CN220550451U - 一种组合桥面结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种组合桥面结构，属于波纹钢技术领域，包括三维波纹钢夹芯梁、钢筋网及混凝土铺装层；三维波纹钢夹芯梁包括波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板；三维波纹钢板包括板主体、主波形及辅助波形，波纹钢底板和波纹钢顶板的波纹方向与辅助波形的波纹方向一致；波纹钢底板和波纹钢顶板的波纹方向与桥面结构的横桥向一致；钢筋网水平布置，且安装于波纹钢顶板上方；混凝土铺装层浇筑于波纹钢底板和钢筋网上。本实用新型提供的组合桥面结构，借助波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板提高了桥面结构的承载能力和抗冲击性能，桥面结构的受力更为合理，从而使桥面结构不易出现开裂。

Description

一种组合桥面结构

技术领域

本实用新型属于波纹钢技术领域，更具体地说，是涉及一种组合桥面结构。

背景技术

桥面结构是桥梁结构的关键构件，桥面板直接承受各种类型的车辆荷载及人群荷载的反复作用，并承担着将桥面上各种荷载传递到主梁的作用，是桥梁结构的易损部位之一。目前大多数公路桥面都是用钢筋混凝土建造的，这种桥面板虽然刚度大，但自重也大，且由于负弯矩的存在，使得混凝土承受拉应力，从而造成混凝土板的开裂并影响结构的耐久性能。

为了减轻桥面结构的重量，增大桥梁跨越能力，并便于装配化施工，钢-混组合结构在大跨桥梁、预制装配式桥梁等结构中的适应性越来越被关注。目前的钢-混组合桥梁结构形式多样，但是桥梁的桥面结构在长期荷载作用下易出现疲劳开裂的情形，桥面结构的力学性能较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种组合桥面结构，以解决现有技术中存在的桥面结构在长期荷载作用下易出现疲劳开裂的情形的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种组合桥面结构，包括自下向上依次布置的三维波纹钢夹芯梁、钢筋网及混凝土铺装层；

所述三维波纹钢夹芯梁包括波纹钢底板、固定安装于所述波纹钢底板上的三维波纹钢板及固定安装于所述三维波纹钢板上的波纹钢顶板；所述三维波纹钢板包括板主体、设置在所述板主体上的主波形、以及多个设置在所述板主体上的辅助波形，所述主波形的波纹方向与所述辅助波形的波纹方向相互垂直；所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波纹方向与所述辅助波形的波纹方向一致；所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波纹方向与桥面结构的横桥向一致；

所述钢筋网水平布置，且安装于所述波纹钢顶板上方；所述钢筋网与所述波纹钢顶板具有填充间距；

混凝土铺装层，浇筑于所述波纹钢底板和所述钢筋网上；所述混凝土铺装层的上端面高于所述钢筋网。

在一种可能的实现方式中，所述三维波纹钢夹芯梁还包括多个剪力连接件，所述剪力连接件的下端固定连接于所述波纹钢顶板上，且沿竖直向上朝向所述钢筋网延伸；所述钢筋网和所述剪力连接件位于所述混凝土铺装层内。

在一种可能的实现方式中，所述剪力连接件的下端固定于所述波纹钢顶板的波谷中。

在一种可能的实现方式中，相邻两个所述剪力连接件的间距为所述波纹钢顶板的波距。

在一种可能的实现方式中，所述波纹钢顶板、所述波纹钢底板的波距与所述三维波纹钢板的波距相同或者呈倍数关系。

在一种可能的实现方式中，所述钢筋网包括纵桥向带肋钢筋和与所述纵桥向带肋钢筋交叉布置的横桥向带肋钢筋，所述纵桥向带肋钢筋和所述横桥向带肋钢筋绑扎连接；所述剪力连接件与所述纵桥向带肋钢筋、所述横桥向带肋钢筋相连接。

在一种可能的实现方式中，所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板均为梯形波纹钢板，且所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波距相同；所述波纹钢底板的波峰与所述辅助波形的波谷相连接，所述波纹钢顶板的波谷与所述辅助波形的波峰相连接；所述波纹钢底板与所述三维波纹钢板、所述波纹钢顶板与所述三维波纹钢板均采用螺栓、螺母锁紧固定。

在一种可能的实现方式中，所述混凝土铺装层为橡胶混凝土材料。

在一种可能的实现方式中，所述波纹钢底板、所述三维波纹钢板及所述波纹钢顶板的外侧面上均设有防腐层，所述波纹钢底板与所述三维波纹钢板、所述波纹钢顶板与所述三维波纹钢板的连接处均设有密封胶。

