[发明专利]基于粘结波折件的钢纤维混凝土组合钢桥面板

说明书

一种基于粘结波折件的钢纤维混凝土组合钢桥面板，具有以下步骤：S1、对钢桥面板盖板采用高压气枪进行除尘、清洁；S2、在钢桥面板盖板上粘结剪力连接件，相邻剪力连接件之间的纵向距离为10cm～20cm，横向距离为8cm～15cm；S3、在钢桥面板盖板和剪力连接件上现浇超高性能钢纤维混凝土铺装层；本发明中的设计方法在权衡结构自重的同时，提高了结构局部刚度、降低了疲劳细节处的疲劳应力水平、优化铺装层性能，是该领域设计方法中最为经济有效的设计方法。

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种基于粘结波折件的钢纤维混凝土组合钢桥面板。本发明采用新型钢波折剪力连接件和粘结连接，实现组合钢桥面板设计，主要用于提升钢桥面板疲劳性能、改善钢桥面板局部刚度、提高钢桥面板的铺装层耐久性、延长钢桥面板铺装层使用寿命。

背景技术

正交异性钢桥面板因自重轻、承载能力大、施工方便等优势在大跨度桥梁结构中得到广泛应用，但正交异性钢桥面板的复杂构造引入诸多疲劳细节。随着交通运输行业的迅速发展，交通量、车重和车速都不断提高，由此引发的正交异性钢桥面板疲劳裂纹检测、剩余寿命计算、使用安全评估与维修加固问题不容忽视。目前，正交异性钢桥面板的疲劳开裂与疲劳寿命已成为国内外的热点研究问题。这也是该发明要解决的技术难题。

为了提高正交异性钢桥面板的使用寿命，国内学者就正交异性钢桥面板的疲劳、铺装层耐久性等问题已展开诸多研究，提出系列正交异性钢桥面板的设计与加固方法，如：(1)粘贴钢板法；(2)闭口纵肋内填充轻质混凝土；(3)焊接栓钉，加铺混凝土法；(4)在钢桥面板底部纵向焊缝附近粘贴型钢杆件等。然而，既有工程实践表明，正交异性钢桥面板的疲劳开裂问题与其上铺装层的耐久性问题仍未得到有效解决，仍需探寻更为有效的正交异性钢桥面板设计与加固方法。

本发明以解决正交异性钢桥面板的疲劳问题和铺装层受用寿命短为研究目标，通过采用超高性能钢纤维混凝土这种新型材料，开发新型波折剪力连接件，提出基于粘结新型剪力连接件的正交异性钢桥面板组合层设计方法。该发明中的设计方法在不增加结构自重的同时，提高了结构局部刚度、降低了疲劳细节处的疲劳应力水平、优化铺装层性能，该结构型式经济高效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服正交异性钢桥面板结构中出现的典型病害，提出基于超高性能钢纤维混凝土和粘结新型波折剪力连接件的组合钢桥面板。

解决上述技术问题所采用的技术方案是具有以下步骤：

S1、对钢桥面板盖板采用高压气枪进行除尘、清洁；

S2、在钢桥面板盖板上粘结剪力连接件，相邻剪力连接件之间的纵向距离为10cm～20cm，横向距离为8cm～15cm；

S3、在钢桥面板盖板和剪力连接件上现浇超高性能钢纤维混凝土；

上述的剪力连接件为截面形状是带有水平边沿的等腰梯形钢板，水平边沿的宽度L1为40～80mm，等腰梯形斜边与底边的夹角α为40°～50°，等腰梯形的高为25～35mm，等腰梯形的顶边为30mm～40mm，钢板厚度为4mm～6mm，等腰梯形的斜边钢板上设置有20mmx50mm的矩形开口，等腰梯形钢板的水平边沿粘结在钢桥面板盖板上。

本发明的等腰梯形钢板的水平边沿通过环氧树脂胶粘结在钢桥面板盖板上。

本发明的环氧树脂胶的厚度为2～4mm。

本发明的钢桥面板盖板厚度在原始设计基础上降低2～4mm。

本发明的超高性能钢纤维混凝土铺装层，设计抗压强度为120MPa～150MPa，抗拉弹性极限强度为约6MPa～8MPa，弹性模量为35～45GPa。

本发明的剪力连接件的水平边沿纵向粘结在钢桥面板盖板上，或者横向粘结在钢桥面板盖板上，或者相邻两排剪力连接件纵横交错粘结在钢桥面板盖板上。