CN203866699U - 一种用于桥梁工程中的双l形组合式t型连接件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件。目的是提供的双L形组合式T型连接件应可有效提升安全性能。技术方案是：一种用于桥梁结构中的双L形组合式T型连接件，包括两块L形钢板和若干个连接螺栓，所述L形钢板包括翼缘和腹板，两块L形钢板的腹板背靠背焊接固定为一体；或者，所述腹板上开有固定孔，若干个与固定孔相配合的紧固螺栓将两块L形钢板的腹板背靠背固定连接。

Description

一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件

技术领域

本实用新型涉及应用于桥梁工程中的一种T型连接件。 

背景技术

随着国民经济的不断发展、综合国力不断增强，我国公路建设事业迅猛发展，作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到了大力的发展，特别是近十年来，我国大跨径桥梁的建设进入了一个最辉煌的时期，一大批结构新颖、技术复杂、设计和施工难度大和科技含量高的大跨径桥梁相继建成。近年，随着大量桥梁建设而成，如何提高桥梁安全性这一课题已越趋重要。 

T型连接件作为一种重要的连接构件被广泛应用于公路桥梁结构中，这种连接件特别适用于高烈度地区的桥梁结构中。该种连接件一般由翼缘钢板和腹板通过焊接方式组合而成，形成T字型钢构件，主要应用于桥梁结构中的节点处，一般翼缘板通过高强螺栓与桥梁结构中的竖向受力构件(如梁式桥中的桥柱，钢架桥中的支柱等)相连接，腹板通过焊接方式或者高强度螺栓与桥梁结构中的水平受力构件(如梁板、桁架梁等)或支撑(如人字撑，斜撑等)等相连接。 

目前，在国内外桥梁结构工程中应用较多的是矩形翼缘T性连接件，该类连接件是由腹板和翼缘板焊接而成，但是焊接将带来残余应力和残余变形。理论上，残余应力的存在不会降低构件承受静力荷载的强度，但它将使构件提前进入弹塑性工作阶段从而降低构件的刚度和稳定性，并会降低该类连接件的疲劳性能；而残余应变不但会影响构件的外观，还会因改变受力的几何状态而影响构件的承载能力，并且会使该类T性连接件翼缘和桥梁主结构板之间产生间隙，间隙处极易在大气环境下产生锈蚀，从而降低该类连接件的耐久性。国内外相关研究表明，矩形翼缘T形连接件在承受循环荷载时，T型连接件的翼缘 板会因一小部分区域应力集中而形成塑性铰，且螺栓会出现较大的应力集中。矩形T型连接件的破坏模式是：在翼缘焊缝处出现拉裂裂缝，并沿着宽度和厚度延伸，直到完全断裂，此时矩形T型连接件承载力完全丧失，降低了节点区的安全系数，进而给桥梁结构带来安全隐患。综上所述，在桥梁结构中使用这种采用焊接方式连接的T型连接件将面临以下问题：1.焊缝延性差和由焊接引起的残余应力与残余变形的问题；2.耗能性能方面的问题；3.经济性问题；4.耐久性问题。上述这些问题都会较大地影响桥梁结构在各类工况下的结构性能，从而降低桥梁结构的安全系数。 

实用新型内容

为了克服上述背景技术的不足，本实用新型提供了一种有效提升安全性能的双L形组合式T型连接件。 

本实用新型采用的技术方案是： 

一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件，包括两块L形钢板和若干个连接螺栓，所述L形钢板包括翼缘和腹板，两块L形钢板的腹板背靠背焊接固定为一体；或者，所述腹板上开有固定孔，若干个与固定孔相配合的紧固螺栓将两块L形钢板的腹板背靠背固定连接； 