本实用新型提供的组合桥面结构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型组合桥面结构，采用波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板形成桥面结构的承载梁，且波纹钢底板的波纹方向、波纹钢顶板的波纹方向及三维波纹钢板中辅助波纹的波纹方向相同，且波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板固定连接；然后在波纹钢顶板上侧安装钢筋网，并在波纹钢顶板和钢筋网上浇筑混凝土铺装层，在钢筋网和混凝土铺装层作用下使波纹钢底板、三维波纹钢板、波纹钢顶板及钢筋网连为整体；借助波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板提高了桥面结构的承载能力和抗冲击性能，且波纹钢底板和波纹钢顶板的波纹方向与桥面结构的横桥向一致、三维波纹钢板的主波形与波纹钢底板的波纹方向垂直从而形成正交各向异性的组合桥面结构，也使桥面结构的受力更为合理，提高了桥面结构的承载性能和抗冲击能力，从而使桥面结构不易出现开裂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的组合桥面结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的组合桥面结构的剖视图一；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本实用新型实施例提供的组合桥面结构的剖视图二。

其中，图中各附图标记：

1、三维波纹钢夹芯梁；11、波纹钢底板；12、三维波纹钢板；13、波纹钢顶板；14、剪力连接件；15、螺栓；2、钢筋网；21、纵桥向带肋钢筋；22、横桥向带肋钢筋；3、混凝土铺装层。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图4，现对本实用新型提供的组合桥面结构进行说明。一种组合桥面结构，包括自下向上依次布置的三维波纹钢夹芯梁1、钢筋网2及混凝土铺装层3；

三维波纹钢夹芯梁1包括波纹钢底板11、固定安装于波纹钢底板11上的三维波纹钢板12及固定安装于三维波纹钢板12上的波纹钢顶板13；三维波纹钢板12包括板主体、设置在板主体上的主波形、以及多个设置在板主体上的辅助波形，主波形的波纹方向与辅助波形的波纹方向相互垂直；波纹钢底板11和波纹钢顶板13的波纹方向与辅助波形的波纹方向一致；波纹钢底板11和波纹钢顶板13的波纹方向与桥面结构的横桥向一致；

钢筋网2水平布置，且安装于波纹钢顶板13上方；钢筋网2与波纹钢顶板13具有填充间距；

混凝土铺装层3，浇筑于波纹钢底板11和钢筋网2上；混凝土铺装层3的上端面高于钢筋网2。

本实用新型提供的组合桥面结构，与现有技术相比，采用波纹钢底板11、三维波纹钢板12及波纹钢顶板13形成桥面结构的承载梁，且波纹钢底板11的波纹方向、波纹钢顶板13的波纹方向及三维波纹钢板12中辅助波纹的波纹方向相同，且波纹钢底板11、三维波纹钢板12及波纹钢顶板13固定连接；然后在波纹钢顶板13上侧安装钢筋网2，并在波纹钢顶板13和钢筋网2上浇筑混凝土铺装层3，在钢筋网2和混凝土铺装层3作用下使波纹钢底板11、三维波纹钢板12、波纹钢顶板13及钢筋网2连为整体；借助波纹钢底板11、三维波纹钢板12及波纹钢顶板13提高了桥面结构的承载能力和抗冲击性能，且波纹钢底板11和波纹钢顶板13的波纹方向与桥面结构的横桥向一致、三维波纹钢板12的主波形与波纹钢底板11的波纹方向垂直从而形成正交各向异性的组合桥面结构，也使桥面结构的受力更为合理，提高了桥面结构的承载性能和抗冲击能力，从而使桥面结构不易出现开裂。

该组合桥面结构是一种轻质、高性能的正交各向异性的组合桥面结构，具有高刚度重量比、减振耗能和抗爆性能好的优势，能有效地抵抗车辆荷载对道路的冲击力，便于装配化施工。

请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的组合桥面结构的一种具体实施方式，三维波纹钢夹芯梁1还包括多个剪力连接件14，剪力连接件14的下端固定连接于波纹钢顶板13上，且沿竖直向上朝向钢筋网2延伸；钢筋网2和剪力连接件14位于混凝土铺装层3内。剪力连接件14呈竖向设置，且剪力连接件14的下端焊接固定在波纹钢顶板13上，上端向上延伸；剪力连接件14的上端靠近钢筋网2设置，或者剪力连接件14的上端与钢筋网2固定连接，然后再在波纹钢顶板13和钢筋网2浇筑混凝土铺装层3。借助剪力连接件14使设置混凝土铺装层3后，波纹钢顶板13、钢筋网2连为一个整体，实现三者共同受力，并能抵抗横向、纵向剪力以及竖向抗拔的作用。

