CN110055893A - 一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波纹钢‑橡胶混凝土组合桥面板，包括顶板及截面为波纹状的底板，所述顶板与底板之间设有混凝土结构，所述混凝土结构内部设有多个与底板固定连接的剪力件，所述剪力件固定在底板波谷位置处，所述混凝土内部设有相互垂直的第一纵向钢筋及第一横向钢筋，所述第一纵向钢筋位于底板的波谷上方位置处且与剪力件固定连接，所述第一横向钢筋位于底板波峰上方位置处，本发明的桥面板施工方便，结构强度高，行车舒适度高。

Description

一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板

技术领域

本发明涉及桥梁结构技术领域，具体涉及一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板。

背景技术

桥面板作为桥梁结构的重要组成部分，直接承受车辆轮压，其工作状态会直接影响到桥梁的使用性能及行车舒适性，合理地选用桥面板结构，在桥梁设计中意义重大。

发明人发现，传统的桥面板容易出现铺装层损坏、疲劳开裂、局部刚度不足等问题，且钢结构开裂后修复困难，极大地增加了运营养护成本，而且施工较为复杂，由于车辆超载、往复受拉及养护维修不及时等因素，常导致桥面板开裂，进而使桥面板内的钢筋锈蚀，降低了桥面板的使用性能。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，满足强度和刚度的需求，降低施工难度。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，包括顶板及截面为波纹状的底板，所述顶板与底板之间设有混凝土结构，所述混凝土结构内部设有多个与底板固定连接的剪力件，所述剪力件固定在底板波谷位置处，所述混凝土内部设有沿桥面板纵向设置的第一纵向钢筋及沿桥面板横向设置的第一横向钢筋，所述第一纵向钢筋位于底板的波谷上方位置处且与剪力件固定连接，所述第一横向钢筋位于底板波峰上方位置处。

进一步的，所述底板由多个波纹单元构成，所述波纹单元包括弧形板及位于弧形板两端且与其相切连接的平面板，相邻波纹单元的平面板相互连接且相邻波纹单元用于连接的平面板相平齐，形成光滑平面。

进一步的，所述剪力件采用剪力钉。

进一步的，所述第一纵向钢筋及第一横向钢筋通长铺设。

进一步的，所述第一纵向钢筋轴线与剪力件底面的净距不小于20mm。

进一步的，所述第一横向钢筋布置于剪力连接件靠近桥面板纵向跨中位置的一侧。

进一步的，所述第一纵向钢筋及第一横向钢筋均为带肋钢筋。

进一步的，所述混凝土结构为橡胶混凝土结构。

进一步的，所述混凝土结构上部位置处还埋入有钢筋网。

进一步的，所述钢筋网包括多个相互垂直的第二纵向钢筋及第二横向钢筋，所述第二纵向钢筋固定在第二横向钢筋下表面，所述第二纵向钢筋和第二横向钢筋均匀布置。

本发明的有益效果：

1.本发明的桥面板，底板具有波纹状结构，具有较高的竖向抗剪承载力及竖向剪切刚度，底板在施工阶段可作为浇注混凝土的永久模板，节省了模板安装与拆除的工序，加快施工进度，且具有较高的面外刚度和稳定性，减少支撑数量，简化施工流程，提高施工效率，降低施工成本。

2.本发明的桥面板，底板由多个波纹单元构成，波纹单元包括圆弧板和圆弧板两端与其相切连接的平面板，没有折角，与混凝土进行组合受力时不容易导致混凝土因应力集中而开裂。

3.本发明的桥面板，第一纵向钢筋位于底板波谷位置上方，且与剪力件固定连接，可以防止受拉区混凝土裂缝发展，并可以使多个剪力件协同受力，增加桥面板的刚度和纵向剪切承载力。

4.本发明的桥面板，第一横向钢筋通长铺设在底板的波峰上方位置处，且位于剪力钉靠近桥面板纵向跨中一侧，可以有效分散剪力钉对混凝土产生的集中压应力，增强混凝土板沿桥面板纵向的抗剪能力，防止混凝土出现劈裂。

5.本发明的桥面板，混凝土结构采用橡胶混凝土，具有良好的抗裂性能和抗疲劳性能，可延长桥面的使用寿命，减少养护维修成本，橡胶混凝土具有较低的弹性模量，可以有效降低工程造价，橡胶混凝土具有较高的阻尼，可以迅速衰减车辆荷载作用下的结构振动，减少噪声，提高行车舒适度。

