CN109024217A - 腹杆与弦杆的连接结构及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了腹杆与弦杆的连接结构及焊接方法，其中腹杆与弦杆的连接结构包括节点板、腹杆翼缘板和腹板接头，节点板包括第一节点板和第二节点板，上弦杆单元件的第一节点板与下弦杆单元件上的第二节点板相对设置；腹杆翼缘板设置在腹板单元件的两侧，腹杆翼缘板的长度大于腹板单元件的长度，腹杆翼缘板的两端分别焊接在第一节点板、第二节点板上；腹板接头一端与腹板单元件的端部焊接，另一端焊接在第一节点板或第二节点板的内部。本发明，避免了在腹杆与弦杆对接的十字交叉焊缝处开设过焊孔，保证了截面的完整性，以及传力的匀顺性，同时应力集中现象得到有力改善，大大提高了腹杆的疲劳性能，且结构构造简单，制造程序方便，综合经济效益好。

Description

腹杆与弦杆的连接结构及焊接方法

技术领域

本发明涉及桥梁焊接技术领域，具体涉及腹杆与弦杆的连接结构及焊接方法。

背景技术

随着我国桥梁焊接制造技术的迅速发展，为尽量减少现场施工工作量，我国钢桁架桥逐渐由单个杆件散装拼接转变为大节段整体焊接。目前，整体焊接钢桁架桥主要采用化整为零的制造方法，首先在工厂中分别焊接制造弦杆、腹杆、联结系等单元杆件，然后把各单元件焊接连接为一个整体，但是由于施焊的需要，腹杆与弦杆连接时，通常腹杆翼缘板与弦杆节点板的对接焊缝连续，而在腹杆腹板与弦杆隔板的对接焊缝两端开设焊孔，这样对于腹杆来说，一方面由于开设过焊孔截面有所削弱，强度有所降低，另一方面此处焊缝交叉，受力复杂，开孔更易导致应力集中，疲劳破坏现象严重。

有鉴于此，急需对现有的腹杆与弦杆的连接结构进行改进，以增加腹杆的断面强度，同时提高腹杆的疲劳强度，降低应力集中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的腹杆与弦杆的连接结构存在腹杆的断面需要开孔，导致其断面强度较差、疲劳强度降低，同时腹杆容易出现应力集中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供腹杆与弦杆的连接结构，包括：

节点板，包括间隔设置在上弦杆单元件、下弦杆单元件上的第一节点板和第二节点板，所述上弦杆单元件的第一节点板与所述下弦杆单元件上的第二节点板相对设置；

腹杆翼缘板，设置在腹板单元件的两侧，所述腹杆翼缘板的长度大于所述腹板单元件的长度，所述腹杆翼缘板的两端分别焊接在所述第一节点板、第二节点板上；

腹板接头，一端与腹板单元件的端部焊接，另一端焊接在所述第一节点板或所述第二节点板的内部。

在上述方案中，所述第一节点板包括第一节点板本体和由所述第一节点板本体向外延伸设置的第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第二连接板与上弦杆单元件和下弦杆单元件垂直设置，所述第一连接板、第三连接板分别设置在所述第二连接板的两侧，且所述第一连接板、第二连接板之间的夹角与所述第三连接板、第二连接板之间的夹角相同，并配置为：

上弦杆单元件上的所述第一连接板和下弦杆单元件上的与所述第一连接板相对设置的所述第三连接板之间通过所述腹杆翼缘板连接。

在上述方案中，还包括设置在腹板单元件的上、下两侧的腹板加劲肋，所述腹板加劲肋与腹板单元件垂直设置，且腹板单元件的长度大于或等于所述腹板加劲肋的长度。

在上述方案中，所述腹板接头的两侧均设有腹板接头加劲肋，所述腹板接头加劲肋与所述腹板接头垂直设置，所述腹板接头的长度大于或等于所述腹板接头加劲肋的长度，所述腹板接头加劲肋和所述腹板加劲肋之间设有缺口段钢板。

在上述方案中，所述第一连接板、第二连接板、第三连接板和所述第二节点板的端部均设有可供所述腹板接头插入焊接的安装孔。

在上述方案中，两个所述腹杆翼缘板的宽度与所述第一连接板、第二连接板、第三连接板和所述第二节点板的宽度均相同，所述第一连接板、第二连接板、第三连接板和所述第二节点板的厚度均大于或等于所述腹杆翼缘板的高度。

在上述方案中，所述腹杆翼缘板的两端均伸出腹板单元件的两端大于或等于200mm。

在上述方案中，所述腹板单元件的两端均伸出所述腹板加劲肋的两端大于或等于200mm。

在上述方案中，所述腹板接头的两端均伸出所述腹板接头加劲肋的两端大于或等于200mm。

本发明还提供了一种腹杆与弦杆的焊接方法，包括以下步骤：

S1，在工厂制造上弦杆单元件、下弦杆单元件、腹杆单元件、腹板接头以及缺口段钢板，腹板单元件的两侧焊接有腹板加劲肋，腹板接头的两侧焊接有腹板接头加劲肋，并在上弦杆单元件和下弦杆单元件上预留节点板，腹杆单元件的两侧设置腹杆翼缘板；

