专利名称：一种轻型钢与混凝土组合式桥面结构的制作方法
技术领域：
本发明属于桥梁建设工程技术领域，尤其是涉及ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构。
背景技术：
长期以来，我国城市人行过街天桥和景观桥，通常都采用的是钢筋混凝土桥面板或钢桥面板。其中，钢筋混凝土桥面板应用最为广泛，其设计、施工技术均相对较为成熟。但是，由于钢筋混凝土桥面板的自重较大，因而限制了桥梁的跨越能力，并且显得比较厚重，影响美观。同时，现浇混凝土桥面板的施工周期长、エ序复杂，且施工质量难以保证。钢桥面板虽减轻了桥面自重，且施工エ艺简单，但是在人群荷载作用下，桥面板的舒服度较差，容易出现振动和响声，因而影响钢桥面板的正常使用功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其结构简单、设计合理、施工エ艺简单且施工周期短、使用效果好，其自重轻且力学性能优越，承载カ高，刚度大，可减小轻型钢与混凝土组合式桥面结构在人群荷载作用下的变形，增强了桥梁的跨越能力和舒适度。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于包括下部承カ结构和布设在所述下部承カ结构上的组合板，所述下部承カ结构为轻型钢结构，且所述组合板包括布设在所述轻型钢结构上的压型钢板和铺装在所述压型钢板上的混凝土面层，所述下部承カ结构布设在所施工桥梁的承重梁上；所述轻型钢结构包括多道呈平行布设的密肋梁，多道所述密肋梁布设于同一平面上，且相邻两道所述密肋梁之间通过多道横向支撑件进行固定连接，所述密肋梁为冷弯薄壁型钢；每一道所述密肋梁与所述压型钢板之间均通过多个连接件ー进行固定连接；所述压型钢板为板肋且其板肋方向与所述密肋梁呈正交布设。上述ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征是所述连接件一与所述压型钢板之间垫装有抗剪件，且抗剪件为冷弯薄壁型钢，所述抗剪件的中部开有供所述连接件一安装的安装孔。上述ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征是多道所述密肋梁的长度均相同，且多道所述密肋梁均呈横桥向布设。上述ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征是所述密肋梁为C型冷弯薄壁型钢、由两个C型冷弯薄壁型钢对扣后拼装组成的横截面为箱形的箱形钢梁或由两个C型冷弯薄壁型钢背靠背拼装组成的横截面为エ字形的エ字形钢梁；所述抗剪件为C型冷弯 薄壁型钢。上述ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征是所述密肋梁与横向支撑件之间通过竖向连接件进行固定连接，且所述横向支撑件与竖向连接件均为冷弯薄壁型钢。
上述ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征是所述密肋梁的腹板高度为250mm 300mm,相邻两道所述密肋梁之间的间距为400mm 600mm ;所述板肋的肋高为30mm 75mm,且所述板肋的波距为IOOmm 300mm ;所述混凝土面层的顶面与所述板肋顶面之间的间距为50mm 100mm。上述ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征是多道所述密肋梁均布设于同一水平面上，且所述密肋梁的长度不大于5m;所述密肋梁、横向支撑件、竖向连接件和抗剪件的壁厚均为I. 09mm 2. 5mm,所述压型钢板的板厚为0. 75mm I. 6mm ;所述混凝土面层的混凝土強度等级为C20 C40。上述ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征是所述横向支撑件的截面形状为C形，且所述竖向连接件的截面形状为L形或C形；所述竖向连接件的腹板通过多个连接件ニ固定在横向支撑件的腹板上，且所述竖向连接件的一侧翼缘通过多个连接件三固定在密肋梁的腹板上。 上述ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征是所述连接件一、所述连接件ニ和所述连接件三均为自攻螺钉或普通螺栓。