CN108193597A - 一种高性能钢桥面结构 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种高性能钢桥面结构，所述的高性能钢桥面结构的特点是在传统的桥面面层和正交异性钢桥面板之间增设了一层注入填充料的格栅层。格栅层由格室和填充在格室内的填充料组成，格室由隔板分隔而成。为满足桥面结构设计的刚度和强度要求，可灵活选用不同种类的格栅层。本发明有效改善了传统钢桥面结构容易产生疲劳破坏、桥面面层与正交异性钢桥面板粘结附着力不够的问题，可广泛应用于各种钢桥桥面的新建和养护补强。

Description

一种高性能钢桥面结构

技术领域

本发明涉及桥梁建设领域，特别涉及高性能钢桥面结构。

背景技术

近几十年以来，新建的钢桥数量不断增多，钢桥面多采用传统正交异性钢桥面板。在正交异性钢桥面板的底部，设有多条沿桥梁纵向布置的加劲肋，用以增加正交异性钢桥面板的纵向刚度，但是其横向刚度较弱。在交通荷载的反复作用下，桥面反复受到弯曲变形，正交异性钢桥面板与加劲肋焊接点位置反复出现应力集中，导致该部位易出现疲劳破坏。这已经成为当今钢桥面结构的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能的钢桥面结构，以解决上述技术难题。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：包括位于顶层的桥面面层、位于底层的正交异性钢桥面板和位于二者之间的格栅层，格栅层设置于桥面面层和正交异性钢桥面板之间，所述格栅层包括由隔板组成的格室和填充在格室内的填充料。所述桥面面层即桥面铺装层，通常包括防水层、粘结层、磨耗层等。所述正交异性钢桥面板是指传统的正交异性钢桥面板，由钢桥面面板、纵向加劲肋和横隔板组成。因为有格栅层辅助受力，可显著提高传统正交异性钢桥面板的刚度和强度。为满足桥面结构设计的刚度和强度要求，可灵活选用不同种类的格栅层。所述格室是指由隔板围成的空间。

作为本发明的进一步改进，所述隔板沿长度方向的形状为直线状、 曲线状、折线状的一种或者多种组合，以适应不同的设计刚度和强度要求。

作为本发明的进一步改进，所述隔板的高度尺寸值大于厚度尺寸值，使得格栅层的刚度和强度符合设计要求。

作为本发明的进一步改进，为提高钢桥面结构的整体性，在所述隔板侧壁上设有用于连通相邻格室的通孔。通孔将各格室的填充料连接成一个整体。通孔的位置、大小和间距可以根据设计作相应调整。

作为本发明的进一步改进，所述通孔为设于隔板侧壁顶部或底部的缺口、贯通侧壁的孔洞或者及其结合。

作为本发明的进一步改进，所述隔板的材质为金属、非金属或者及其结合。

作为本发明的进一步改进，为了满足钢桥面的刚度和强度设计要求，所述格室的平面形状可为多边形、圆形或者及其组合。

作为本发明的进一步改进，所述格室与所述正交异性钢桥面板的连接方式可为焊接、铆接、螺栓连接、卡扣连接、胶接的一种，或者多种组合。

作为本发明的进一步改进，所述填充料可为普通水泥混凝土或活性粉末混凝土，有效改善了桥面面层与正交异性钢桥面板粘结附着力不够的问题。

本发明的有益效果：

1、改进了传统正交异性钢桥面板结构，新增加的格栅层提高了钢桥面的刚度和强度、降低了钢桥面疲劳破坏的风险。桥梁建成后，仅有桥面面层需定期修复,桥面其它部分一般不需要维护，因此降低了钢桥面养护成本。

2、新增的格栅层，可辅助正交异性钢桥面板承载，能有效提高桥面刚度和强度，显著降低钢桥面疲劳应力，延长正交异性钢桥面板使用寿命，显著改善了钢桥面板的结构特性。

3、对于不同类型的钢桥面，可灵活选择不同特性的格栅层以满足钢桥面刚度和强度的设计要求。例如，格室的形状、隔板的厚度、隔板的间距、填充料的强度等。

4、如果使用普通水泥混凝土或活性粉末混凝土作为填充料，使用沥青混凝土作为桥面面层，二者能更好粘结，可改善沥青混凝土与正交异性钢桥面板粘结附着力不够的问题。

5、在隔板上设置有用于连通相邻格室的通孔，使得填充料通过通孔连接成一个整体，方便施工的同时也增强了桥面结构的整体性。

6、格室可以现场制作或工厂预制,也可以二者结合。

附图说明

图1为本发明格室内无填充料的结构立体示意图；

图2为本发明部分格室内填充了填充料的结构立体示意图；

图3为通孔位置示意图；

图4为小块格室构成大块格室的示意图。

图5为本发明实施方式一的格室俯视示意图；

图6为本发明实施方式二的格室俯视示意图；

图7为本发明单块隔板示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施方式一：

如图1-图5所示，本发明的具体结构为：包括位于顶层的桥面面层1、位于中间的格栅层20、位于底层的正交异性钢桥面板3，所述格栅层20包括由隔板21组成的格室2和填充在格室2内的填充料4。所述桥面面层1为沥青混凝土，所述隔板21为金属材料，所述填充料4为活性粉末混凝土。沥青混凝土与活性粉末混凝土能更好粘结，改善了沥青混凝土桥面面层与正交异性钢桥面板粘结附着力不够的问题。

