CN106337371B - 采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造及其制造方法 - Google Patents

采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造及其制造方法，包括平面夹角为90至120度的A、B、C三道梁，以及交汇的节点。节点顶板和节点底板呈六边形，三块外侧直腹板和三块横隔板围绕节点顶板和节点底板的六条边间隔布置，三块横隔板分别与所述A、B、C三道梁连接。每道梁及节点分别加工形成大型节段后，再拼接在一起；每道梁或节点加工时，应先将梁或节点的顶板置于胎架上，再逐一安装直腹板、横隔板、斜腹板、底板；或内侧直腹板、外侧直腹板、横隔板、底板；梁与节点连接时，逐一焊接梁与节点的底板、腹板、顶板。本发明中斜腹板在传力途径上接顺，外侧腹板均匀传力；直腹板在传力途径上接顺，内侧腹板均匀传力。

Description

采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造及其制造方法
技术领域
本发明涉及桥梁建造技术领域，具体涉及一种采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造及其制造方法。
背景技术
现有桥梁多为单梁构造，或多道梁平行布置的构造，较少出现多道梁交汇于一处的构造。
但是，对于景观要求较高的城市桥梁，可能出现多道梁交汇于一处或多处的造型。
因此，急需一种多道梁交汇的构造，解决结构受力及实施难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造及其制造方法，实现的目的之一是实现了多道梁交汇的构造，解决结构受力及实施难题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造，包括A、B、C三道梁，所述A、B、C三道梁之间的平面夹角为90至120度，所述A、B、C三道梁交汇于节点。
所述A、B、C三道梁分别由A、B、C梁顶板、A、B、C梁底板、A、B、C梁斜腹板、A、B、C梁直腹板和A、B、C梁横隔板焊接成横截面成梯形的钢箱梁；所述A、B、C三道梁与所述节点连接的一端端部的两侧分别对称设置A、B、C梁加强腹板形成倒角结构，所述A、B、C梁加强腹板竖直设置。
所述节点包括节点顶板、节点底板、外侧直腹板、内侧直腹板、横隔板，所述节点顶板和所述节点底板呈六边形，且互相平行设置，所述节点顶板和所述节点底板之间设置三块所述外侧直腹板、三块所述内侧直腹板和三块所述横隔板，所述内侧直腹板设置在所述外侧直腹板内侧,三块所述外侧直腹板和三块所述横隔板围绕所述节点顶板和所述节点底板的六条边间隔布置，且三块所述外侧直腹板、三块所述内侧直腹板和三块所述横隔板相对所述节点顶板和所述节点底板垂直，三块所述横隔板的形状分别与所述A、B、C三道梁与所述节点连接的一端端部相对应，并分别与所述A、B、C三道梁连接。
优选的，位于所述A、B、C三道梁与所述节点连接的一端端部的所述A、B、C梁顶板、所述A、B、C梁底板、所述A、B、C梁加强腹板、所述A、B、C梁直腹板分别与三块所述横隔板籍由焊接方式连接。
优选的，位于所述A、B、C三道梁与所述节点连接的一端端部的所述A、B、C梁顶板、所述A、B、C梁底板、所述A、B、C梁加强腹板、所述A、B、C梁直腹板籍由全熔透焊接方式与所述节点连接。
优选的，所述A、B、C梁加强腹板与相对应的所述A、B、C梁斜腹板的连接起始部位距离相应的所述A、B、C梁横隔板200mm以上。
优选的，所述A、B、C梁顶板、所述A、B、C梁底板、所述A、B、C梁斜腹板、所述A、B、C梁直腹板和所述A、B、C梁横隔板籍由全熔焊接方式焊接成的箱梁。
优选的，所述节点顶板、所述节点底板、所述外侧直腹板、所述内侧直腹板、所述横隔板籍由全熔焊接方式焊接连接。
优选的，所述节点顶板与所述A、B、C梁顶板之间的顶板焊缝，以及所述节点底板与所述A、B、C梁底板之间的底板焊缝，距离相应的所述横隔板500mm以上。
优选的，所述节点顶板与所述A、B、C梁顶板连接位置，以及所述节点底板与所述A、B、C梁底板连接位置，采用圆角过渡。
采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造的制造方法，步骤如下：
1)每道梁及节点应分别加工形成大型节段后，再拼接在一起；
2)每道梁加工时，应先将所述A、B、C梁顶板置于胎架上所述A、B、C梁顶板顶缘紧贴胎架，逐一安装相应的所述A、B、C梁直腹板、所述A、B、C梁横隔板、所述A、B、C梁斜腹板、所述A、B、C梁底板；
3)所述节点加工时，应先将所述节点顶板置于胎架上，所述节点顶板顶缘紧贴胎架，逐一安装所述内侧直腹板、外侧直腹板、横隔板、节点底板；