两块L形钢板的翼缘以两块L形钢板连接后的公共平面对称设置；L形钢板的翼缘上设有若干个螺栓孔，以便于所述连接螺栓穿越螺栓孔后与主体结构固定连接。 

进一步，两块L形钢板的翼缘上的螺栓孔以两块L形钢板连接后的公共平面对称设置。 

再进一步，所述螺栓孔为至少两个。 

所述固定孔为至少两个。 

进一步，所述两块L形钢板材质应相同。 

优先的，所述两块L形钢板采用延性较好的热轧钢。 

优先的，所述两块L形钢板的表面应进行打磨，使其内表面和外表面能够尽量平整，并保证其边缘宜具有一定弧度，避免应力集中。 

进一步，所述两块L形钢板应在满足实际工程设计要求的基础上采用较薄的钢板。 

优先的，所述两块L形钢板的厚度不应大于30mm(钢材厚度越厚，其各方面性能将越差)，当采用特殊钢材时L形钢板的厚度限制可以酌情放宽。 

优先的，所述两块L形钢板应采用延性较好的软钢，也可采用延性较好的Q235、Q345钢等。 

进一步，所述两块L形钢板的翼缘和腹板尺寸应根据设计进行确定，也宜满足相关的构造要求(比如所述构造要求包括开设螺栓孔所需要的最小尺寸)。 

优先的，所述螺栓孔关于两块L形钢板连接后的公共平面对称，也关于L形钢板翼缘平面的对称轴对称。 

优先的，所述螺栓孔的布置位置应该满足《钢结构设计规范》GB50017—2003和《钢结构设计手册》中的相关规定。 

优先的，所述螺栓孔(螺孔孔轴线)至L型钢板腹板的距离不小于5倍的L形钢板厚度。 

进一步，所述连接螺栓应采用高强度螺栓。 

优先的，所述连接螺栓应采用强度较L形钢板强度高的高强度螺栓。 

进一步，所述L形钢板与桥梁结构竖向受力构件或桥梁结构的水平受力构件相连接的表面应进行必要的接触面处理。 

优先的，所述L形钢板表面进行平整度的处理。 

进一步，所述的翼缘通过螺栓与桥梁结构的竖向构件进行连接。 

所述腹板通过螺栓或焊缝与桥梁结构的水平受力构件或支撑进行连接。 

优先的，所述L形钢板的翼缘应采用螺栓连接方式与桥梁结构的竖向受力构件或支撑进行连接。 

本实用新型受力特点、塑性传递、耗能性能和破坏模式如下所述。 

受力特点：在桥梁结构中，该双L形组合式T型连接件主要承受往复荷载的作用，是竖向受力构件与水平受力构件或支撑之间荷载传递的最主要构件。 

塑性传递：在外荷载的往复作用下，首先塑性应变发生在L形钢板的腹板与翼缘交接处和L形钢板翼缘上螺栓连接线处，再从这两个位置向中部不断传递直到该双L形组合式T型连接件破坏为止。 

耗能性能：在往复荷载的作用下，L形钢板翼缘上从螺栓连接线至L形钢板的腹板与翼缘交接处之间范围内的钢材部分(接近螺栓连接线和L形钢板的腹板与翼缘交接处的钢材部分)进入了屈服阶段，即这部分钢材参与了耗能，为该双L形组合式T型连接件耗能性能提供了较大的贡献。 

破坏模式：在外荷载的往复作用下，裂缝首先将出现在该双L形组合式T型连接件的高强度螺栓连线附近，并沿着高强度螺栓连线附近延伸，直到完全断裂，此时这种双L形组合式T型连接件承载力完全丧失，该连接件破坏，这种破坏属于材料破坏。 

本实用新型具有以下优点：1、与现有的矩形T型连接件进行和比较，避免了延性较差的焊缝连接方式(焊缝连接会产生残余应力和残余变形)，采用了延性较好的螺栓连接方式，使这种双L形组合式T型连接件具有更好的延性、耗能性能和较高的承载能力，从而较大地提高了桥梁结构的安全性；2、钢材使用量较少，可以充分发挥材料的性能，故更具经济性；采用了这种双L形T性连接件可以在外力作用下耗散更多的能量，具有更好的延性，故更具耗能作用； 不会出现局部应力集中的现象，提高了构件的延性，使桥梁结构更具安全性。 

附图说明

图1是本实用新型实施例之一的俯视图。 

图2是本实用新型实施例之一的主视图。 

图3是本实用新型实施例之一的装配关系爆炸示意图。 

图4是本实用新型实施例之二的俯视图。 

图5是本实用新型实施例之二的主视图。 

图6是本实用新型实施例之二的装配关系爆炸示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。 

实施例1 

参照图1～图3，一种用于桥梁结构的双L形组合式T型连接件，包括两块L形钢板和连接螺栓，所述L形钢板包括翼缘和腹板，所述腹板上开有固定孔，两块L形钢板的腹板背靠背通过紧固螺栓固定连接，两块L形钢板的翼缘以两块L形钢板连接后的公共平面(该公共平面与两块L形钢板的腹板背面重合)对称设置，L形钢板的翼缘上设有若干螺栓孔21，所述螺栓孔上安装用以与主体结构(即竖向受力构件)固定的连接螺栓。 