请参阅图1和图4，作为本实用新型提供的组合桥面结构的一种具体实施方式，剪力连接件14的下端固定于波纹钢顶板13的波谷中；即，剪力连接件14的下端与波纹钢顶板13的波谷中，且与波纹钢顶板13固定连接。因此，剪力连接件14的有效工作长度较大，从而提高剪力连接件14对波纹钢顶板13、钢筋网2在混凝土铺装层3中的整体性，从而可以承受更大的外界作用力。

请参阅图1和图4，作为本实用新型提供的组合桥面结构的一种具体实施方式，相邻两个剪力连接件14的间距为波纹钢顶板13的波距；多个剪力连接件14呈矩形阵列布置，且下端均焊接固定连接于波纹钢顶板13的波谷中，在波纹钢顶板13的各波谷内均设置剪力连接件14，从而达到相邻两个剪力连接件14的间距等于波纹钢顶板13的波距的目的。通过这种方式，剪力连接件14的存在使得混凝土铺装层3与三维波纹钢夹芯梁1形成一个整体，实现共同受力，并能抵抗横向、纵向剪力以及竖向抗拔的作用。借助较为密集布置剪力连接件14的方式，也是波纹钢顶板13、钢筋网2及混凝土铺装层3之间连接更为可靠。为减少剪力连接件14焊接在波纹钢顶板13时过多熔焊而导致的残余应力并确保二者连接的可靠性，应合理布置剪力连接件14间距。

请参阅图1和图4，作为本实用新型提供的组合桥面结构的一种具体实施方式，波纹钢顶板13、波纹钢底板11的波距与三维波纹钢板12的波距相同或者呈倍数关系；在三维波纹钢板12安装于波纹钢底板11上、波纹钢顶板13安装于三维波纹钢板12上时，由于三者的波距相等或者呈倍数关系，因此波纹钢顶板13和三维波纹钢板12、三维波纹钢板12和波纹钢底板11之间的连接位置数量较多，且更为均匀，在使用高强螺栓15将波纹钢顶板13、波纹钢底板11的波距与三维波纹钢板12三者固定连接在一起后，使整个组合桥面结构的刚度更高。

请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的组合桥面结构的一种具体实施方式，钢筋网2包括纵桥向带肋钢筋21和与纵桥向带肋钢筋21交叉布置的横桥向带肋钢筋22，纵桥向带肋钢筋21和横桥向带肋钢筋22绑扎连接；剪力连接件14与纵桥向带肋钢筋21、横桥向带肋钢筋22相连接；由相互垂直的纵桥向带肋钢筋21和横桥向带肋钢筋22交叉固定连接并形成网状结构，且纵桥向带肋钢筋21和横桥向带肋钢筋22采用绑扎方式相连接，且纵桥向带肋钢筋21、横桥向带肋钢筋22及剪力连接件14相交且采用点焊方式进行固定。借助剪力连接件14的长度使钢筋网2与波纹钢顶板之间具有间隙，最后再浇筑混凝土铺装层3，混凝土铺装层3包裹住钢筋网2和剪力连接件14。该组合桥面结构创新性地选用橡胶混凝土材料，可以增强组合桥面结构的能量耗散和抑制振动能力，提高组合桥面结构的安全性和行车舒适性。

请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的组合桥面结构的一种具体实施方式，波纹钢底板11和波纹钢顶板13均为梯形波纹钢板，且波纹钢底板11和波纹钢顶板13的波距相同；波纹钢底板11的波峰与辅助波形的波谷相连接，波纹钢顶板13的波谷与辅助波形的波峰相连接；波纹钢底板11与三维波纹钢板12、波纹钢顶板13与三维波纹钢板12均采用螺栓15、螺母锁紧固定；由于梯形波纹钢板的波折性，即，波纹钢底板11和波纹钢顶板13的波峰、波谷处具有平面，使得波纹钢底板11与三维波纹钢板12、波纹钢顶板13与三维波纹钢板12之间连接更为牢靠。使用螺栓15、螺母将波纹钢底板11与三维波纹钢板12、波纹钢顶板13与三维波纹钢板12固定连接在一起，通过螺栓15或者螺母作用于平面上，使螺栓15、螺母的连接更稳定。借助梯形波纹钢板具有抗弯承载能力强等优势，更有利于桥面结构的受力。螺栓15采用高强螺栓15，通过使用高强螺栓15，增加了整个组合桥面结构的整体刚度。高强螺栓15具有较好的抗剪承载力、抗剪刚度以及较好的延性等力学特点，并且具有易安装、易拆卸的特点，因此，将高强螺栓15应用于波纹钢底板11与三维波纹钢板12、波纹钢顶板13与三维波纹钢板12之间的连接，在装配式快速施工中占有一定的优势。

