有应力过渡层的钢桥面铺装结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种有应力过渡层的钢桥面铺装结构及其施工方法，属于桥面结构技术研究领域。

背景技术：

钢桥面铺装是大跨径钢梁桥建设的关键技术之一，一直受到国内外学术界和工程界的高度重视与关注。经过近30年的工程建设，国内已建成数量众多的大跨径钢桥，我国钢桥面铺装技术也取得了长足的进步。目前国内钢桥面铺装已形成了环氧沥青混凝土、浇注式沥青混凝土与改性沥青sma混凝土等多种铺装材料并存的局面，其中，环氧沥青混凝土由于具备强度高、稳定性好等优点，满足国内夏季高温和车流量大的使用条件，在我国得到广泛应用。

钢桥面铺装相对特殊，其上铺装层不同于一般路面铺装工程，由于钢是良好的热导体，铺装层温度会随着钢板在环境温度变化作用下而发生昼夜或季节性的（骤）升或（骤）降，引起的温度梯度应力较大，此外钢桥面铺装还受到车辆荷载（特别是重载、超载车辆）、风载、环境温湿交替等自然因素的耦合作用，使得钢桥面铺装层受力非常复杂。尽管现有的铺装材料性能已得到了较好的改善，但钢桥面板出现弯曲变形过大、铺装层局部脱层及推移破坏、纵横向裂缝破坏、车辙破坏、坑槽破坏等病害案例在工程实践中不断被发现，尤其在大跨径钢结构桥梁结构中更为显著。

目前，对钢桥面铺装的研究侧重于铺装材料和铺装结构方面，例如进一步改进铺装混合料的材料性能、优化铺装层厚度、改进钢桥面板结构等，这些均是对铺装材料及其结构自身抵抗桥面复杂应力的研究，并不能从实质上解决在复杂应力状态下钢桥面板与磨耗层之间因刚度和强度差异大而导致的变形不协调，铺装层间应力差较大等问题；另外现有桥面铺装多数采用整体现浇施工，对于大面积现浇混凝土，易产生收缩开裂，增大养护难度，采用预制混凝土板可有效解决收缩问题，提高施工效率，但仍存在与钢桥面板界面粘结强度较弱等问题。

因此，面对钢结构桥面铺装复杂受力特性，在充分利用现有铺装材料优良性能及铺装结构优化的基础上，合理进行铺装层间应力的有效过渡及钢桥面铺装施工方式的选择显得尤为重要。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种有应力过渡层的钢桥面铺装结构及其施工方法，不仅结构简单，而且便捷高效。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种有应力过渡层的钢桥面铺装结构，包括自下往上依次铺设的钢桥面板、应力过渡层、磨耗层，所述应力过渡层包括混凝土现浇层及其内部钢筋网，所述钢桥面板由正弯矩区域与负弯矩区域组成，正弯矩区域的钢桥面板上间隔设置有若干块装配式混凝土预制板，装配式混凝土预制板四周的钢筋均与钢筋网绑扎或焊接。

优选的，所述钢筋网由纵桥向钢筋和横桥向钢筋相互交叉绑扎或焊接组成。

优选的，所述装配式混凝土预制板的四周与混凝土现浇层接触，所述装配式混凝土预制板的顶面与磨耗层的底面接触。

优选的，所述混凝土现浇层的内部还设置有若干个剪力钉，若干个剪力钉沿纵桥向和横桥向均匀布设，所述剪力钉底端均与钢桥面板的顶面焊接。

优选的，所述装配式混凝土预制板底面与钢桥面板顶面之间经防水粘结剂粘结。

一种有应力过渡层的钢桥面铺装结构的施工方法，按以下步骤进行：（1）钢结构主梁及钢桥面板施工：钢结构主梁制作与安装，并对钢桥面板顶面进行防腐涂装处理；（2）装配式混凝土预制板铺设区域划分：对钢结构主梁进行受力分析，明确钢结构主梁所受正、负弯矩区域，对正弯矩区域进行装配式混凝土预制板铺设区域合理划分；（3）装配式混凝土预制板预制：根据钢桥面板的装配式混凝土预制板铺设区域大小确定装配式混凝土预制板的预制尺寸，装配式混凝土预制板模板安装，绑扎装配式混凝土预制板钢筋，装配式混凝土预制板中所布置纵桥向钢筋和横桥向钢筋从所述装配式混凝土预制板四周伸出并留有足够搭接长度，浇筑混凝土并进行养护；（4）装配式混凝土预制板安装：在所述装配式混凝土预制板布设区域内的钢桥面板顶面先铺设防水粘结剂，然后将装配式混凝土预制板吊运至指定位置精准安装，确保防水粘结剂与装配式混凝土预制板接触，不发生脱空、脱粘现象；（5）混凝土现浇层施工：在混凝土现浇区域内焊接剪力钉，绑扎现浇区域钢筋网并通过焊接或绑扎的方式与装配式混凝土预制板伸出的钢筋进行连接，再进行现浇区域混凝土浇筑，使得装配式混凝土预制板与现浇区域形成整体的应力过渡层，最后对现浇区域混凝土进行养护；（6）磨耗层施工：对所述应力过渡层顶面直接加铺磨耗层，并对磨耗层进行养护，完成施工。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该有应力过渡层的钢桥面铺装结构的构造简单，通过设置应力过渡层使得钢桥面板铺装受力合理，刚度、强度平稳过渡，有效避免主梁与钢桥面板铺装病害的产生，以预制和现浇相结合的方式降低大面积混凝土现浇产生较大收缩，提高施工效率，适合工厂化批量预制和装配式快速施工，具有重大的适用价值和良好的经济效益。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的构造示意图。

