[发明专利]一种基于钢筋桁架连接的钢-超高韧性混凝土组合桥面板

说明书

本发明公开了一种基于钢筋桁架连接的钢‑超高韧性混凝土组合桥面板，由钢桥面顶板，加劲肋，上、下弦钢筋，腹杆钢筋，上、下部连系钢筋和超高韧性混凝土组成。腹杆钢筋压制成波浪形，并通过焊接机械将其与上下弦杆焊接，从而形成单个钢筋桁架。各钢筋桁架沿桥面横向连续并排放置，上下部连系钢筋将各钢筋桁架连接成一个整体后再与桥面顶板焊接可形成钢骨架。超高韧性混凝土浇筑在桥面钢骨架上，起到保护桥面的作用。本发明提出的组合桥面板体系中，钢筋桁架体系受力模式合理，具有良好的整体工作性能，在降低成本和施工复杂度的同时改善了结构的疲劳性能。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，具体涉及一种基于预制钢筋桁架体系连接的钢-超高韧性混凝土组合桥面板。

背景技术

随着我国基础设施建设进程的不断推进，人们意识到城市内部交通及城市间交通便利程度极大影响着国民经济发展和社会进步；因此，近几十年来国家实现了道路、桥梁工程的大发展。其中，桥梁结构不仅在城市立交桥、地铁轻轨、高速铁路等方面应用广泛，更是被广泛应用于跨河、跨海构筑物中。近年来，随着港珠澳大桥、杭州湾跨海大桥等超大型桥梁工程的建设，国内外的桥梁结构正面临着前所未有的发展机遇。在桥梁结构的建设中，桥面板不仅起到了承载上部结构自重、穿行车辆等荷载的作用，而且面临着车轮摩擦、行车振动、水和离子侵蚀等长期作用影响，因而对桥面板的承载力、耐久性和韧性提出较高要求。

钢筋混凝土桥面板在实际工程中应用较为广泛，但是由于混凝土自重较大且混凝土材料抗拉性能较差，无法适用于较大跨度的桥梁结构中。为解决这一问题，正交异性钢桥面板应运而生；通过在钢桥面板面外布置纵向、横向加劲肋形成的正交异性桥面板体系，可显著提升桥面板的承载效率，提升结构经济跨度；但是考虑到钢材长期暴露在空气中易于锈蚀，正交异性桥面板的耐久性成为了工程中亟待解决的问题。

为解决上述问题，工程中将钢材与混凝土材料相结合形成组合桥面板体系，从而充分发挥钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能，进一步提升结构的承载性能。然而，现有的钢-混凝土组合桥面板仍然存在一些问题：第一，为了保证钢与混凝土之间的充分抗剪连接并防止两者界面的脱离，通常在两者之间布置较多的栓钉(起到抗剪+抗拔双重作用)，这大大增加了施工工作量，并且由于焊缝的存在影响结构的疲劳性能；第二，组合桥面板中钢桥面部分通常需要在面外焊接多个加劲肋，这同样增加施工量，影响结构疲劳性能；第三，普通混凝土材料受拉易于开裂，且对局部缺陷敏感，容易在长期荷载作用下产生裂缝，造成水和离子的侵蚀，影响桥面板的抗腐蚀性和耐久性，进而显著增加桥梁结构的维修和维护成本，对人力物力造成巨大的浪费；第四，现有组合桥面板体系中钢结构部分通常采用施工现场的焊接连接，现场工作量大且施工质量和精度难以保证。

发明内容

为改善传统钢-混凝土组合桥面板体系存在的问题，本发明提出了一种基于预制钢筋桁架体系连接的钢-超高韧性混凝土组合桥面板。

一种基于钢筋桁架连接的钢-超高韧性混凝土组合桥面板，包括：

钢桥面顶板；

沿桥面横向连续并排放置在所述钢桥面顶板上的多个钢筋桁架；

连接固定在各个钢筋桁架顶部的顶部连系钢筋(即上部连系钢筋)；

连接固定在各个钢筋桁架底部的底部连系钢筋(即下部连系钢筋)；

以及浇筑在所述钢筋桁架上的混凝土。

以下作为本发明的优选技术方案：

每个钢筋桁架包括：两个对称设置的腹杆钢筋，所述的腹杆钢筋为波浪形，该波浪形的底部设置有弧形连接部，该弧形连接部通过下弦钢筋固定在所述钢桥面顶板上，两个腹杆钢筋的波浪形顶部通过上弦钢筋固定，形成一个三角空间桁架(即一个钢筋桁架)。

所述的腹杆钢筋的波浪形所在平面与弧形连接部所在平面成110°～130°(120°)角度。