一種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構的製作方法

2023-06-17 02:25:16

專利名稱：一種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於橋梁建設工程技術領域，尤其是涉及ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構。
背景技術：
長期以來，我國城市人行過街天橋和景觀橋，通常都採用的是鋼筋混凝土橋面板或鋼橋面板。其中，鋼筋混凝土橋面板應用最為廣泛，其設計、施工技術均相對較為成熟。但是，由於鋼筋混凝土橋面板的自重較大，因而限制了橋梁的跨越能力，並且顯得比較厚重，影響美觀。同時，現澆混凝土橋面板的施工周期長、エ序複雜，且施工質量難以保證。鋼橋面板雖減輕了橋面自重，且施工エ藝簡單，但是在人群荷載作用下，橋面板的舒服度較差，容易出現振動和響聲，因而影響鋼橋面板的正常使用功能。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其結構簡單、設計合理、施工エ藝簡單且施工周期短、使用效果好，其自重輕且力學性能優越，承載カ高，剛度大，可減小輕型鋼與混凝土組合式橋面結構在人群荷載作用下的變形，增強了橋梁的跨越能力和舒適度。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於包括下部承カ結構和布設在所述下部承カ結構上的組合板，所述下部承カ結構為輕型鋼結構，且所述組合板包括布設在所述輕型鋼結構上的壓型鋼板和鋪裝在所述壓型鋼板上的混凝土面層，所述下部承カ結構布設在所施工橋梁的承重梁上；所述輕型鋼結構包括多道呈平行布設的密肋梁，多道所述密肋梁布設於同一平面上，且相鄰兩道所述密肋梁之間通過多道橫向支撐件進行固定連接，所述密肋梁為冷彎薄壁型鋼；每一道所述密肋梁與所述壓型鋼板之間均通過多個連接件ー進行固定連接；所述壓型鋼板為板肋且其板肋方向與所述密肋梁呈正交布設。上述ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵是所述連接件一與所述壓型鋼板之間墊裝有抗剪件，且抗剪件為冷彎薄壁型鋼，所述抗剪件的中部開有供所述連接件一安裝的安裝孔。上述ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵是多道所述密肋梁的長度均相同，且多道所述密肋梁均呈橫橋向布設。上述ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵是所述密肋梁為C型冷彎薄壁型鋼、由兩個C型冷彎薄壁型鋼對扣後拼裝組成的橫截面為箱形的箱形鋼梁或由兩個C型冷彎薄壁型鋼背靠背拼裝組成的橫截面為エ字形的エ字形鋼梁；所述抗剪件為C型冷彎 薄壁型鋼。上述ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵是所述密肋梁與橫向支撐件之間通過豎向連接件進行固定連接，且所述橫向支撐件與豎向連接件均為冷彎薄壁型鋼。
上述ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵是所述密肋梁的腹板高度為250mm 300mm,相鄰兩道所述密肋梁之間的間距為400mm 600mm ;所述板肋的肋高為30mm 75mm,且所述板肋的波距為IOOmm 300mm ;所述混凝土面層的頂面與所述板肋頂面之間的間距為50mm 100mm。上述ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵是多道所述密肋梁均布設於同一水平面上，且所述密肋梁的長度不大於5m;所述密肋梁、橫向支撐件、豎向連接件和抗剪件的壁厚均為I. 09mm 2. 5mm,所述壓型鋼板的板厚為0. 75mm I. 6mm ;所述混凝土面層的混凝土強度等級為C20 C40。上述ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵是所述橫向支撐件的截面形狀為C形，且所述豎向連接件的截面形狀為L形或C形；所述豎向連接件的腹板通過多個連接件ニ固定在橫向支撐件的腹板上，且所述豎向連接件的一側翼緣通過多個連接件三固定在密肋梁的腹板上。 