一种双维波形钢及混凝土组合桥面板的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种双维波形钢及混凝土组合桥面板，属于组合桥面板设计领域。
【背景技术】
[0002]众所周知，正交异性钢桥面板在大跨桥梁结构中已运用了 60余年。然而，在中国近年来交通量的急剧增长和超重车虐行下，正交异性钢桥面板沥青混凝土铺装层相继出现了纵横向裂缝、车辙、脱层、推移、坑槽鼓包以及与钢桥面的脱离等病害，即使采用国外的改性沥青和环氧沥青等材料，钢桥面铺装层病害仍然不能得到根治，其主要原因是沥青混凝土铺装层下钢桥面板厚度不足，在超重车(130~150t)轮压作用下，应力幅大大超标，从而加剧了疲劳破坏。目前的研宄表明，为满足超重车需要，钢桥面板应加厚至18~20mm，但加厚钢板造价将大大提高；钢板下U肋是钢桥面纵向刚度的重要保证，但U肋与钢板之间单面焊接使正交异性板的整体性得不到保证，在车辆反复荷载作用下U肋焊缝将产生疲劳破坏；特别应当指出正交异性钢桥面板横隔板间距一般为2~4m，U肋横向间距为0.5-0.7m，这样造成通长的纵向U肋和横隔板交点数量极多，焊缝总长度过长，进而增加了钢结构焊接疲劳破坏的几率。
[0003]针对正交异性钢桥面沥青混凝土铺装层存在的问题，目前，已有薄层活性粉末混凝土面层及正交异性钢板组合桥面板对传统的正交异性钢桥面进行代替。活性粉末混凝土具有强度高、韧性大和耐久性能好等优点，通过栓钉与钢桥面形成整体后，极大增加了桥面板的抗弯刚度，这样从根本上解决了钢桥面沥青混凝土铺装层由于过大变形引起的病害。但该结构未能解决U肋与钢板单面焊整体性得不到保证以及U肋与横隔板正交数量大、焊缝长导致疲劳破坏几率增大的弊病。
[0004]波形钢板是用平钢板冷压成型后的产品，其抗弯刚度相对于平钢板有数十倍的提高，如果横向引入桥面板中可以大大提高钢板抗弯刚度，可减少板厚；如果纵向当腹板使用可以加大传统正交异性钢板U肋的纵向跨径和横向间距，可将传统正交异性钢板U肋与横隔板正交数量减少6~9倍。有鉴于此，本发明提出超高性能混凝土及双维波形钢组合桥面板新结构。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型为解决传统正交异性钢板U肋与钢板单面焊整体性不足以及U肋与横隔板正交数量大、焊缝长易于疲劳破坏等弊病，进一步提高波形钢及混凝土组合桥面板的机械性能，提出一种具有结构轻型化、承载力大、抗疲劳性能好等优点的双维波形钢及混凝土组合桥面板。
[0006]本发明提供的所述双维波形钢及混凝土组合桥面板，包括混凝土组合桥面板和位于混凝土组合桥面板下方的波形钢，所述波形钢包括横向波形钢底板和固接在所述横向波形钢底板下方的竖向波形钢腹板，横向波形钢底板与竖向波形钢腹板垂直，在所述竖向波形钢腹板底部固接水平底钢板。
[0007]进一步地，在所述的横向波形钢底板的下凹处焊接与其垂直的竖向波形钢腹板。
[0008]进一步地，在所述的横向波形钢底板和竖向波形钢腹板之间设置横向加劲板。
[0009]进一步地，所述横向加劲板每隔2~3m设置一道。
[0010]进一步地，横向波形钢底板与竖向波形钢腹板焊接；竖向波形钢腹板与水平底钢板焊接。
[0011]进一步地，所述混凝土组合桥面板的结构包括，在横向波形钢底板上焊接横向加劲钢筋并设置竖向栓钉，在所述的栓钉上布置与其焊接的横向钢筋，在所述横向钢筋上方布置有与其垂直的纵向主筋，在所述的横向波形钢底板内浇筑将横向加劲钢筋、竖向栓钉、横向钢筋和纵向主筋包含在内的混凝土。
[0012]进一步地，所述的横向波形钢底板上焊接的横向加劲钢筋间距为0.2-0.4 mo
[0013]进一步地，水平底钢板的宽度为0.3~0.4 m。
[0014]进一步地，在混凝土组合桥面板、水平底钢板和竖向波形钢腹板围成的区域内填充混凝土。
[0015]进一步地，所述混凝土组合桥面板为超高性能混凝土组合桥面板。
[0016]本实用新型提供的波形钢及混凝土组合桥面板的主要由波形钢和混凝两部分组成，其中，波形钢部分是体现本实用新型结构的关键之处，波形钢底板在施工中作为底模使用，运营中主要承担横向荷载下跨中下缘拉应力，其肋部变高后加大了惯性矩，改善了受力；混凝土优选超高性能混凝土，具有9~15Mpa甚至更高的允许拉应力，使用在连续桥面板中能满足超重车支点负弯矩拉应力的要求，从根本上解决了普通混凝土连续板开裂的难题；连接系由栓钉、横向水平加劲钢筋、顶层横向钢筋和纵向钢筋组成，是波形钢底板和超高性能混凝土形成整体的关键。波形钢腹板上端与横向波形钢焊接，下端与钢底板焊接形成工型组合梁，由于工型组合梁高度远大于正交异性板U肋，因此纵向跨径和横向间距均可增大2~3倍，这样肋板的正交数量可减少4~9倍，大幅度降低疲劳破坏发生的几率。
[0017]本实用新型采用横向波形钢底板与竖向波形钢腹板相结合，在水平和垂直两个方向上均形成了波形钢结构支撑，具有很好的力学性能。在所述的横向波形钢底板上焊接横向水平加劲钢筋并设置竖向栓钉，在所述的栓钉上布置与其焊接的顶层横向钢筋，在所述顶层横向钢筋上方布置有与其垂直的顶层纵向主筋，在所述的横向波形钢底板内板浇筑将底层纵横钢筋网、栓钉、顶层纵横钢筋网包含在内的超高性能活性粉末混凝土。在所述的横向波形钢底板下凹处居中位置焊接与其垂直的竖向波形钢腹板，在所述竖向波形钢腹板下焊接水平底钢板，在所述的横向波形钢底板和竖向波形钢腹板之间设置横向加劲板。所述的横向波形钢底板上焊接的横向水平加劲钢筋间距为0.2-0.4 m ;在横向波形钢底板下每个凹处居中位置均双面焊接与其垂直的竖向波形钢腹板，在竖向波形钢腹板下双面焊接宽为0.3~0.4 m水平钢底板；在横向波形钢底板和竖向波形钢腹板之间每隔2~3 m设置一