專(zhuān)利名稱(chēng)：裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型組合結(jié)構(gòu)和鋁合金橋面板結(jié)構(gòu)，尤其涉及裝配式鋁合金橋面板與鋼梁形成的組合結(jié)構(gòu)形式和連接方式。
背景技術(shù)：
目前，世界各國(guó)(包括我國(guó))都有大量服役橋梁存在混凝土和鋼橋面板破損、嚴(yán)重劣化的病害，且隨著時(shí)間的推移，其數(shù)量和破壞程度將會(huì)進(jìn)一步增加，造成橋面板的維護(hù)和更換費(fèi)用十分巨大；更重要的是橋面改造會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間的交通中斷，所產(chǎn)生的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失更是無(wú)法估計(jì)；如何克服和解決現(xiàn)有橋面板出現(xiàn)的問(wèn)題已經(jīng)成為橋梁建設(shè)和養(yǎng)護(hù)部門(mén)的一個(gè)棘手難題。因此，開(kāi)發(fā)輕質(zhì)、耐久、易加工、施工快捷或修復(fù)迅速、免維護(hù)的新型橋面板至關(guān)重要，鋁合金材料的優(yōu)良綜合性能可以滿(mǎn)足上述新型橋面板的要求。20世紀(jì)40 年代后，國(guó)外已有鋁合金橋面板應(yīng)用于橋梁中，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但國(guó)外典型鋁合金橋面板存在結(jié)構(gòu)上的不足①現(xiàn)場(chǎng)焊接造成施工繁瑣，且引起材料性能的大幅下降；②橋面板單元連接處的變形較大，連接部位抗拉和抗剪能力弱，結(jié)構(gòu)整體性差。因此開(kāi)發(fā)受力合理，施工方便，連接可靠的鋁合金橋面板是必要的。同時(shí)鋁合金橋面板-鋼梁組合體系的合理構(gòu)造形式、連接方式、基本受力性能的開(kāi)發(fā)和研究還未見(jiàn)諸各文獻(xiàn)，嚴(yán)重制約了此類(lèi)結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是克服現(xiàn)有混凝土和鋼橋面板破損、嚴(yán)重劣化等技術(shù)的不足，提出一種新型的鋁合金橋面板及其與鋼梁組合的合理結(jié)構(gòu)形式和連接方式。本發(fā)明提出的方案為一種裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包含鋁合金橋面板(I)、鋼梁(4)、鋁合金橋面板與鋼梁的高強(qiáng)螺栓(2)連接構(gòu)造、鋁合金橋面板與橋面板間的不銹鋼螺釘(3)連接。鋁合金橋面板(I)與鋼梁(4)組合形成的新型結(jié)構(gòu)，預(yù)制的鋁合金橋面板
(I)鋪設(shè)在鋼梁(4)上，鋼梁(4)與鋁合金橋面板(I)結(jié)合面設(shè)置抗剪構(gòu)造或抗剪連接件。鋁合金橋面板(I)由多塊擠壓成型多孔板單元組成，板單元間采用連接件連接成整體橋面板。鋼梁(4)與鋁合金橋面板(I)結(jié)合面采用的抗剪連接件為高強(qiáng)螺栓(2)，鋁合金橋面板(O間采用不銹鋼螺釘(3)擠擰進(jìn)入接頭板材的方式進(jìn)行連接，從而形成橋面板的整體結(jié)構(gòu)。鋁合金橋面板(I)頂面壓制成花紋式凹凸刻紋，增加其與橋面鋪裝的有效粘結(jié)面積。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于I、本發(fā)明的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)，鋁合金橋面板單元可在工廠壓制成型、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)焊接、拼接成型、施工便捷。2、本發(fā)明的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)，鋁合金具有重量輕、比強(qiáng)度高、耐久性好、易于加工、施工快捷、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低和可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)。鋁合金和鋼梁結(jié)合形成的組合結(jié)構(gòu)可提高橋面板跨徑，減輕自重，具有更好的承載能力和耐久性能。3、本發(fā)明的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)，鋁合金橋面板能夠方便地壓制出花紋或凹凸刻紋、增加有效粘接面積，大幅提高橋面鋪裝的粘結(jié)度和耐久性。4、本發(fā)明的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)通過(guò)合理的連接構(gòu)造，鋁合金橋面板可方便地與鋼梁結(jié)合形成組合體系，其主要應(yīng)用于舊橋改造中更換破損的橋面板、新建橋梁、人行橋、活動(dòng)橋以及橋梁的應(yīng)急搶修和危橋改造重建等。5、本發(fā)明的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)合理設(shè)計(jì)，并綜合工廠化加工、方便運(yùn)輸和安裝、下部結(jié)構(gòu)小和施工便捷等因素，其原始造價(jià)與鋼結(jié)構(gòu)基本持平；但就其包括初始建設(shè)費(fèi)、運(yùn)營(yíng)費(fèi)、養(yǎng)護(hù)維修和更換費(fèi)的全壽命周期成本來(lái)說(shuō)，鋁合金橋面板則更具有競(jìng)爭(zhēng)力。6、本發(fā)明的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)具有很好的社會(huì)效益。施工時(shí)拼裝快捷，無(wú)需大型吊裝設(shè)備，可將橋梁搶修、橋面改造等引起的路線封閉時(shí)間降到最低限度，縮短施工對(duì)交通的影響。且鋁合金便于回收重熔，對(duì)節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。


