本發明涉及組合結構橋梁技術領域，特別是一種鋼混凝土組合橋面板及施工方法。

背景技術：

現代大跨徑橋梁設計中，其橋面系的構成主要分為三種：混凝土橋面板、純鋼橋面板和疊合梁橋面板，具體分別為：

1.混凝土橋面系，即混凝土梁和混凝土面板構成，因為所采用的混凝土用量較多，造成混凝土面板自重較大，致使橋梁總體恒載相對偏大，造成橋梁安裝困難，影響橋梁整體的經濟性；

2.純鋼橋面系，即采用了鋼梁和鋼橋面板，雖然鋼橋面板自重輕，但用鋼量大，造價高；常見U肋焊縫易開裂，難以修復，導致橋梁載重能力降低。且橋面板上的瀝青混凝土鋪裝質量控制要求極高，普遍存在使用2-3年即大面積開裂重鋪的情況，社會不良影響大；

3.疊合梁橋面系，即采用了鋼梁和鋼筋混凝土橋面板，該預制鋼筋混凝土面板雖然造價低，技術較成熟，但是其但厚度普遍大于20㎝，自重大，靠板間濕接縫與鋼梁連接，易開裂。

因此，凾待一種能夠充分發揮混凝土和鋼材各自的力學性能有點的鋼混凝土組合橋面板，以使橋面板結構自重較輕，又施工安裝方便。

技術實現要素：

本發明目的在于：針對現有技術存在針對現有技術存在的現有混凝土梁和鋼筋混凝土橋面板重量大、施工周期較長、施工難度較大的不足，提供一種鋼混凝土組合橋面板，以及鋼混凝土組合橋面板的施工方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種鋼混凝土組合橋面板，包括：

底鋼板，設于由縱梁、橫梁構成的鋼格子梁上，在位于所述鋼格子梁承托區的所述底鋼板為與承托外壁適配的彎曲形狀，所述底鋼板的厚度為8-10mm；

若干個剪力板，豎直連接在所述底鋼板上；

混凝土層，內含穿過所述剪力板的鋼筋網，所述混凝土層澆筑于所述底鋼板上，并覆蓋所述剪力板和鋼筋網；

所述組合橋面板的厚度為10-15cm。

該鋼混凝土組合橋面板，通過底鋼板、剪力板與混凝土結合形成，底鋼板還在鋼格子梁的承托區通過彎曲以與承托形狀適配，底鋼板作為面板的受力部件，也作為了現澆橋面板混凝土層的模板，有效省去了安裝、拆卸混凝土模板環節，施工周期短，更容易保證施工質量；剪力板作為底鋼板和混凝土層結合的剪力鍵，又兼做了底鋼板的加勁筋，能夠保證底鋼板與混凝土層形成良好的結合結構，有效防止了正彎矩區混凝土層開裂；混凝土層采用高韌性混凝土，能夠有效保證強度；同時底鋼板在保證強度的基礎上，其厚度選用8-10mm，組合橋面板的厚度控制在了10-15cm，相對現有的混凝土橋面系、純鋼橋面系和疊合梁橋面系，有效減少了面板的厚度，比疊合梁橋面系重量減輕了25％以上，減小了恒載，降低了成本，提高了主體結構的跨越能力、結構強度和耐久性。

優選地，所有所述剪力板沿鋼格子梁縱向方向設置，所有所述剪力板上設有若干個孔，所述混凝土層內含的有能夠橫向穿過所述剪力板的橫向鋼筋。

優選地，相鄰兩個所述剪力板的間距為35-45cm，每個所述剪力板上的孔直徑為5-6cm，每個所述剪力板上相鄰兩個開孔間距為12-15cm。

通過在剪力板上設置孔，混凝土層內的橫向鋼筋能夠穿過剪力板，將所有剪力板連成一體，能夠增加混凝土層的強度，以及剪力鍵的抗剪能力。

優選地，所述混凝土層內設有由若干個所述橫向鋼筋和縱向鋼筋構成的縱橫雙層鋼筋網，所述橫向鋼筋和縱向鋼筋的直徑為12-16mm。

優選地，所述鋼格子梁的承托正彎矩區設置的混凝土層內的縱向鋼筋配筋率大于2.4％。能夠增加鋼格子梁承托處混凝土層強度，防止了正彎矩區混凝土層開裂。

優選地，所述混凝土層采用高韌性混雜纖維混凝土，即包含0.7-0.9kg/m³的聚丙烯腈纖維和35-50kg/m³的鋼纖維。

區別于采用普通的混凝土層，通過采用高韌性混雜纖維混凝土層(簡稱高韌性混凝土)，能夠有效實現混凝土抗滲等級不低于W8級，實現低收縮、高抗裂、高韌性的目標，提高組合橋面板的結構強度。

