翼缘302上方，并进行固定。其中，钢筋网采用纵桥向带肋钢筋4和横桥向带肋钢筋5绑扎而成。钢筋网通过间断式点焊将钢筋网与T型钢翼缘302固定在一起。
4)浇筑混凝土结构层2，完成施工。
Claims (5)
1.一种正交异性钢板-混凝土组合桥面板，其特征在于，包括正交异性钢板、钢筋网和混凝土结构层(2)；
所述正交异性钢板包括钢底板(1)和若干T型钢(3)；每块T型钢(3)包括T型钢腹板(301)和T型钢翼缘(302)；所述T型钢腹板(301)和T型钢翼缘(302)的长度方向与横桥向保持一致；
所述若干块T型钢(3)在钢底板(1)上表面沿纵桥向间隔布置；所述T型钢腹板(301)与钢底板(1)焊接；
所述T型钢翼缘(302)上方铺设有钢筋网；
所述钢底板(1)的上表面还焊接有2块翼缘挡板(6)；所述2块翼缘挡板(6)分别布置在钢底板(1)沿横桥向的两端；所述钢底板(1)和翼缘挡板(6)合围出半包围空间。所述半包围空间中密实浇筑混凝土形成混凝土结构层(2)；所述T型钢(3)和钢筋网包覆在混凝土结构层(2)中。
2.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述T型钢腹板(301)上间隔开设有若干个加宽圆孔(3011)。
3.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述钢筋网由纵桥向带肋钢筋(4)和横桥向带肋钢筋(5)绑扎而成；在钢筋网定位结束后，钢筋网通过间断式点焊与T型钢翼缘(302)固定在一起。
4.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板-混凝土组合桥面板，其特征在于：所述混凝土结构层(2)在顶面承拉位置分两层浇筑，下层采用普通混凝土，上层采用高延性水泥基复合材料或超高性能混凝土。
5.一种关于权利要求1所述正交异性钢板-混凝土组合桥面板的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在工厂加工正交异性钢板；在钢底板(1)上表面焊接翼缘挡板(6)；
2)将正交异性钢板运输至施工现场；通过吊车将正交异性钢板吊装至钢纵梁上，并进行精确调位；调位完成后将正交异性钢板与钢纵梁焊接；
3)通过吊车将钢筋网片吊装铺设至T型钢翼缘(302)上方，并进行固定；
4)浇筑混凝土结构层(2)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180420 |
|
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