CN109853382B - 一种桥面板拼装单元及应用该拼装单元的桥面结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥面板拼装单元及应用该拼装单元的桥面结构，包括：面板，所述面板包括上下布置的上面板和下面板，所述上面板与下面板之间留有空腔；多个橡胶块，多个所述橡胶块间隔设置于所述空腔内并形成橡胶块阵列，橡胶块的上下两端分别抵接于所述上面板和下面板；夹心混凝土层，所述夹心混凝土层填充所述空腔，且夹心混凝土层的边缘与面板的边缘之间形成连接腔，涉及桥面结构技术领域。本发明采用在面板间的空腔内填充夹心混凝土层以及多个间隔设置并形成阵列的橡胶块作为夹心材料，使面板形成一个整体，能有效解决传统钢桥面板的疲劳问题，以及传统混凝土桥面板自重大、耐久性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及桥面结构技术领域，具体是涉及一种桥面板拼装单元及应用该拼装单元的桥面结构。
背景技术
正交异性钢桥面板是由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，因其构造简单、自重轻、极限承载能力高等优点，目前已广泛应用于公路及铁路钢桥中。作为直接承受车轮荷载的主要结构，正交异性钢桥面板因为局部刚度低以及焊接缺陷等影响，导致关键构造细节处的疲劳应力幅偏高，正交异性钢桥面板疲劳寿命较低。此外，对于直接铺设于钢桥面板的铺装层而言，由于铺装材料长期处于恶劣环境条件下(夏季高温，车辆超载、支撑条件等)，铺装层容易出现车辙，纵向、横向裂缝、坑槽等严重病害。
为了从根本上解决传统钢桥面病害问题，国内外许多学者提出了新型桥面结构。在现有技术中，有一种钢夹层板桥面结构，其采用钢面板与聚氨酯弹性体夹心材料构成，桥面板的刚度与夹心层厚度直接相关，若用作跨径较大的桥面结构中，高厚度的夹心层会造成费用与自重增加、剪切变形不可忽略等问题；此外，聚氨酯弹性体以及与钢板的粘接效果的耐久性是制约此种桥面结构使用寿命的主要因素。因此，设计一种能有效解决传统桥面疲劳问题、自重较小、耐久性好的桥梁面板是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种能有效解决传统桥面疲劳问题、自重较小、耐久性好的桥面板拼装单元及应用该拼装单元的桥面结构。
本发明提供一种桥面板拼装单元，包括：
面板，所述面板包括上下布置的上面板和下面板，所述上面板与下面板之间留有空腔；
多个橡胶块，多个所述橡胶块间隔设置于所述空腔内并形成橡胶块阵列，橡胶块的上下两端分别抵接于所述上面板和下面板；
夹心混凝土层，所述夹心混凝土层填充所述空腔，且夹心混凝土层的边缘与面板的边缘之间形成连接腔。
在上述技术方案的基础上，所述下面板的上表面及上面板的下表面均固定设置有多个剪力钉，且下面板上的剪力钉与上面板上的剪力钉交错设置。
在上述技术方案的基础上，还包括多个钢筋组，所述钢筋组纵横交错设置于所述空腔内，且钢筋组将空腔分隔为多个方格，每个方格内设置一个所述橡胶块。
在上述技术方案的基础上，所述相邻两行橡胶块之间、相邻两列橡胶块之间均上下并排设置有两组钢筋组，且所述剪力钉设置于该上下并排设置的两组钢筋组之间。
在上述技术方案的基础上，所述橡胶块中空，橡胶块通过粘接剂分别与上面板、下面板粘接。
本发明还提供一种应用该拼装单元的桥面结构，包括：
支撑梁；
多个桥面板拼装单元，所述桥梁面板拼装单元的下面板至少部分栓接于所述支撑梁上；
连接组件，所述连接组件用于连接相邻两个桥面板拼装单元，连接组件包括用于连接相邻两个下面板的拼接板，及用于连接相邻两个上面板的盖板。
在上述技术方案的基础上，所述拼接板的两端分别设置于相邻两块桥面板拼装单元的连接腔内，并通过高强螺栓将拼接板、下面板与支撑梁固定连接。
在上述技术方案的基础上，所述相邻两个桥面板拼装单元的上面板与所述盖板焊接，且盖板内侧设置有多个剪力钉。
在上述技术方案的基础上，还包括填充所述拼接板与盖板之间空间的超高性能混凝土块。
