一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的clt桥面板的制作方法

专利名称：一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的clt桥面板的制作方法
技术领域：
一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板技术领域[0001]本实用新型涉及一种桥面板，尤其是涉及一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板。
背景技术：
[0002]CLT板是欧美近些年开发的木结构新技术产品，它是采用交错叠合(cross laminated)技术，充分利用木材顺纹向的抗拉强度高，而横纹向抗压强度高的特点，通过胶合或者钉合方法，将规格木板条按照顺纹和横纹垂直交错叠合方式连接而形成的整体式构件。将该新型轻质木结构形式(即CLT板)应用于现代木结构桥梁结构中，即CLT木桥面板， 它具有良好的双向力学性能；原材料来源广泛、利用率高、经济性好；生产加工简便；适合规模化生产；收缩、膨胀较小等优点。CLT木桥面板在桥梁建设中具有广阔的应用前景。[0003]但是，由于CLT木桥面板的原材料是各向异性生物材料(即木材)，且层间和板间是通过胶合或钉合连接起来的，在具体的工程应用中也存在着一些不足，主要包括以下方面 第一、力学性能影响因素多，选材、施工过程中的控制要求严格；影响木材材料性能的因素很多，加工工艺和操作过程以及生产环境等都会影响其力学性能；此外，木材局部的缺陷， 如木节、腐朽等都可能导致木材局部破坏；第二、层间强度是构件控制设计之一 ；CLT板的层间剪切强度和拉伸强度一般较基体的强度值低，在层间应力作用下，容易出现层合板分层破坏，从而导致CLT板的破坏。实用新型内容[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其结构简单、设计合理且加工制作简便、使用效果好， 能有效提高CLT木桥面板底层抗拉承载能力以及截面抗剪承载能力，并有效改善CLT木桥面板的受力性能。[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于包括CLT木质桥面板和布设在CLT木质桥面板底部的抗拉钢板；所述CLT木质桥面板通过位于其底部的支座进行支撑，且所述支座对CLT木质桥面板进行支撑的区域为大剪应力区域，且CLT木质桥面板中所述大剪应力区域所处的节段为大剪应力桥面板节段，所述大剪应力桥面板节段的左右两侧壁上均设置有抗剪构件；所述抗拉钢板为冷弯薄壁型钢板；所述CLT木质桥面板为由多层木质层板胶合而成的长方体状桥面板，多层所述木质层板由上至下叠合在一起且相邻两层所述木质层板之间均以胶合方式进行紧固连接，每一层所述木质层板均由并排拼装在一起的多块长条形木板胶合而成，并且上下相邻两层木质层板中的所有长条形木板均呈正交布设；多层所述木质层板中布设在最下层的木质层板为底层木质层板，所述底层木质层板中的所有长条形木板的长度方向均与CLT木质桥面板的顺桥向方向一致。[0006]上述一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征是所述抗剪构件包括3多道间隔布设的抗剪钢板条，所述抗剪钢板条的竖向高度与CLT木质桥面板的厚度相同。[0007]上述一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征是所述抗拉钢板通过多个自攻自钻螺钉固定在CLT木质桥面板底部。[0008]上述一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征是多个所述自攻自钻螺钉呈均匀布设。[0009]上述一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征是多层所述木质层板中布设在最上层的木质层板为顶层木质层板，所述顶层木质层板中的所有长条形木板的长度方向均与CLT木质桥面板的顺桥向方向一致。[0010]上述一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征是所述抗拉钢板为对 CLT木质桥面板进行整体加劲的长方形钢板，且所述长方形钢板的尺寸与CLT木质桥面板的底部尺寸相同。[0011]上述一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征是所述抗剪钢板条为长条状冷弯薄壁型钢板。[0012]上述一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征是所述抗剪钢板条通过自攻自钻螺钉固定在CLT木质桥面板的侧壁上。[0013]上述一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征是所述长条形木板由多个木板节段拼装组成。[0014]上述一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征是所述木质层板的数量至少为三层。[0015]本实用新型与现有技术相比具有以下优点[0016]I、结构简单、设计合理且加工技术先进、施工方便，采用自攻自钻螺钉进行钉合， 不需钻孔和攻扣，且其螺纹具有自锁作用，受力性能良好，同时更避免了大量繁琐的螺栓连接作业以及截面因预制开孔而被削弱等问题。