[发明专利]可更换组合桥面板及其施工方法

权利要求书

1.一种可更换钢混组合桥面板，其特征在于，包括钢混组合桥面板、高强螺栓和钢主梁，所述钢混组合桥面板上预留有用于容纳所述高强度螺栓的凹槽，所述钢混组合桥面板通过所述高强螺栓与所述钢主梁连接。

2.根据权利要求1所述的可更换钢混组合桥面板，其特征在于，所述高强螺栓沿所述钢主梁的长度方向呈U型对称分布于钢主梁的两侧。

3.根据权利要求1所述的可更换钢混组合桥面板，其特征在于，所述钢混组合桥面板的混凝土中掺加有钢纤维形成乱向分布的三维网状结构，且在钢混组合桥面板上还设有桥面铺装层。

4.一种可更换钢混组合桥面板的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、计算考虑滑移的钢混组合桥面板与钢主梁交界面的剪力分布；

S20、根据剪力分布确定高强螺栓的选型及布置位置；

S30、根据确定出的高强螺栓的型号及布置的位置，通过高强螺栓将钢混组合桥面板连接到钢主梁上。

5.根据权利要求4所述的可更换钢混组合桥面板的施工方法，其特征在于，所述步骤S10具体包括以下步骤：

S11、通过既有试验确定高强螺栓的荷载滑移曲线并进行拟合；

S12、建立钢混组合桥面板、高强螺栓和钢主梁模型；

S13、根据设计荷载，完成计算并提取钢混组合桥面板与钢主梁交界面的滑移和剪力分布。

6.根据权利要求5所述的可更换钢混组合桥面板的施工方法，其特征在于，所述步骤S12中，在模型的建立过程中，为保证模型的正确性，合理考虑结构的材料非线性和边界模拟条件；所述边界模拟条件包括钢主梁的上翼缘板与钢混组合桥面板接触面之间沿法向和切向两个方向的相互作用，接触面的法向作用采用“硬”接触，即接触面之间可以传递足够大的法向压力而不发生相互侵入，当接触压力为0时接触面之间可以相互分离；接触面的切向作用采用摩擦模型，为避免理想摩擦模型中接触状态不连续造成的收敛困难，采用罚摩擦，摩擦系数为0.2～0.6。

7.根据权利要求5所述的可更换钢混组合桥面板的施工方法，其特征在于，所述步骤S12中，用三维弹簧分别模拟高强螺栓的水平抗剪、横向抗剪和竖向抗掀起作用，高强螺栓的竖向抗掀起作用由轴向线性弹簧模拟，其刚度K按下式计算，即高强螺栓自身的抗拉刚度:式中，Est为高强螺栓栓钉的材料弹性模量，A为高强螺栓栓杆的截面积，h为高强螺栓栓杆的长度。

8.根据权利要求4所述的可更换钢混组合桥面板的施工方法，其特征在于，所述步骤S20具体如下：

假定钢主梁和钢混组合桥面板交接面上的纵向水平剪力完全由高强螺栓承担，忽略钢主梁与钢混组合桥面板之间的粘结力，梁段高强螺栓布置的数量与交接面的剪力大小及高强度螺栓的抗剪承载力有关，选用常见高强螺栓型号，按照剪力键的设计方法初步设计高强螺栓的布置位置，对该初步设计进行有限元模拟，分析高强螺栓的抗剪是否满足要求，如果不满足要求，改变高强螺栓的间距或者是增大高强螺栓的直径，再次利用有限元软件进行分析计算，反复迭代优化，直至满足剪力分布的要求。

9.根据权利要求4所述的可更换钢混组合桥面板的施工方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括以下步骤：

S31、在桥梁的一端，铺设第1块钢纤维混凝土组合的钢混组合桥面板，利用钢混组合桥面板中预留的凹槽作型板，在钢主梁的上翼缘中钻孔，将钢混组合桥面板栓接就位至贴合状态，再铺设相邻的钢混组合桥面板，对已设在钢混组合桥面板纵向预应力孔道中、并锚固在第1块桥面板上的预应力筋进行后张拉，以连接第2块钢混组合桥面板并施加预应力；

S32、在第2块钢混组合桥面板下面的钢主梁的上翼缘中钻孔，重复步骤S31的施工过程，直到所有的钢混组合桥面板安装完毕；

S33、采用临界滑移连接理论中规定的高强螺栓的标准施拧步骤将所有的螺栓拧紧，并对连接逐一进行检查，当检查完所有的高强螺栓，并纠正了存在的缺陷后，将所述预留凹槽填上不收缩水泥砂浆，再加铺桥面铺装层。

10.根据权利要求9所述的可更换钢混组合桥面板的施工方法，其特征在于，所述步骤S33中，对连接逐一进行检查以及纠正存在的缺陷具体包括以下步骤：

S331、检查高强螺栓连接面板间是否紧密贴实，对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙，应按以下规定处理：a)当间隙不大于1mm时，不作处理；b)当间隙在1-3mm时，将厚板一侧削成1:10缓坡过渡或加填板处理；c)当间隙大于3mm时加填板处理，填板材质及摩擦面与构件作同样级别处理；

S332、用0.3kg-0.5kg的小锤逐颗敲击高强螺栓，检查其紧固程度，防止螺栓漏拧；

S333、高强螺栓连接安装时，穿入方向应一致，连接副终拧后，检查高强螺栓丝扣外露是否为2-3扣，其中允许有10％的高强螺栓丝扣外露1扣或4扣。