CN108643042B - 一种全预制组合桥面结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全预制组合桥面结构，包括若干预制薄层UHPC桥面板、波形钢板和支撑组件；预制薄层UHPC桥面板内预埋设有若干均匀分布的连接螺栓；连接螺栓的上端埋设于预制薄层UHPC桥面板内，其下端伸出预制薄层UHPC桥面板外；波形钢板顶部开设有若干与连接螺栓位置对应的螺栓孔；通过螺栓孔与连接螺栓的配合，实现波形钢板与预制薄层UHPC桥面板的固定连接；波形钢板的底部与支撑组件紧贴设置；支撑组件包括若干预制混凝土板；每个预制混凝土板的两个边端的上表面和下表面分别埋设有一上钢板和下钢板；位于上钢板的下表面和下钢板的上表面均匀分布有若干剪力连接件；通过凸榫嵌入凹榫的配合实现相邻两块预制混凝土板的连接。
Description
技术领域
本发明属于土木工程的技术领域，具体涉及一种全预制组合桥面结构。
背景技术
正交异性钢桥面是用纵横向互相垂直的加劲肋(纵肋和横肋)连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的结构。这种结构由于其刚度在互相垂直的二个方向上有所不同，造成构造上的正交异性。但是在移动荷载作用下，桥面会产生纵向和横向的变形，这种变形会带动纵肋往复的挠曲变形，由于产生的这种变形受到连接焊缝的约束，必然在焊缝连接处产生很大的应力，同时由于加劲肋内侧无法焊接，故往往会产生疲劳裂纹。且现有的正交异性钢桥面在施工现场有大量的钢筋连接和接缝混凝土浇筑工作，施工周期长，无法避免现场浇筑时混凝土流淌、养护水流淌导致的环境污染，而且混凝土板的连接一旦完成即难以解体，也难以重复利用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种全预制组合桥面结构，以解决现有正交异性钢桥面易产生疲劳裂纹和施工周期长的问题。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种全预制组合桥面结构，其包括若干预制薄层UHPC桥面板、波形钢板和支撑组件；
预制薄层UHPC桥面板内预埋设有若干均匀分布的连接螺栓；连接螺栓的上端埋设于预制薄层UHPC桥面板内，其下端伸出预制薄层UHPC桥面板外；波形钢板顶部开设有若干与连接螺栓位置对应的螺栓孔；通过螺栓孔与连接螺栓的配合，实现波形钢板与预制薄层UHPC桥面板的固定连接；波形钢板的底部与支撑组件紧贴设置；
支撑组件包括若干预制混凝土板；每个预制混凝土板的两个边端的上表面和下表面分别埋设有一上钢板和下钢板；位于上钢板的下表面和下钢板的上表面均匀分布有若干剪力连接件；预制混凝土板的一端设置凸榫，其另一端设置与凸榫形状配合的凹榫；通过凸榫嵌入凹榫的配合实现相邻两块预制混凝土板的连接；并在相邻两块预制混凝土板连接处的上表面和下表面分别设置若干上连接钢板和若干下连接钢板；若干上连接钢板和下连接钢板平行设置于相邻预制混凝土板上，并垂直于相邻预制混凝土板的连接处。
优选地，相邻所述预制薄层UHPC桥面板之间通过连接钢板固定，并在相邻预制薄层UHPC桥面板之间浇灌后浇带。
优选地，预制薄层UHPC桥面板与波形钢板每个接触部位至少埋设一组连接螺栓。
优选地，预制薄层UHPC桥面板、波形钢板和支撑组件的两端均固定于桥的主梁上。
本发明提供的全预制组合桥面结构，具有以下有益效果：
本发明的预制薄层UHPC桥面板与波形钢板采用连接螺栓固定，从根本上消除了传统正交异性板的焊缝的疲劳损伤问题，且在波形钢板的下端采用支撑组件进行支撑，进一步承受、抵消、减缓预制薄层UHPC桥面板和波形钢板受到的各种应力，且在现场施工时只需进行简单的拼装，大大减少了了施工周期，有效地避免了现场浇筑时混凝土流淌、养护水流淌导致的环境污染的问题，且UHPC桥面板、波形钢板和预制混凝土板之间的拆解方便，便于重复利用。
