一种组合桥面结构及施工方法

本发明属于波纹钢，更具体地说，是涉及一种组合桥面结构及施工方法。

背景技术：

1、桥面结构是桥梁结构的关键构件，桥面板直接承受各种类型的车辆荷载及人群荷载的反复作用，并承担着将桥面上各种荷载传递到主梁的作用，是桥梁结构的易损部位之一。目前大多数公路桥面都是用钢筋混凝土建造的，这种桥面板虽然刚度大，但自重也大，且由于负弯矩的存在，使得混凝土承受拉应力，从而造成混凝土板的开裂并影响结构的耐久性能。

2、为了减轻桥面结构的重量，增大桥梁跨越能力，并便于装配化施工，在国家政策的引导下，钢-混组合结构在大跨桥梁、预制装配式桥梁等结构中的适应性越来越被关注。目前的钢-混组合桥梁结构形式多样，但是桥梁的桥面结构在长期荷载作用下易出现疲劳开裂的情形，桥面结构的力学性能较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种组合桥面结构及施工方法，以解决现有技术中存在的桥面结构在长期荷载作用下易出现疲劳开裂的情形的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种组合桥面结构，包括自下向上依次布置的三维波纹钢夹芯梁、钢筋网及混凝土铺装层；

3、所述三维波纹钢夹芯梁包括波纹钢底板、固定安装于所述波纹钢底板上的三维波纹钢板及固定安装于所述三维波纹钢板上的波纹钢顶板；所述三维波纹钢板包括板主体、设置在所述板主体上的主波形、以及多个设置在所述板主体上的辅助波形，所述主波形的波纹方向与所述辅助波形的波纹方向相互垂直；所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波纹方向与所述辅助波形的波纹方向一致；所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波纹方向与桥面结构的横桥向一致；

4、所述钢筋网水平布置，且安装于所述波纹钢顶板上方；所述钢筋网与所述波纹钢顶板具有填充间距；

5、混凝土铺装层，浇筑于所述波纹钢底板和所述钢筋网上；所述混凝土铺装层的上端面高于所述钢筋网。

6、在一种可能的实现方式中，所述三维波纹钢夹芯梁还包括多个剪力连接件，所述剪力连接件的下端固定连接于所述波纹钢顶板上，且沿竖直向上朝向所述钢筋网延伸；所述钢筋网和所述剪力连接件位于所述混凝土铺装层内。

7、在一种可能的实现方式中，所述剪力连接件的下端固定于所述波纹钢顶板的波谷中。

8、在一种可能的实现方式中，相邻两个所述剪力连接件的间距为所述波纹钢顶板的波距。

9、在一种可能的实现方式中，所述波纹钢顶板、所述波纹钢底板的波距与所述三维波纹钢板的波距相同或者呈倍数关系。

10、在一种可能的实现方式中，所述钢筋网包括纵桥向带肋钢筋和与所述纵桥向带肋钢筋交叉布置的横桥向带肋钢筋，所述纵桥向带肋钢筋和所述横桥向带肋钢筋绑扎连接；所述剪力连接件与所述纵桥向带肋钢筋、所述横桥向带肋钢筋相连接。

11、在一种可能的实现方式中，所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板均为梯形波纹钢板，且所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波距相同；所述波纹钢底板的波峰与所述辅助波形的波谷相连接，所述波纹钢顶板的波谷与所述辅助波形的波峰相连接；所述波纹钢底板与所述三维波纹钢板、所述波纹钢顶板与所述三维波纹钢板均采用螺栓、螺母锁紧固定。

12、在一种可能的实现方式中，所述混凝土铺装层为橡胶混凝土材料。

13、在一种可能的实现方式中，所述波纹钢底板、所述三维波纹钢板及所述波纹钢顶板的外侧面上均设有防腐层，所述波纹钢底板与所述三维波纹钢板、所述波纹钢顶板与所述三维波纹钢板的连接处均设有密封胶。

14、本发明提供的组合桥面结构的有益效果在于：与现有技术相比，本发明组合桥面结构，采用波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板形成桥面结构的承载梁，且波纹钢底板的波纹方向、波纹钢顶板的波纹方向及三维波纹钢板中辅助波纹的波纹方向相同，且波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板固定连接；然后在波纹钢顶板上侧安装钢筋网，并在波纹钢顶板和钢筋网上浇筑混凝土铺装层，在钢筋网和混凝土铺装层作用下使波纹钢底板、三维波纹钢板、波纹钢顶板及钢筋网连为整体；借助波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板提高了桥面结构的承载能力和抗冲击性能，且波纹钢底板和波纹钢顶板的波纹方向与桥面结构的横桥向一致、三维波纹钢板的主波形与波纹钢底板的波纹方向垂直从而形成正交各向异性的组合桥面结构，也使桥面结构的受力更为合理，提高了桥面结构的承载性能和抗冲击能力，从而使桥面结构不易出现开裂。

