[发明专利]一种带有抗剪俘能型铺装层结构的桥面

说明书

本发明公开了一种带有抗剪俘能型铺装层结构的桥面，其包括从下而上依次铺设的支撑梁、桥面板和桥面铺装层，桥面板内固定设置有若干个立柱，立柱的顶端穿过桥面板伸入桥面铺装层内，立柱的顶端固定设置有压电自发电组件，压电自发电组件位于桥面铺装层内，用于将车辆轮胎作用于桥面铺装层的机械能转化为电能储存或使用。当桥面铺装层顶部受到车辆荷载时，车辆荷载首先通过桥面铺装层传递至压电自发电组件，一方面压电自发电组件能够根据压电效应将受到的压力能转换为电能进行储存或使用，实现俘能功能，另一方面根据能量守恒定律，桥面铺装层受到的压力一部分转换为电能，相应地立柱受到的压力自然减小，避免立柱长期受较大压力而发生疲劳破坏。

技术领域

本发明涉及桥面铺装减振技术领域，尤其涉及一种带有抗剪俘能型铺装层结构的桥面。

背景技术

桥面铺装层作为桥梁结构的重要组成部分，其主要作用是防止车轮或履带直接磨耗桥面板，保护主梁免受雨水侵蚀，并借以分散车辆的轮载，对桥梁主体结构具有保护作用，延长桥梁的使用寿命。其质量的好坏对于桥梁建成后在营运期间行车的安全性、舒适性和美观性都起着非常重要的作用。而在近些年交通轴载的加大以及交通流的猛增致使桥梁整体结构及桥面局部结构均发生了大量的病害，甚至导致了一些灾难性的破坏。研究发现，桥面铺装病害类型分为显性病害和隐性病害，隐性病害由于发生在铺装层内部，初期难以被人工和仪器识别，将会逐渐发展成显性病害，加剧结构性病害。而隐性病害的主要类型之一是由于铺装层与桥面之间的粘结力不足，在荷载作用下沥青混凝土铺装层与水泥混凝土板之间出现滑移和脱层的破坏现象。这种破坏如果不及时处理，将进一步发展引发推移、拥包、波浪等多种病害，不仅影响行车的安全和舒适性，还会对桥梁主体结构造成影响，使其承载能力降低和使用寿命减少。因此，如果能保证层间不脱粘，就能从源头上避免病害的产生。

专利(申请号：201210222955.2)公开了一种设剪力键的钢木组合桥面铺装结构，包括呈水平向布设的底部支撑结构、水平铺设在所述底部支撑结构上的木质桥面板和水平铺设于木质桥面板上的桥面铺装层，所述底部支撑结构上布设有多个剪力键，且多个所述剪力键均呈竖直向布设；所述剪力键的顶部高度高于木质桥面板的顶面高度，且剪力键的顶部高度低于混凝土桥面铺装层的顶面高度；所述木质桥面板上对应设置有多个分别供多个所述剪力键穿过的预留孔，所述剪力键通过在预留孔内灌注成型的环氧树脂砂浆紧固层紧固固定于木质桥面板内，且剪力键与环氧树脂砂浆紧固层组成桥面剪力结构；所述桥面铺装层为在木质桥面板和所述桥面剪力结构上浇筑成型的沥青混凝土铺装层；多个所述剪力键的结构和尺寸均相同，且多个所述预留孔的结构和尺寸均相同；多个所述剪力键呈均匀布设；所述剪力键为一根布设于预留孔内侧中部的钢钉，或为由布设于预留孔内侧中部且结构和尺寸均相同的多根钢钉组成的钢钉组。

上述方案中，车辆车轮对桥面铺装层产生的压力荷载直接作用在剪力键上，长期受压力作用会导致剪力键疲劳破坏。另一方面，当车辆在桥面上行驶时，由于车辆的动力作用会引发桥梁的振动，而桥梁的振动会反过来影响行车安全以及舒适性。桥面铺装作为首层与车辆接触的结构，如果能在初始位置控制车辆造成的振动，减振的效率会大幅提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种带有抗剪俘能型铺装层结构的桥面，解决现有技术中采用在桥面铺装结构中设置剪力键解决桥面滑移现象时，车辆车轮对桥面铺装层产生的压力荷载直接作用在剪力键上，长期受压力作用会导致剪力键疲劳破坏的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种带有抗剪俘能型铺装层结构的桥面,包括从下而上依次铺设的支撑梁、桥面板和桥面铺装层，所述桥面板内固定设置有若干个立柱，所述立柱的顶端穿过所述桥面板伸入所述桥面铺装层内，用于提升所述桥面板和所述桥面铺装层的层间抗剪切能力，所述立柱的顶端固定设置有压电自发电组件，所述压电自发电组件位于所述桥面铺装层内，所述压电自发电组件用于将车辆轮胎作用于所述桥面铺装层的机械能转化为电能进行储存或使用。