所述桥面面层1即桥面铺装层，通常包括防水层、粘结层、磨耗层等。所述正交异性钢桥面板3是指传统的正交异性钢桥面板，由钢桥面面板、纵向加劲肋和横隔板组成。所述填充料4可根据设计要求灵活选择。格栅层20可显著提高桥面结构的刚度和强度。因为有格栅层20辅助受力，可显著提高传统正交异性钢桥面板的刚度和强度。为满足桥面结构设计的刚度和强度要求，可灵活选用不同种类的格栅层。所述格室是指由隔板围成的空间。

所述隔板21沿长度方向的形状为直线状，且高度尺寸值大于厚度尺寸值，使得格栅层20的刚度得以增强。

在所述隔板21侧壁上设有用于连通相邻格室2的通孔23，通孔23包括侧壁顶部的缺口、底部的缺口和中部的圆孔。填充料4由通孔23进入到相邻的格室2内，并将各个格室2连接成一个整体，填充料4的填充高度不小于格室2的高度，如图7所示。通孔23的尺寸和间距由填充料4的流动特性、格栅层的刚度和强度设计要求确定。

如图4所示，格栅层20在工厂预制成小块格室2，汽车运输到施工现场，在钢桥面面板上拼接成大块格室2，格室2与正交异性钢桥面板3焊接。

如图5所示，隔板21与隔板21之间垂直交错拼接，使得每个格室2在俯视图上的形状均为长方形。

实施方式二：

如图6所示，本实施方式与实施方式一的不同之处在于：所述格室2在俯视图上的形状为六边形。

本发明的有益效果：

1、改进了传统正交异性钢桥面板结构，新增加的格栅层提高了钢桥面的刚度和强度、降低了钢桥面疲劳破坏的风险。桥梁建成后，仅有桥面面层需定期修复,桥面其它部分一般不需要维护，因此降低了钢桥面养护成本。

2、新增的格栅层，可辅助正交异性钢桥面板承载，能有效提高桥面刚度和强度，显著降低钢桥面疲劳应力，延长正交异性钢桥面板使用寿命，显著改善了钢桥面板的结构特性。

3、对于不同类型的钢桥面，可灵活选择不同特性的格栅层以满足钢桥面刚度和强度的设计需求。例如，格室的形状、隔板的厚度、隔板的间距、填充料的强度等。

4、如果使用普通水泥混凝土或活性粉末混凝土作为填充料，使用沥青混凝土作为桥面面层，二者能更好粘结，可改善沥青混凝土与正交异性钢桥面板粘结附着力不够的问题。

5、在隔板上设置有用于连通相邻格室的通孔，使得填充料通过通孔连接成一个整体，方便施工的同时也增强了桥面结构的整体性。

6、格室可以现场制作或工厂预制,也可以二者结合。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高性能钢桥面结构，包括位于顶层的桥面面层（1）、位于底层的正交异性钢桥面板（3），其特征在于:还包括格栅层（20），格栅层（20）设置于桥面面层（1）和正交异性钢桥面板（3）之间，所述格栅层（20）包括由隔板（21）组成的格室（2）和填充在格室（2）内的填充料（4）。

2.根据权利要求1所述的高性能钢桥面结构，其特征在于:所述隔板（21）沿长度方向的形状为直线状、 曲线状、折线状的一种或者多种组合。

3.根据权利要求2所述的高性能钢桥面结构，其特征在于: 所述隔板（21）的高度尺寸值大于厚度尺寸值。

4.根据权利要求3所述的高性能钢桥面结构，其特征在于: 所述隔板（21）侧壁上设有用于连通相邻格室（2）的通孔（23）。

5.根据权利要求4所述的高性能钢桥面结构，其特征在于:所述通孔（23）为设于隔板（21）侧壁顶部或底部的缺口，或为贯通侧壁的孔洞。

6.根据权利要求4所述的高性能钢桥面结构，其特征在于: 所述隔板（21）的材质为金属、非金属或者及其结合。

7.根据权利要求4所述的高性能钢桥面结构，其特征在于: 所述格室（2）的平面形状为多边形、圆形或者及其组合。

8.根据权利要求7所述的高性能钢桥面结构，其特征在于: 所述格室（2）与所述正交异性钢桥面板（3）的连接方式为焊接、铆接、螺栓连接、卡扣连接、胶接或者及其组合。

9.根据权利要求7所述的高性能钢桥面结构，其特征在于: 所述填充料（4）为水泥混凝土或沥青混凝土。

10.根据权利要求7所述的高性能钢桥面结构，其特征在于:所述填充料（4）为活性粉末混凝土。