CN109024268B - 一种cocs组合桥面板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种COCS组合桥面板结构，包括自上而下依次排列的沥青磨耗层、UHPFRC层、防水层、CLT顶板、波形钢板和横隔板，所述UHPFRC层中设置有带肋钢筋网，所述沥青磨耗层铺设于所述UHPFRC层的表面，所述防水层铺设于所述CLT顶板的表面，所述UHPFRC层与所述CLT顶板通过抗剪连接件连接。本发明将CLT板、波形钢板和UHPFRC层有机结合起来，并通过PZ型抗剪连接件和螺钉连接件将各部分有效结合起来，进一步发挥各自的材料优势，避免了传统结构的焊接连接，克服了由于结构焊缝数量和集合不连续部位造成易损部位应力集中的难题，改善了正交异性板的抗疲劳性能，提高了装配式建筑的整体性，便于制造和安装，维修简便，生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种COCS组合桥面板结构。
背景技术
正交异性钢桥面板结构是由钢面板、焊接于面板上的横、纵向加劲肋以及在面板上设置防水层和铺装层所组成的共同承受车轮荷载的组合结构体系。因为质量轻、强度高等显著优点，正交异性钢桥面板广泛地应用于国内外现代大跨度钢桥的建设中。然而，结构复杂、焊缝和几何不连续部位众多而导致的疲劳问题又成为阻碍正交异性钢桥面板发展的痼疾。因此，响应国家绿色建筑的政策而设计一款绿色环保便于就地取材，又具有良好的抗疲劳性能的桥面板，成为旧桥的加固改造工程和新建桥梁项目的迫切要求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种COCS组合桥面板结构，即波形钢板-正交异性交错层积木-钢纤维混凝土（Corrugated Sheet Steel -Orthotropic CLT -SFRC Composite Bridge Deck System，简称COCS）组合桥面板结构。本发明从结构体系和构造细节两个方面改善桥面板关键易损部位的疲劳性能，大幅减少结构自重，提高跨越能力和提高桥梁构件的装配式性能。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种COCS组合桥面板结构，包括自上而下依次排列的沥青磨耗层、UHPFRC层、防水层、CLT顶板、波形钢板和横隔板，所述UHPFRC层中设置有带肋钢筋网，所述沥青磨耗层铺设于所述UHPFRC层的表面，所述防水层铺设于所述CLT顶板的表面，所述UHPFRC层与所述CLT顶板通过抗剪连接件连接。
特别地，所述抗剪连接件为齿板PZ型抗剪连接件。
进一步地，所述带肋钢筋网由互相垂直的纵向带肋钢筋和横向带肋钢筋组成。
优选地，所述波形钢板通过螺钉连接件分别与所述CLT顶板和所述横隔板连接。
进一步地，所述波形钢板在横向上设置有加劲肋。
优选地，所述加劲肋共六条。
优选地，所述横隔板为三层CLT板组成的CLT横隔板。
优选地，所述CLT顶板采用五层CLT板组成。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明将交错层积木（Cross-Laminated Timber，简称CLT）应用于大跨度组合结构桥梁体系中，替代传统的钢混结构，具有强度高、减震抗震性能强、尺寸可调整等性能；
（2）本发明将传统的纵肋顶板受力体系简化为波形钢板，具有更大的抗弯刚度和抗扭刚度，大幅减少交错层积木板的暴露面积，起到防腐和防火的作用；
（3）本发明通过引入超高性能纤维增强混凝土层（Ultra-High PerformanceFibre Reinforced Concrete，简称UHPFRC层）和波形钢板形成组合受力体系，显著提升了桥面板的刚度，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性和延展性等性能；
（4）本发明将CLT板、波形钢板和UHPFRC层有机结合起来，并通过PZ型抗剪连接件和螺钉连接件将各部分有效结合起来，进一步发挥各自的材料优势，避免了传统结构的焊接连接，克服了由于结构焊缝数量和集合不连续部位造成易损部位应力集中的难题，改善了正交异性板的抗疲劳性能；
（5）本发明提高了装配式建筑的整体性，便于制造和安装，维修简便，生产成本低。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的横断面图。