附图说明
图1为全预制组合桥面结构的整体结构图。
图2为全预制组合桥面结构的相邻预制薄层UHPC桥面板之间的连接图。
图3为全预制组合桥面结构支撑组件的整体结构图。
图4为全预制组合桥面结构支撑组件的主视图。
图5为全预制组合桥面结构支撑组件的俯视图。
图6为全预制组合桥面结构支撑组件的侧视图。
图7为全预制组合桥面结构支撑组件的装配示意图。
其中，100、预制混凝土板；101、上钢板；102、下钢板；103、上连接钢板；104、下连接钢板；105、凸榫；106、凹榫；107、剪力连接件；108、焊缝；109、波形钢板；110、连接螺栓；111、连接钢板；112、后浇带；113、支撑组件；114、预制薄层UHPC桥面板。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
根据本申请的一个实施例，参考图1，本方案的全预制组合桥面结构，包括若干预制薄层UHPC桥面板114、波形钢板109和支撑组件113，其中，预制薄层UHPC桥面板114、波形钢板109和支撑组件113从上到下依次连接，且预制薄层UHPC桥面板114、波形钢板109和支撑组件113的两端均固定于桥的主梁上。
预制薄层UHPC桥面板114内预埋设有若干均匀分布的连接螺栓110，连接螺栓110的上端埋设于预制薄层UHPC桥面板114内，其下端伸出预制薄层UHPC桥面板114外。波形钢板109顶部开设有若干与连接螺栓110位置对应的螺栓孔，通过螺栓孔与连接螺栓110的配合，实现波形钢板109与预制薄层UHPC桥面板114的固定连接；波形钢板109的底部与支撑组件113紧贴设置。
参考图2，相邻所述预制薄层UHPC桥面板114之间通过连接钢板111固定，连接钢板111贴设在波形钢板109的下端，与连接螺栓110和螺母配合，固定于波形钢板109上，并在相邻预制薄层UHPC桥面板114之间浇灌后浇带112，实现相邻两块预制薄层UHPC桥面板114的连接。其中，预制薄层UHPC桥面板114与波形钢板109每个接触部位至少埋设一组连接螺栓110，可以为两组，或者更多。
参考图3-图7，支撑组件113用于承载波形钢板109和预制薄层UHPC桥面板114，其至少设置一个支撑组件113，可根据具体桥面而选定支撑组件113的数量，本实施例中选用一块支撑组件113。
支撑组件113包括若干预制混凝土板；每个预制混凝土板100的两个边端的上表面和下表面分别埋设有一上钢板101和下钢板102，位于上钢板101的下表面和下钢板102的上表面均匀分布有多个剪力连接件107，剪力连接件107通过焊接设于上钢板101的下表面和下钢板102的上表面上。位于上钢板101下表面的剪力连接件107和下钢板102上表面的剪力连接件107之间存在间隙。剪力连接件107为剪力栓钉、PBL连接件、型钢连接件或钢筋连接件。
预制混凝土板100的一端设置凸榫105，其另一端设置与凸榫105形状配合的凹榫106；通过凸榫105嵌入凹榫106的配合实现相邻两块预制混凝土板100的连接，且凸榫105与凹榫106之间采用粘结剂粘合。
在相邻两块预制混凝土板100连接处的上表面和下表面分别设置三块上连接钢板103和三块下连接钢板104；上连接钢板103和下连接钢板104平行设置于相邻预制混凝土板100上，并垂直于相邻预制混凝土板100的连接处。上连接钢板103和下连接钢板104与相邻预制混凝土板100上的上钢板101和下钢板102通过焊接连接。