15、本发明的另一个目的在于提供一种组合桥面结构的施工方法，包括任意一项上述的组合桥面结构，还包括：

16、加工所述波纹钢底板、所述三维波纹钢板及所述波纹钢顶板，并在所述波纹钢底板的波峰处、所述三维波纹钢板的辅助波形的波谷处、波峰处及所述波纹钢顶板的波谷处均设置连接部；

17、将所述波纹钢底板、所述三维波纹钢板及所述波纹钢顶板自下向上依次布置，且调整所述波纹钢底板、所述波纹钢顶板的波纹方向与所述辅助波形的波纹方向一致；

18、调整所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波纹方向与桥面结构的横桥向一致；

19、使用紧固件和所述连接部将所述波纹钢底板、所述三维波纹钢板及所述波纹钢顶板依次固定连接；

20、将所述钢筋网水平布置且安装在所述波纹钢顶板上，且所述钢筋网与所述波纹钢顶板的上端具有填充间距；

21、将所述混凝土铺装层浇筑于所述波纹钢顶板和所述钢筋网上，所述混凝土铺装层布满所述填充间距，且所述混凝土铺装层高于所述钢筋网，使所述波纹钢顶板、所述钢筋网连为一体。

22、本发明提供的组合桥面结构的施工方法，采用了组合桥面结构，在钢筋网和混凝土铺装层作用下使波纹钢底板、三维波纹钢板、波纹钢顶板及钢筋网连为整体；借助波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板提高了桥面结构的承载能力和抗冲击性能，且波纹钢底板和波纹钢顶板的波纹方向与桥面结构的横桥向一致、三维波纹钢板的主波形与波纹钢底板的波纹方向垂直从而形成正交各向异性的组合桥面结构，也使桥面结构的受力更为合理，提高了桥面结构的承载性能和抗冲击能力，从而使桥面结构不易出现开裂。

技术特征：

1.一种组合桥面结构，其特征在于，包括自下向上依次布置的三维波纹钢夹芯梁、钢筋网及混凝土铺装层；

2.如权利要求1所述的组合桥面结构，其特征在于，所述三维波纹钢夹芯梁还包括多个剪力连接件，所述剪力连接件的下端固定连接于所述波纹钢顶板上，且沿竖直向上朝向所述钢筋网延伸；所述钢筋网和所述剪力连接件位于所述混凝土铺装层内。

3.如权利要求2所述的组合桥面结构，其特征在于，所述剪力连接件的下端固定于所述波纹钢顶板的波谷中。

4.如权利要求3所述的组合桥面结构，其特征在于，相邻两个所述剪力连接件的间距为所述波纹钢顶板的波距。

5.如权利要求2所述的组合桥面结构，其特征在于，所述波纹钢顶板、所述波纹钢底板的波距与所述三维波纹钢板的波距相同或者呈倍数关系。

6.如权利要求2所述的组合桥面结构，其特征在于，所述钢筋网包括纵桥向带肋钢筋和与所述纵桥向带肋钢筋交叉布置的横桥向带肋钢筋，所述纵桥向带肋钢筋和所述横桥向带肋钢筋绑扎连接；所述剪力连接件与所述纵桥向带肋钢筋、所述横桥向带肋钢筋相连接。

7.如权利要求1所述的组合桥面结构，其特征在于，所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板均为梯形波纹钢板，且所述波纹钢底板和所述波纹钢顶板的波距相同；所述波纹钢底板的波峰与所述辅助波形的波谷相连接，所述波纹钢顶板的波谷与所述辅助波形的波峰相连接；所述波纹钢底板与所述三维波纹钢板、所述波纹钢顶板与所述三维波纹钢板均采用螺栓、螺母锁紧固定。

8.如权利要求1所述的组合桥面结构，其特征在于，所述混凝土铺装层为橡胶混凝土材料。

9.如权利要求1所述的组合桥面结构，其特征在于，所述波纹钢底板、所述三维波纹钢板及所述波纹钢顶板的外侧面上均设有防腐层，所述波纹钢底板与所述三维波纹钢板、所述波纹钢顶板与所述三维波纹钢板的连接处均设有密封胶。

10.一种组合桥面结构的施工方法，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的组合桥面结构，还包括：

技术总结
本发明提供了一种组合桥面结构及施工方法，属于波纹钢技术领域，包括三维波纹钢夹芯梁、钢筋网及混凝土铺装层；三维波纹钢夹芯梁包括波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板；三维波纹钢板包括板主体、主波形及辅助波形，波纹钢底板和波纹钢顶板的波纹方向与辅助波形的波纹方向一致；波纹钢底板和波纹钢顶板的波纹方向与桥面结构的横桥向一致；钢筋网水平布置，且安装于波纹钢顶板上方；混凝土铺装层浇筑于波纹钢底板和钢筋网上。本发明提供的组合桥面结构，借助波纹钢底板、三维波纹钢板及波纹钢顶板提高了桥面结构的承载能力和抗冲击性能，桥面结构的受力更为合理，从而使桥面结构不易出现开裂。

技术研发人员：刘保东,武飞,齐恬恬,王志宏,孟令闻,张广荣
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15