上述ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征是多个所述连接件一沿密肋梁的翼缘中心线进行布设，且多个所述连接件ー呈均匀布设；所述连接件一布设于所述板肋的波纹波谷处。本发明与现有技术相比具有以下优点I、结构简单、设计合理且加工制作及施工方便，所采用的轻型钢结构包括多道呈平行布设的密肋梁，且密肋梁采用冷弯薄壁型钢；蒙皮采用由混凝土面层和压型钢板组成的组合板，压型钢板与密肋梁之间通过自攻螺钉连接。2、所采用的压型钢板波距小，连接件一布设密集，因而轻型钢结构与压型钢板之间的组合效果好。同吋，由混凝土面层和压型钢板组成的组合板不仅能够提高整个桥面沿密肋梁和沿压型钢板肋方向所在平面内的水平刚度，而且与密肋梁组合后还能有效地提高桥面平面外的整体抗弯刚度。3、力学性能优越，承载カ高、刚度大。4、结构自重轻,制作、运输且安装方便,施工周期短,人工和机械费用低。5、构件エ厂标准化生产，质量稳定，所采用的轻型钢结构和压型钢板等构件均可在エ厂进行标准化生产，并在地面上预先完成拼装后再吊装至承重梁上进行安装，施工效率大幅度提闻。6、所采用的轻型钢结构和压型钢板之间均采用自攻螺钉进行连接，而非焊接，连接方便、可靠，同时具有可拆卸、可回收并进行重复利用、环保等优点。7、所采用的抗剪件能有效增强混凝土面层与压型钢板之间的粘结性能，并有效防止混凝土面层与压型钢板发生掀起、剥离现象。具体是在密肋梁翼缘支承压型钢板的波谷处设置抗剪件，从而使混凝土面层、抗剪件和压型钢板粘结成整体。此外，为防止密肋梁发生扭转失稳，在其跨中或三分点处设置横向支撑件。8、使用效果好且舒适度高，所采用的组合板与密肋梁通过自攻螺钉连接成整体来共同受力、协调变形，适用于人行过街天桥和景观桥。综上所述，本发明结构简单、设计合理、施工エ艺简单且施工周期短、使用效果好，其自重轻且力学性能优越，承载カ高，刚度大，可减小轻型钢与混凝土组合式桥面结构在人群荷载作用下的变形，增强了桥梁的跨越能力和舒适度。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进ー步的详细描述。
图I为本发明的 结构示意图。附图标记说明I ー密肋梁；2—横向支撑件；3—竖向连接件；4一压型钢板； 5—抗到件；6—混凝土面层；7—自攻螺钉。
具体实施例方式如图I所示，本发明包括下部承カ结构和布设在所述下部承カ结构上的组合板，所述下部承カ结构为轻型钢结构，且所述组合板包括布设在所述轻型钢结构上的压型钢板
4和铺装在所述压型钢板4上的混凝土面层6，所述下部承カ结构布设在所施工桥梁的承重梁上。所述轻型钢结构包括多道呈平行布设的密肋梁1，多道所述密肋梁I布设于同一平面上，且相邻两道所述密肋梁I之间通过多道横向支撑件2进行固定连接，所述密肋梁I为冷弯薄壁型钢。每一道所述密肋梁I与所述压型钢板4之间均通过多个连接件ー进行固定连接。所述压型钢板4为板肋且其板肋方向与所述密肋梁I呈正交布设。实际施工时，所述板肋的截面形状为波纹状，所述板肋的板肋方向(即其波纹纹路)与所述密肋梁I呈正交布设，也就是说，所述板肋的波纹中心线与密肋梁I的腹板中心线之间的夹角a =90°。多道所述横向支撑件2呈平行布设。本实施例中，所述连接件一与所述压型钢板4之间垫装有抗剪件5。所述抗剪件5为冷弯薄壁型钢，且抗剪件5的中部开有供所述连接件一安装的安装孔。本实施例中，所述抗剪件5为C型冷弯薄壁型钢。实际施工时，多道所述密肋梁I的规格均相同，所述密肋梁I为C型冷弯薄壁型钢、由两个C型冷弯薄壁型钢对扣后拼装组成的横截面为箱形的箱形钢梁或由两个C型冷弯薄壁型钢背靠背拼装组成的横截面为エ字形的エ字形钢梁。本实施例中，所述密肋梁I为C型冷弯薄壁型钢。本实施例中，多道所述密肋梁I的长度均相同，且多道所述密肋梁I均呈横桥向布设。实际施工吋，多道所述密肋梁I呈均匀布设。实际布设时，多道所述密肋梁I均布设于同一水平面上，且所述密肋梁I的长度不大于5m。并且，所述密肋梁I的长度不大于所述压型钢板4的横向宽度。本实施例中，多道所述密肋梁I的长度均相同，且所述密肋梁I的长度为3m 5m。所述密肋梁I的长度与所述压型钢板4的横向宽度相同，且二者均与所施工桥梁的横向宽度相问。所述密肋梁I与横向支撑件2之间通过竖向连接件3进行固定连接，且所述横向支撑件2与竖向连接件3均为冷弯薄壁型钢。