两块L形钢板的翼缘上的螺栓孔以两块L形钢板连接后的公共平面对称设置。 

所述螺栓孔为至少两个；所述固定孔为至少两个。 

所述两块L形钢板全表面进行打磨，使其内表面和外表面能够尽量平整， 并保证其边缘宜具有一定弧度，避免应力集中。 

所述两块L形钢板翼缘的螺栓孔关于两块L形钢板连接后的公共平面对称，也关于L形钢板翼缘平面的对称轴B对称。 

所述螺栓孔的布置位置满足《钢结构设计规范》GB50017—2003和《钢结构设计手册》中的相关规定。 

所述螺栓孔的边缘至L型钢板腹板内侧板面的最小距离不应小于L形钢板厚度的5倍。 

所述L形钢板的腹板通过螺栓连接形式(采用螺栓连接时，需根据设计要求在腹板上钻制所需要的螺栓孔)或焊缝连接的形式与桥梁结构的水平受力构件或支撑进行连接。 

所述L形钢板的翼缘采用螺栓连接方式与桥梁结构竖向受力构件进行连接。 

本实施例主要包括左L形钢板11(包括翼缘11-1和腹板11-2)和右L形钢板12(包括翼缘12-1和腹板12-2)；左L形钢板11和右L形钢板12通过紧固螺栓3进行连接，形成T字形状。这种双L形组合式T型连接件通过若干个连接螺栓4与主体结构的桥梁结构竖向受力构件41或桥梁结构的水平受力构件相连接。左L形钢板11和右L形钢板12的材料均采用Q235钢，厚度均为20mm，连接螺栓4采用10.9级摩擦型高强度螺栓，紧固螺栓3采用8.8级摩擦型高强度螺栓。 

实施例2 

参照图4～图6，本实施例的方案在实施例1的基础上进行了改进，采用焊缝(51，52，53)连接的方式连接两块L形钢板，这样可以为批量生产节省很大的工作量。 

所述两块L形钢板的表面需要进行必要的表面处理，使这两块L形钢板能 够顺利进行焊接。 

所述两块L形钢板在背靠背布置时重合面的上边缘和侧边缘开用于焊接的坡口(61-1，62-1，63-1，61-2，62-2，63-2)，当L形钢板的厚度不大于10mm时，不需要开坡口。 

所述坡口尺寸应满足《钢结构设计规范》GB50017—2003和《钢结构设计手册》中的相关规定。 

所述焊缝的尺寸要求应满足《钢结构设计规范》GB50017—2003中的相关规定。 

所述焊缝应采用二级以上焊缝，并且应根据《钢结构设计规范》GB50017—2003所规定的要求进行焊缝的检测工作。 

所述焊缝51与焊缝52对称位于两块L形钢板腹板重合面的前侧边部位和后侧边部位。 

所述焊缝53位于两块L形钢板腹板重合面的上侧边部位。 

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (8)

1.一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件，其特征在于，包括两块L形钢板(11，12)和连接螺栓(4)，所述L形钢板包括翼缘(11-1，12-1)和腹板(11-2，12-2)，两块L形钢板的腹板背靠背焊接固定为一体；或者，所述腹板上开有固定孔，若干个与固定孔相配合的紧固螺栓(3)将两块L形钢板的腹板背靠背固定连接； 

两块L形钢板的翼缘以两块L形钢板连接后的公共平面对称设置；所述L形钢板的翼缘上设有若干个螺栓孔(21)，以便于所述连接螺栓穿越螺栓孔后与主体结构固定连接。 

2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件，其特征在于：两块L形钢板的翼缘上的螺栓孔以两块L形钢板连接后的公共平面对称设置。 

3.根据权利要求2所述的一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件，其特征在于：所述螺栓孔为至少两个；所述固定孔为至少两个。 

4.根据权利要求3所述的一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件，其特征在于：所述螺栓孔至L型钢板腹板的距离不小于5倍的L形钢板厚度。 

5.根据权利要求4所述的一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件，其特征在于：所述螺栓孔关于翼缘平面的对称轴(B)对称。 

6.根据权利要求5所述的一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件，其特征在于：所述的翼缘通过螺栓与桥梁结构的竖向受力构件进行连接。 

7.根据权利要求6所述的一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件，其特征在于：所述L形钢板的腹板通过螺栓或焊缝与桥梁结构的水平受力构件或支撑进行连接。 

8.根据权利要求7所述的一种用于桥梁工程中的双L形组合式T型连接件， 其特征在于：所述两块L形钢板采用延性较好的热轧钢。