专利名称：装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型组合结构和铝合金桥面板结构，尤其涉及装配式铝合金桥面板与钢梁形成的组合结构形式和连接方式。
背景技术：
目前，世界各国(包括我国)都有大量服役桥梁存在混凝土和钢桥面板破损、严重劣化的病害，且随着时间的推移，其数量和破坏程度将会进一步增加，造成桥面板的维护和更换费用十分巨大；更重要的是桥面改造会造成长时间的交通中断，所产生的社会影响和经济损失更是无法估计；如何克服和解决现有桥面板出现的问题已经成为桥梁建设和养护部门的一个棘手难题。因此，开发轻质、耐久、易加工、施工快捷或修复迅速、免维护的新型桥面板至关重要，铝合金材料的优良综合性能可以满足上述新型桥面板的要求。20世纪40 年代后，国外已有铝合金桥面板应用于桥梁中，取得了较好的经济和社会效益。但国外典型铝合金桥面板存在结构上的不足①现场焊接造成施工繁琐，且引起材料性能的大幅下降；②桥面板单元连接处的变形较大，连接部位抗拉和抗剪能力弱，结构整体性差。因此开发受力合理，施工方便，连接可靠的铝合金桥面板是必要的。同时铝合金桥面板-钢梁组合体系的合理构造形式、连接方式、基本受力性能的开发和研究还未见诸各文献，严重制约了此类结构的广泛应用。
发明内容
本发明要解决的问题是克服现有混凝土和钢桥面板破损、严重劣化等技术的不足，提出一种新型的铝合金桥面板及其与钢梁组合的合理结构形式和连接方式。本发明提出的方案为一种装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构，所述结构包含铝合金桥面板(I)、钢梁(4)、铝合金桥面板与钢梁的高强螺栓(2)连接构造、铝合金桥面板与桥面板间的不锈钢螺钉(3)连接。铝合金桥面板(I)与钢梁(4)组合形成的新型结构，预制的铝合金桥面板
(I)铺设在钢梁(4)上，钢梁(4)与铝合金桥面板(I)结合面设置抗剪构造或抗剪连接件。铝合金桥面板(I)由多块挤压成型多孔板单元组成，板单元间采用连接件连接成整体桥面板。钢梁(4)与铝合金桥面板(I)结合面采用的抗剪连接件为高强螺栓(2)，铝合金桥面板(O间采用不锈钢螺钉(3)挤拧进入接头板材的方式进行连接，从而形成桥面板的整体结构。铝合金桥面板(I)顶面压制成花纹式凹凸刻纹，增加其与桥面铺装的有效粘结面积。与现有技术相比，本发明的优点就在于I、本发明的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构，铝合金桥面板单元可在工厂压制成型、现场无焊接、拼接成型、施工便捷。2、本发明的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构，铝合金具有重量轻、比强度高、耐久性好、易于加工、施工快捷、养护费用低和可持续发展等优点。铝合金和钢梁结合形成的组合结构可提高桥面板跨径，减轻自重，具有更好的承载能力和耐久性能。3、本发明的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构，铝合金桥面板能够方便地压制出花纹或凹凸刻纹、增加有效粘接面积，大幅提高桥面铺装的粘结度和耐久性。4、本发明的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构通过合理的连接构造，铝合金桥面板可方便地与钢梁结合形成组合体系，其主要应用于旧桥改造中更换破损的桥面板、新建桥梁、人行桥、活动桥以及桥梁的应急抢修和危桥改造重建等。5、本发明的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构具有很好的经济效益。通过合理设计，并综合工厂化加工、方便运输和安装、下部结构小和施工便捷等因素，其原始造价与钢结构基本持平；但就其包括初始建设费、运营费、养护维修和更换费的全寿命周期成本来说，铝合金桥面板则更具有竞争力。6、本发明的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构具有很好的社会效益。施工时拼装快捷，无需大型吊装设备，可将桥梁抢修、桥面改造等引起的路线封闭时间降到最低限度，缩短施工对交通的影响。且铝合金便于回收重熔，对节能环保和可持续发展具有重大意义。
