基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥

摘要

本发明公开了一种基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，包括桥梁上部结构和桥梁下部结构，桥梁上部结构为由多块CLT木质梁板拼装组成且上部带有梁桥桥面板的梁桥承重梁，CLT木质梁板包括由多层木质层板胶合而成的梁体结构和紧固扣装在梁体结构前后两端的上下两个棱角上且对各棱角进行进行整体加固的护角钢边，多层木质层板的数量至少为三层，梁体结构前后两端的上下两个棱角上对应设置有与护角钢边结构和尺寸相对应的安装缺口。本发明轻型环保、构造简单且受力合理、施工简便，与周围环境协调性好，能解决现有桥梁存在的桥梁结构与周侧环境协调能力差、木结构桥梁易受水分以及其它自然因素腐蚀、现场施工困难等诸多问题。

说明书

技术领域

本发明属于桥梁建造工程技术领域，尤其是涉及一种基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥。

背景技术

传统的木结构桥梁使用的主要为锯木、螺钉叠合木等，结构的整体性差，其在自然条件下容易开裂，在长期的荷载作用下连接失效明显，且传统的木结构桥梁多为现场施工，人力物力耗费严重，施工质量也不易保障。另外，由于传统木桥面板(梁)直接安装在桥台或桥台支座上，潮气很容易浸入木材，长时间之后造成梁端部被腐蚀，最终导致整个结构破坏。目前实际使用过程中，木结构桥梁存在的问题主要体现在以下几个方面：1)、现场施工复杂，存在较多的不确定因素，使得构件之间的连接质量得不到保障；2)、传统的木结构桥梁由于长时间的暴露在自然条件之下，使得木材较易开裂，最终导致连接失效，引起结构的破坏；3)、由于连接技术和施工工艺得不到保障，使得木板梁桥的整体性较差，在长期使用过程中容易造成桥面板开裂；4)、木结构桥梁中，由于木桥面板或木梁直接与桥台或地基接触，容易受到水分和其它腐蚀因素的影响，使得木材在使用过程中很容易被腐蚀，造成桥面板或木梁的损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，其轻型环保、构造简单且受力合理、施工简便，与周围环境的协调性好，能有效解决现有桥梁存在的桥梁结构与周侧环境协调能力差、木结构桥梁易受水分以及其它自然因素腐蚀、现场施工困难等诸多问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，包括桥梁上部结构和对所述桥梁上部结构进行整体支撑的桥梁下部结构，其特征在于：所述桥梁上部结构为由多块CLT木质梁板拼装组成且上部带有梁桥桥面板的梁桥承重梁，所述CLT木质梁板为长方体形状，多块所述CLT木质梁板铺设在同一水平面上；所述CLT木质梁板包括由多层木质层板胶合而成的长方体状梁体结构和紧固扣装在所述梁体结构前后两端的上下两个棱角上且对各棱角进行进行整体加固的护角钢边，所述木质层板的数量至少为三层，多层所述木质层板由上至下叠合在一起且相邻两层所述木质层板之间均以胶合方式进行紧固连接，每一层所述木质层板均由并排拼装在一起的多块方木胶合而成，多层所述木质层板包括布设在最上层的顶层木质层板、布设在最下层的底层木质层板和布设在所述顶层木质层板与所述底层木质层板之间的一层或多层中间层木质层板，组成所述顶层木质层板和所述底层木质层板的多块方木的长度方向均与所铺装完成CLT木板梁桥的顺桥向方向一致，所述护角钢边扣装在所述CLT木质梁板长度方向的前后两端上，多块CLT木质梁板中的所有顶层木质层板拼装组成所述梁桥桥面板；所述CLT木质梁板中多层所述木质层板的数量为奇数或偶数，当所述CLT木质梁板中多层所述木质层板的数量为奇数时，相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设；且当所述CLT木质梁板中多层所述木质层板的数量为偶数时，位于所述CLT木质梁板中部的相邻两层木质层板中的所有方木均呈平行布设，所述CLT木质梁板以其中心线为界分为上梁板和下梁板两部分，所述上梁板中相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设，且所述下梁板中相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设；所述梁体结构前后两端的上下两个棱角上对应设置有与护角钢边结构和尺寸相对应的安装缺口。

上述基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，其特征是：每一块CLT木质梁板的长度方向均与所铺装完成CLT木板梁桥的顺桥向方向一致。

上述基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，其特征是：组成所述CLT木质梁板的多层木质层板的长度、宽度和厚度均相同，且组成所述木质层板的多块方木的长度、宽度和厚度均相同。

上述基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，其特征是：所述上梁板和所述下梁板呈对称布设。

上述基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，其特征是：所述护角钢边为角钢。

上述基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，其特征是：所述CLT木质梁板上所扣装角钢的数量为4个，且所述角钢为等边角钢。