上述ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵是所述連接件一、所述連接件ニ和所述連接件三均為自攻螺釘或普通螺栓。上述ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵是多個所述連接件一沿密肋梁的翼緣中心線進行布設，且多個所述連接件ー呈均勻布設；所述連接件一布設於所述板肋的波紋波谷處。本發明與現有技術相比具有以下優點I、結構簡單、設計合理且加工製作及施工方便，所採用的輕型鋼結構包括多道呈平行布設的密肋梁，且密肋梁採用冷彎薄壁型鋼；蒙皮採用由混凝土面層和壓型鋼板組成的組合板，壓型鋼板與密肋梁之間通過自攻螺釘連接。2、所採用的壓型鋼板波距小，連接件一布設密集，因而輕型鋼結構與壓型鋼板之間的組合效果好。同吋，由混凝土面層和壓型鋼板組成的組合板不僅能夠提高整個橋面沿密肋梁和沿壓型鋼板肋方向所在平面內的水平剛度，而且與密肋梁組合後還能有效地提高橋面平面外的整體抗彎剛度。3、力學性能優越，承載カ高、剛度大。4、結構自重輕,製作、運輸且安裝方便,施工周期短,人工和機械費用低。5、構件エ廠標準化生產，質量穩定，所採用的輕型鋼結構和壓型鋼板等構件均可在エ廠進行標準化生產，並在地面上預先完成拼裝後再吊裝至承重梁上進行安裝，施工效率大幅度提聞。6、所採用的輕型鋼結構和壓型鋼板之間均採用自攻螺釘進行連接，而非焊接，連接方便、可靠，同時具有可拆卸、可回收並進行重複利用、環保等優點。7、所採用的抗剪件能有效增強混凝土面層與壓型鋼板之間的粘結性能，並有效防止混凝土面層與壓型鋼板發生掀起、剝離現象。具體是在密肋梁翼緣支承壓型鋼板的波谷處設置抗剪件，從而使混凝土面層、抗剪件和壓型鋼板粘結成整體。此外，為防止密肋梁發生扭轉失穩，在其跨中或三分點處設置橫向支撐件。8、使用效果好且舒適度高，所採用的組合板與密肋梁通過自攻螺釘連接成整體來共同受力、協調變形，適用於人行過街天橋和景觀橋。綜上所述，本發明結構簡單、設計合理、施工エ藝簡單且施工周期短、使用效果好，其自重輕且力學性能優越，承載カ高，剛度大，可減小輕型鋼與混凝土組合式橋面結構在人群荷載作用下的變形，增強了橋梁的跨越能力和舒適度。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進ー步的詳細描述。


圖I為本發明的 結構示意圖。附圖標記說明I ー密肋梁；2—橫向支撐件；3—豎向連接件；4一壓型鋼板； 5—抗到件；6—混凝土面層；7—自攻螺釘。
具體實施例方式如圖I所示，本發明包括下部承カ結構和布設在所述下部承カ結構上的組合板，所述下部承カ結構為輕型鋼結構，且所述組合板包括布設在所述輕型鋼結構上的壓型鋼板
4和鋪裝在所述壓型鋼板4上的混凝土面層6，所述下部承カ結構布設在所施工橋梁的承重梁上。所述輕型鋼結構包括多道呈平行布設的密肋梁1，多道所述密肋梁I布設於同一平面上，且相鄰兩道所述密肋梁I之間通過多道橫向支撐件2進行固定連接，所述密肋梁I為冷彎薄壁型鋼。每一道所述密肋梁I與所述壓型鋼板4之間均通過多個連接件ー進行固定連接。所述壓型鋼板4為板肋且其板肋方向與所述密肋梁I呈正交布設。實際施工時，所述板肋的截面形狀為波紋狀，所述板肋的板肋方向(即其波紋紋路)與所述密肋梁I呈正交布設，也就是說，所述板肋的波紋中心線與密肋梁I的腹板中心線之間的夾角a =90°。多道所述橫向支撐件2呈平行布設。本實施例中，所述連接件一與所述壓型鋼板4之間墊裝有抗剪件5。所述抗剪件5為冷彎薄壁型鋼，且抗剪件5的中部開有供所述連接件一安裝的安裝孔。本實施例中，所述抗剪件5為C型冷彎薄壁型鋼。實際施工時，多道所述密肋梁I的規格均相同，所述密肋梁I為C型冷彎薄壁型鋼、由兩個C型冷彎薄壁型鋼對扣後拼裝組成的橫截面為箱形的箱形鋼梁或由兩個C型冷彎薄壁型鋼背靠背拼裝組成的橫截面為エ字形的エ字形鋼梁。本實施例中，所述密肋梁I為C型冷彎薄壁型鋼。本實施例中，多道所述密肋梁I的長度均相同，且多道所述密肋梁I均呈橫橋向布設。實際施工吋，多道所述密肋梁I呈均勻布設。實際布設時，多道所述密肋梁I均布設於同一水平面上，且所述密肋梁I的長度不大於5m。並且，所述密肋梁I的長度不大於所述壓型鋼板4的橫向寬度。本實施例中，多道所述密肋梁I的長度均相同，且所述密肋梁I的長度為3m 5m。所述密肋梁I的長度與所述壓型鋼板4的橫向寬度相同，且二者均與所施工橋梁的橫向寬度相問。所述密肋梁I與橫向支撐件2之間通過豎向連接件3進行固定連接，且所述橫向支撐件2與豎向連接件3均為冷彎薄壁型鋼。