图I本发明一装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构立面图；图2本发明一装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构断面图；图3铝合金桥面板单元典型断面；图4铝合金桥面板单元接头；图5铝合金桥面板-钢梁连接构造；图例说明I、装配式铝合金桥面板2、高强螺栓3、不锈钢螺钉4、钢梁5、垫板
具体实施例方式以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。如图I到图5所示，本发明的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构主要包括铝合金桥面板I和钢梁4，铝合金桥面板I铺设在钢梁4上，铝合金桥面板I和钢梁4通过高强螺栓2进行连接；相邻的铝合金桥面板单元(图3)通过不锈钢螺钉3挤拧进入接头板材的方式连接成整体桥面结构。这种通过高强螺栓2和不锈钢螺钉3连接的方式改变了传统焊接的连接方式，避免了因焊接而导致铝合金母材强度降低的问题。同时上述连接方式在现场施工中比焊接更为快捷，可将桥梁抢修、桥面改造等引起的路线封闭时间降到最低。施工时，首先在工厂按照设计图纸预制桥面板单元(图3)，并将铝合金桥面板顶面压制成花纹式凹凸刻纹，增加铝合金桥面板与桥面铺装的有效粘结面积；然后将加工成型的铝合金桥面板单元(图3)吊装架设在钢梁4上，并用不锈钢螺钉3挤拧进入接头板材连接相邻的桥面板单元(图4)，形成整体的装配式铝合金桥面板I ;在装配式铝合金桥面板I和钢梁4上翼缘的结合面上设置抗剪的高强螺栓2 (图5)，高强螺栓锚固处设置垫板5，避免高强螺栓传递的剪力直接作用在钢梁4和铝合金桥面板I上，这样就使得装配式铝合金桥面板I和钢梁4结合成整体结构；最后铺装在其上的桥面铺装和附属设置，整个结构投 入使用。
权利要求
1.一种装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构，所述结构包含铝合金桥面板(I)、钢梁(4)、铝合金桥面板与钢梁的高强螺栓(2)连接构造、铝合金桥面板与桥面板间的不锈钢螺钉⑶连接。
2.根据权利要求I所述的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构，其特征在于铝合金桥面板(I)与钢梁(4)组合形成的新型结构，预制的铝合金桥面板(I)铺设在钢梁(4)上，钢梁(4)与铝合金桥面板(I)结合面设置抗剪构造或抗剪连接件。
3.根据权利要求I所述的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构，其特征在于所述铝合金桥面板(I)由多块挤压成型多孔板单元组成，板单元间采用连接件连接成整体桥面板。
4.根据权利要求2所述的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构，其特征在于钢梁(4)与铝合金桥面板(I)结合面采用的抗剪连接件为高强螺栓(2 )。
5.根据权利要求I或3所述的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构，其特征在于铝合金桥面板(I)间采用不锈钢螺钉(3)挤拧进入接头板材的方式进行连接，从而形成桥面板的整体结构。
6.根据权利I或3所述的装配式铝合金桥面板-钢梁组合结构，铝合金桥面板(I)顶面压制成花纹式凹凸刻纹，增加其与桥面铺装的有效粘结面积。
全文摘要
本发明涉及一种钢-铝合金组合结构，具体公开了一种装配式铝合金桥面板-钢梁的组合结构和连接方式，该组合结构包括装配式铝合金桥面板、钢梁，连接方式包括铝合金桥面板-钢梁连接结构(高强螺栓连接)和铝合金桥面板连接构造(不锈钢螺钉接头)，装配式连接避免了因焊接而导致铝合金母材强度降低的问题。本发明的铝合金桥面板-钢梁组合结构具有轻质、耐久、易加工、高韧性、施工快捷、免维护等优点，可广泛的应用于破损桥面改造、新建桥梁、危桥改造、人行桥及应急抢险工程中，产生良好的社会经济效益。
文档编号E01D101/30GK102877411SQ20121039233
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者张阳, 廖新辉, 唐重玺 申请人:湖南大学