上述基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，其特征是：所述等边角钢的长度不大于CLT木质梁板的宽度，D/2＜所述等边角钢的边宽＜D，其中D为所述木质层板的厚度。

上述基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，其特征是：所述护角钢边与所述梁体结构之间通过多个纵向连接件进行紧固连接，所述梁体结构和所述护角钢边上对应开有多个供所述纵向连接件安装的安装孔。

上述基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，其特征是：所述纵向连接件为螺栓钉，所述螺栓钉由上至下贯穿CLT木质梁板且其长度大于CLT木质梁板的板厚。

上述基于钢边加劲的整体预制式CLT木板梁桥，其特征是：多个所述纵向连接件布设在一条直线上且多个所述纵向连接件呈均匀布设。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单，制作加工方便，生产周期短，主要包括固定连接在一起的CLT木质梁板和角钢，角钢包在CLT木质梁板顺桥向的两端且角钢与CLT木质梁板之间用连接件进行连接，最终形成整体预制的CLT木板梁桥结构。

2、整体质量较小，不需要大型吊装设备，施工安装方便，所需人力物力较少，且施工周期短。

3、由于交错叠合技术的使用使得木材双向受力能力增强。

4、用角钢将CLT木桥面板(梁)顺桥向两端包住，大大改善了木材由于自然因素被腐蚀的状况，使得木结构桥梁的使用寿命增长。

5、木材本身天然的纹理构造和质感，使得其具有很好的亲和力和细腻感，在公园、人行天桥或森林环境中使用，增加了环境的协调性。

6、应用抗灾抢险等战备桥梁中，具有明显的应用优势。

综上所述，本发明轻型环保、构造简单且受力合理、施工简便，与周围环境的协调性好，尤其是在CLT木质梁板顺桥向两端加上钢包边之后，能很好地解决木桥面板(梁)易腐蚀的问题，在现代桥梁建设中具有较好的应用前景，并且本发明能解决现有桥梁存在的桥梁结构与周侧环境协调能力差、木结构桥梁易受水分以及其它自然因素腐蚀、现场施工困难等诸多问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明第一具体实施方式中采用三层结构CLT木质梁板所施工完成CLT木板梁桥的结构示意图。

图2为本发明第一具体实施方式中所采用三层结构CLT木质梁板的结构示意图。

图3为图2的A处局部放大图。

图4为本发明第二具体实施方式中所采用四层结构CLT木质梁板的结构示意图。

图5为本发明第三具体实施方式中所采用五层结构CLT木质梁板的结构示意图。

图6为本发明第四具体实施方式中所采用六层结构CLT木质梁板的结构示意图。

附图标记说明：

1-CLT木质梁板；   2-护角钢边；    3-螺栓钉。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2及图3所示，本发明包括桥梁上部结构和对所述桥梁上部结构进行整体支撑的桥梁下部结构，所述桥梁上部结构为由多块CLT(cross-laminated timber，正交层压木)木质梁板1拼装组成且上部带有梁桥桥面板的梁桥承重梁，所述CLT木质梁板1为长方体形状，多块所述CLT木质梁板1铺设在同一水平面上。

所述CLT木质梁板1包括由多层木质层板胶合而成的长方体状梁体结构和紧固扣装在所述梁体结构前后两端的上下两个棱角上且对各棱角进行进行整体加固的护角钢边2，所述木质层板的数量至少为三层，多层所述木质层板由上至下叠合在一起且相邻两层所述木质层板之间均以胶合方式进行紧固连接，每一层所述木质层板均由并排拼装在一起的多块方木胶合而成，多层所述木质层板包括布设在最上层的顶层木质层板、布设在最下层的底层木质层板和布设在所述顶层木质层板与所述底层木质层板之间的一层或多层中间层木质层板，组成所述顶层木质层板和所述底层木质层板的多块方木的长度方向均与所铺装完成CLT木板梁桥的顺桥向方向一致，所述护角钢边2扣装在所述CLT木质梁板1长度方向的前后两端上，多块CLT木质梁板1中的所有顶层木质层板拼装组成所述梁桥桥面板。

所述CLT木质梁板1中多层所述木质层板的数量为奇数或偶数，当所述CLT木质梁板1中多层所述木质层板的数量为奇数时，相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设。且当所述CLT木质梁板1中多层所述木质层板的数量为偶数时，位于所述CLT木质梁板1中部的相邻两层木质层板中的所有方木均呈平行布设，所述CLT木质梁板1以其中心线为界分为上梁板和下梁板两部分，所述上梁板中相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设，且所述下梁板中相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设。所述梁体结构前后两端的上下两个棱角上对应设置有与护角钢边2结构和尺寸相对应的安装缺口。