S2，将节点板与腹杆翼缘板对接焊接，并将焊接缝的内侧磨平；

S3，焊接腹板接头与节点板内部的两侧的连接焊缝，再焊接腹板接头与腹板单元件的对接焊缝，并将对接焊缝磨平；

S4，在腹板加劲肋、腹板接头加劲肋之间焊接缺口段钢板，完成整体焊接钢桁架的组装。

与现有技术相比，本发明避免了在腹杆与弦杆对接的十字交叉焊缝处开设过焊孔，从而保证了截面的完整性，以及传力的匀顺性，同时应力集中现象得到有力改善，大大提高了腹杆的疲劳性能，且结构构造简单，制造程序方便，综合经济效益好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的A-A向侧视图；

图3为本发明的上弦杆单元件的结构示意图；

图4为本发明的下弦杆单元件的结构示意图；

图5为本发明的腹杆接头的结构示意图；

图6为本发明的腹杆单元件的结构示意图；

图7为图5中的B-B向断面图；

图8为图6中的C-C向断面图。

具体实施方式

本发明提供了腹杆与弦杆的连接结构及焊接方法，其中连接结构包括设置在上弦杆单元件、下弦杆单元件上的第一节点板和第二节点板，以及设置在腹板单元件的两侧的腹杆翼缘板，腹杆翼缘板的两端分别焊接在第一节点板、第二节点板上，且在腹板单元件和第一节点板、第二节点板之间设置腹板接头，使结构更加的牢固。

本发明采用上述方式避免了在腹杆与弦杆对接的十字交叉焊缝处开设过焊孔，从而保证了截面的完整性，以及传力的匀顺性，同时应力集中现象得到有力改善，大大提高了腹杆的疲劳性能。下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。

如图1～图8所示，本发明提供的腹杆与弦杆的连接结构包括节点板5、腹杆翼缘板6和腹板接头4。

如图3和图4所示，节点板5包括间隔设置在上弦杆单元件1、下弦杆单元件2上的第一节点板和第二节点板，上弦杆单元件1的第一节点板与下弦杆单元件2上的第二节点板相对设置。

其中，第一节点板包括第一节点板本体和由第一节点板本体向外延伸设置的第一连接板、第二连接板和第三连接板，第二连接板与上弦杆单元件1和下弦杆单元件2垂直设置，使其与第二节点板相对设置，便于腹板单元件3的焊接。

第一连接板、第三连接板分别设置在第二连接板的两侧，且第一连接板、第二连接板之间的夹角与第三连接板、第二连接板之间的夹角相同，使第一连接板和第三连接板相对第二连接板对称设置，使得上弦杆单元件1上的第一连接板和下弦杆单元件2上的与第一连接板相对设置的第三连接板之间通过腹杆翼缘板6连接，增加整体结构的稳定性。

如图6和图8所示，腹杆翼缘板6设置在腹板单元件3的两侧，腹杆翼缘板6的长度大于腹板单元件3的长度，进一步优化地，腹杆翼缘板6的两端均伸出腹板单元件3的两端大于或等于200mm，使腹板单元件3和节点板5之间的空间便于腹板接头4的放入及焊接，腹杆翼缘板6的两端分别焊接在第一节点板、第二节点板上。

如图2、图5和图7所示，腹板接头4的一端与腹板单元件3的端部焊接，另一端焊接在第一节点板或第二节点板的内部，同时在腹板接头4的两侧均设有腹板接头加劲肋8，增加腹板接头4的强度。其中腹板接头加劲肋8与腹板接头4垂直设置，且腹板接头4的长度大于或等于腹板接头加劲肋8的长度，进一步优化地，腹板接头4的两端均伸出腹板接头加劲肋8的两端大于或等于200mm。

如图2、图6和图8所示，本发明在腹板单元件3的上、下两侧均设有腹板加劲肋7，腹板加劲肋7与腹板单元件3垂直设置，且腹板单元件3的长度大于或等于腹板加劲肋7的长度，进一步优化地，腹板单元件3的两端均伸出腹板加劲肋7的两端大于或等于200mm，由于焊接后，腹板接头加劲肋8和腹板加劲肋7之间存在缝隙，因此在腹板接头加劲肋8和腹板加劲肋7之间设置缺口段钢板9，增加腹板接头4和腹板单元件3之间连接的牢固性。

进一步优化地，第一连接板、第二连接板、第三连接板和第二节点板的端部均设有可供腹板接头4插入焊接的安装孔，便于腹板接头4的焊接，同时增加了第一连接板、第二连接板、第三连接板和第二节点板与焊接接头的焊接面积，增加其牢固性。

两个腹杆翼缘板6的宽度与第一连接板、第二连接板、第三连接板和第二节点板的宽度均相同，使得腹杆翼缘板6的外侧与第一连接板、第二连接板、第三连接板和第二节点板的外侧均在同一水平面内，第一连接板、第二连接板、第三连接板和第二节点板的厚度均大于或等于腹杆翼缘板6的高度，确保腹杆翼缘板6与第一连接板、第二连接板、第三连接板和第二节点板的焊接面积，保证了焊接的牢固性。