具体实施方式
下面结合图1和2对本发明进行详细说明。如图1所示，本发明提供一种COCS组合桥面板结构，包括自上而下依次排列的沥青磨耗层1、UHPFRC层2、防水层3、CLT顶板4、波形钢板5和横隔板6，沥青磨耗层1铺设于UHPFRC层2的表面，防水层3铺设于CLT顶板4的表面，UHPFRC层2与CLT顶板4通过抗剪连接件9连接。
如上所述，COCS为 Corrugated Sheet Steel -Orthotropic CLT - SFRCComposite Bridge Deck System波形钢板正交异性交错层积木-钢纤维混凝土组合结构桥面板体系的简称，UHPFRC为Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete超高性能纤维增强混凝土的简称，CLT为Cross-Laminated Timber交错层积木的简称，为便于叙述，以下均使用简称来进行说明。
其中，UHPFRC层2中设置有由互相垂直的横向带肋钢筋7和纵向带肋钢筋8组成的带肋钢筋网。优选地，本发明采用直径10mm，HRB400级钢筋网，图1中横向带肋钢筋7位于纵向带肋钢筋8之上。作为其他实施例，也可以采用横向带肋钢筋7位于纵向带肋钢筋8之下的形式。另外，横向带肋钢筋7和纵向带肋钢筋8的数量和规格可以根据实际需求进行合理的调整和选择，不限于图示形式。
优选地，本发明的横隔板6为三层CLT板组成的CLT横隔板，CLT顶板采用五层CLT板组成，其材料为俄罗斯樟子松，板件的结合方式为胶合。本发明将CLT板应用于大跨度组合结构桥梁体系中，替代传统的钢混结构，具有强度高、减震抗震性能强、尺寸可调整等性能。
特别地，本发明采用齿板PZ型抗剪连接件作为抗剪连接件，用于连接UHPFRC层2与CLT顶板4。波形钢板5与 CLT顶板4之间以及波形钢板5与横隔板6之间通过螺钉连接件连接（图中未示出）。由此，完全避免了传统桥面板结构的焊接连接，克服了由于结构焊缝数量和集合不连续部位所造成的易损部位的应力集中问题，改善了正交异性板的抗疲劳性能。
进一步地，波形钢板5在横向上设置有加劲肋10，优选地，加劲肋10共六条，与波形钢板波谷的数量相同，加劲肋的数量可以根据实际情况进行相应调整。优选地，波形钢板5每个波形宽度为550mm，波形钢板的厚度为10mm，相邻波形中心距为550mm，钢材选用Q345。本发明将传统的纵肋顶板受力体系简化为波形钢板，具有更大的抗弯刚度和抗扭刚度，大幅减少交错层积木板的暴露面积，起到防腐和防火的作用。另外，本发明通过引入UHPFRC层和波形钢板形成组合受力体系，显著提升了桥面板的刚度，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性和延展性等性能。
综上所述，本发明将CLT板、波形钢板和UHPFRC层有机结合起来，并通过PZ型抗剪连接件和螺钉连接件将各部分有效结合起来，进一步发挥各自的材料优势，避免了传统结构的焊接连接，克服了由于结构焊缝数量和集合不连续部位造成易损部位应力集中的难题，改善了正交异性板的抗疲劳性能，提高了装配式建筑的整体性，便于制造和安装，维修简便，生产成本低。
以上所述实施例仅仅是对本发明技术方案的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种COCS组合桥面板结构，其特征在于：由自上而下依次排列的沥青磨耗层、UHPFRC层、防水层、CLT顶板、波形钢板和横隔板组成，所述UHPFRC层中设置有带肋钢筋网，所述沥青磨耗层铺设于所述UHPFRC层的表面，所述防水层铺设于所述CLT顶板的表面，所述UHPFRC层与所述CLT顶板通过抗剪连接件连接；
所述抗剪连接件为齿板PZ型抗剪连接件；
所述带肋钢筋网由互相垂直的纵向带肋钢筋和横向带肋钢筋组成；
所述波形钢板在横向上设置有加劲肋；
所述横隔板为三层CLT板组成的CLT横隔板；
所述波形钢板通过螺钉连接件分别与所述CLT顶板和所述横隔板连接；
所述波形钢板的每个波形宽度为550mm，相邻波形中心距为550mm，波形钢板的厚度为10mm。
2.根据权利要求1所述的COCS组合桥面板结构，其特征在于：所述加劲肋共六条。
3.根据权利要求2所述的COCS组合桥面板结构，其特征在于：所述CLT顶板采用五层CLT板组成。
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