膠合木雙向板的應(yīng)用前景與展望

1、    膠合木雙向板的應(yīng)用前景與展望    李赫引言雙向板作為平面關(guān)鍵受力構(gòu)件在工業(yè)和民用建筑橋梁中應(yīng)用十分廣泛，尤其隨著大跨度大空間建筑的發(fā)展，雙向板的應(yīng)用跨度越來越大，而現(xiàn)階段國內(nèi)外的課題研究都集中于鋼筋混凝土雙向板，而且國內(nèi)的設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于鋼筋混凝土雙向板的剛度和撓度計(jì)算的規(guī)定也較為模糊，引起了很多爭(zhēng)議?，F(xiàn)代膠合木結(jié)構(gòu)因其強(qiáng)度高自重輕對(duì)環(huán)境污染小在西方國家受到廣泛應(yīng)用，我國近年來也大量修建了很多現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)工程，但是總體來說我國對(duì)于現(xiàn)代膠合木結(jié)構(gòu)的研究還處于起步階段，對(duì)于膠合木雙向板的研究也十分稀少。本文以東北落葉松為原材料制造的膠合木雙向板以及在張家

2、界的膠合木結(jié)構(gòu)橋梁工程實(shí)例為對(duì)象，對(duì)膠合木雙向板在國內(nèi)的應(yīng)用前景作出展望。1.雙向板的定義根據(jù)gb50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于雙向板的定義：長(zhǎng)邊與短邊的長(zhǎng)度之比不大于2.0的四邊支承板應(yīng)按雙向板計(jì)算。在沈蒲生，梁興文主編的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教材中關(guān)于雙向板的定義是：長(zhǎng)邊與短邊的長(zhǎng)度之比小于3時(shí)，荷載由長(zhǎng)短向板帶共同承受的四邊支承板為雙向板。由此我們對(duì)膠合木板可以通過類比歸納總結(jié)為：通過對(duì)原生木材進(jìn)行加工制造之后形成的膠合木板，長(zhǎng)邊與短邊的長(zhǎng)度之比小于3時(shí)，荷載由木板長(zhǎng)短向板帶共同承受的膠合木板為膠合木雙向板。2.膠合木雙向板的加工制造工序（1）鋸材干燥為了制造出滿足工程實(shí)際需要的膠

3、合木雙向板，必須選合適長(zhǎng)度的鋸材來制造膠合木雙向板。鋸材的含水率對(duì)膠合木雙向板的力學(xué)性能影響較大，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)木材含水率在7%-13%時(shí)，膠合木雙向板結(jié)構(gòu)能保持結(jié)構(gòu)尺寸不收縮，同時(shí)保持了良好的力學(xué)性能。干燥木材的方法一般分為自然干燥法和人工干燥法。（2）材料分等由于原生木材是各向異性材料，存在著不同種類的天然缺陷，強(qiáng)度參差不齊，對(duì)膠合木雙向板的力學(xué)性能和彈性模量產(chǎn)生不利影響，因此必須對(duì)鋸材進(jìn)行分等。在實(shí)際工程中應(yīng)用較多的是層板應(yīng)力分等中的目測(cè)分等法，目測(cè)分等法是通過觀察鋸材表面的缺陷并判斷缺陷對(duì)木材力學(xué)性能和彈性模量的影響的方法。通過對(duì)鋸材的分等選出優(yōu)質(zhì)鋸材，保證膠合木雙向板力學(xué)性能的整體性與

4、均勻性。（3）刨削加工選出優(yōu)質(zhì)鋸材之后，用刨光機(jī)對(duì)優(yōu)質(zhì)鋸材進(jìn)行刨光。（4）膠合養(yǎng)護(hù)膠合木雙向板的膠黏劑對(duì)耐水性和耐熱性要求較高，工程實(shí)例中應(yīng)用較多的是間苯二分甲醛樹脂膠黏劑，此種膠黏劑的耐水性和耐熱性較好，同時(shí)膠縫強(qiáng)度大于木材順紋抗剪強(qiáng)度和橫紋抗拉強(qiáng)度。膠合完畢后應(yīng)對(duì)木材進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對(duì)膠合木雙向板進(jìn)行防濕防潮，特殊環(huán)境下的工程還應(yīng)對(duì)膠合木雙向板進(jìn)行防腐處理。（5）切割刨光以上所有工作完成后，應(yīng)對(duì)板材進(jìn)行切割和最終的刨光工序，由于雙向板是雙向受力的受力特點(diǎn)，在對(duì)板材進(jìn)行切割時(shí)，不能僅考慮切割長(zhǎng)邊方向，應(yīng)在對(duì)實(shí)際工程設(shè)計(jì)圖紙仔細(xì)審查和參考后，對(duì)長(zhǎng)短向板帶同時(shí)進(jìn)行切割加工，以保證膠合木雙向板尺寸的精確

5、性，確保其在實(shí)際工程運(yùn)用中的誤差。3.工程實(shí)例本工程實(shí)例來自于其湖南省張家界至花垣高速公路張家界服務(wù)區(qū)（k3+500處），其結(jié)構(gòu)形式為上承式三鉸拱橋，橋面板采用由美國花旗松為原料制造的膠合木雙向板，輔材為國內(nèi)速生樹種，橋面凈寬3.0m，總長(zhǎng)39.5m，計(jì)算跨徑38.07m，計(jì)算矢高9.0m，設(shè)計(jì)人群荷載5.0kn/，設(shè)計(jì)使用年限50年。是我國第一座高速公路跨線現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)橋梁，同時(shí)也是膠合木雙向板在高速跨線橋梁結(jié)構(gòu)中運(yùn)用的首例，證明和展示了膠合木雙向板的優(yōu)越承載力可靠性。4.膠合木雙向板應(yīng)用前景的展望通過以上對(duì)膠合木雙向板加工制造工序的介紹以及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用可以看出，膠合木雙向板由于其承載

6、能力高整體性好同時(shí)對(duì)環(huán)境影響低已經(jīng)成為現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的受力構(gòu)件之一，而且膠合木雙向板的制造工序性強(qiáng)，可大批量生產(chǎn)，施工速度快，節(jié)省工期，對(duì)于推動(dòng)未來我國現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)工程建設(shè)和發(fā)展有著極其深遠(yuǎn)的意義，也為現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)在我國的推廣和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。結(jié)語現(xiàn)代膠合木結(jié)構(gòu)近年來作為一種新的結(jié)構(gòu)形式在國內(nèi)外得到很多工程師的青睞并廣泛應(yīng)用，膠合木雙向板無論在建筑還是橋梁中都是作為主要受力構(gòu)件使用，但我國對(duì)于膠合木雙向板的理論研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)仍停留在起步階段，國內(nèi)關(guān)于木結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)程對(duì)膠合木雙向板的設(shè)計(jì)計(jì)算也沒有做出明確清晰的規(guī)定，因此對(duì)于膠合木雙向板的理論和工程實(shí)際應(yīng)用的深化研究是十分必要的，也有利于我國現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)體系的完善和發(fā)展。本文立足于實(shí)際工程，對(duì)膠合木雙向板的加工制造以及運(yùn)用于現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)工程建設(shè)中的過程進(jìn)行了