本发明涉及桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种拱形钢混凝土组合桥面板及其施工方法。
背景技术：
目前，桁架结构桥梁和钢箱结构桥梁的桥面板一般采用钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土以及普通钢板与混凝土组合三种结构形式，其中，常见的普通钢板与混凝土组合的桥面板，由于普通钢板和混凝土钢板组合后，混凝土收缩徐变效应对普通钢板的受力很不利，易产生混凝土开裂病害。另外，普通钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土由于自重较大，且拱脚位置对下部梁体产生的水平推力较大，限制了其在大跨径桥面板中的应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种拱形钢混凝土组合桥面板，以解决现有技术中存在的混凝土收缩徐变对桥面底板结构产生不利影响且拱脚位置水平推力大的技术问题。
本发明的目的还在于提供一种拱形钢混凝土组合桥面板的施工方法，以解决现有技术中存在的混凝土收缩徐变对桥面底板结构产生不利影响且拱脚位置水平推力大的技术问题。
基于上述第一目的，本发明提供了一种拱形钢混凝土组合桥面板，包括支撑结构、桥面底板和混凝土顶层；
所述支撑结构用于固定在所施工桥梁的承重结构上，所述支撑结构包括多个支撑梁，多个所述支撑梁沿所述桥梁的宽度方向间隔设置；所述支撑梁包括下翼缘板、波纹钢腹板和上翼缘板，所述下翼缘板用于与所述承重结构固定连接，所述波纹钢腹板的一侧边与所述下翼缘板固定连接，所述波纹钢腹板的相对的另一侧边与所述上翼缘板固定连接；所述上翼缘板的上表面设置有多个剪力钉，多个所述剪力钉沿所述上翼缘板的长度方向间隔设置；
所述桥面底板包括多个拱形波纹钢板，多个所述拱形波纹钢板沿所述支撑梁的长度方向架设于相邻两个所述上翼缘板上，且所述拱形波纹钢板的两侧的拱脚分别与相邻的所述剪力钉连接；相邻两个所述拱形波纹钢板通过连接件连接，其中，相邻两个所述拱形波纹钢板的连接处形成波谷；所述波谷处设置有对拉钢板，所述对拉钢板的一端与所述拱形波纹钢板的一侧拱脚固定连接，所述对拉钢板的另一端与所述拱形波纹钢板的另一侧拱脚固定连接；所述拱形波纹钢板的波峰处的上表面布设有多个栓钉；
所述混凝土顶层浇筑于所述拱形波纹钢板与所述上翼缘板上。
进一步的，所述拱形波纹钢板的波峰的宽度大于所述拱形波纹钢板的波谷的宽度。
进一步的，所述剪力钉设置有多排，多排所述剪力钉沿所述上翼缘板的宽度方向间隔设置。
进一步的，所述拱形波纹钢板包括连续设置的第一波谷连接边、第一波峰部、波谷部、第二波峰部和第二波谷连接边，相邻两个所述拱形波纹钢板中，前一个拱形波纹钢板的第二波谷连接边与后一个拱形波纹钢板的第一波谷连接边叠放在一起，并通过所述连接件连接。
进一步的，所述连接件包括螺杆和两个螺母；所述第一波谷连接边和所述第二波谷连接边均设置有多个通孔，所述螺杆穿设于所述通孔中，两个所述螺母与所述螺杆螺纹连接，将所述第一波谷连接边和所述第二波谷连接边压紧固定在一起。
进一步的，所述拱形波纹钢板的波峰的宽度为50～150cm。
进一步的，所述拱形波纹钢板的波谷的宽度为3～16cm。
进一步的，所述对拉钢板的宽度为4～18cm。
进一步的，还包括桥面铺装层，所述桥面铺装层铺设于所述混凝土顶层的上表面。
基于上述第二目的，本发明还提供了一种拱形钢混凝土组合桥面板的施工方法，包括以下步骤：
将多个拱形波纹钢板通过连接件连接在一起，形成桥面底板；
对所述拱形波纹钢板的拱脚的波谷处进行水平切割，以使所述拱脚的波谷处的厚度面能够与对拉钢板的板面相贴合；将所述对拉钢板与所述拱形波纹钢板的拱脚的波谷处固定连接在一起；
在所述拱形波纹钢板的波峰处的上表面布设多个栓钉；
在上翼缘板的上表面焊接剪力钉，将多个支撑梁固定安装在所施工桥梁的承重结构上；
将所述桥面底板架设在相邻两个所述支撑梁的上翼缘板上，所述拱形波纹钢板的两侧的拱脚分别与其所架设的上翼缘板上的剪力钉连接；
在所述拱形波纹钢板与所述上翼缘板上浇筑混凝土顶层；
在所述混凝土顶层上铺设桥面铺装层。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的拱形钢混凝土组合桥面板，通过在每个波谷处设置对拉钢板，对拱脚位置形成水平约束，能够平衡拱形波纹钢板拱脚的水平推力，使桥面底板的整体结构形成自平衡体系。同时，本发明提供的拱形钢混凝土组合桥面板，通过抗弯刚度较大的拱形波纹钢板与波纹钢腹板相结合，能够较好地适应混凝土的收缩徐变效应，不易产生混凝土开裂病害。