请参阅图1、图2和图4，作为本实用新型提供的组合桥面结构的一种具体实施方式，混凝土铺装层3为橡胶混凝土材料，采用橡胶混凝土作为混凝土铺装层3的材料，进一步提高组合桥面结构承载能力，也增强了其减振耗能能力和桥面结构的抗裂性能。

请参阅图1，作为本实用新型提供的组合桥面结构的一种具体实施方式，波纹钢底板11、三维波纹钢板12及波纹钢顶板13的外侧面上均设有防腐层，波纹钢底板11与三维波纹钢板12、波纹钢顶板13与三维波纹钢板12的连接处均设有密封胶；波纹钢底板11、三维波纹钢板12及波纹钢顶板13的表面进行热浸镀锌处理，从而使波纹钢底板11、三维波纹钢板12及波纹钢顶板13具有较高的防腐性能，进而安全、牢靠地工作。同时在波纹钢底板11与三维波纹钢板12使用螺栓15、螺母进行固定连接时，波纹钢底板11和三维波纹钢板12的连接处开设连接孔，且使用螺栓15穿过连接孔，并使用螺母锁紧固定，在螺栓15、螺母的连接处使用结构胶进行密封，增加波纹钢底板11的连接密闭性，增加组合桥面结构的整体受力性能。同样地，在波纹钢顶板13与三维波纹钢板12使用螺栓15、螺母进行固定连接时，波纹钢顶板13和三维波纹钢板12的连接处开设连接孔，并使用螺栓15穿过连接孔，且使用螺母锁紧固定，在螺栓15、螺母的连接处使用结构胶进行密封，增加波纹钢顶板13的连接密闭性，增加组合桥面结构的整体受力性能。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种组合桥面结构，其特征在于，包括自下向上依次布置的三维波纹钢夹芯梁、钢筋网及混凝土铺装层；

所述三维波纹钢夹芯梁包括波纹钢底板、固定安装于所述波纹钢底板上的三维波纹钢板及固定安装于所述三维波纹钢板上的波纹钢顶板；所述三维波纹钢板包括板主体、设置在所述板主体上的主波形、以及多个设置在所述板主体上的辅助波形，所述主波形的波纹方向与所述辅助波形的波纹方向相互垂直；所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波纹方向与所述辅助波形的波纹方向一致；所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波纹方向与桥面结构的横桥向一致；

所述钢筋网水平布置，且安装于所述波纹钢顶板上方；所述钢筋网与所述波纹钢顶板具有填充间距；

混凝土铺装层，浇筑于所述波纹钢底板和所述钢筋网上；所述混凝土铺装层的上端面高于所述钢筋网。

2.如权利要求1所述的组合桥面结构，其特征在于，所述三维波纹钢夹芯梁还包括多个剪力连接件，所述剪力连接件的下端固定连接于所述波纹钢顶板上，且沿竖直向上朝向所述钢筋网延伸；所述钢筋网和所述剪力连接件位于所述混凝土铺装层内。

3.如权利要求2所述的组合桥面结构，其特征在于，所述剪力连接件的下端固定于所述波纹钢顶板的波谷中。

4.如权利要求3所述的组合桥面结构，其特征在于，相邻两个所述剪力连接件的间距为所述波纹钢顶板的波距。

5.如权利要求2所述的组合桥面结构，其特征在于，所述波纹钢顶板、所述波纹钢底板的波距与所述三维波纹钢板的波距相同或者呈倍数关系。

6.如权利要求2所述的组合桥面结构，其特征在于，所述钢筋网包括纵桥向带肋钢筋和与所述纵桥向带肋钢筋交叉布置的横桥向带肋钢筋，所述纵桥向带肋钢筋和所述横桥向带肋钢筋绑扎连接；所述剪力连接件与所述纵桥向带肋钢筋、所述横桥向带肋钢筋相连接。

7.如权利要求1所述的组合桥面结构，其特征在于，所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板均为梯形波纹钢板，且所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波距相同；所述波纹钢底板的波峰与所述辅助波形的波谷相连接，所述波纹钢顶板的波谷与所述辅助波形的波峰相连接；所述波纹钢底板与所述三维波纹钢板、所述波纹钢顶板与所述三维波纹钢板均采用螺栓、螺母锁紧固定。

8.如权利要求1所述的组合桥面结构，其特征在于，所述混凝土铺装层为橡胶混凝土材料。

9.如权利要求1所述的组合桥面结构，其特征在于，所述波纹钢底板、所述三维波纹钢板及所述波纹钢顶板的外侧面上均设有防腐层，所述波纹钢底板与所述三维波纹钢板、所述波纹钢顶板与所述三维波纹钢板的连接处均设有密封胶。