[发明专利]一种钢桥面铺装结构及铺装方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁建造工程技术领域，特别涉及一种钢桥面铺装结构及铺装方法。

背景技术

目前，在大跨度桥梁中，正交异性钢桥面以其构件质量轻、运输与架设方便、施工周期短等特点逐渐被广泛应用，现有大多数钢桥桥面板均采用正交异性钢桥面，即在钢桥桥面板的顶板底面焊接纵向腹板（纵肋），在纵向腹板内设有与其正交的横隔板(横肋) ，从而构成正交异性结构板。

桥面铺装层一般由铺设在顶板上的薄层钢筋混凝土与沥青混凝土构成，钢筋混凝土内铺设钢筋网。在整个正交异性钢桥面结构中正交异性结构板相当于柔性支承，在车辆荷载作用下，桥面铺装层局部位置处的拉应力达3MPa～7MPa，普通钢筋混凝土难以满足要求。

由于上述正交异性钢桥面需要布置普通钢筋网，制作工艺比较复杂，存在局部应力集中，同时这种构造方式也导致许多铺装病害与问题，主要体现为：1、汽车等荷载过重会对应引起桥面铺装层表面拉应变过大，容易导致桥面铺装层纵向和横向开裂；2、桥面铺装层耐久性不足，在汽车的反复荷载作用下，桥面铺装层的混合料易蠕变，从而形成永久变形，长久积累则演变为车辙；3、桥面铺装层与顶板间的连接件刚度较大，容易造成连接件附近的混凝土在受力早期出现压碎破坏；4、桥面铺装层与顶板间的结合与目前通常的设计假定不相符，两者界面间的模拟方法存在争议。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单合理、受力性能与耐久性能好、施工简便和能够有效防止桥面开裂的钢桥面铺装结构及铺装方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种钢桥面铺装结构，包括顶板和顶板底面固连的正交相连的纵向腹板与横隔板，顶板顶面上铺设有桥面铺装层，所述顶板顶面上设有位于桥面铺装层内的柔性连接件。

所述柔性连接件包括刚性立柱和从刚性立柱根部至1/3～3/4高度处的外部的柔性包覆体，刚性立柱与顶板垂直相连，刚性立柱顶面低于桥面铺装层表面。

所述桥面铺装层包括从下而上依次铺设的钢纤维混凝土层和沥青混凝土层，柔性连接件顶面低于钢纤维混凝土层表面。

所述钢纤维混凝土层中的钢纤维体积比为6%～10%。

所述刚性立柱为焊钉、钢筋或者角钢，所述柔性包覆体为聚氨酯树脂海绵套、泡沫塑料套或者橡胶套。

所述柔性连接件呈矩形或者梅花形均布焊接在顶板上。

钢桥面铺装结构的铺装方法，包括如下步骤：a、将顶板、纵向腹板和横隔板焊接成一体，形成钢梁；b、将刚性立柱按照矩形或者梅花形均布焊接在顶板上，从刚性立柱根部至1/3～3/4高度处包裹柔性包覆体；c、在顶板顶面上浇注钢纤维混凝土，形成钢纤维混凝土层，并保证刚性立柱顶面低于钢纤维混凝土层表面；d、在钢纤维混凝土层上浇注铺设沥青混凝土，形成沥青混凝土层，从而最终形成整个桥面铺装层。

所述步骤b中的焊接方式为俯焊。

所述步骤b中的刚性立柱与柔性包覆体之间以涂装及细钢丝、铁丝绑扎方式相连。

与现有技术相比，本发明的优点为：

1、本发明的钢桥面铺装结构，其结构简单合理，柔性连接件具有剪切刚度低、抗疲劳性能好、抗拔能力和剪切强度不变的特点，初期抗剪刚度小，剪力维持在强度的1/3左右持续滑移变形，能有效降低局部连接件的剪力值，改善刚性立柱附近的桥面铺装层受力，有效避免桥面铺装层压碎破坏，从而改善铺装层表面的局部开裂现象，且符合目前通常的设计假定；依靠柔性连接件杆部弯曲承担剪力，抗疲劳性能好，受力性能与耐久性能好，建造施工简便，能有效解决目前钢桥面铺装层存在的诸多铺装病害与问题。

2、桥面铺装层包括从下而上依次铺设的钢纤维混凝土层和沥青混凝土层，桥面铺装层厚度增大，可改善因局部轮压产生的变形、车辆振动等不良现象，从而有效提高行车的舒适度；采用钢纤维混凝土结构，可增强桥面铺装层的抗拉性能，并有效防止出现桥面铺装层的开裂现象；另外，无需布置钢筋网，简化施工工序，操作简便。

3、柔性连接件可达到剪切刚度低、抗疲劳性能好、抗拔能力与抗剪强度不变的效果；柔性连接件呈矩形或者梅花形均布焊接在顶板上，受力均匀，焊接方式便于机械化施工和对工程质量的控制，能有效保证施工质量。