本发明提供的拱形钢混凝土组合桥面板的施工方法，包括以下步骤：将多个拱形波纹钢板通过连接件连接在一起，形成桥面底板；对所述拱形波纹钢板的拱脚的波谷处进行水平切割，以使所述拱脚的波谷处的厚度面能够与对拉钢板的板面相贴合；将所述对拉钢板与所述拱形波纹钢板的拱脚的波谷处固定连接在一起；在所述拱形波纹钢板的波峰处的上表面布设多个栓钉；在支撑梁的上表面焊接剪力钉，将多个支撑梁固定安装在所施工桥梁的承重结构上；将所述桥面底板架设在相邻两个所述支撑梁上，所述拱形波纹钢板的两侧的拱脚分别与其所架设的支撑梁上的剪力钉抵接；在所述拱形波纹钢板与所述支撑梁上浇筑混凝土顶层；在所述混凝土顶层上铺设桥面铺装层。本发明提供的拱形钢混凝土组合桥面板的施工方法，操作简便，由该方法制作的拱形钢混凝土组合桥面板，整体结构形成自平衡体系，且拱形波纹钢板的抗弯刚度较大，与波纹钢腹板相结合，能够较好地适应混凝土的收缩徐变效应，不易产生混凝土开裂病害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的拱形钢混凝土组合桥面板的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的拱形钢混凝土组合桥面板的另一视角的结构示意图；
图3为图2中a处的局部放大图；
图4为图1的左视图；
图5为本发明实施例一中的相邻两个拱形波纹钢板连接状态示意图。
图标：101-对拉钢板；102-混凝土顶层；103-拱形波纹钢板；104-栓钉；105-下翼缘板；106-波纹钢腹板；107-上翼缘板；108-第一波谷连接边；109-第一波峰部；110-波谷部；111-第二波峰部；112-第二波谷连接边；113-螺杆；114-螺母；115-桥面铺装层；116-剪力钉；117-厚度面。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1至图5所示，本实施例提供了一种拱形钢混凝土组合桥面板，包括支撑结构、桥面底板和混凝土顶层102；支撑结构用于固定在所施工桥梁的承重结构上，支撑结构包括多个支撑梁，多个支撑梁沿桥梁的宽度方向间隔设置，支撑梁的上表面设置有多个剪力钉116，多个剪力钉116沿支撑梁的长度方向间隔设置；支撑梁包括下翼缘板105、波纹钢腹板106和上翼缘板107，下翼缘板105用于与承重结构固定连接，波纹钢腹板106的一侧边与下翼缘板105固定连接，波纹钢腹板106的相对的另一侧边与上翼缘板107固定连接；上翼缘板107的上表面设置有多个剪力钉116，多个剪力钉116沿上翼缘板107的长度方向间隔设置；桥面底板包括多个拱形波纹钢板103，多个拱形波纹钢板103沿支撑梁的长度方向架设于相邻两个支撑梁的上翼缘板107上，且拱形波纹钢板103的两侧的拱脚分别与相邻的剪力钉116连接；具体而言，参见图4所示，拱形波纹钢板103的左右两侧的拱脚分别位于相邻的两个支撑梁上，左侧拱脚与左侧支撑梁上的剪力钉116抵接，右侧拱脚与右侧支撑梁上的剪力钉116抵接，其中，剪力钉116垂直与支撑梁的上表面，拱形波纹钢板103的拱脚处的厚度面117与支撑梁的上表面相贴合。相邻两个拱形波纹钢板103通过连接件连接，其中，相邻两个拱形波纹钢板103的连接处形成波谷；波谷处设置有对拉钢板101，对拉钢板101的一端与拱形波纹钢板103的一侧拱脚固定连接，对拉钢板101的另一端与拱形波纹钢板103的另一侧拱脚固定连接，对拉钢板101的板面与拱脚处的厚度面117平行；拱形波纹钢板103的波峰处的上表面布设有多个栓钉104；混凝土顶层102浇筑于拱形波纹钢板103与上翼缘板107上。
本实施例提供的拱形钢混凝土组合桥面板，通过在每个波谷处设置对拉钢板101，对拱脚位置形成水平约束，能够平衡拱形波纹钢板103拱脚的水平推力，使桥面底板的整体结构形成自平衡体系。同时，本实施例提供的拱形钢混凝土组合桥面板，通过抗弯刚度较大的拱形波纹钢板103与波纹钢腹板106相结合，能够较好地适应混凝土的收缩徐变效应，不易产生混凝土开裂病害。
本实施例的可选方案中，拱形波纹钢板103的波峰的宽度大于拱形波纹钢板103的波谷的宽度，这样的方式便于在拱形波纹钢板103的波峰处的上表面布设栓钉104，且拱形波纹钢板103的抗弯刚度较大，与混凝土之间的粘结力强，减少了钢的用量，整体结构的自重较轻，便于施工。
