本發(fā)明涉及一種鋼-橡膠混凝土組合式橋梁梁板，屬于橋梁梁板領域。

背景技術：

橋梁梁板構件是橋梁上部結構的主要承重構件，直接承受上部車輛傳遞來的車輛荷載，其使用環(huán)境復雜，長期服務，若出現(xiàn)嚴重的損傷與變形，將會大大影響橋梁結構本身的穩(wěn)定性與安全性，有時會帶來更大的災難事故-橋面整體垮塌。

工程中鋼-混凝土組合梁普遍采用上部混凝土，下部工字鋼，兩者之間采用抗剪連接件連接于一體。該種方式主要存在的問題在于：傳統(tǒng)組合梁經常發(fā)生兩種疲勞破壞：混凝土梁板本身的疲勞裂縫破壞和混凝土與鋼之間的抗剪連接件的疲勞斷裂。

針對橡膠混凝土本身的疲勞破壞問題，本發(fā)明提出采用橡膠顆粒制作的彈性橡膠混凝土板可有效防止橡膠混凝土板疲勞破壞的發(fā)生；針對上述抗剪連接件疲勞斷裂問題，本發(fā)明提出一種新型的上部混凝土板與下部工字型鋼梁的組合方式，該方式不僅避免了連接件的設置，有效避免抗剪連接件的疲勞斷裂，而且具有施工快速便捷、橡膠混凝土板與工字型鋼梁連接緊密及截面設置合理等一系列特點。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有工程中鋼-混凝土組合梁存在的易發(fā)生混凝土梁板本身的疲勞破壞和混凝土與鋼之間的抗剪連接件的疲勞斷裂的問題，本發(fā)明提供一種可有效避免抗剪連接件的疲勞斷裂，無需設置抗剪連接件，采用的橡膠混凝土預制板可有效增強混凝土的抗疲勞特性的鋼-橡膠混凝土組合式橋梁梁板。

本發(fā)明采用的技術方案是：

鋼-橡膠混凝土組合式橋梁梁板，包括上部預制板和下部工字型鋼梁，其特征在于：所述的上部預制板由混凝土和橡膠粉混合制備，橡膠粉占兩者總體積的10％～40％，并且所述的上部預制板的底部開設有一道向內凹陷的縱肋狀凹槽；所述的下部工字型鋼梁的頂部焊接有帶螺紋的鋼板，所述的縱肋狀凹槽與帶螺紋的鋼板相互契合，并且所述的縱肋狀凹槽與帶螺紋的鋼板之間的空隙內灌注有橡膠混凝土漿液。

所述的上部預制板與所述的下部工字型鋼梁之間的橡膠混凝土層進行噴砂處理。

本發(fā)明中，具體部件的功能特點如下：

1、上部橡膠混凝土板預制過程中沿梁長方向在其下部預留一道凹槽，以備與工字型鋼梁上部焊接的帶螺紋的鋼板結合。

2、下部工字型鋼梁安裝就位后，將帶有螺紋的鋼板焊接至鋼梁上頂面。

3、將預留有凹槽的橋梁橡膠混凝土板吊裝至工字鋼上部就位并達到設計要求后，通過預留的灌漿管向凹槽與鋼板之間的縫隙灌注高強度水泥漿，確保兩者之間的緊密結合。

4、須對上部橡膠混凝土板與下部型鋼(鋼板)間膠結面噴砂處理，以滿足膠結面能夠有效抵抗外部荷載產生的縱向剪切力。

5、采用橡膠顆粒制作的彈性橡膠混凝土板可有效防止橡膠混凝土板疲勞破壞的發(fā)生，同時其強大的變形能力和抗裂能力能使其與抗剪連接件之間的變形更加協(xié)調，有效延長抗剪連接件的疲勞壽命，在保證承載力的基礎上，延長了橋梁梁板和抗剪連接件的使用壽命。