4)所述A、B、C三道梁与所述节点的大型节段连接时，应将所述A、B、C三道梁与所述节点按设计状态，先焊接所述A、B、C三道梁与所述节点底板，再焊接所述A、B、C三道梁与所述外侧直腹板，最后焊接所述A、B、C三道梁与所述节点顶板。
本发明的有益效果：
1)三道主梁中的斜腹板在传力途径上接顺，令结构的外侧腹板均匀地传力。即：A梁斜腹板通过加强腹板接至节点外侧直腹板，B梁斜腹板通过加强腹板接至节点外侧直腹板，C梁斜腹板通过加强腹板接至节点外侧直腹板。
2)三道主梁中的直腹板在传力途径上接顺，令结构的内侧腹板均匀地传力。即：A梁直腹板接至节点内侧直腹板，B梁直腹板接至节点内侧直腹板，C梁直腹板接至节点内侧直腹板。
3)节点顶板、底板与每道梁顶板、底板的对接焊缝与桥面弯折点及节点横隔板错开，避免了将结构的薄弱部位设置于同一个断面，降低了结构的风险，提高了结构可靠性。
4)节点顶板、底板凹角部位采用的倒圆角构造，可释放局部应力，避免应力集中现象出现。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出的是本发明中一实施例中交汇节点顶部俯视结构示意图。
图2示出的是本发明中一种施例中钢箱梁横截面结构示意图。
图3示出的是本发明中一种施例中交汇节点剖视结构示意图。
图4示出的是本发明中一种施例中顶板平面构造结构示意图。
图5示出的是本发明中一种施例中底板平面构造结构示意图。
图6示出的是本发明图1中A处局部放大结构示意图。
图7示出的是本发明图4中B处局部放大结构示意图。
图8示出的是本发明图5中C处局部放大结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1、图4和图5所示，采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造，包括A、B、C三道梁2、2’、2”，A、B、C三道梁2、2’、2”之间的平面夹角为90至120度，A、B、C三道梁2、2’、2”交汇于节点1。
如图2所示，A、B、C三道梁2、2’、2”分别由A、B、C梁顶板21、21’、21”、A、B、C梁底板22、22’、22”、A、B、C梁斜腹板23、23’、23”、A、B、C梁直腹板25、25’、25”和A、B、C梁横隔板26、26’、26”焊接成横截面成梯形的钢箱梁。
每道梁分别设置：顶板1道、斜腹板2道、加强腹板2道、直腹板2道、底板1道、横隔板若干。顶板、底板可以与大地水准面保持平行，也可以与其具有一定夹角。顶板可以与底板保持平行，也可以与其具有一定夹角。斜腹板与铅垂面具有一定夹角，每道梁的两道斜腹板应相对于梁体中心线对称。直腹板与铅垂面平行。
A、B、C三道梁2、2’、2”与节点1连接的一端端部的两侧分别对称设置A、B、C梁加强腹板24、24’、24”形成倒角结构，A、B、C梁加强腹板24、24’、24”竖直设置。
加强腹板与铅垂面平行。
梁内构造关系：每道梁的斜腹板、加强腹板、直腹板、横隔板，均与顶板及底板连接。斜腹板、加强腹板、直腹板与顶板及底板的连接方式采用全熔透焊接。横隔板与顶板、底板、斜腹板及直腹板的连接方式采用角焊缝焊接。每道梁内，加强腹板与斜腹板的连接起始部位，应距离第一道横隔板200mm以上。
如图3所示，节点1包括节点顶板11、节点底板12、外侧直腹板13、内侧直腹板14、横隔板15，节点顶板11和节点底板12呈六边形，且互相平行设置，节点顶板11和节点底板12之间设置三块外侧直腹板13、三块内侧直腹板和三块横隔板15，内侧直腹板14设置在所述外侧直腹板13内侧,三块外侧直腹板13和三块横隔板15围绕节点顶板11和节点底板12的六条边间隔布置，且三块外侧直腹板13、三块内侧直腹板和三块横隔板15相对节点顶板11和节点底板12垂直，三块横隔板15的形状分别与A、B、C三道梁2、2’、2”与节点1连接的一端端部相对应，并分别与A、B、C三道梁2、2’、2”连接。
节点设置：包括顶板1道、外侧直腹板3道、内侧直腹板3道、横隔板3道。
其中，顶板、底板与大地水准面保持平行。外侧直腹板、内侧直腹板、横隔板均与铅垂面平行。
节点内构造关系：节点的外侧直腹板、内侧直腹板、横隔板，均与节点顶板及底板连接。外侧直腹板、内侧直腹板、横隔板与顶板及底板的连接方式采用全熔透焊接。外侧直腹板、内侧直腹板与横隔板的连接方式采用全熔透焊接。
节点顶板、底板与每道梁顶板、底板的连接部位焊缝，应距离节点横隔板不小于500mm。节点顶板，在凹角部位，应采用倒圆角处理，圆角半径不小于500mm或经过空间有限元计算确定。节点底板，在凹角部位，应采用倒圆角处理，圆角半径不小于500mm或经过空间有限元计算确定。
梁与节点之间：每道梁的加强腹板、直腹板均与节点横隔板连接。梁的加强腹板、直腹板与节点横隔板的构造关系为：节点横隔板采用整体式、梁的加强腹板及直腹板连接至节点横隔板的外表面。梁的加强腹板、直腹板与节点横隔板的连接方式采用全熔透焊接。梁的顶板、底板与节点顶板、底板的连接方式采用全熔透焊接。