優選地，所述格子梁的承托區域還設置有與承托形狀適配的彎起鋼筋，所述彎起鋼筋上部與所述鋼筋網連接，所述彎起鋼筋底部焊接在鋼格子梁的上翼緣。以抵抗支撐處較大的剪力，避免鋼格子梁上翼緣處的混凝土層，受栓釘剪力鍵的局部成雅作用而易發生劈裂的現象。

優選地，所述鋼格子梁的承托區設置的底鋼板相對鋼格子梁上翼緣的連接夾角為40°-50°，可保證施焊的可行性。

優選地，所述底鋼板上設有若干個栓釘剪力鍵與所述鋼格子梁頂部相互連接。保證格子梁上混凝土與鋼板的有效連接。

優選地，所述鋼格子梁的承托正彎矩區設置的底鋼板在鋼格子梁上的焊腳距離所述鋼格子梁邊緣距離為10-15mm。可以避免底鋼板與鋼格子梁上縱橫鋼梁連接處形成涂裝死角。

本發明還提供了一種鋼混凝土組合橋面板的施工方法，包括以下步驟：

步驟一、焊接剪力板，將所有剪力板豎直焊接在底鋼板上，使所有剪力板沿格子梁縱向方向以相互平行的方式等距排列；實際中一般是在工廠內就進行 剪力板焊接在鋼底板上；

步驟二、焊接底鋼板，將底鋼板運輸到施工現場，將底鋼板鋪設在鋼格子梁上，并焊接固定在橫梁或縱梁上，在位于鋼格子梁承托區時，將所述底鋼板彎曲貼合在承托區外壁并焊接固定；

步驟三、澆筑混凝土層，在所述剪力板之間綁扎鋼筋網，所述鋼筋網的橫向鋼筋穿過每個所述剪力板，使鋼筋網與剪力板聯結成整體，澆筑混凝土覆蓋所述剪力板和鋼筋網，控制組合橋面板的厚度為10-15cm。

本發明所述鋼混凝土組合橋面板的施工方法，采用底鋼板作為面板的受力部件，剪力板又作為底鋼板和混凝土層結合的剪力鍵，又兼做了底鋼板的加勁筋，然后直接在底鋼板上現澆橋面板混凝土層的，有效省去了安裝、拆卸混凝土模板裝拆環節，保證底鋼板與混凝土層形成良好的結合結構，有效防止了正彎矩區混凝土層開裂，保證了施工質量，使施工完成的組合橋面板的厚度控制在了10-15cm，相對現有的混凝土橋面系、純鋼橋面系和疊合梁橋面系，有效減少了面板的厚度，降低了成本，比疊合梁橋面系重量減輕了25％以上，減小了恒載，提高了主體結構的跨越能力、結構強度和耐久性，其施工方法周期短，提高了施工效率。

優選地，所述步驟一中所述剪力板與底鋼板采用連續角焊縫單面焊接，或者采用間斷錯位雙面焊縫焊接，保證剪力板與底鋼板的連接強度，節約焊接時間。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

1、本發明所述的鋼混凝土組合橋面板，通過底鋼板、剪力板與混凝土結合形成，底鋼板還在鋼格子梁的承托區通過彎曲以與承托形狀適配，底鋼板作為面板的受力部件，也作為了現澆橋面板混凝土層的模板，有效省去了安裝、拆卸混凝土模板環節，施工周期短，更容易保證施工質量；剪力板作為底鋼板和混凝土層結合的剪力鍵，又兼做了底鋼板的加勁筋，能夠保證底鋼板與混凝土 層形成良好的結合結構，有效防止了正彎矩區混凝土層開裂；混凝土層采用高韌性混凝土，能夠有效保證強度；同時底鋼板在保證強度的基礎上，其厚度選用8-10mm，組合橋面板的厚度控制在了10-15cm，相對現有的混凝土橋面系、純鋼橋面系和疊合梁橋面系，有效減少了面板的厚度，大大減少了施工投入和施工周期，降低了成本，比疊合梁橋面系重量減輕了25％以上，減小了恒載，提高了主體結構的跨越能力、結構強度和耐久性；