6.本发明的桥面板，使用橡胶混凝土与波纹状的底板进行组合，使结构的破坏模式表现出更明显的延性特征，且有利于改善剪力件的疲劳特性。

7.本发明的桥面板，橡胶混凝土是通过不同粒径的橡胶料取代粗、细骨料而来，充分利用了废弃橡胶，在保证混凝土各项力学指标的前提下使其在阻尼、延性等方面具备更优异的工作性能，为环境保护做出了贡献。

8.本发明的桥面板，与传统的桥面板相比，去掉了部分受拉区的混凝土，因此桥面板的截面效率得到了提高，自重更小，节省了材料用量，且有利于提高桥梁的跨度，在跨径相同的情况下，减少了下部结构的工程量，降低了造价。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1整体结构爆炸示意图；

图2为本发明实施例1横向截面示意图；

图3为本发明实施例1纵向截面示意图；

图4为本发明实施例1相邻波纹单元连接示意图；

其中，1.混凝土结构，2.底板，2-1.弧形板，2-2.平面板，3.剪力钉，4.钢筋网，4-1.第二纵向钢筋，4-2.第二横向钢筋，5.第一横向钢筋，6.第一纵向钢筋,7.顶板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备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。

正如背景技术所介绍的，传统的桥面板容易出现铺装层损坏、疲劳开裂、局部刚度不足等问题，且钢结构开裂后修复困难，极大地增加了运营养护成本，而且施工较为复杂，针对上述问题，本申请提出了一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板。

定义本申请中的第一纵向钢筋及第二纵向钢筋中的“纵向”是指桥面板纵向，即顺波纹方向，第一横向钢筋及第二横向钢筋中的“横向”是指桥面板横向，即垂直波纹方向，“桥面板纵向跨中位置”是指桥面板沿顺波纹方向的中心位置。

本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-4所示，一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，应用于桥梁中，与桥梁的主梁固定连接，包括底板2、顶板7及设置在底板和顶板之间的混凝土结构1，所述混凝土结构中设有剪力件、第一纵向钢筋、第一横向钢筋及钢筋网，第一纵向钢筋沿桥面板纵向设置，第一横向钢筋沿桥面板横向设置。

所述底板采用钢板，其截面为波纹状，具有较高的竖向抗剪承载力及竖向剪切刚度，底板由多个波纹单元构成，所述波纹单元包括弧形板2-1及与弧形板两端一体式相切连接的平面板2-2，相邻波纹单元的平面板一体式连接，且相邻波纹单元用于相互连接的平面板相平齐，即相邻波纹单元用于相互连接的平面板上、下端面位于同一平面上，形成光滑平面，没有折角，与混凝土进行组合受力时不容易导致混凝土因应力集中而开裂。

所述混凝土结构采用橡胶混凝土结构，橡胶混凝土是通过不同粒径的橡胶料取代粗、细骨料制备而成，充分利用了废弃橡胶，在保证混凝土各项力学指标的前提下使其在阻尼、延性等方面具备更优异的工作性能，为环境保护做出了贡献，同时，橡胶混凝土具有良好的抗裂性能和抗疲劳性能，可延长桥面的使用寿命，减少养护维修成本，橡胶混凝土具有较低的弹性模量将其用于桥面板时，桥面板的结构的固有频率降低，减小了车辆荷载作用的冲击系数，从而减小作用效应，可以有效降低工程造价，橡胶混凝土具有较高的阻尼，结构的阻尼比增大时，结构振动反应将按指数曲线规律迅速衰减，将橡胶混凝土用于桥面板中将增加桥面板的阻尼，迅速衰减车辆荷载作用下的结构振动，减少噪声，提高行车舒适度，使用橡胶混凝土与波纹状的底板进行组合，使结构的破坏模式表现出更明显的延性特征，且有利于改善剪力件的疲劳特性。

所述混凝土结构中具有多个剪力件，所述剪力件采用剪力钉3，所述剪力钉焊接固定在底板波谷中心位置的上表面，剪力钉作为一种柔性抗剪连接件，可以保证桥面板在破坏是具备更好的延性。