[0017]2、经济合理，木材是可再生材料，环保节能，而且环境协调性好、后期养护费用低， 同时冷弯型钢是一种经济的截面轻型薄壁钢材，其次采用自攻自钻螺钉，避免安装费用高昂的螺栓连接件，经济性更佳。[0018]3、使用效果佳且承载能力高，本实用新型根据CLT木桥面板的受力特点，通过自攻自钻螺钉将冷弯薄壁型钢板钉合在CLT木桥面板底部拉应力较大位置处，并在CLT木桥面板侧面剪应力较大位置处局部钉合冷弯薄壁型钢板条，达到提高CLT木桥面板底层抗拉承载能力以及截面抗剪承载能力的目的，从而改善CLT木桥面板的受力性能，延缓CLT木桥面板受拉区破坏的时间。[0019]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且加工制作简便、使用效果好，能有效减小局部缺陷对现有CLT木桥面板的不利影响，能有效提高CLT木桥面板底层抗拉承载能力以及截面抗剪承载能力，从而改善CLT木桥面板的受力性能，延缓CLT木桥面板受拉区破坏的时间。[0020]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。


[0021]图I为本实用新型的底部结构示意图。4[0022]图2为本实用新型的侧部结构示意图。[0023]图3为本实用新型所采用CLT木质桥面板的结构示意图。[0024]图4为本实用新型所采用木板节段的结构示意图。[0025]附图标记说明[0026]I—CLT木质桥面板； 2—抗拉钢板； 3—抗到钢板条；[0027]4一自攻自钻螺钉； 5—木板节段； 6—长条形木板；[0028]7—木质层板。
具体实施方式
[0029]如图I、图2、图3及图4所示，本实用新型包括CLT木质桥面板I和布设在CLT木质桥面板I底部的抗拉钢板2 ;所述CLT木质桥面板I通过位于其底部的支座进行支撑，且所述支座对CLT木质桥面板I进行支撑的区域为大剪应力区域，且CLT木质桥面板I中所述大剪应力区域所处的节段为大剪应力桥面板节段，所述大剪应力桥面板节段的左右两侧壁上均设置有抗剪构件。所述抗拉钢板2为冷弯薄壁型钢板。所述CLT木质桥面板I为由多层木质层板7胶合而成的长方体状桥面板，多层所述木质层板7由上至下叠合在一起且相邻两层所述木质层板7之间均以胶合方式进行紧固连接，每一层所述木质层板7均由并排拼装在一起的多块长条形木板6胶合而成，并且上下相邻两层木质层板7中的所有长条形木板6均呈正交布设。多层所述木质层板7中布设在最下层的木质层板7为底层木质层板，所述底层木质层板中的所有长条形木板6的长度方向均与CLT木质桥面板I的顺桥向方向一致。[0030]本实施例中，所述抗剪构件包括多道间隔布设的抗剪钢板条3，所述抗剪钢板条3 的竖向高度与CLT木质桥面板I的厚度相同。[0031]实际施工过程中，所述抗拉钢板2通过多个自攻自钻螺钉4固定在CLT木质桥面板I底部。并且，多个所述自攻自钻螺钉4呈均匀布设。[0032]本实施例中，所述抗剪钢板条3为长条状冷弯薄壁型钢板，并且所述抗剪钢板条3 通过自攻自钻螺钉4固定在CLT木质桥面板I的侧壁上。[0033]本实施例中，所述抗拉钢板2为对CLT木质桥面板I进行整体加劲的长方形钢板， 且所述长方形钢板的尺寸与CLT木质桥面板I的底部尺寸相同。[0034]实际加工制作过程中，所述抗拉钢板2和抗剪钢板条3的尺寸、规格等，均依据所述CLT木质桥面板I的实际受力情况以及结构形式进行相应确定。所述抗拉钢板2和抗剪钢板条3既可以采用相同牌号的钢材，也可以采用不同牌号的钢材。同时，抗拉钢板2和抗剪钢板条3的表面均应根据具体情况进行相应的防腐处理。[0035]所述自攻自钻螺钉4的规格和数量，均应根据CLT木质桥面板I的实际受力情况和结构形式进行确定。另外，所述自攻自钻螺钉4的规格还需要考虑到抗拉钢板2和抗剪钢板条3的厚度，以免出现攻不进或者断头的现象。另外，实际进行钉合时，所述自攻自钻螺钉4在CLT木质桥面板I的表面宜均匀对称布置，并且避免钉合于CLT木质桥面板I的胶合缝处。[0036]综上，实际加工时，通过自攻自钻螺钉4将抗拉钢板2钉合在CLT木质桥面板I底部拉应力较大位置处，并在CLT木质桥面板I的支座安装处的侧面剪应力较大位置处局部钉合抗剪钢板条3。[0037]本实施例中，多层所述木质层板7中布设在最上层的木质层板7为顶层木质层板 7，所述顶层木质层板7中的所有长条形木板6的长度方向均与CLT木质桥面板I的顺桥向方向一致。[0038]实际加工制作时，所述木质层板7的数量至少为三层。本实施例中，所述木质层板 7的数量为三层。并且，所述长条形木板6由多个木板节段5拼装组成。[0039]实际对CLT木质桥面板I进行加工制作时，先将原木切割后，支撑适当尺寸的规格材即木板节段5，同时还需对木板节段5进行防腐、干燥等处理；再将多个木板节段5接长形成用于制作木质层板7的长条形木板6 ;随后，对长条形木板6的各表面进行刨光、清除污垢后，且在12h内采用合适的木结构胶粘结形成木质层板7 ;然后，采用木结构胶将多层木质层板7交错叠合，并初步形成一块完整的CLT木质桥面板I,并对初步形成的CLT木质桥面板I进行纵横向加压，获得胶合完成的CLT木质桥面板I ;最后，对胶合完成的CLT木质桥面板I进行锯除棱角、刨光、砂光等处理，使CLT木质桥面板I的表面达到设计要求的光洁度，便获得加工完成的CLT木质桥面板I。