2、本發明所述的鋼混凝土組合橋面板，通過在剪力板上設置孔，混凝土層內的橫向鋼筋能夠穿過剪力板，將所有剪力板連成一體，能夠增加混凝土層的強度，以及剪力鍵的抗剪能力；

3、本發明所述的鋼混凝土組合橋面板，在鋼格子梁的承托正彎矩區設置的底鋼板在鋼格子梁上的焊腳距離所述鋼格子梁邊緣距離為10-15mm，可以避免底鋼板與鋼格子梁上縱橫鋼梁連接處形成涂裝死角；

4、本發明所述的鋼混凝土組合橋面板，在格子梁的承托正彎矩區設置有與承托形狀適配的彎起鋼筋，彎起鋼筋底部焊接在鋼格子梁的上翼緣，以抵抗支撐處較大的剪力，避免鋼格子梁上翼緣處的混凝土層，受栓釘剪力鍵的局部成雅作用而易發生劈裂的現象；

5、本發明所述鋼混凝土組合橋面板的施工方法，采用底鋼板作為面板的受力部件，剪力板又作為底鋼板和混凝土層結合的剪力鍵，又兼做了底鋼板的加勁筋，然后直接在底鋼板上現澆橋面板混凝土層的，有效省去了安裝、拆卸混凝土模板裝拆環節，保證底鋼板與混凝土層形成良好的結合結構，有效防止了正彎矩區混凝土層開裂，保證了施工質量，使施工完成的組合橋面板的厚度控制在了10-15cm，相對現有的混凝土橋面系、純鋼橋面系和疊合梁橋面系，有效減少了面板的厚度，降低了成本，比疊合梁橋面系重量減輕了25％以上，減小了恒載，提高了主體結構的跨越能力、結構強度和耐久性，其施工方法周期短，提高了施工效率。

附圖說明

圖1為本發明所述鋼混凝土組合橋面板的設于鋼格子梁上的結構示意圖；

圖2為本發明所述鋼混凝土組合橋面板的結構示意圖；

圖3為圖2中帶孔的剪力板與底鋼板的連接結構示意圖；

圖4為圖3的左視圖；

圖5為圖3中底鋼板與剪力板安裝在鋼格子梁上的示意圖；

圖6為鋼格子梁正彎矩區段彎起鋼筋的立面構造示意圖。

圖中標記：

1、鋼格子梁，2、底鋼板，3、剪力板，31、孔，4、混凝土層，5、鋼筋網，51、橫向鋼筋，52、縱向鋼筋，6，栓釘剪力鍵，7、承托區，71、彎起鋼筋。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1

如圖1-6所示，一種鋼混凝土組合橋面板，包括：

底鋼板2，設于由縱梁、橫梁構成的鋼格子梁1上，在位于所述鋼格子梁1承托區7的所述底鋼板2為與承托外壁適配的彎曲形狀，所述底鋼板2的厚度為8-10mm；

若干個剪力板3，豎直連接在所述底鋼板2上；

混凝土層4，內含穿過所述剪力板3的鋼筋網5，所述混凝土層4澆筑于所 述底鋼板2上，并覆蓋所述剪力板3和鋼筋網5；

所述組合橋面板的厚度d為10-15cm。

上述所有剪力板3上設有若干個孔31，混凝土層4內含的有能夠橫向穿過所述剪力板3的橫向鋼筋51。通過在剪力板3上設置孔31，混凝土層4內的橫向鋼筋51能夠穿過剪力板3，將所有剪力板3連成一體，澆筑混凝土層4時，能夠增加混凝土層4的強度，該每個剪力板3上的孔31直徑為5-6cm，相鄰兩個剪力板3的間距為35-45cm，由于上述的混凝土層4內設有由若干個橫向鋼筋51和縱向鋼筋52構成的縱橫雙層鋼筋網5，為了穿過剪力板3上的孔31，該橫向鋼筋51和縱向鋼筋52的直徑均選用為12-16mm，使鋼筋直徑約為剪力板3上開孔31直徑的四分之一。

在底鋼板2上設有若干個栓釘剪力鍵6與所述鋼格子梁1頂部相互連接，以增大底鋼板2在與鋼格子梁1的抗剪力要求，該栓釘剪力鍵6的間距設為15-30cm，當該間距布置的剪力鍵無法滿足抗剪要求時，可以加密錯位布設增加剪力鍵數量。同時在設有剪力板3的底鋼板2上的混凝土層4大于10mm，在設有栓釘剪力鍵6的底鋼板2上的混凝土層4大于15mm。為了保證混凝土層4的強度，該混凝土選用強度等級C40，粗集料最大直徑不大于0.25倍帶孔31鋼板開孔31直徑；表面還鋪設有瀝青橋面鋪裝層。

