胶合木双向板的应用前景与展望

李赫

引言

双向板作为平面关键受力构件在工业和民用建筑﹑桥梁中应用十分广泛，尤其随着大跨度﹑大空间建筑的发展，双向板的应用跨度越来越大，而现阶段国内外的课题研究都集中于钢筋混凝土双向板，而且国内的设计规范对于钢筋混凝土双向板的刚度和挠度计算的规定也较为模糊，引起了很多争议。现代胶合木结构因其强度高﹑自重轻﹑对环境污染小在西方国家受到广泛应用，我国近年来也大量修建了很多现代木结构工程，但是总体来说我国对于现代胶合木结构的研究还处于起步阶段，对于胶合木双向板的研究也十分稀少。

本文以东北落叶松为原材料制造的胶合木双向板以及在张家界的胶合木结构桥梁工程实例为对象，对胶合木双向板在国内的应用前景作出展望。

1.双向板的定义

根据GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中关于双向板的定义：长边与短边的长度之比不大于2.0的四边支承板应按双向板计算。在沈蒲生，梁兴文主编的《混凝土结构设计教材》中关于双向板的定义是：长边与短边的长度之比小于3时，荷载由长短向板带共同承受的四边支承板为双向板。由此我们对胶合木板可以通过类比归纳总结为：通过对原生木材进行加工制造之后形成的胶合木板，长边与短边的长度之比小于3时，荷载由木板长短向板带共同承受的胶合木板为胶合木双向板。

2.胶合木双向板的加工制造工序

（1）锯材干燥

为了制造出满足工程实际需要的胶合木双向板，必须选合适长度的锯材来制造胶合木双向板。锯材的含水率对胶合木双向板的力学性能影响较大，根据统计，当木材含水率在7%-13%时，胶合木双向板结构能保持结构尺寸不收缩，同时保持了良好的力学性能。干燥木材的方法一般分为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异性材料，存在着不同种类的天然缺陷，强度参差不齐，对胶合木双向板的力学性能和弹性模量产生不利影响，因此必须对锯材进行分等。在实际工程中应用较多的是层板应力分等中的目测分等法，目测分等法是通过观察锯材表面的缺陷并判断缺陷对木材力学性能和弹性模量的影响的方法。通过对锯材的分等选出优质锯材，保证胶合木双向板力学性能的整体性与均匀性。

（3）刨削加工

选出优质锯材之后，用刨光机对优质锯材进行刨光。

（4）胶合养护

胶合木双向板的胶黏剂对耐水性和耐热性要求较高，工程实例中应用较多的是间苯二分甲醛树脂胶黏剂，此种胶黏剂的耐水性和耐热性较好，同时胶缝强度大于木材顺纹抗剪强度和横纹抗拉强度。胶合完毕后应对木材进行养护，对胶合木双向板进行防湿防潮，特殊环境下的工程还应对胶合木双向板进行防腐处理。

（5）切割刨光

以上所有工作完成后，应对板材进行切割和最终的刨光工序，由于双向板是双向受力的受力特点，在对板材进行切割时，不能仅考虑切割长边方向，应在对实际工程设计图纸仔细审查和参考后，对长短向板带同时进行切割加工，以保证胶合木双向板尺寸的精确性，确保其在实际工程运用中的误差。

3.工程实例

本工程实例来自于其湖南省张家界至花垣高速公路张家界服务区（K3+500处），其结构形式为上承式三铰拱桥，桥面板采用由美国花旗松为原料制造的胶合木双向板，辅材为国内速生树种，桥面净宽3.0m，总长39.5m，计算跨径38.07m，计算矢高9.0m，设计人群荷载5.0KN/㎡，设计使用年限50年。是我国第一座高速公路跨线现代木结构桥梁，同时也是胶合木双向板在高速跨线桥梁结构中运用的首例，证明和展示了胶合木双向板的优越承载力﹑可靠性。

4.胶合木双向板应用前景的展望

通过以上对胶合木双向板加工制造工序的介绍以及其在实际工程中的应用可以看出，胶合木双向板由于其承载能力高﹑整体性好﹑同时对环境影响低已经成为现代木结构中关键的受力构件之一，而且胶合木双向板的制造工序性强，可大批量生产，施工速度快，节省工期，对于推动未来我国现代木结构工程建设和发展有着极其深远的意义，也为现代木结构在我国的推广和应用打下坚实基础。

结语

现代胶合木结构近年来作为一种新的结构形式在国内外得到很多工程师的青睐并广泛应用，胶合木双向板无论在建筑还是桥梁中都是作为主要受力构件使用，但我国对于胶合木双向板的理论研究和工程实践经验仍停留在起步阶段，国内关于木结构的设计规范和规程对胶合木双向板的设计计算也没有做出明确清晰的规定，因此对于胶合木双向板的理论和工程实际应用的深化研究是十分必要的，也有利于我国现代木结构体系的完善和发展。

本文立足于实际工程，对胶合木双向板的加工制造以及运用于现代木结构工程建设中的过程进行了详细的介绍与分析，并对未来胶合木双向板的推广应用进行了展望，为胶合木双向板理论计算以及实际工程应用的深化研究打下一定基础。

（作者单位：中南林业科技大学土木工程与力学学院）

作者简介：李 赫，中南林业科技大学土木工程与力学学院桥梁与隧道工程，硕士研究生。