[實(shí)用新型]鋼超高性能混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020242873.0
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN201704626U
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵旭東;黃政宇;李嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01C7/32
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種橋梁結(jié)構(gòu)的建筑細(xì)部，尤其涉及一種鋼橋的橋面結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

正交異性鋼橋面于1948年在德國首創(chuàng)采用，60年來這種輕型的鋼橋面已成為鋼橋(尤其是特大型橋梁)的首選橋面型式。經(jīng)過幾十年的工程建設(shè)實(shí)踐，目前正交異性鋼橋面鋪裝方案主要發(fā)展為以下四類，即：(1)熱拌瀝青混凝土或改性密級配瀝青混凝土方案；(2)高溫拌合澆注式瀝青混凝土方案；(3)瀝青瑪蹄脂混凝土方案；(4)環(huán)氧樹脂瀝青混凝土方案。現(xiàn)有常規(guī)的鋼橋橋面結(jié)構(gòu)形式如圖1所示，現(xiàn)有的四類鋼橋面瀝青混凝土橋面鋪裝層價(jià)格昂貴，同時(shí)都有一個(gè)自身無法克服的缺點(diǎn)，即瀝青混凝土橋面鋪裝層3與鋼橋面板1的膨脹系數(shù)不同，二者粘連度不牢，如果橋位處冬夏溫差較大，在車輛荷載作用下，瀝青混凝土橋面鋪裝層3與鋼橋面板1很容易發(fā)生相對滑移，從而造成橋面鋪裝層3出現(xiàn)開裂、車轍、壅包等病害。

由于正交異性鋼橋面為輕型橋面，面板比較薄，加上瀝青混凝土鋪裝層破壞造成路面不平整，從而容易引起車輛荷載的沖擊作用，使得在高密度行車，尤其是超載嚴(yán)重的車輛荷載作用下，面板與縱肋焊接處的疲勞破壞問題變得十分突出。對于正交異性鋼橋面的疲勞破壞問題，現(xiàn)有解決問題的思路是：加大面板厚度，采用大型縱肋，肋距增大，這樣橫隔板(橫肋)的間距也可增大，減少縱橫肋與面板的焊縫；改進(jìn)細(xì)部構(gòu)造，并規(guī)定嚴(yán)格的焊接制造工藝，以盡可能減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。這種思路是著眼于通過提高結(jié)構(gòu)尺寸來改善橋面板的工作狀態(tài)，雖然能起到一定的效果，但不能從根本上解決面板與縱肋焊接處的疲勞破壞問題，而且成本也比較高，同時(shí)，增加橋面板厚度也不能從根本上解決鋪裝層易損壞的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種建筑高度小、剛度大、各組合層間粘結(jié)性能好、耐久性好、抗疲勞性能好、車輛沖擊作用小的鋼超高性能混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案為一種鋼超高性能混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)，所述橋面結(jié)構(gòu)包括鋼橋面板，所述鋼橋面板上方覆設(shè)有超高性能混凝土層，所述超高性能混凝土層上方覆設(shè)有橋面鋪裝層；所述超高性能混凝土層中配有鋼筋。本實(shí)用新型提出的該技術(shù)方案是結(jié)合運(yùn)用組合結(jié)構(gòu)橋面思想與超高性能混凝土技術(shù)，在現(xiàn)有的正交異性鋼橋面板與瀝青混凝土橋面鋪裝層之間增加薄型超高性能混凝土層，這不僅能夠有效避免鋼橋面板和橋面鋪裝層處于不利的變形和應(yīng)力狀態(tài)，而且可以有效解決鋼橋面板使用中容易出現(xiàn)的鋪裝層開裂、滑移、面板與縱橫肋的疲勞破壞等問題。

上述的鋼超高性能混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)中，所述超高性能混凝土層是指由超高性能混凝土澆筑而成。本領(lǐng)域內(nèi)的超高性能混凝土為一專有名稱，在本實(shí)用新型中一般是指具有超高強(qiáng)度、高延性、高韌性、高和易性、耐久性好且能適用于鋼橋面板鋪裝的混凝土，其是相對普通混凝土、高性能混凝土而言的另一類力學(xué)綜合性能更加優(yōu)異的混凝土材料，例如活性粉末混凝土、超高性能纖維增強(qiáng)混凝土、注漿纖維混凝土、密實(shí)配筋復(fù)合材料、工程膠凝復(fù)合材料等，但優(yōu)選為活性粉末混凝土、超高性能纖維增強(qiáng)混凝土或注漿纖維混凝土。

上述技術(shù)方案中，鋼橋面板與超高性能混凝土層的結(jié)合面可以為平面或粗糙面，但作為對上述鋼超高性能混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鋼橋面板與超高性能混凝土層的結(jié)合面優(yōu)選設(shè)置成抗剪構(gòu)造或設(shè)置抗剪連接件。所述的抗剪構(gòu)造優(yōu)選為一凹凸點(diǎn)陣式粗糙結(jié)合面或一凹凸槽式結(jié)合面。所述抗剪連接件優(yōu)選為栓釘或PBL剪力鍵。甚至可以將抗剪構(gòu)造和抗剪連接件同時(shí)設(shè)置。

上述技術(shù)方案中，所述超高性能混凝土層與橋面鋪裝層的結(jié)合面可以為自然粗糙面，但優(yōu)選設(shè)置成凹凸槽式結(jié)合面以進(jìn)一步增加層間的抗剪切能力。

上述技術(shù)方案中，所述的橋面鋪裝層可以為各類瀝青混凝土橋面鋪裝層或其他材料的橋梁鋪裝層，換句話說，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有廣泛的適應(yīng)性，不會因?yàn)闃蛎驿佈b層的材料差異性而影響到本實(shí)用新型技術(shù)方案的技術(shù)效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在鋼橋面板(尤其是正交異性鋼橋面板)上設(shè)置超高性能混凝土層，再在超高性能混凝土層上鋪設(shè)瀝青混凝土之類的橋面鋪裝層，將現(xiàn)有常規(guī)的鋼橋面轉(zhuǎn)變成鋼-超高性能混凝土組合式橋面，這大大改變了鋼橋面板的結(jié)構(gòu)形式和橋面鋪裝的工作狀態(tài)，這也使得本實(shí)用新型的技術(shù)方案具備以下明顯的優(yōu)勢：

首先，本實(shí)用新型的鋼超高性能混凝土組合橋面結(jié)構(gòu)共同受力，減小了鋼橋面板及其縱橫肋在車輛輪載下的應(yīng)力，大幅度減小了鋼橋面板與縱肋及隔板間焊縫疲勞開裂風(fēng)險(xiǎn)，而超高性能混凝土層自身的應(yīng)力、變形等指標(biāo)均能滿足與鋼結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的要求；