上述帶孔31的剪力板3和底鋼板2，其采用的尺寸為底鋼板2厚度為8-10mm，同時帶孔31鋼板厚度采用6-10mm。為了底鋼板2和帶孔31剪力板3均較薄，其加工、制造和焊接變形較大，為了減少構件的焊接變形，帶孔31剪力板3采取單獨裝配、焊接、矯正，合格后再與底鋼板2點焊裝配。

上述承托處(即正彎矩區)截面高度h為22-28cm，為了能夠增加鋼格子梁1在承托處正彎矩區的混凝土層4強度，該鋼格子梁1的承托正彎矩區設置的混凝土層4內的縱向鋼筋52配筋率大于2.4％，當受拉鋼筋即縱向鋼筋52長度布置在正彎矩區以外時，在同一截面截斷的受拉鋼筋面積占受拉鋼筋總面積的百 分數要小于50％。以抵抗支撐處較大的剪力，該格子梁的承托正彎矩區設置有與承托形狀適配的彎起鋼筋71，彎起鋼筋71底部焊接在鋼格子梁1的上翼緣，能夠有效避免鋼格子梁1上翼緣處的混凝土層4，受栓釘剪力鍵6的局部成雅作用而易發生劈裂的現象。同時，在鋼格子梁1的承托正彎矩區設置的底鋼板2，在鋼格子梁1上的焊腳距離所述鋼格子梁1邊緣距離為10-15mm，可以避免底鋼板2與鋼格子梁1上縱橫鋼梁連接處形成涂裝死角。鋼格子梁1的承托正彎矩區設置的底鋼板2相對鋼格子梁1的連接夾角為40°-50°。可保證施焊的可行性。

該鋼混凝土組合橋面板，具有以下特點：

a.橋面板與主梁錨固連接，可以提高橋面板與鋼梁的整體工作性能；

b.底鋼板2既為板的主要受力部件，同時為現澆橋面板混凝土的模板，因此需要必要的剛度；帶孔剪力板即帶孔鋼板既是鋼板與混凝土結合的剪力鍵，又兼做底鋼板2的加勁肋；考慮到鋼板的可焊性和受力情況，確定了鋼板的合理厚度；

c.帶孔31鋼板開孔31直徑、穿入鋼筋直徑、混凝土粗集料粒徑的規定保證了剪力鍵的強度；

d.正彎矩區段受拉鋼筋高配筋率避免了混凝土開裂，設置彎起鋼筋71既可加強鋼板與混凝土的錨固，又可承受較大的剪力。配合混凝土材料的改進，即區別于采用普通的混凝土層，通過采用高韌性混雜纖維混凝土層4(簡稱高韌性混凝土層4)，可以實現混凝土抗滲等級不低于W8級；實現低收縮、高抗裂、高韌性的目標；

e.橋面板跨中反拱度設置，使焊接帶孔31鋼板的變形量得以抵消，保證橋面平整和混凝土板厚度。

特別的，該混凝土層5采用混雜纖維混凝土，即包含0.7-0.9kg/m³的聚丙烯腈纖維和35-50kg/m³的鋼纖維；具體還包括了混雜纖維的摻量及技術指標，混凝土的力學性能和工作性能指標、外加劑技術要求，具體的：

鋼纖維滿足的要求為：采用多錨固點的碳素冷拔鋼絲切斷鋼纖維，長度為30mm以上，直徑或等效直徑為0.6-0.9mm，抗拉強度大于600MPa；該鋼纖維表面不得有銹蝕、油污等雜質，加工不良的粘連片、鐵屑等雜質含量不得超過總重量的1.0％；具有良好的彎折性能，能夠承受一次彎折90°而不斷裂；在混凝土中不應變“V”形，不結團，具有良好分散性；

聚丙烯腈纖維需要滿足的要求為：直徑為12-15μm，長度為6-12mm，抗拉強度≥800MPa，彈性模量為7.0-9.0GPa；在混凝土中不應結團，分散性能優良；外色應均勻，沒有污染，不得含有雜質；應具有良好的親水性能，在水中均勻分散；