本实施例中，所述横向支撑件2与竖向连接件3呈垂直布设，竖向连接件3与密肋梁I呈平行布设。所述竖向连接件3通过多个连接件三固定在密肋梁I的腹板外側，并且竖向连接件3与横向支撑件2之间通过多个连接件ニ进行固定连接。实际施工时，所述横向支撑件2的截面形状为C形，且所述竖向连接件3的截面形状为L形或C形；所述竖向连接件3的腹板通过多个连接件ニ固定在横向支撑件2的腹板上，且所述竖向连接件3的一侧翼缘通过多个连接件三固定在密肋梁I的腹板上。本实施例中，所述横向支撑件2的截面形状为C形，即横向支撑件2为C型冷弯薄壁型钢；所述竖向连接件3的截面形状为C形，即竖向连接件3为C型冷弯薄壁型钢。实际施工时，所述连接件一、所述连接件ニ和所述连接件三均为自攻螺钉7或普通螺栓。
本实施例中，所述连接件一、所述连接件ニ和所述连接件三均优选自攻螺钉7。采用自攻螺钉7对构件进行连接时，无需预先进行冲孔，采用强制离合器式电动螺钉枪便可钉入。另外，所述连接件一、所述连接件ニ和所述连接件三也可采用普通螺栓，但采用普通螺栓时，均预先在密肋梁I、横向支撑件2、竖向连接件3、压型钢板4和抗剪件5上开设用于安装所述普通螺栓的螺栓安装孔。实际布设时，多个所述连接件一沿密肋梁I的翼缘中心线进行布设，且多个所述连接件一呈均匀布设；所述连接件一布设于所述板肋的波纹波谷处。所述连接件一的数量与所述压型钢板4的波纹波谷数量相同，且多个所述连接件一呈均匀布设。实际施工过程中，所述连接件一底端露出密肋梁I的长度不小于3D，其中D为所述连接件一上的螺纹螺距。本实施例中，所述连接件一、所述连接件ニ和所述连接件三均为规格为ST4. 2的自攻螺钉。另外，所述连接件ニ和所述连接件三安装完成后，所述连接件ニ和所述连接件三的端头外露长度均不小于3D。本实施例中，所述密肋梁I的腹板高度为250mm 300mm，相邻两道所述密肋梁I之间的间距为400mm 600mm ;所述板肋的肋高为30mm 75mm,且所述板肋的波距(即所述板肋的波纹波长)为IOOmm 300mm。本实施例中，所述密肋梁I、横向支撑件2、竖向连接件3和抗剪件5的壁厚均为
I.OQmni 2. 5mm,所述压型钢板4的板厚为0. 75mm I. 6mm。实际加工制作时，可根据具体需要，对所述密肋梁I、横向支撑件2、竖向连接件3和抗剪件5的壁厚以及所述压型钢板4的板厚进行相应调整。本实施例中，所述混凝土面层6的混凝土強度等级为C20 C40 ;所述混凝土面层6的顶面与所述板肋顶面之间的间距为50mm 100mm。实际施工过程中，先根据所施工桥梁承重梁的梁体间距和桥面宽度，确定密肋梁I的截面规格、长度与布置间距；之后，为保证密肋梁I的侧向稳定性，在相邻两道密肋梁I之间布设多个横向支撑件2 (具体是在密肋梁I的跨中或三分点处布设)，所述竖向连接件3翼缘和腹板分别与密肋梁I的腹板和横向支撑件2的腹板，采用自攻螺钉7进行连接，待连接完成后，则完成所述轻型钢结构的拼装过程。待所述轻型钢结构拼装完成后，再在密肋梁I的上部(具体是密肋梁I的上翼缘)蒙ー层压型钢板4，压型钢板4的板肋方向与密肋梁I正交布置；所述抗剪件5布置在压型钢板4的波纹波谷处，相邻两个所述抗剪件5之间的间距与所述压型钢板4的波距相同；然后，将抗剪件5、压型钢板4和密肋梁I采用自攻螺钉7进行连接，则完成所述压型钢板4的安装过程，待压型钢板4完成后，则获得钢质拼装结构，便可进行存放、运输及安装。实际施工时，采用吊装设备将钢质拼装结构吊装至承重梁上，且待现场吊装就位后，再根据桥面铺装设计厚度要求浇筑混凝土并获得混凝土面层6，经养护一定时间，最終完成整个桥面的制作。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于包括下部承カ结构和布设在所述下部承カ结构上的组合板，所述下部承カ结构为轻型钢结构，且所述组合板包括布设在所述轻型钢结构上的压型钢板(4)和铺装在所述压型钢板(4)上的混凝土面层(6)，所述下部承カ结构布设在所施工桥梁的承重梁上；所述轻型钢结构包括多道呈平行布设的密肋梁(1),多道所述密肋梁(I)布设于同一平面上，且相邻两道所述密肋梁(I)之间通过多道横向支撑件(2)进行固定连接，所述密肋梁(I)为冷弯薄壁型钢；每一道所述密肋梁(I)与所述压型钢板(4)之间均通过多个连接件ー进行固定连接；所述压型钢板(4)为板肋且其板肋方向与所述密肋梁(I)呈正交布设。