具體設置如下：在上部橡膠混凝土預制澆筑過程中在其下部預留一個凹槽，以備與工字型鋼梁上部螺紋鋼板結合；現(xiàn)場施工中，在工字型鋼梁安裝完畢后，將帶有螺紋的鋼板焊接至工字型鋼梁的頂部；待帶螺紋的鋼板焊接工序完畢后，將預留有凹槽的橋梁橡膠混凝土板吊裝至工字型鋼梁上部，吊裝過程中必須確保橡膠混凝土板凹槽與鋼板兩者楔合于一起，經位置調整校正后，確保鋼板和橡膠混凝土板位置符合設計位置，然后通過預留的灌漿管向凹槽與鋼板之間的縫隙灌注高強度橡膠混凝土漿液，確保兩者之間的緊密結合.本發(fā)明提出這種新型的上部橡膠混凝土板與下部工字型鋼梁的組合方式，不僅無需設置抗剪連接件，有效避免了連接件本身的疲勞斷裂，而且橡膠混凝土預制板可有效增強混凝土的抗疲勞特性,同時組合式梁板還具有施工快速便捷、橡膠混凝土板與鋼梁連接緊密及截面設置合理等一系列優(yōu)點。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

1、橡膠混凝土板和工字型鋼梁結合方式新穎突出，既保留了上部橡膠混凝土板具有的良好抗壓性能，充分發(fā)揮了下部工字鋼優(yōu)異的抗拉性能，又有效避免了兩者由于設置連接件而引發(fā)疲勞斷裂問題和混凝土疲勞破壞問題。同時該種組合梁橋梁在施工時間、施工進度上，相較于其它橋梁，具有很大的優(yōu)勢。同時由于采用廢棄輪胎所制作的橡膠粉末，減少了大量廢棄輪胎可能引起的環(huán)境污染問題，實現(xiàn)了廢棄資源的回收利用，此外在普通混凝土中添加橡膠，未增加施工難度，值得工程推廣。

2、截面設置合理：組合梁主要由兩部分組成，上部橡膠混凝土板，下部帶有螺紋鋼板的工字型鋼梁。從力學分析角度而言，梁板的上部為受壓區(qū)域，布置橡膠混凝土，可有效利用混凝土材料本身具有的抗壓性能，梁板的下部為受拉區(qū)域，承受較大的拉應力，不適宜采用混凝土材料，而采用型鋼，可有效利用鋼材本身具有的抗拉性能。這樣的組合方式充分發(fā)揮了橡膠混凝土和鋼材各自的優(yōu)點，揚長避短，物盡其用。

3、避免了連接件的疲勞斷裂問題：該種新型組合方式，無需在豎向需要設置剪力連接件，因而可有效避免因剪力連接件疲勞斷裂而引發(fā)的問題。

4、增強了混凝土的抗疲勞性能：采用橡膠顆粒制作的彈性橡膠混凝土板可有效防止橡膠混凝土板疲勞破壞的發(fā)生，同時其強大的變形能力和抗裂能力能使其與抗剪連接件之間的變形更加協(xié)調，有效延長抗剪連接件的疲勞壽命，在保證承載力的基礎上，延長了橋梁梁板和抗剪連接件的使用壽命，利于工程推廣。

5、施工快速、便捷：在構建新的橋梁或對現(xiàn)有橋梁進行拆除重建，橋梁的施工時間不僅影響著橋梁的施工成本，還帶來了交通堵塞、噪聲污染、車輛改道而引發(fā)的里程加長等一系列問題。預制式裝配式梁板施工過程中，為了將混凝土板和鋼梁連接于一體，常見的方式主要采用鋼法蘭、螺栓、螺桿等一系列連接件將兩者固定在一起。而這些連接件在使用過程前，勢必需要在上部混凝土板留下“孔洞”以完成連接固定工作。因此，在完成固定工作后，需要在橋面板上部再次進行澆筑工作以封孔。這在一定程度上延長了施工的時間，而且在“孔洞”澆筑中容易出現(xiàn)裂縫、缺陷等問題，增加了連接件和鋼筋被腐蝕的風險，減少了結構的使用壽命。而采用本發(fā)明中的連接方式，可省去上述施工步驟，大大縮短了橋梁的施工工期，提前開放橋梁運營的通車時間，其經濟效益、社會效益和環(huán)境效益不言而喻。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體結構示意圖。