圖I本發(fā)明一裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)立面圖；圖2本發(fā)明一裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)斷面圖；圖3鋁合金橋面板單元典型斷面；圖4鋁合金橋面板單元接頭；圖5鋁合金橋面板-鋼梁連接構(gòu)造；圖例說(shuō)明I、裝配式鋁合金橋面板2、高強(qiáng)螺栓3、不銹鋼螺釘4、鋼梁5、墊板
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I到圖5所示，本發(fā)明的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)主要包括鋁合金橋面板I和鋼梁4，鋁合金橋面板I鋪設(shè)在鋼梁4上，鋁合金橋面板I和鋼梁4通過(guò)高強(qiáng)螺栓2進(jìn)行連接；相鄰的鋁合金橋面板單元(圖3)通過(guò)不銹鋼螺釘3擠擰進(jìn)入接頭板材的方式連接成整體橋面結(jié)構(gòu)。這種通過(guò)高強(qiáng)螺栓2和不銹鋼螺釘3連接的方式改變了傳統(tǒng)焊接的連接方式，避免了因焊接而導(dǎo)致鋁合金母材強(qiáng)度降低的問(wèn)題。同時(shí)上述連接方式在現(xiàn)場(chǎng)施工中比焊接更為快捷，可將橋梁搶修、橋面改造等引起的路線封閉時(shí)間降到最低。施工時(shí)，首先在工廠按照設(shè)計(jì)圖紙預(yù)制橋面板單元(圖3)，并將鋁合金橋面板頂面壓制成花紋式凹凸刻紋，增加鋁合金橋面板與橋面鋪裝的有效粘結(jié)面積；然后將加工成型的鋁合金橋面板單元(圖3)吊裝架設(shè)在鋼梁4上，并用不銹鋼螺釘3擠擰進(jìn)入接頭板材連接相鄰的橋面板單元(圖4)，形成整體的裝配式鋁合金橋面板I ;在裝配式鋁合金橋面板I和鋼梁4上翼緣的結(jié)合面上設(shè)置抗剪的高強(qiáng)螺栓2 (圖5)，高強(qiáng)螺栓錨固處設(shè)置墊板5，避免高強(qiáng)螺栓傳遞的剪力直接作用在鋼梁4和鋁合金橋面板I上，這樣就使得裝配式鋁合金橋面板I和鋼梁4結(jié)合成整體結(jié)構(gòu)；最后鋪裝在其上的橋面鋪裝和附屬設(shè)置，整個(gè)結(jié)構(gòu)投 入使用。
權(quán)利要求
1.一種裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包含鋁合金橋面板(I)、鋼梁(4)、鋁合金橋面板與鋼梁的高強(qiáng)螺栓(2)連接構(gòu)造、鋁合金橋面板與橋面板間的不銹鋼螺釘⑶連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)，其特征在于鋁合金橋面板(I)與鋼梁(4)組合形成的新型結(jié)構(gòu)，預(yù)制的鋁合金橋面板(I)鋪設(shè)在鋼梁(4)上，鋼梁(4)與鋁合金橋面板(I)結(jié)合面設(shè)置抗剪構(gòu)造或抗剪連接件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋁合金橋面板(I)由多塊擠壓成型多孔板單元組成，板單元間采用連接件連接成整體橋面板。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼梁(4)與鋁合金橋面板(I)結(jié)合面采用的抗剪連接件為高強(qiáng)螺栓(2 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)，其特征在于鋁合金橋面板(I)間采用不銹鋼螺釘(3)擠擰進(jìn)入接頭板材的方式進(jìn)行連接，從而形成橋面板的整體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利I或3所述的裝配式鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)，鋁合金橋面板(I)頂面壓制成花紋式凹凸刻紋，增加其與橋面鋪裝的有效粘結(jié)面積。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼-鋁合金組合結(jié)構(gòu)，具體公開(kāi)了一種裝配式鋁合金橋面板-鋼梁的組合結(jié)構(gòu)和連接方式，該組合結(jié)構(gòu)包括裝配式鋁合金橋面板、鋼梁，連接方式包括鋁合金橋面板-鋼梁連接結(jié)構(gòu)(高強(qiáng)螺栓連接)和鋁合金橋面板連接構(gòu)造(不銹鋼螺釘接頭)，裝配式連接避免了因焊接而導(dǎo)致鋁合金母材強(qiáng)度降低的問(wèn)題。本發(fā)明的鋁合金橋面板-鋼梁組合結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)、耐久、易加工、高韌性、施工快捷、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛的應(yīng)用于破損橋面改造、新建橋梁、危橋改造、人行橋及應(yīng)急搶險(xiǎn)工程中，產(chǎn)生良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E01D101/30GK102877411SQ20121039233
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者張陽(yáng), 廖新輝, 唐重璽 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)