2.按照权利要求I所述的ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于所述连接件一与所述压型钢板(4)之间垫装有抗剪件(5)，且抗剪件(5)为冷弯薄壁型钢，所述抗剪件(5)的中部开有供所述连接件一安装的安装孔。
3.按照权利要求I或2所述的ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于多道所述密肋梁(I)的长度均相同，且多道所述密肋梁(I)均呈横桥向布设。
4.按照权利要求2所述的ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于所述密肋梁(I)为C型冷弯薄壁型钢、由两个C型冷弯薄壁型钢对扣后拼装组成的横截面为箱形的箱形钢梁或由两个C型冷弯薄壁型钢背靠背拼装组成的横截面为エ字形的エ字形钢梁；所述抗剪件(5)为C型冷弯薄壁型钢。
5.按照权利要求I或2所述的ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于所述密肋梁(I)与横向支撑件(2)之间通过竖向连接件(3)进行固定连接，且所述横向支撑件(2)与竖向连接件(3)均为冷弯薄壁型钢。
6.按照权利要求I或2所述的ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于所述密肋梁(I)的腹板高度为250mm 300mm，相邻两道所述密肋梁(I)之间的间距为400mm 600mm ;所述板肋的肋高为30mm 75mm,且所述板肋的波距为IOOmm 300mm ;所述混凝土面层(6)的顶面与所述板肋顶面之间的间距为50mm 100mm。
7.按照权利要求5所述的ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于多道所述密肋梁(I)均布设于同一水平面上，且所述密肋梁(I)的长度不大于5m ;所述密肋梁(I )、横向支撑件(2)、竖向连接件(3)和抗剪件(5)的壁厚均为I. 09mm 2. 5mm,所述压型钢板(4)的板厚为0. 75mm I. 6mm ;所述混凝土面层(6)的混凝土强度等级为C20 C40。
8.按照权利要求5所述的ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于所述横向支撑件(2)的截面形状为C形，且所述竖向连接件(3)的截面形状为L形或C形；所述竖向连接件(3)的腹板通过多个连接件ニ固定在横向支撑件(2)的腹板上，且所述竖向连接件(3)的一侧翼缘通过多个连接件三固定在密肋梁(I)的腹板上。
9.按照权利要求8所述的ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于所述连接件一、所述连接件ニ和所述连接件三均为自攻螺钉(7)或普通螺栓。
10.按照权利要求I或2所述的ー种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，其特征在于多个所述连接件一沿密肋梁(I)的翼缘中心线进行布设，且多个所述连接件ー呈均匀布设；所述连接件一布设于所述板肋的波纹波谷处。
全文摘要
本发明公开了一种轻型钢与混凝土组合式桥面结构，包括下部承力结构和布设在下部承力结构上的组合板，下部承力结构为轻型钢结构，组合板包括布设在轻型钢结构上的压型钢板和铺装在压型钢板上的混凝土面层；轻型钢结构包括多道呈平行布设的密肋梁，相邻两道密肋梁之间通过多个横向支撑件固定连接，密肋梁为冷弯薄壁型钢；每一道密肋梁与压型钢板之间均通过多个连接件一进行连接；压型钢板为板肋且其板肋方向与密肋梁呈正交布设。本发明结构简单、设计合理、施工工艺简单且施工周期短、使用效果好，其自重轻且力学性能优越，承载力高、刚度大，可减小轻型钢与混凝土组合式桥面结构在人群荷载作用下的变形，增强了桥梁的跨越能力和舒适度。
文档编号E01D19/12GK102864741SQ20121039904
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者贾子文, 刘永健 申请人:长安大学