本實施例中，所述橫向支撐件2與豎向連接件3呈垂直布設，豎向連接件3與密肋梁I呈平行布設。所述豎向連接件3通過多個連接件三固定在密肋梁I的腹板外側，並且豎向連接件3與橫向支撐件2之間通過多個連接件ニ進行固定連接。實際施工時，所述橫向支撐件2的截面形狀為C形，且所述豎向連接件3的截面形狀為L形或C形；所述豎向連接件3的腹板通過多個連接件ニ固定在橫向支撐件2的腹板上，且所述豎向連接件3的一側翼緣通過多個連接件三固定在密肋梁I的腹板上。本實施例中，所述橫向支撐件2的截面形狀為C形，即橫向支撐件2為C型冷彎薄壁型鋼；所述豎向連接件3的截面形狀為C形，即豎向連接件3為C型冷彎薄壁型鋼。實際施工時，所述連接件一、所述連接件ニ和所述連接件三均為自攻螺釘7或普通螺栓。
本實施例中，所述連接件一、所述連接件ニ和所述連接件三均優選自攻螺釘7。採用自攻螺釘7對構件進行連接時，無需預先進行衝孔，採用強制離合器式電動螺釘槍便可釘入。另外，所述連接件一、所述連接件ニ和所述連接件三也可採用普通螺栓，但採用普通螺栓時，均預先在密肋梁I、橫向支撐件2、豎向連接件3、壓型鋼板4和抗剪件5上開設用於安裝所述普通螺栓的螺栓安裝孔。實際布設時，多個所述連接件一沿密肋梁I的翼緣中心線進行布設，且多個所述連接件一呈均勻布設；所述連接件一布設於所述板肋的波紋波谷處。所述連接件一的數量與所述壓型鋼板4的波紋波谷數量相同，且多個所述連接件一呈均勻布設。實際施工過程中，所述連接件一底端露出密肋梁I的長度不小於3D，其中D為所述連接件一上的螺紋螺距。本實施例中，所述連接件一、所述連接件ニ和所述連接件三均為規格為ST4. 2的自攻螺釘。另外，所述連接件ニ和所述連接件三安裝完成後，所述連接件ニ和所述連接件三的端頭外露長度均不小於3D。本實施例中，所述密肋梁I的腹板高度為250mm 300mm，相鄰兩道所述密肋梁I之間的間距為400mm 600mm ;所述板肋的肋高為30mm 75mm,且所述板肋的波距(即所述板肋的波紋波長)為IOOmm 300mm。本實施例中，所述密肋梁I、橫向支撐件2、豎向連接件3和抗剪件5的壁厚均為
I.OQmni 2. 5mm,所述壓型鋼板4的板厚為0. 75mm I. 6mm。實際加工製作時，可根據具體需要，對所述密肋梁I、橫向支撐件2、豎向連接件3和抗剪件5的壁厚以及所述壓型鋼板4的板厚進行相應調整。本實施例中，所述混凝土面層6的混凝土強度等級為C20 C40 ;所述混凝土面層6的頂面與所述板肋頂面之間的間距為50mm 100mm。實際施工過程中，先根據所施工橋梁承重梁的梁體間距和橋面寬度，確定密肋梁I的截面規格、長度與布置間距；之後，為保證密肋梁I的側向穩定性，在相鄰兩道密肋梁I之間布設多個橫向支撐件2 (具體是在密肋梁I的跨中或三分點處布設)，所述豎向連接件3翼緣和腹板分別與密肋梁I的腹板和橫向支撐件2的腹板，採用自攻螺釘7進行連接，待連接完成後，則完成所述輕型鋼結構的拼裝過程。待所述輕型鋼結構拼裝完成後，再在密肋梁I的上部(具體是密肋梁I的上翼緣)蒙ー層壓型鋼板4，壓型鋼板4的板肋方向與密肋梁I正交布置；所述抗剪件5布置在壓型鋼板4的波紋波谷處，相鄰兩個所述抗剪件5之間的間距與所述壓型鋼板4的波距相同；然後，將抗剪件5、壓型鋼板4和密肋梁I採用自攻螺釘7進行連接，則完成所述壓型鋼板4的安裝過程，待壓型鋼板4完成後，則獲得鋼質拼裝結構，便可進行存放、運輸及安裝。實際施工時，採用吊裝設備將鋼質拼裝結構吊裝至承重梁上，且待現場吊裝就位後，再根據橋面鋪裝設計厚度要求澆築混凝土並獲得混凝土面層6，經養護一定時間，最終完成整個橋面的製作。 以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於包括下部承カ結構和布設在所述下部承カ結構上的組合板，所述下部承カ結構為輕型鋼結構，且所述組合板包括布設在所述輕型鋼結構上的壓型鋼板(4)和鋪裝在所述壓型鋼板(4)上的混凝土面層(6)，所述下部承カ結構布設在所施工橋梁的承重梁上；所述輕型鋼結構包括多道呈平行布設的密肋梁(1),多道所述密肋梁(I)布設於同一平面上，且相鄰兩道所述密肋梁(I)之間通過多道橫向支撐件(2)進行固定連接，所述密肋梁(I)為冷彎薄壁型鋼；每一道所述密肋梁(I)與所述壓型鋼板(4)之間均通過多個連接件ー進行固定連接；所述壓型鋼板(4)為板肋且其板肋方向與所述密肋梁(I)呈正交布設。
