CN108316143A - 提高面板与横向构件连接疲劳性的结构及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高面板与横向构件连接疲劳性的结构及制作方法，包括盖板、纵肋、横向构件，横向构件在盖板下沿纵向间隔设置，纵肋在盖板下沿横向间隔设置，所述的横向构件由上至下设置的闭口截面横肋、下部平钢板，闭口截面横肋与纵肋相交，盖板、纵肋与横向构件组成正交异性钢面板，本发明结构受力合理，减小应力集中，能够有效的提高横隔板的刚度，进而减少了面外应力的产生，降低了面外弯曲的可能性，改善了纵肋内部和横隔板连接处的裂缝的产生，提高了该处的疲劳寿命。

Description

提高面板与横向构件连接疲劳性的结构及制作方法

技术领域

本发明涉及一种提高面板与横向构件连接疲劳性的结构及制作方法。

背景技术

正交异性钢桥面板是钢结构桥梁中一种常用的结构形式。车轮荷载反复作用在桥面板上导致正交异性钢桥面板容易形成疲劳损伤。在钢桥面板的各构造细节中，纵肋与横隔板的连接处由于几何构造复杂，受力十分复杂，容易发生疲劳裂纹。目前有两种方法处理：一种处理方法是横隔板不开切口，不设切口虽然避免了切口的加工、下坡口和打磨，但与采用切口的构造相比，在车轮荷载反复作用下，纵肋底部由于面外弯曲会产生十分高的应力幅，造成疲劳裂缝产生；另一种是在纵肋经过处的横隔板开切口，在纵肋下方的横隔板设置弧形切口减轻由于纵肋挠曲带动横隔板面外的弯曲变形，降低在横隔板上可能产生的高面外应力，但弧形切口仍然有较大的应力集中，且由于切口的存在部分挖空了横隔板腹板，使得横隔板受力不利，因此横隔板弧形切口也是钢箱梁的正交异性钢桥面板的疲劳开裂敏感细节之一，主要包括横梁弧形切口周边裂纹、横梁弧形切口端部裂纹及纵肋-横梁连接焊接端部的纵肋壁板水平裂纹和竖向裂纹等。

发明内容

本发明提出一种提高面板与横向构件连接疲劳性的结构及制作方法。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种提高面板与横向构件连接疲劳性的结构，包括盖板、纵肋、横向构件，横向构件在盖板下沿纵向间隔设置，纵肋在盖板下沿横向间隔设置，所述的横向构件由上至下设置的闭口截面横肋、平钢板，闭口截面横肋与纵肋相交，盖板、纵肋与横向构件组成正交异性钢面板。

进一步的，所述闭口截面横肋可以为三角形、梯形或矩形。

进一步的，所述纵肋与横向构件相关处纵肋连续通过，横向构件闭口截面横肋高于纵肋，纵肋通过横肋处不开切口。

进一步的，所述横向构件为横隔板或横梁；或者横向构件为横隔板和横梁，横隔板和横梁间隔布置。

进一步的，所述纵肋为U型纵肋或梯型纵肋。

进一步的，横向构件为横梁时，平钢板为一整块平钢板；横向构件为横隔板时，平钢板自上而下为上平钢板、下平钢板，上平钢板与下平钢板通过焊接或螺栓进行连接。

进一步的，闭口截面横肋包括在平钢板上端前后两侧设置对称设置的两个支撑板，支撑板竖直设置或上端向外斜置，支撑板上沿横向间隔设置有容纳纵肋的槽口，纵肋、横向构件相垂直，盖板设置在纵肋上端，盖板、纵肋与横向构件形成正交异性钢面板。