在上述技术方案的基础上，所述盖板上开设有用于所述超高性能混凝土块浇注的进料孔，及用于通气的排气孔。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明的桥面板拼装单元及应用该拼装单元的桥面结构采用在面板间的空腔内填充夹心混凝土层以及多个间隔设置并形成阵列的橡胶块作为夹心材料，使面板形成一个整体，能有效解决传统钢桥面板的疲劳问题，以及传统混凝土桥面板自重大、耐久性差的问题，具有刚度大、自重轻、焊接工作量小、施工便捷、接缝性能可靠、抗疲劳性能好、适宜工厂化预制及现场快速施工等优点，在大跨径桥梁的面板结构中具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例的桥面板拼装单元的内部结构示意图；
图2是本发明实施例的桥面结构中桥面板拼装单元与支撑梁连接结构俯视图；
图3是图2中A-A剖视图；
图4是图2中B-B剖视图。
附图标记：1—上面板，2—下面板，3—夹心混凝土层，4—剪力钉，5—钢筋组，6—橡胶块，7—超高性能混凝土块，8—拼接板，9—高强螺栓，10—盖板，11—支撑梁，12—进料孔，13—排气孔。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1所示，本发明实施例提供一种桥面板拼装单元，包括：面板、多个橡胶块6和夹心混凝土层3。
所述面板包括上下布置的上面板1和下面板2，所述上面板1与下面板2之间留有空腔；多个所述橡胶块6间隔设置于所述空腔内并形成橡胶块阵列，橡胶块6的上下两端分别抵接于所述上面板1和下面板2；所述夹心混凝土层3填充所述空腔，且夹心混凝土层3的边缘与面板的边缘之间形成连接腔。
本实施例中，上面板1与下面板2形状相同，大小相等且平行布置，上面板1、下面板2的厚度为8-14mm，上面板1与下面板2之间的净距为150-300mm；夹心混凝土层3由微膨胀、低收缩混凝土材料浇筑而成。
本发明的桥面板拼装单元采用在面板间的空腔内填充夹心混凝土层3以及多个间隔设置并形成阵列的橡胶块6作为夹心材料，使面板形成一个整体，能有效解决传统钢桥面板的疲劳问题，以及传统混凝土桥面板自重大、耐久性差的问题，具有刚度大、自重轻、焊接工作量小、施工便捷、接缝性能可靠、抗疲劳性能好、适宜工厂化预制及现场快速施工等优点，在大跨径桥梁的面板结构中具有广阔的应用前景。
在本实施例中，优选的，所述下面板2的上表面及上面板1的下表面均固定设置有多个剪力钉4，且下面板2上的剪力钉4与上面板1上的剪力钉4交错设置；剪力钉4等间距布置，其直径为13-19mm，相邻两剪力钉4之前的间距为200-400mm；采用剪力钉4作为抗剪连接件，将夹心混凝土层3与面板连成整体，抗剪性能好，剪力钉4设置下面板2的上表面及上面板1的下表面，且下面板2与上面板1上的剪力钉4上下交错，可使面板与夹心混凝土层3连接更加紧密，防止其发生脱层，剪力钉4的具体位置可根据桥面板拼装单元的需要，灵活调整。
在本实施例中，优选的，还包括多个钢筋组5，所述钢筋组5纵横交错设置于所述空腔内，且钢筋组5将空腔分隔为多个方格，每个方格内设置一个所述橡胶块6；钢筋组5包括若干根钢筋，钢筋的直径为8-20mm，钢筋组5纵横交错，将空腔分割为多个方格，每个方格内设置一个橡胶块6，使橡胶块6在空腔内等间距地布置成为橡胶块阵列，在保证桥面板拼装单元刚度的同时，减少了空腔内夹心混凝土层3的填充体积，降低了桥面板拼装单元的自重与制造成本。
在本实施例中，优选的，所述相邻两行橡胶块6之间、相邻两列橡胶块6之间均上下并排设置有两组钢筋组5，且所述剪力钉4设置于该上下并排设置的两组钢筋组5之间；使得剪力钉4、钢筋组5与橡胶块6之间，互相连接结合更紧密，提高桥面板拼装单元整体的刚度。
在本实施例中，优选的，所述橡胶块6中空，橡胶块6通过粘接剂分别与上面板1、下面板2粘接；橡胶块6设置为矩形的空心橡胶桶状，其边长为200-400mm，厚度为6-30mm，且其邵氏硬度在D65以上，通过粘接剂与上面板1和下面板2粘接为一体，耐久性好，剪切变形小。
本发明的桥面板拼装单元可在工厂内完成预制，其制造步骤为：加工上面板1和下面板2，在其表面喷砂除锈，并粘接橡胶块6，随后在上面板1的下表面和下面板2的上表面焊接剪力钉4，绑扎钢筋组5，最后将上面板1与下面板2垂直于地面平行放置，立模板，浇筑夹心混凝土层3，养护达到所需条件后拆模即可。
参见图2至图4所示，本发明实施例还提供一种应用上述桥面板拼装单元的桥面结构，包括：支撑梁11、多个桥面板拼装单元和连接组件。