图2为本发明实施例的俯视图。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1~2所示，一种有应力过渡层的钢桥面铺装结构，包括自下往上依次铺设的钢桥面板1、应力过渡层2、磨耗层3，所述应力过渡层包括混凝土现浇层4及其内部钢筋网5，所述钢桥面板由正弯矩区域与负弯矩区域组成，正弯矩区域的钢桥面板上间隔设置有若干块装配式混凝土预制板6，装配式混凝土预制板四周的钢筋均与钢筋网绑扎或焊接。

在本发明实施例中，应力过渡层介于钢桥面板和磨耗层之间，所具备的刚度及强度介于钢桥面板和磨耗层之间，且能确保钢结构主梁顶面所受应力由钢桥面板至磨耗层均匀过渡；有应力过渡层的钢桥面铺装结构，因钢结构桥梁结构形式或支撑形式的不同使得主梁沿纵桥向存在正弯矩或者负弯矩，故钢桥面板的铺装将位于主梁的正弯矩或者负弯矩区域，位于主梁正弯矩区域的钢桥面板承受压应力，位于主梁负弯矩区域的钢桥面板承受拉应力。

在本发明实施例中，所述钢筋网由纵桥向钢筋和横桥向钢筋相互交叉绑扎或焊接组成。

在本发明实施例中，所述装配式混凝土预制板的四周与混凝土现浇层接触，所述装配式混凝土预制板的顶面与磨耗层的底面接触。

在本发明实施例中，所述混凝土现浇层的内部还设置有若干个剪力钉7，若干个剪力钉沿纵桥向和横桥向均匀布设，所述剪力钉底端均与钢桥面板的顶面焊接。

在本发明实施例中，所述装配式混凝土预制板底面与钢桥面板顶面之间经防水粘结剂8粘结形成整体结构。

一种有应力过渡层的钢桥面铺装结构的施工方法，按以下步骤进行：（1）钢结构主梁及钢桥面板施工：钢结构主梁制作与安装，并对钢桥面板顶面进行防腐涂装处理；（2）装配式混凝土预制板铺设区域划分：对钢结构主梁进行受力分析，明确钢结构主梁所受正、负弯矩区域，对正弯矩区域进行装配式混凝土预制板铺设区域合理划分；（3）装配式混凝土预制板预制：根据钢桥面板的装配式混凝土预制板铺设区域大小确定装配式混凝土预制板的预制尺寸，装配式混凝土预制板模板安装，绑扎装配式混凝土预制板钢筋，装配式混凝土预制板中所布置纵桥向钢筋和横桥向钢筋从所述装配式混凝土预制板四周伸出并留有足够搭接长度，浇筑混凝土并进行养护；（4）装配式混凝土预制板安装：在所述装配式混凝土预制板布设区域内的钢桥面板顶面先铺设防水粘结剂，然后将装配式混凝土预制板吊运至指定位置精准安装，确保防水粘结剂与装配式混凝土预制板接触，不发生脱空、脱粘现象；（5）混凝土现浇层施工：在混凝土现浇区域内焊接剪力钉，绑扎现浇区域钢筋网并通过焊接或绑扎的方式与装配式混凝土预制板伸出的钢筋进行连接，再进行现浇区域混凝土浇筑，使得装配式混凝土预制板与现浇区域形成整体的应力过渡层，最后对现浇区域混凝土进行养护；（6）磨耗层施工：对所述应力过渡层顶面直接加铺磨耗层，并对磨耗层进行养护，完成施工。通过设置应力过渡层使得钢桥面铺装受力合理，刚度、强度平稳过渡，有效避免主梁与钢桥面铺装病害的产生，以预制和现浇相结合的方式降低大面积混凝土现浇产生较大收缩，提高施工效率，适合工厂化批量预制和装配式快速施工，具有重大的适用价值和良好的经济效益。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的有应力过渡层的钢桥面铺装结构及其施工方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。