本發明所述的鋼混凝土組合橋面板采用的混凝土強度等級不宜超過C40，當采用C40混凝土時，其力學性能指標為：混凝土28d試配抗壓強度不應小于48MPa，28d試配抗折強度不應小于5.5MPa；當采用C30混凝土時，其力學性能指標為：混凝土28d試配抗壓強度不應小于38MPa，28d試配抗折強度不應小于5.0MPa。

總之，該鋼混凝土組合橋面板，通過底鋼板2、剪力板3與高韌性混凝土層4結合形成，底鋼板2還在鋼格子梁1的承托區7通過彎曲以與承托形狀適配，底鋼板2作為面板的受力部件，也作為了現澆橋面板混凝土層4的模板，有效省去了安裝、拆卸混凝土模板環節，施工周期短，更容易保證施工質量；剪力板3作為底鋼板2和混凝土層4結合的剪力鍵，又兼做了底鋼板2的加勁筋，能夠保證底鋼板2與混凝土層4形成良好的結合結構，有效防止了正彎矩區混凝土層4開裂；同時底鋼板2在保證強度的基礎上，其厚度選用8-10mm。通過加強配筋和添加混雜纖維等措施提高混凝土層4的抗裂性能、高韌性要求，使組合橋面板的厚度控制在了10-15cm，相對現有的混凝土橋面系、純鋼橋面系和疊合梁橋面系，有效減少了面板的厚度，大大減少了施工投入和施工周期，降低了成本，比疊合梁橋面系重量減輕了25％以上，減小了恒載，提高了主體結構的跨越能力、結構強度和耐久性。

實施例2

本發明還提供了一種鋼混凝土組合橋面板的施工方法，包括以下步驟：

步驟一、焊接剪力板3，在工廠內將所有剪力板3豎直焊接在底鋼板2上，使所有剪力板3沿格子梁縱向方向以相互平行的方式等距排列；

步驟二、焊接底鋼板2，將底鋼板2運輸到施工現場，將底鋼板2鋪設在鋼格子梁1上，并焊接固定在橫梁或縱梁上，在位于鋼格子梁1承托區7時，將所述底鋼板2彎曲貼合在承托區7外壁并焊接固定；

步驟三、澆筑混凝土層4，在所述剪力板3之間綁扎鋼筋網5，所述鋼筋網5的橫向鋼筋51穿過每個所述剪力板3，使鋼筋網5與剪力板3聯結成整體，澆筑混凝土覆蓋所述剪力板3和鋼筋網5，控制組合橋面板的厚度為10-15cm。

上述帶孔31的剪力板3和底鋼板2，其采用的尺寸為底鋼板2厚度為8-10mm，同時帶孔31鋼板厚度采用6-10mm。為了底鋼板2和帶孔31剪力板3均較薄，其加工、制造和焊接變形較大，為了減少構件的焊接變形，帶孔31剪力板3采取單獨裝配、焊接、矯正，合格后再與底鋼板2點焊裝配，并且底鋼板2和剪力板3的裝配需要滿足以下要求：

1)底鋼板2和帶孔31剪力板3應設置10-15mm的反變形量；

2)應采用先焊外表面焊縫，內側焊縫用電弧氣刨清根后再焊接的焊接順序；

3)該剪力板3與底鋼板2的焊接方式，采用連續角焊縫或間斷錯位雙面焊

縫，其構造應符合焊腳高度大于6mm；

底鋼板2和帶孔31剪力板3、栓釘剪力鍵6加工和組裝成構件時，需要經檢驗合格后，才能與鋼格子梁1組裝形成主梁。

本發明所述鋼混凝土組合橋面板的施工方法，采用底鋼板2作為面板的受力部件，剪力板3又作為底鋼板2和混凝土層4結合的剪力鍵，又兼做了底鋼板2的加勁筋，然后直接在底鋼板2上現澆橋面板混凝土層4的，有效省去了 安裝、拆卸混凝土模板裝拆環節，保證底鋼板2與混凝土層4形成良好的結合結構，有效防止了正彎矩區混凝土層4開裂，保證了施工質量，使施工完成的組合橋面板的厚度控制在了10-15cm，相對現有的混凝土橋面系、純鋼橋面系和疊合梁橋面系，有效減少了面板的厚度，降低了成本，比疊合梁橋面系重量減輕了25％以上，減小了恒載，提高了主體結構的跨越能力、結構強度和耐久性，其施工方法周期短，提高了施工效率。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。