进一步的，还包括底板、腹板，相邻的横隔板经腹板相连接，横隔板下端连接底板，腹板与横隔板垂直。

进一步的，支撑板下端连接上部平钢板上端；或上部平钢板上端设置水平板，支撑板下端连接水平板端部。

一种提高面板与横向构件连接疲劳性的结构的制作方法，包括以下步骤：

（1）纵向加劲板单元制作：U型纵肋与盖板采用U型纵肋外侧单边焊缝连接或通过机器人将Ｕ形纵肋内、外侧同时进行焊接；

（2）盖板单元制作：制作横向构件，在纵肋与闭口截面横肋相关处对闭口截面横肋进行开孔，保证纵肋连续通过，将横向构件组装到纵向加劲板单元上，对闭口截面横肋与盖板、U形纵肋的连接处进行焊接；

（3）钢箱梁底板单元制作：制作钢箱梁的底板、腹板，如步骤二中的横向构件为横隔板，则将横隔板的下部平板钢与底板、腹板一起制作，将底板、腹板、下部平板钢进行组装，形成钢箱梁底板单元；如步骤二中的横向构件为横梁，则整个横向构件与顶板单元一同制作，只需将底板、腹板进行组装，形成钢箱梁底板单元；

（4）组装：将各块盖板单元与钢箱梁底板单元进行安装，横隔板闭口截面横肋与平板钢之间采用对接焊或搭接焊或螺接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，结构受力合理，减小应力集中，能够有效的提高横隔板的刚度，进而减少了面外应力的产生，降低了面外弯曲的可能性，改善了纵肋内部和横隔板连接处的裂缝的产生，提高了该处的疲劳寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为三角形闭口截面横肋与纵肋大样图；

图3为梯形闭口截面横肋与纵肋大样图。

图中：

1-横隔板，1-1-支撑板，1-2-上部平钢板，1-3-下部平钢板，1-4横下部平钢板与闭口截面横肋连接处，2-横梁，3-纵肋，4-盖板，5-底板，6-腹板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1-3所示，一种提高面板与横向构件连接疲劳性的结构，包括盖板、纵肋、横向构件，横向构件在盖板下沿纵向间隔设置，纵肋在盖板下沿横向间隔设置，所述的横向构件由上至下设置的闭口截面横肋、平钢板，闭口截面横肋与纵肋相交，盖板、纵肋与横向构件组成正交异性钢面板。

在本实施例中，所述闭口截面横肋可以为三角形、梯形或矩形。

在本实施例中，所述纵肋与横向构件相关处纵肋连续通过，横向构件闭口截面横肋高于纵肋，纵肋通过横肋处不开切口。

在本实施例中，所述横向构件为横隔板或横梁；或者横向构件为横隔板和横梁，横隔板和横梁间隔布置。

在本实施例中，所述纵肋为U型纵肋或梯型纵肋。

在本实施例中，横向构件为横梁时，平钢板为一整块平钢板；横向构件为横隔板时，平钢板自上而下为上平钢板、下平钢板，上平钢板与下平钢板通过焊接或螺栓进行连接。

在本实施例中，闭口截面横肋包括在平钢板上端前后两侧设置对称设置的两个支撑板，支撑板竖直设置或上端向外斜置，支撑板上沿横向间隔设置有容纳纵肋的槽口，纵肋、横向构件相垂直，盖板设置在纵肋上端，盖板、纵肋与横向构件形成正交异性钢面板。

在本实施例中，还包括底板、腹板，相邻的横隔板经腹板相连接，横隔板下端连接底板，腹板与横隔板垂直。

在本实施例中，如图3所示，支撑板下端连接上部平钢板上端；或上部平钢板上端设置水平板，支撑板下端连接水平板端部。

一种提高面板与横向构件连接疲劳性的结构的制作方法，包括以下步骤：

（1）纵向加劲板单元制作：U型纵肋与盖板采用U型纵肋外侧单边焊缝连接或通过机器人将Ｕ形纵肋内、外侧同时进行焊接；

（2）盖板单元制作：制作横向构件，在纵肋与闭口截面横肋相关处对闭口截面横肋进行开孔，保证纵肋连续通过，将横向构件组装到纵向加劲板单元上，对闭口截面横肋与盖板、U形纵肋的连接处进行焊接；