[0040]实际加工制作时，木板节段5的接长可以采用指接方式。对所述CLT木质桥面板I 进行纵横向加压时，可以使用液压千斤顶加压，也可以采用真空加压。对每一层木质层板7 应施加横向压力，且压力大小大约为O. 2MPa。对于交错叠合的多层木质层板7，如果单个木质层板7胶合时完成了横向加压，则多层所述木质层板7可以不施加横向压力，只进行竖向加压即可。如果采用液压千斤顶加压，竖向压力一般取O. 6Mpa;如果采用真空加压，竖向压力一般小于O. IMPa0所述CLT木质桥面板I在加压状态下应放置24h，卸压后再养护24h， 方可进行其它加工。[0041]本实施例中，所述抗拉钢板2和抗剪钢板条3均采用Q235钢，并且抗拉钢板2和抗剪钢板条3均采用金属保护层(即表面合金化镀锌)进行防腐。所述自攻自钻螺钉4选用不锈钢开槽盘头自攻螺钉。[0042]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于包括CLT木质桥面板(1)和布设在CLT木质桥面板(1)底部的抗拉钢板(2);所述CLT木质桥面板(1)通过位于其底部的支座进行支撑，且所述支座对CLT木质桥面板(I)进行支撑的区域为大剪应力区域，且CLT木质桥面板(1)中所述大剪应力区域所处的节段为大剪应力桥面板节段，所述大剪应力桥面板节段的左右两侧壁上均设置有抗剪构件；所述抗拉钢板(2)为冷弯薄壁型钢板；所述CLT木质桥面板(1)为由多层木质层板(7)胶合而成的长方体状桥面板，多层所述木质层板(7)由上至下叠合在一起且相邻两层所述木质层板(7)之间均以胶合方式进行紧固连接，每一层所述木质层板(7 )均由并排拼装在一起的多块长条形木板(6 )胶合而成，并且上下相邻两层木质层板(7 )中的所有长条形木板(6 )均呈正交布设；多层所述木质层板(7 )中布设在最下层的木质层板(7)为底层木质层板，所述底层木质层板中的所有长条形木板(6)的长度方向均与CLT木质桥面板(1)的顺桥向方向一致。
2.按照权利要求1所述的一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于所述抗剪构件包括多道间隔布设的抗剪钢板条(3)，所述抗剪钢板条(3)的竖向高度与CLT木质桥面板(1)的厚度相同。
3.按照权利要求1或2所述的一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于所述抗拉钢板(2)通过多个自攻自钻螺钉(4)固定在CLT木质桥面板(1)底部。
4.按照权利要求3所述的一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于多个所述自攻自钻螺钉(4 )呈均匀布设。
5.按照权利要求I或2所述的一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于多层所述木质层板(7)中布设在最上层的木质层板(7)为顶层木质层板，所述顶层木质层板中的所有长条形木板(6)的长度方向均与CLT木质桥面板(1)的顺桥向方向一致。
6.按照权利要求1或2所述的一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于所述抗拉钢板(2)为对CLT木质桥面板(1)进行整体加劲的长方形钢板，且所述长方形钢板的尺寸与CLT木质桥面板(1)的底部尺寸相同。
7.按照权利要求2所述的一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于所述抗剪钢板条(3)为长条状冷弯薄壁型钢板。
8.按照权利要求2所述的一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于所述抗剪钢板条(3)通过自攻自钻螺钉(4)固定在CLT木质桥面板(I)的侧壁上。
9.按照权利要求1或2所述的一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于所述长条形木板(6)由多个木板节段(5)拼装组成。
10.按照权利要求1或2所述的一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，其特征在于所述木质层板(7)的数量至少为三层。
专利摘要本实用新型公开了一种基于冷弯薄壁型钢板加劲的CLT桥面板，包括CLT木质桥面板和布设在CLT木质桥面板底部的抗拉钢板；CLT木质桥面板通过位于其底部的支座进行支撑，且支座对CLT木质桥面板进行支撑的区域为大剪应力区域，且CLT木质桥面板中所述大剪应力区域所处的节段为大剪应力桥面板节段，大剪应力桥面板节段的左右两侧壁上均设置有抗剪构件；抗拉钢板为冷弯薄壁型钢板；CLT木质桥面板由多层木质层板胶合而成，且多层木质层板由上至下叠合在一起。本实用新型结构简单、设计合理且加工制作简便、使用效果好，能有效提高CLT木桥面板底层抗拉承载能力以及截面抗剪承载能力，并有效改善CLT木桥面板的受力性能。
文档编号E01D19/12GK202809488SQ20122042890
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者刘永健, 李娜, 傅梅珍, 田智娟, 席荔, 史捷, 胡静民 申请人:长安大学, 成都市第一建筑工程公司