本实施例的可选方案中，剪力钉116设置有多排，多排剪力钉116沿上翼缘板107的宽度方向间隔设置。
可选地，参见图1所示，剪力钉116设置有两排，每排剪力钉116中的多个剪力钉116沿上翼缘板107的长度方向均匀间隔设置。
本实施例的可选方案中，拱形波纹钢板103包括连续设置的第一波谷连接边108、第一波峰部109、波谷部110、第二波峰部111和第二波谷连接边112，相邻两个拱形波纹钢板103中，前一个拱形波纹钢板103的第二波谷连接边112与后一个拱形波纹钢板103的第一波谷连接边108叠放在一起，并通过连接件连接。参见图3所示，前一个拱形波纹钢板103的第二波谷连接边112与后一个拱形波纹钢板103的第一波谷连接边108叠放在一起之后，该叠放连接处形成了一个波谷，从而使得拼接后的桥面底板具有连续且交替设置的波峰与波谷。
本实施例的可选方案中，参见图3和图5所示，连接件包括螺杆113和两个螺母114；第一波谷连接边108和第二波谷连接边112均设置有多个通孔，螺杆113穿设于通孔中，两个螺母114与螺杆113螺纹连接，将第一波谷连接边108和第二波谷连接边112压紧固定在一起。
需要说明的是，连接件还可以为其他形式，例如：连接件包括螺栓和锁紧螺母。
本实施例的可选方案中，拱形波纹钢板103的波峰的宽度为50～150cm。
本实施例中，拱形波纹钢板103的波峰的宽度可以为但不限于50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm、110cm、120cm、130cm、140或150cm。
本实施例的可选方案中，拱形波纹钢板103的波谷的宽度为3～16cm。
本实施例中，拱形波纹钢板103的波谷的宽度可以为但不限于3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm或16cm。
本实施例的可选方案中，对拉钢板101的宽度为4～18cm。
本实施例中，对拉钢板101的宽度可以为但不限于4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm或18cm。
在一个可能的设计中，拱形波纹钢板103的波峰的宽度为100cm，波谷的宽度为8cm，对拉钢板101的宽度为10cm。
本实施例的可选方案中，还包括桥面铺装层115，桥面铺装层115铺设于混凝土顶层102的上表面。
实施例二
本实施例提供了一种拱形钢混凝土组合桥面板的施工方法，具体地，本发明实施例一提供的拱形钢混凝土组合桥面板的施工方法，包括以下步骤：
s1.将多个拱形波纹钢板103通过连接件连接在一起，形成桥面底板；具体地，将多个拱形波纹钢板103通过螺杆113和两个螺母114固定连接在一起，即相邻两个拱形波纹钢板103中，前一个拱形波纹钢板103的第二波谷连接边112与后一个拱形波纹钢板103的第一波谷连接边108叠放在一起，然后将螺杆113穿设于通孔中，两个螺母114与螺杆113螺纹连接，将第一波谷连接边108和第二波谷连接边112压紧固定在一起。
s2.对拱形波纹钢板103的拱脚的波谷处进行水平切割，以使拱脚的波谷处的厚度面117能够与对拉钢板101的板面相贴合；将对拉钢板101与拱形波纹钢板103的拱脚的波谷处固定连接在一起。
s3.在拱形波纹钢板103的波峰处的上表面布设多个栓钉104；可选地，多个栓钉104均匀布设在波峰的上表面。
s4.在上翼缘板107的上表面焊接剪力钉116，将多个支撑梁固定安装在所施工桥梁的承重结构上。
s5.将桥面底板架设在相邻两个支撑梁的上翼缘板107上，拱形波纹钢板103的两侧的拱脚分别与其所架设的上翼缘板107上的剪力钉116连接。
s6.在拱形波纹钢板103与上翼缘板107上浇筑混凝土顶层102。
s7.在混凝土顶层102上铺设桥面铺装层115。
需要说明的是，步骤s4也可以为：先将支撑梁固定在所施工桥梁的承重结构上，再在上翼缘板107的上表面焊接剪力钉116。
本实施例提供的拱形钢混凝土组合桥面板的施工方法，操作简便，由该方法制作的拱形钢混凝土组合桥面板，整体结构形成自平衡体系，且拱形波纹钢板103的抗弯刚度较大，与波纹钢腹板106相结合，能够较好地适应混凝土的收缩徐变效应，不易产生混凝土开裂病害。
在混凝土顶层102浇筑前，拱形波纹钢板103可以作为施工模板，方便混凝土浇筑，施工效率高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。