圖2是本發(fā)明內部結構示意圖。

圖3是本發(fā)明成品示意圖。

具體實施方式

參照圖1至圖3，鋼-橡膠混凝土組合式橋梁梁板，包括上部預制板1和下部工字型鋼梁2，所述的上部預制板1由混凝土和橡膠粉混合制備，橡膠粉占兩者總體積的10％～40％，并且所述的上部預制板1的底部開設有一道向內凹陷的縱肋狀凹槽11；所述的下部工字型鋼梁2的頂部焊接有帶螺紋的鋼板3，所述的縱肋狀凹槽11與帶螺紋的鋼板3相互契合，并且所述的縱肋狀凹槽11與帶螺紋的鋼板3之間的空隙內灌注有橡膠混凝土漿液4。

所述的上部預制板1與所述的下部工字型鋼梁2之間的橡膠混凝土層進行噴砂處理。

如圖2所示，在該組合梁內，主要存在兩種接觸面：螺紋鋼板與高強度水泥漿膠結面、噴砂處理的橡膠混凝土與高強度水泥漿膠結面。在縱向上，其主要承受沿橋縱向的剪切應力以及由于橋梁梁板受彎矩作用而引起的上部壓應力。后者大小主要根據(jù)于上部車輛荷載的作用大小。抵抗縱向剪切應力主要依靠螺紋鋼板和橡膠混凝土下表面的粗糙面，只要兩者的粗糙面能滿足涉及要求，則可滿足剪切應力在橋身縱向的抗剪要求。

當縱向剪切荷載作用于連接處時，在上部橡膠混凝土板與印花螺紋鋼板之間產生一個相對滑動的趨勢，而相對滑動位移的發(fā)生需要兩個接觸面之間出現(xiàn)脫空位移，而螺紋鋼板表面的橫肋能增加橡膠混凝土對鋼板的握力，促使受力破壞斷面呈斜向分布，保證鋼板與橡膠混凝土板接觸的區(qū)域內形成具有錨固性能的機械牙鍵，可有效增強鋼板與橡膠混凝土板之間的抗剪切能力。類似于鋼筋橡膠混凝土結構中的鋼筋受力，主要是依靠鋼筋和橡膠混凝土之間的粘結錨固作用。因此在設計時，只需保證螺紋鋼板的橫肋設置和橡膠混凝土板的表面噴砂達到設計要求，就不會發(fā)生鋼板與橡膠混凝土板之間的粘接錨固失效問題。

本實施例中，首先，在混凝土板預制過程中，按照設計要求摻入適量的廢棄橡膠所制的橡膠粉末，同時在橡膠混凝土板預制過程中，底部預留有向內凹陷的縱肋狀凹槽。在橡膠混凝土板預制過程中，澆筑前首先在對應凹槽和下底面的模板上涂抹一部分緩凝劑，以減緩橡膠混凝土板下底面和凹槽處橡膠混凝土的硬化速度，以便于后期對橡膠混凝土板下表面和凹槽進行噴水和噴砂處理，沖去下表面和凹槽內尚未完全凝固的橡膠混凝土浮漿，露出橡膠混凝土內部的粗骨料，完成橡膠混凝土板的表面處理。其次，在現(xiàn)場橋梁梁板施工中，需要將表面帶有表面引誘螺紋的鋼板焊接于工字型鋼梁縱向的上表面。接著，組合梁上部的橡膠混凝土板在橫向連接方面通過環(huán)氧樹脂膠結在一起。最后，在壓花鋼板和下部鋼梁與橡膠混凝土之間的縫隙注射高強度的水泥漿液，將經過噴砂處理的橡膠混凝土與鋼板和型鋼有效粘結于一體。

本發(fā)明的措施方式并不受上述實施例的限制，還包括以下兩點：1.型鋼梁包括組合梁中常見的其他類型鋼梁，并不僅限于工字型鋼；2.焊接所使用鋼板的類型，并不僅限于以上螺紋鋼板，其還包含其它粗糙度滿足要求的其他類型鋼板。