2.按照權利要求I所述的ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於所述連接件一與所述壓型鋼板(4)之間墊裝有抗剪件(5)，且抗剪件(5)為冷彎薄壁型鋼，所述抗剪件(5)的中部開有供所述連接件一安裝的安裝孔。
3.按照權利要求I或2所述的ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於多道所述密肋梁(I)的長度均相同，且多道所述密肋梁(I)均呈橫橋向布設。
4.按照權利要求2所述的ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於所述密肋梁(I)為C型冷彎薄壁型鋼、由兩個C型冷彎薄壁型鋼對扣後拼裝組成的橫截面為箱形的箱形鋼梁或由兩個C型冷彎薄壁型鋼背靠背拼裝組成的橫截面為エ字形的エ字形鋼梁；所述抗剪件(5)為C型冷彎薄壁型鋼。
5.按照權利要求I或2所述的ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於所述密肋梁(I)與橫向支撐件(2)之間通過豎向連接件(3)進行固定連接，且所述橫向支撐件(2)與豎向連接件(3)均為冷彎薄壁型鋼。
6.按照權利要求I或2所述的ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於所述密肋梁(I)的腹板高度為250mm 300mm，相鄰兩道所述密肋梁(I)之間的間距為400mm 600mm ;所述板肋的肋高為30mm 75mm,且所述板肋的波距為IOOmm 300mm ;所述混凝土面層(6)的頂面與所述板肋頂面之間的間距為50mm 100mm。
7.按照權利要求5所述的ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於多道所述密肋梁(I)均布設於同一水平面上，且所述密肋梁(I)的長度不大於5m ;所述密肋梁(I )、橫向支撐件(2)、豎向連接件(3)和抗剪件(5)的壁厚均為I. 09mm 2. 5mm,所述壓型鋼板(4)的板厚為0. 75mm I. 6mm ;所述混凝土面層(6)的混凝土強度等級為C20 C40。
8.按照權利要求5所述的ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於所述橫向支撐件(2)的截面形狀為C形，且所述豎向連接件(3)的截面形狀為L形或C形；所述豎向連接件(3)的腹板通過多個連接件ニ固定在橫向支撐件(2)的腹板上，且所述豎向連接件(3)的一側翼緣通過多個連接件三固定在密肋梁(I)的腹板上。
9.按照權利要求8所述的ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於所述連接件一、所述連接件ニ和所述連接件三均為自攻螺釘(7)或普通螺栓。
10.按照權利要求I或2所述的ー種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，其特徵在於多個所述連接件一沿密肋梁(I)的翼緣中心線進行布設，且多個所述連接件ー呈均勻布設；所述連接件一布設於所述板肋的波紋波谷處。
全文摘要
本發明公開了一種輕型鋼與混凝土組合式橋面結構，包括下部承力結構和布設在下部承力結構上的組合板，下部承力結構為輕型鋼結構，組合板包括布設在輕型鋼結構上的壓型鋼板和鋪裝在壓型鋼板上的混凝土面層；輕型鋼結構包括多道呈平行布設的密肋梁，相鄰兩道密肋梁之間通過多個橫向支撐件固定連接，密肋梁為冷彎薄壁型鋼；每一道密肋梁與壓型鋼板之間均通過多個連接件一進行連接；壓型鋼板為板肋且其板肋方向與密肋梁呈正交布設。本發明結構簡單、設計合理、施工工藝簡單且施工周期短、使用效果好，其自重輕且力學性能優越，承載力高、剛度大，可減小輕型鋼與混凝土組合式橋面結構在人群荷載作用下的變形，增強了橋梁的跨越能力和舒適度。
文檔編號E01D19/12GK102864741SQ20121039904
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者賈子文, 劉永健 申請人:長安大學