在某些实施例中，位于A、B、C三道梁2、2’、2”与节点1连接的一端端部的A、B、C梁顶板21、21’、21”、A、B、C梁底板22、22’、22”、A、B、C梁加强腹板24、24’、24”、A、B、C梁直腹板25、25’、25”分别与三块横隔板15籍由焊接方式连接。
在某些实施例中，位于A、B、C三道梁2、2’、2”与节点1连接的一端端部的A、B、C梁顶板21、21’、21”、A、B、C梁底板22、22’、22”、A、B、C梁加强腹板24、24’、24”、A、B、C梁直腹板25、25’、25”籍由角焊缝焊接方式与节点1连接。
如图6所示，在某些实施例中，A、B、C梁加强腹板24、24’、24”与相对应的A、B、C梁斜腹板23、23’、23”的连接起始部位距离相应的A、B、C梁横隔板26、26’、26”200mm以上。
在某些实施例中，A、B、C梁顶板21、21’、21”、A、B、C梁底板22、22’、22”、A、B、C梁斜腹板23、23’、23”、A、B、C梁直腹板25、25’、25”和A、B、C梁横隔板26、26’、26”籍由全熔焊接方式焊接成的箱梁。
在某些实施例中，节点顶板11、节点底板12、外侧直腹板13、内侧直腹板14、横隔板15籍由全熔焊接方式焊接连接。
如图7所示，在某些实施例中，节点顶板11与A、B、C梁顶板21、21’、21”之间的顶板焊缝16，以及节点底板12与A、B、C梁底板22、22’、22”之间的底板焊缝17，距离相应的横隔板15在500mm以上。
如图8所示，在某些实施例中，节点顶板11与A、B、C梁顶板21、21’、21”连接位置，以及节点底板12与A、B、C梁底板22、22’、22”连接位置，采用圆角过渡。
圆角的半径不小于500mm。
采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造的制造方法，步骤如下：
1)每道梁及节点应分别加工形成大型节段后，再拼接在一起；
2)每道梁加工时，应先将A、B、C梁顶板21、21’、21”置于胎架上A、B、C梁顶板21、21’、21”顶缘紧贴胎架，逐一安装相应的A、B、C梁直腹板25、25’、25”、A、B、C梁横隔板26、26’、26”、A、B、C梁斜腹板23、23’、23”、A、B、C梁底板22、22’、22”；
3)节点1加工时，应先将节点顶板11置于胎架上，节点顶板11顶缘紧贴胎架，逐一安装内侧直腹板14、外侧直腹板13、横隔板15、节点底板12；
4)A、B、C三道梁2、2’、2”与节点1的大型节段连接时，应将A、B、C三道梁2、2’、2”与节点1按设计状态，先焊接A、B、C三道梁2、2’、2”与节点底板12，再焊接A、B、C三道梁2、2’、2”与外侧直腹板13，最后焊接A、B、C三道梁2、2’、2”与节点顶板11。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造，包括A、B、C三道梁(2、2’、2”)，所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)之间的平面夹角为90至120度，所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)交汇于节点(1)；其特征在于：所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)分别由A、B、C梁顶板(21、21’、21”)、A、B、C梁底板(22、22’、22”)、A、B、C梁斜腹板(23、23’、23”)、A、B、C梁直腹板(25、25’、25”)和A、B、C梁横隔板(26、26’、26”)焊接成横截面成梯形的钢箱梁；所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)与所述节点(1)连接的一端端部的两侧分别对称设置A、B、C梁加强腹板(24、24’、24”)形成倒角结构，所述A、B、C梁加强腹板(24、24’、24”)竖直设置；所述节点(1)包括节点顶板(11)、节点底板(12)、外侧直腹板(13)、内侧直腹板(14)、横隔板(15)，所述节点顶板(11)和所述节点底板(12)呈六边形，且互相平行设置，所述节点顶板(11)和所述节点底板(12)之间设置三块所述外侧直腹板(13)、三块所述内侧直腹板(14)和三块所述横隔板(15)，所述内侧直腹板(14)设置在所述外侧直腹板(13)内侧,三块所述外侧直腹板(13)和三块所述横隔板(15)围绕所述节点顶板(11)和所述节点底板(12)的六条边间隔布置，且三块所述外侧直腹板(13)、三块所述内侧直腹板(14)和三块所述横隔板(15)相对所述节点顶板(11)和所述节点底板(12)垂直，三块所述横隔板(15)的形状分别与所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)与所述节点(1)连接的一端端部相对应，并分别与所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)连接。