（3）钢箱梁底板单元制作：制作钢箱梁的底板、腹板，如步骤二中的横向构件为横隔板，则将横隔板的下部平板钢与底板、腹板一起制作，将底板、腹板、下部平板钢进行组装，形成钢箱梁底板单元；如步骤二中的横向构件为横梁，则整个横向构件与顶板单元一同制作，只需将底板、腹板进行组装，形成钢箱梁底板单元；

（4）组装：将各块盖板单元与钢箱梁底板单元进行安装，横隔板闭口截面横肋与平板钢之间采用对接焊或搭接焊或螺接。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高面板与横向构件连接疲劳性的结构，包括盖板、纵肋、横向构件，横向构件在盖板下沿纵向间隔设置，纵肋在盖板下沿横向间隔设置，其特征在于：所述的横向构件由上至下设置的闭口截面横肋、平钢板，闭口截面横肋与纵肋相交，盖板、纵肋与横向构件组成正交异性钢面板。

2.根据权利要求1所述的提高面板与横向构件连接疲劳性的结构,其特征在于：所述闭口截面横肋可以为三角形、梯形或矩形。

3.根据权利要求1所述的提高面板与横向构件连接疲劳性的结构,其特征在于：所述纵肋与横向构件相关处纵肋连续通过，横向构件闭口截面横肋高于纵肋，纵肋通过横肋处不开切口。

4.根据权利要求1所述的提高面板与横向构件连接疲劳性的结构,其特征在于：所述横向构件为横隔板或横梁；或者横向构件为横隔板和横梁，横隔板和横梁间隔布置。

5.根据权利要求1所述的提高面板与横向构件连接疲劳性的结构,其特征在于：所述纵肋为U型纵肋或梯型纵肋。

6.根据权利要求4所述的提高面板与横向构件连接疲劳性的结构,其特征在于：横向构件为横梁时，平钢板为一整块平钢板；横向构件为横隔板时，平钢板自上而下为上平钢板、下平钢板，上平钢板与下平钢板通过焊接或螺栓进行连接。

7.根据权利要求1所述的提高面板与横向构件连接疲劳性的结构,其特征在于：闭口截面横肋包括在平钢板上端前后两侧设置对称设置的两个支撑板，支撑板竖直设置或上端向外斜置，支撑板上沿横向间隔设置有容纳纵肋的槽口，纵肋、横向构件相垂直，盖板设置在纵肋上端，盖板、纵肋与横向构件形成正交异性钢面板。

8.根据权利要求4所述的提高面板与横向构件连接疲劳性的结构,其特征在于：还包括底板、腹板，相邻的横隔板经腹板相连接，横隔板下端连接底板，腹板与横隔板垂直。

9.根据权利要求1所述的提高面板与横向构件连接疲劳性的结构,其特征在于：支撑板下端连接上部平钢板上端；或上部平钢板上端设置水平板，支撑板下端连接水平板端部。

10.一种提高面板与横向构件连接疲劳性的结构的制作方法，采用如权利要求4所述的提高面板与横向构件连接疲劳性的结构，其特征在于，包括以下步骤：

（1）纵向加劲板单元制作：U型纵肋与盖板采用U型纵肋外侧单边焊缝连接或通过机器人将Ｕ形纵肋内、外侧同时进行焊接；

（2）盖板单元制作：制作横向构件，在纵肋与闭口截面横肋相关处对闭口截面横肋进行开孔，保证纵肋连续通过，将横向构件组装到纵向加劲板单元上，对闭口截面横肋与盖板、U形纵肋的连接处进行焊接；

（3）钢箱梁底板单元制作：制作钢箱梁的底板、腹板，如步骤二中的横向构件为横隔板，则将横隔板的下部平板钢与底板、腹板一起制作，将底板、腹板、下部平板钢进行组装，形成钢箱梁底板单元；如步骤二中的横向构件为横梁，则整个横向构件与顶板单元一同制作，只需将底板、腹板进行组装，形成钢箱梁底板单元；

（4）组装：将各块盖板单元与钢箱梁底板单元进行安装，横隔板闭口截面横肋与平板钢之间采用对接焊或搭接焊或螺接。