所述桥梁面板拼装单元的下面板2至少部分栓接于所述支撑梁11上；所述连接组件用于连接相邻两个桥面板拼装单元，连接组件包括用于连接相邻两个下面板2的拼接板8，及用于连接相邻两个上面板1的盖板10。
在本实施例中，优选的，所述拼接板8的两端分别设置于相邻两块桥面板拼装单元的连接腔内，并通过高强螺栓9将拼接板8、下面板2与支撑梁11固定连接；通过拼接板8达到将相邻两块桥面板拼装单元及支撑梁11固定连接的作用，且拼接板的两端设置于桥面板拼装单元的连接腔内，不占用额外空间，外形美观，连接施工简单方便。
在本实施例中，优选的，所述相邻两个桥面板拼装单元的上面板1与所述盖板10焊接，且盖板10内侧设置有多个剪力钉4；相邻两个桥面板拼装单元的上面板1与所述盖板10焊接成为一个整体，外形美观，受力均衡，承载能力强。
在本实施例中，优选的，还包括填充所述拼接板8与盖板10之间空间的超高性能混凝土块7；超高性能混凝土也称作活性粉末混凝土，具有超高的耐久性和超高的力学性能，且其中不含有粗物料，流动性好，方便浇筑。
在本实施例中，优选的，所述盖板10上开设有用于所述超高性能混凝土块7浇注的进料孔12，及用于通气的排气孔13；进料孔12及排气孔13用于超高性能混凝土块7的浇筑，待超高性能混凝土块7浇筑完毕后，可用同尺寸钢板将进料孔12及排气孔13封闭。
本发明的应用上述桥面板拼装单元的桥面结构的拼接步骤为：通过拼接板8与高强螺栓9将桥面板拼装单元栓接于支撑梁11之上，随后焊接连接位置处的钢筋组5及盖板10，通过进料孔12往内部灌入超高性能混凝土块7即可。
采用该桥面结构的桥梁，具有刚度大、自重较轻、焊接工作量小、施工便捷、接缝性能可靠、抗疲劳性能好、适宜工厂化预制以及现场快速施工等优点，在需要大跨径桥梁的场合具有广阔的应用前景。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种桥面板拼装单元，其特征在于，包括：
面板，所述面板包括上下布置的上面板（1）和下面板（2），所述上面板（1）与下面板（2）之间留有空腔；
多个橡胶块（6），多个所述橡胶块（6）间隔设置于所述空腔内并形成橡胶块阵列，橡胶块（6）的上下两端分别抵接于所述上面板（1）和下面板（2）；
夹心混凝土层（3），所述夹心混凝土层（3）填充所述空腔，且夹心混凝土层（3）的边缘与面板的边缘之间形成连接腔；
所述下面板（2）的上表面及上面板（1）的下表面均固定设置有多个剪力钉（4），且下面板（2）上的剪力钉（4）与上面板（1）上的剪力钉（4）交错设置；
还包括多个钢筋组（5），所述钢筋组（5）纵横交错设置于所述空腔内，且钢筋组（5）将空腔分隔为多个方格，每个方格内设置一个所述橡胶块（6）；
所述橡胶块（6）中空，橡胶块（6）通过粘接剂分别与上面板（1）、下面板（2）粘接。
2.如权利要求1所述的一种桥面板拼装单元，其特征在于：相邻两行所述橡胶块（6）之间、相邻两列橡胶块（6）之间均上下并排设置有两组钢筋组（5），且所述剪力钉（4）设置于该上下并排设置的两组钢筋组（5）之间。
3.一种应用如权利要求1至2任一所述桥面板拼装单元的桥面结构，其特征在于，包括：
支撑梁（11）；
多个桥面板拼装单元，所述桥面板拼装单元的下面板（2）至少部分栓接于所述支撑梁（11）上；
连接组件，所述连接组件用于连接相邻两个桥面板拼装单元，连接组件包括用于连接相邻两个下面板（2）的拼接板（8），及用于连接相邻两个上面板（1）的盖板（10）。
4.如权利要求3所述的一种桥面结构，其特征在于：所述拼接板（8）的两端分别设置于相邻两块桥面板拼装单元的连接腔内，并通过高强螺栓（9）将拼接板（8）、下面板（2）与支撑梁（11）固定连接。
5.如权利要求3所述的一种桥面结构，其特征在于：所述相邻两个桥面板拼装单元的上面板（1）与所述盖板（10）焊接，且盖板（10）内侧设置有多个剪力钉（4）。
6.如权利要求3所述的一种桥面结构，其特征在于：还包括填充所述拼接板（8）与盖板（10）之间空间的超高性能混凝土块（7）。
7.如权利要求6所述的一种桥面结构，其特征在于：所述盖板（10）上开设有用于所述超高性能混凝土块（7）浇注的进料孔（12），及用于通气的排气孔（13）。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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