本发明的技术原理如下：
本发明采用预制薄层UHPC桥面板114替换传统的钢盖板，预制薄层UHPC桥面板114厚度为钢盖板厚度的3倍以上，在横向上的弯曲刚度较钢盖板至少提高20倍，大幅减小了波形钢板109、预制薄层UHPC桥面板114和支撑组件113组合桥面板的横向变形。
在纵向上，波形钢板109、预制薄层UHPC桥面板114和支撑组件113的组合的刚度较钢盖板与U肋形成的待肋板明显提高，提高了桥面板的纵向刚度，波形钢板109与预制薄层UHPC桥面板114形成闭口截面，其抗扭能力明显较传统正交异性钢桥面大。
除此，支撑组件113在荷载作用下，桥面的轴力可通过上连接钢板103、下连接钢板104传递至上钢板101和下钢板102，再通过剪力连接件107传递至预制混凝土板100内；在承受弯矩时，上连接钢板103、下连接钢板104分别承受拉力和压力，由该拉力和压力的构成的力偶抵消弯矩，由上连接钢板103、下连接钢板104承担的拉力和压力分别传递给上钢板101和下钢板102，再由上钢板101和下钢板102通过剪力连接件107传递至混凝土板，实现内力的传递；承受剪力时，相邻预制混凝土板100的凹榫106和凸榫105相互嵌锁承受剪力。即支撑组件113具有承受轴力、剪力、弯矩的能力，进一步加强波形钢板109和预制薄层UHPC桥面板114在各个方向上的承受能力。
本发明的预制薄层UHPC桥面板114与波形钢板109采用连接螺栓110固定，从根本上消除了传统正交异性板的焊缝的疲劳损伤问题，且在波形钢板109的下端采用支撑组件113进行支撑，进一步承受、抵消、减缓预制薄层UHPC桥面板114和波形钢板109受到的各种应力，且在现场施工时只需进行简单的拼装，大大减少了了施工周期，有效地避免了现场浇筑时混凝土流淌、养护水流淌导致的环境污染的问题，且UHPC桥面板、波形钢板109和预制混凝土板之间的拆解方便，便于重复利用。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (4)
1.一种全预制组合桥面结构，其特征在于：包括若干预制薄层UHPC桥面板、波形钢板和支撑组件；
所述预制薄层UHPC桥面板内预埋设有若干均匀分布的连接螺栓；所述连接螺栓的上端埋设于预制薄层UHPC桥面板内，其下端伸出预制薄层UHPC桥面板外；所述波形钢板顶部开设有若干与连接螺栓位置对应的螺栓孔；通过所述螺栓孔与连接螺栓的配合，实现波形钢板与预制薄层UHPC桥面板的固定连接；所述波形钢板的底部与支撑组件紧贴设置；
所述支撑组件包括若干预制混凝土板；每个所述预制混凝土板的两个边端的上表面和下表面分别埋设有一上钢板和下钢板；位于所述上钢板的下表面和下钢板的上表面均匀分布有若干剪力连接件；所述预制混凝土板的一端设置凸榫，其另一端设置与凸榫形状配合的凹榫；通过所述凸榫嵌入凹榫的配合实现相邻两块预制混凝土板的连接；并在相邻两块所述预制混凝土板连接处的上表面和下表面分别设置若干上连接钢板和若干下连接钢板；若干所述上连接钢板和下连接钢板平行设置于相邻预制混凝土板上，并垂直于相邻预制混凝土板的连接处。
2.根据权利要求1所述的全预制组合桥面结构，其特征在于：相邻所述预制薄层UHPC桥面板之间通过连接钢板固定，并在相邻预制薄层UHPC桥面板之间浇灌后浇带。
3.根据权利要求1所述的全预制组合桥面结构，其特征在于：所述预制薄层UHPC桥面板与波形钢板每个接触部位至少埋设一组连接螺栓。
4.根据权利要求1所述的全预制组合桥面结构，其特征在于：所述预制薄层UHPC桥面板、波形钢板和支撑组件的两端均固定于桥的主梁上。
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