所述混凝土内部铺设有相互垂直的第一纵向钢筋6及第一横向钢筋5，所述第一纵向钢筋及第一横向钢筋均采用带肋钢筋。

所述第一纵向钢筋通长铺设在底板的波谷上方位置处，且与剪力钉焊接固定连接，所述第一纵向钢筋的轴线与剪力钉底面的净距不小于20mm，所述波谷上方沿桥面板纵向分布的第一纵向钢筋可以对剪力钉受拉一侧混凝土起到加强作用，防止受拉区混凝土裂缝发展，同时通长布置的第一纵向钢筋可以使相邻的剪力钉协同受力，当某个剪力钉受力较大时，第一纵向钢筋可以将一部分荷载传递至相邻的剪力钉，使各剪力钉承担的荷载沿剪力方向更均匀地分布，从而使各剪力钉在受力方向共同工作，增加组合桥面板的刚度和纵向剪切承载能力。

所述第一横向钢筋通长铺设在底板的波峰上方位置处，且位于剪力钉附近靠近桥面板纵向跨中位置的一侧，可以有效分散剪力钉对混凝土产生的集中压应力，防止混凝土出现劈裂。

所述混凝土结构上部靠近顶板的位置处还埋入有钢筋网4，所述钢筋网包括相互垂直的第二纵向钢筋4-1及第二横向钢筋4-2，所述第二纵向钢筋焊接固定在第二横向钢筋的下表面，所述第二纵向钢筋和第二横向钢筋数量根据实际需要选取且均匀布置。

所述钢筋网靠近桥面板的上表面，沿桥面板纵向布置的第二纵向钢筋作为主筋参与桥面板的纵向受力；当用于不同的桥型时，桥面板横向布置的第二横向钢筋可做为受力钢筋，承受拉、压应力，也可做为分布筋，将板上的荷载分散到第二纵向钢筋上，同时防止混凝土由于温度、收缩等原因在第二横向钢筋方向上产生的裂缝。

本实施例中，所述第一纵向钢筋、第二纵向钢筋、第一横向钢筋及第二横向钢筋的规格可以根据实际需求选用，橡胶混凝土中橡胶的掺量可根据实际需求进行选择，混凝土结构的厚度(底板波峰以上厚度)应结合桥面板的实际受力情况，使用相关理论计算得出。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，其特征在于，包括顶板及截面为波纹状的底板，所述顶板与底板之间设有混凝土结构，所述混凝土结构内部设有多个与底板固定连接的剪力件，所述剪力件固定在底板波谷位置处，所述混凝土内部设有用于沿桥面板纵向设置的第一纵向钢筋及用于沿桥面板横向设置的第一横向钢筋，所述第一纵向钢筋位于底板的波谷上方位置处且与剪力件固定连接，所述第一横向钢筋位于底板波峰上方位置处。

2.如权利要求1所述的一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，其特征在于，所述底板由多个波纹单元构成，所述波纹单元包括弧形板及位于弧形板两端且与其相切连接的平面板，相邻波纹单元的平面板相互连接且相邻波纹单元用于连接的平面板相平齐，形成光滑平面。

3.如权利要求1所述的一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，其特征在于，所述剪力件采用剪力钉。

4.如权利要求1所述的一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，其特征在于，所述第一纵向钢筋及第一横向钢筋通长铺设。

5.如权利要求4所述的一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，其特征在于，所述第一纵向钢筋轴线与剪力件底面的净距不小于20mm。

6.如权利要1所述的一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，其特征在于，所述第一横向钢筋布置于剪力连接件靠近桥面板纵向跨中位置的一侧。

7.如权利要1所述的一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，其特征在于，所述第一纵向钢筋及第一横向钢筋均为带肋钢筋。

8.如权利要求1所述的一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，其特征在于，所述混凝土结构为橡胶混凝土结构。

9.如权利要求1所述的一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，其特征在于，所述混凝土结构上部位置处还埋入有钢筋网。

10.如权利要求9所述的一种波纹钢-橡胶混凝土组合桥面板，其特征在于，所述钢筋网包括多个相互垂直的第二纵向钢筋及第二横向钢筋，所述第二纵向钢筋固定在第二横向钢筋下表面，所述第二纵向钢筋和第二横向钢筋均匀布置。