本发明腹杆与弦杆的焊接方法包括以下步骤：

S1，在工厂制造上弦杆单元件1、下弦杆单元件2、腹杆单元件3、腹板接头4以及缺口段钢板9，腹板单元件3的两侧焊接有腹板加劲肋7，腹板接头4的两侧焊接有腹板接头加劲肋8，并在上弦杆单元件1和下弦杆单元件2上预留节点板5，腹杆单元件3的两侧设置腹杆翼缘板6；

S2，将节点板5与腹杆翼缘板6对接焊接，并将焊接缝的内侧磨平；

S3，焊接腹板接头4与节点板5内部的两侧的连接焊缝，再焊接腹板接头4与腹板单元件3的对接焊缝，并将对接焊缝磨平；

S4，在腹板加劲肋7、腹板接头加劲肋8之间焊接缺口段钢板9，完成整体焊接钢桁架的组装。

采用该方法实现腹杆与弦杆的焊接，结构构造简单，制造程序方便，综合经济效益好，同时能够避免在腹杆与弦杆对接的十字交叉焊缝处开设过焊孔，保证了截面的完整性，以及传力的匀顺性，同时应力集中现象得到有力改善，大大提高了腹杆的疲劳性能，非常值得推广和使用。

本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.腹杆与弦杆的连接结构，其特征在于，包括：

节点板，包括间隔设置在上弦杆单元件、下弦杆单元件上的第一节点板和第二节点板，所述上弦杆单元件的第一节点板与所述下弦杆单元件上的第二节点板相对设置；

腹杆翼缘板，设置在腹板单元件的两侧，所述腹杆翼缘板的长度大于所述腹板单元件的长度，所述腹杆翼缘板的两端分别焊接在所述第一节点板、第二节点板上；

腹板接头，一端与腹板单元件的端部焊接，另一端焊接在所述第一节点板或所述第二节点板的内部。

2.根据权利要求1所述的腹杆与弦杆的连接结构，其特征在于，所述第一节点板包括第一节点板本体和由所述第一节点板本体向外延伸设置的第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第二连接板与上弦杆单元件和下弦杆单元件垂直设置，所述第一连接板、第三连接板分别设置在所述第二连接板的两侧，且所述第一连接板、第二连接板之间的夹角与所述第三连接板、第二连接板之间的夹角相同，并配置为：

上弦杆单元件上的所述第一连接板和下弦杆单元件上的与所述第一连接板相对设置的所述第三连接板之间通过所述腹杆翼缘板连接。

3.根据权利要求1所述的腹杆与弦杆的连接结构，其特征在于，还包括设置在腹板单元件的上、下两侧的腹板加劲肋，所述腹板加劲肋与腹板单元件垂直设置，且腹板单元件的长度大于或等于所述腹板加劲肋的长度。

4.根据权利要求3所述的腹杆与弦杆的连接结构，其特征在于，所述腹板接头的两侧均设有腹板接头加劲肋，所述腹板接头加劲肋与所述腹板接头垂直设置，所述腹板接头的长度大于或等于所述腹板接头加劲肋的长度，所述腹板接头加劲肋和所述腹板加劲肋之间设有缺口段钢板。

5.根据权利要求2所述的腹杆与弦杆的连接结构，其特征在于，所述第一连接板、第二连接板、第三连接板和所述第二节点板的端部均设有可供所述腹板接头插入焊接的安装孔。

6.根据权利要求2所述的腹杆与弦杆的连接结构，其特征在于，两个所述腹杆翼缘板的宽度与所述第一连接板、第二连接板、第三连接板和所述第二节点板的宽度均相同，所述第一连接板、第二连接板、第三连接板和所述第二节点板的厚度均大于或等于所述腹杆翼缘板的高度。

7.根据权利要求1所述的腹杆与弦杆的连接结构，其特征在于，所述腹杆翼缘板的两端均伸出腹板单元件的两端大于或等于200mm。

8.根据权利要求3所述的腹杆与弦杆的连接结构，其特征在于，所述腹板单元件的两端均伸出所述腹板加劲肋的两端大于或等于200mm。

9.根据权利要求4所述的腹杆与弦杆的连接结构，其特征在于，所述腹板接头的两端均伸出所述腹板接头加劲肋的两端大于或等于200mm。

10.一种腹杆与弦杆的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在工厂制造上弦杆单元件、下弦杆单元件、腹杆单元件、腹板接头以及缺口段钢板，腹板单元件的两侧焊接有腹板加劲肋，腹板接头的两侧焊接有腹板接头加劲肋，并在上弦杆单元件和下弦杆单元件上预留节点板，腹杆单元件的两侧设置腹杆翼缘板；

S2，将节点板与腹杆翼缘板对接焊接，并将焊接缝的内侧磨平；

S3，焊接腹板接头与节点板内部的两侧的连接焊缝，再焊接腹板接头与腹板单元件的对接焊缝，并将对接焊缝磨平；

S4，在腹板加劲肋、腹板接头加劲肋之间焊接缺口段钢板，完成整体焊接钢桁架的组装。