2.如权利要求1所述的采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造，其特征在于：位于所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)与所述节点(1)连接的一端端部的所述A、B、C梁顶板(21、21’、21”)、所述A、B、C梁底板(22、22’、22”)、所述A、B、C梁加强腹板(24、24’、24”)、所述A、B、C梁直腹板(25、25’、25”)分别与三块所述横隔板(15)籍由焊接方式连接。
3.如权利要求2所述的采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造，其特征在于：位于所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)与所述节点(1)连接的一端端部的所述A、B、C梁顶板(21、21’、21”)、所述A、B、C梁底板(22、22’、22”)、所述A、B、C梁加强腹板(24、24’、24”)、所述A、B、C梁直腹板(25、25’、25”)籍由全熔透焊接方式与所述节点(1)连接。
4.如权利要求1所述的采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造，其特征在于：所述A、B、C梁加强腹板(24、24’、24”)与相对应的所述A、B、C梁斜腹板(23、23’、23”)的连接起始部位距离相应的所述A、B、C梁横隔板(26、26’、26”)200mm以上。
5.如权利要求1所述的采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造，其特征在于：所述A、B、C梁顶板(21、21’、21”)、所述A、B、C梁底板(22、22’、22”)、所述A、B、C梁斜腹板(23、23’、23”)、所述A、B、C梁直腹板(25、25’、25”)和所述A、B、C梁横隔板(26、26’、26”)籍由全熔焊接方式焊接成的箱梁。
6.如权利要求1所述的采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造，其特征在于：所述节点顶板(11)、所述节点底板(12)、所述外侧直腹板(13)、所述内侧直腹板(14)、所述横隔板(15)籍由全熔焊接方式焊接连接。
7.如权利要求1所述的采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造，其特征在于：所述节点顶板(11)与所述A、B、C梁顶板(21、21’、21”)之间的顶板焊缝(16)，以及所述节点底板(12)与所述A、B、C梁底板(22、22’、22”)之间的底板焊缝(17)，距离相应的所述横隔板(15)500mm以上。
8.如权利要求1所述的采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造，其特征在于：所述节点顶板(11)与所述A、B、C梁顶板(21、21’、21”)连接位置，以及所述节点底板(12)与所述A、B、C梁底板(22、22’、22”)连接位置，采用圆角过渡。
9.如权利要求1-8任一所述的采用单箱三室截面的钢箱梁的三梁交汇构造的制造方法，步骤如下：
1)每道梁及节点应分别加工形成大型节段后，再拼接在一起；
2)每道梁加工时，应先将A、B、C梁顶板(21、21’、21”)置于胎架上，所述A、B、C梁顶板(21、21’、21”)顶缘紧贴胎架，逐一安装相应的A、B、C梁直腹板(25、25’、25”)、A、B、C梁横隔板(26、26’、26”)、A、B、C梁斜腹板(23、23’、23”)、A、B、C梁底板(22、22’、22”)；
3)在节点(1)加工时，应先将节点顶板(11)置于胎架上，所述节点顶板(11)顶缘紧贴胎架，逐一安装内侧直腹板(14)、外侧直腹板(13)、横隔板(15)、节点底板(12)；
4)A、B、C三道梁(2、2’、2”)与所述节点(1)的大型节段连接时，应将所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)与所述节点(1)按设计状态，先焊接所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)与所述节点底板(12)，再焊接所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)与所述外侧直腹板(13)，最后焊接所述A、B、C三道梁(2、2’、2”)与所述节点顶板(11)。
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