[發明專利]可更換組合橋面板及其施工方法

在審

• 申請號: 202010011349.0
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111074774A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 葉華文;劉長孟;趙立軒;段智超;曹發輝;陶齊宇
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01D21/00;G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

1.一種可更換鋼混組合橋面板，其特征在于，包括鋼混組合橋面板、高強螺栓和鋼主梁，所述鋼混組合橋面板上預留有用于容納所述高強度螺栓的凹槽，所述鋼混組合橋面板通過所述高強螺栓與所述鋼主梁連接。

2.根據權利要求1所述的可更換鋼混組合橋面板，其特征在于，所述高強螺栓沿所述鋼主梁的長度方向呈U型對稱分布于鋼主梁的兩側。

3.根據權利要求1所述的可更換鋼混組合橋面板，其特征在于，所述鋼混組合橋面板的混凝土中摻加有鋼纖維形成亂向分布的三維網狀結構，且在鋼混組合橋面板上還設有橋面鋪裝層。

4.一種可更換鋼混組合橋面板的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10、計算考慮滑移的鋼混組合橋面板與鋼主梁交界面的剪力分布；

S20、根據剪力分布確定高強螺栓的選型及布置位置；

S30、根據確定出的高強螺栓的型號及布置的位置，通過高強螺栓將鋼混組合橋面板連接到鋼主梁上。

5.根據權利要求4所述的可更換鋼混組合橋面板的施工方法，其特征在于，所述步驟S10具體包括以下步驟：

S11、通過既有試驗確定高強螺栓的荷載滑移曲線并進行擬合；

S12、建立鋼混組合橋面板、高強螺栓和鋼主梁模型；

S13、根據設計荷載，完成計算并提取鋼混組合橋面板與鋼主梁交界面的滑移和剪力分布。

6.根據權利要求5所述的可更換鋼混組合橋面板的施工方法，其特征在于，所述步驟S12中，在模型的建立過程中，為保證模型的正確性，合理考慮結構的材料非線性和邊界模擬條件；所述邊界模擬條件包括鋼主梁的上翼緣板與鋼混組合橋面板接觸面之間沿法向和切向兩個方向的相互作用，接觸面的法向作用采用“硬”接觸，即接觸面之間可以傳遞足夠大的法向壓力而不發生相互侵入，當接觸壓力為0時接觸面之間可以相互分離；接觸面的切向作用采用摩擦模型，為避免理想摩擦模型中接觸狀態不連續造成的收斂困難，采用罰摩擦，摩擦系數為0.2～0.6。

7.根據權利要求5所述的可更換鋼混組合橋面板的施工方法，其特征在于，所述步驟S12中，用三維彈簧分別模擬高強螺栓的水平抗剪、橫向抗剪和豎向抗掀起作用，高強螺栓的豎向抗掀起作用由軸向線性彈簧模擬，其剛度K按下式計算，即高強螺栓自身的抗拉剛度:式中，Est為高強螺栓栓釘的材料彈性模量，A為高強螺栓栓桿的截面積，h為高強螺栓栓桿的長度。

8.根據權利要求4所述的可更換鋼混組合橋面板的施工方法，其特征在于，所述步驟S20具體如下：

假定鋼主梁和鋼混組合橋面板交接面上的縱向水平剪力完全由高強螺栓承擔，忽略鋼主梁與鋼混組合橋面板之間的粘結力，梁段高強螺栓布置的數量與交接面的剪力大小及高強度螺栓的抗剪承載力有關，選用常見高強螺栓型號，按照剪力鍵的設計方法初步設計高強螺栓的布置位置，對該初步設計進行有限元模擬，分析高強螺栓的抗剪是否滿足要求，如果不滿足要求，改變高強螺栓的間距或者是增大高強螺栓的直徑，再次利用有限元軟件進行分析計算，反復迭代優化，直至滿足剪力分布的要求。

9.根據權利要求4所述的可更換鋼混組合橋面板的施工方法，其特征在于，所述步驟S30具體包括以下步驟：

S31、在橋梁的一端，鋪設第1塊鋼纖維混凝土組合的鋼混組合橋面板，利用鋼混組合橋面板中預留的凹槽作型板，在鋼主梁的上翼緣中鉆孔，將鋼混組合橋面板栓接就位至貼合狀態，再鋪設相鄰的鋼混組合橋面板，對已設在鋼混組合橋面板縱向預應力孔道中、并錨固在第1塊橋面板上的預應力筋進行后張拉，以連接第2塊鋼混組合橋面板并施加預應力；

S32、在第2塊鋼混組合橋面板下面的鋼主梁的上翼緣中鉆孔，重復步驟S31的施工過程，直到所有的鋼混組合橋面板安裝完畢；

S33、采用臨界滑移連接理論中規定的高強螺栓的標準施擰步驟將所有的螺栓擰緊，并對連接逐一進行檢查，當檢查完所有的高強螺栓，并糾正了存在的缺陷后，將所述預留凹槽填上不收縮水泥砂漿，再加鋪橋面鋪裝層。

10.根據權利要求9所述的可更換鋼混組合橋面板的施工方法，其特征在于，所述步驟S33中，對連接逐一進行檢查以及糾正存在的缺陷具體包括以下步驟：

S331、檢查高強螺栓連接面板間是否緊密貼實，對因板厚公差、制造偏差或安裝偏差等產生的接觸面間隙，應按以下規定處理：a)當間隙不大于1mm時，不作處理；b)當間隙在1-3mm時，將厚板一側削成1:10緩坡過渡或加填板處理；c)當間隙大于3mm時加填板處理，填板材質及摩擦面與構件作同樣級別處理；

S332、用0.3kg-0.5kg的小錘逐顆敲擊高強螺栓，檢查其緊固程度，防止螺栓漏擰；

S333、高強螺栓連接安裝時，穿入方向應一致，連接副終擰后，檢查高強螺栓絲扣外露是否為2-3扣，其中允許有10％的高強螺栓絲扣外露1扣或4扣。