本实施例中，每一块CLT木质梁板1的长度方向均与所铺装完成CLT木板梁桥的顺桥向方向一致。组成所述CLT木质梁板1的多层木质层板的长度、宽度和厚度均相同，且组成所述木质层板的多块方木的长度、宽度和厚度均相同。所述上梁板和所述下梁板呈对称布设。

本实施例中，所述CLT木质梁板1中多层所述木质层板的数量为三层，则CLT木质梁板1为三层结构CLT木质梁板，相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设。实际使用过程中，可以根据实际需要(具体是需施工梁桥承重梁的厚度和木质层板的厚度)对所述木质层板的数量进行调整。实际施工过程中，还可以采用金属连接件对相邻两层所述木质层板之间以及相邻两个方木进行加固。

本实施例中，所述护角钢边2为角钢。实际使用过程中，可以选用其它拐角状钢包边作为护角钢边2。所述CLT木质梁板1上所扣装角钢的数量为4个，且所述角钢为等边角钢。实际进行安装时，可以根据实际需要，对每一个棱角上所安装角钢的数量进行相应调整，并根据所安装棱角的宽度对各角钢的长度进行调整。所述等边角钢的长度不大于CLT木质梁板1的宽度，D/2＜所述等边角钢的边宽＜D，其中D为所述木质层板的厚度。

实际进行安装时，所述护角钢边2与所述梁体结构之间通过多个纵向连接件进行紧固连接，所述梁体结构和所述护角钢边2上对应开有多个供所述纵向连接件安装的安装孔。本实施例中，所述纵向连接件为螺栓钉3。多个所述纵向连接件布设在一条直线上且多个所述纵向连接件呈均匀布设，并且多个所述纵向连接件布设在所述CLT木质梁板1的宽度方向上。实际进行安装时，所述螺栓钉3由上至下贯穿CLT木质梁板1且其长度大于CLT木质梁板1的板厚。

综上实际施工时，所述CLT木质梁板1中的各层木质层板之间交错布置，角钢包在CLT木质梁板1顺桥向的两端，且所述CLT木质梁板1与角钢整体预制安装后便可直接作为梁桥的上部结构。另外，所述CLT木质梁板1的顶层木质层板和底层木质层板两端要去除与角钢翼缘板相同宽度和厚度的木材，以保证CLT木质梁板1表面的平整度。所述角钢安装在CLT木质梁板1顺桥向的两端，并在角钢上预留等间距且距腹板一定距离的螺栓孔。因而，所述角钢包在CLT木质梁板1顺桥向的两端(共包四个角)，角钢与CLT木质梁板1之间采用纵向连接件进行连接，并行形成钢边加劲的整体预制CLT木板梁桥结构。同时，采用螺栓钉3将角钢固定在CLT木质梁板1的桥面板四周之后，在螺栓钉3上镀锌、刷涂油漆或者进行其它的防护措施，防止螺栓钉3被腐蚀，最终形成钢边加劲的整体预制CLT木板梁桥结构。在实际建造过程中，首先在CLT木质梁板1上去除与角钢翼缘板相同宽度和厚度的木材，保证角钢在连接之后桥面的平整性；安装到CLT木质梁板1上的角钢上预留一定数量的螺栓孔，然后使用螺栓钉3进行连接，保证角钢与CLT木质梁板1之间连接的紧密性。

实施例2

本实施例中，与实施例1不同的是：本实施例中，所述CLT木质梁板1中多层所述木质层板的数量为四层，则CLT木质梁板1为四层结构CLT木质梁板1，位于所述CLT木质梁板1中部的相邻两层木质层板(即由上至下第二层和第三层木质层板)中的所有方木均呈平行布设，上梁板(即由上至下第一层和第二层木质层板)中的相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设，下梁板(即由上至下第三层和第四层木质层板)中的相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设。本实施例中，其余部分的结构、安装方式和安装过程均与实施例1相同。

实施例3

本实施例中，与实施例1不同的是：本实施例中，所述CLT木质梁板1中多层所述木质层板的数量为五层，则CLT木质梁板1为五层结构CLT木质梁板1，相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设。本实施例中，其余部分的结构、安装方式和安装过程均与实施例1相同。

实施例4

本实施例中，与实施例1不同的是：本实施例中，所述CLT木质梁板1中多层所述木质层板的数量为六层，则CLT木质梁板1为六层结构CLT木质梁板1，位于所述CLT木质梁板1中部的相邻两层木质层板(即由上至下第三层和第四层木质层板)中的所有方木均呈平行布设，上梁板(即由上至下第一层、第二层和第三层木质层板)中的相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设，下梁板(即由上至下第四层、第五层和第六层木质层板)中的相邻两层木质层板中的所有方木均呈正交布设。本实施例中，其余部分的结构、安装方式和安装过程均与实施例1相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。