CN214089536U - 一种适用于u肋屈曲病害的加固结构及桥梁结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于U肋屈曲病害的加固结构及桥梁结构，其包括：用于并排固定于桥梁钢面板底部的至少两根U肋，所述U肋包括底板，以及位于所述底板两侧的腹板，所述腹板用于与所述钢面板连接；多个底板横联，其并排设置于所述底板，且所述底板横联连接相邻两根所述U肋的底板；腹板横联，其位于相邻两根所述U肋之间，且所述腹板横联连接相邻两根所述U肋的腹板。本实用新型涉及的一种适用于U肋屈曲病害的加固结构及桥梁结构，对腹板和底板进行边界约束，能够高效的提高U肋的局部和整体稳定性，且重量增加较少；并且该加固结构使得桥面局部刚度差异较小，行车平顺性较好。

Description

一种适用于U肋屈曲病害的加固结构及桥梁结构

技术领域

本实用新型涉及正交异性桥面板加固领域，特别涉及一种适用于U肋屈曲病害的加固结构及桥梁结构。

背景技术

随着我国基建事业和桥梁产业的发展，正交异性板钢桥面由于其重量轻，跨越能力强等诸多优点，越来越多的被应用在钢结构桥梁中。近年来通过对在役的正交异性板钢桥面进行调研发现，部分U肋发生了屈曲变形，少部分已经影响到整体结构安全。

相关技术中，一种U肋加固方式，其是通过在损坏的单个U肋底面增加J形纵肋的方式来加固U肋的，增加的J形纵肋可以提高U肋抗屈曲能力，但同时也提高了U肋纵向抗弯刚度，使增加J形纵肋后的U肋与其周围未损坏的U肋的抗弯刚度不同，引起桥面刚度不均匀进而引起行车不平顺；另一种U肋加固方式，其是通过在单U肋内注填早强材料，提高抗屈曲能力，但这种方式使得U肋增加的重量较多，从而增加整个桥梁的重量。

因此，有必要设计一种新的适用于U肋屈曲病害的加固结构，以克服上述问题。

发明内容

本实用新型实施例提供一种适用于U肋屈曲病害的加固结构及桥梁结构，以解决相关技术中在U肋底面增加J形纵肋易引起桥面刚度不均匀进而引起行车不平顺，以及在U肋内注填早强材料使得U肋增加的重量较多，从而增加整个桥梁重量的问题。

第一方面，提供了一种适用于U肋屈曲病害的加固结构，其包括：用于并排固定于桥梁钢面板底部的至少两根U肋，所述U肋包括底板，以及位于所述底板两侧的腹板，所述腹板用于与所述钢面板连接；多个底板横联，其并排设置于所述底板，且所述底板横联连接相邻两根所述U肋的底板；腹板横联，其位于相邻两根所述U肋之间，且所述腹板横联连接相邻两根所述U肋的腹板。

一些实施例中，所述底板横联与所述底板的底面贴合，且所述底板横联与所述底板接触面的抗滑移系数大于或者等于0.45。

一些实施例中，所述加固结构还包括第一高强度螺栓，所述第一高强度螺栓穿过所述底板横联和所述底板，将所述底板横联与所述底板固定。

一些实施例中，所述腹板横联包括横板和连接于所述横板相对两端的侧板，所述侧板与所述腹板贴合，且通过第二高强度螺栓固定。

一些实施例中，所述横板与所述底板之间的距离为所述U肋高度的1/4～3/4。

一些实施例中，所述腹板横联的底部向下延伸至所述底板横联，且所述腹板横联与所述底板横联固定。

一些实施例中，所述腹板横联与所述腹板贴合，且所述腹板横联与所述腹板接触面的抗滑移系数大于或者等于0.45。

一些实施例中，所述底板横联与所述底板的接触面，以及所述腹板横联与所述腹板的接触面均涂覆有铝层或者锌层。

一些实施例中，所述底板横联、所述腹板横联、所述U肋三者的厚度大致相同。

第二方面，提供了一种桥梁结构，其包括：钢面板；以及上述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，其安装于所述钢面板的底部。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果包括：

本实用新型实施例提供了一种适用于U肋屈曲病害的加固结构及桥梁结构，由于在U肋的底板增加了底板横联，在U肋的腹板增加了腹板横联，对腹板和底板进行了边界约束，能够高效的提高U肋的局部和整体稳定性，且重量增加较少；并且该加固结构使得桥面局部刚度差异较小，行车平顺性较好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种适用于U肋屈曲病害的加固结构的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种适用于U肋屈曲病害的加固结构的剖视示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种适用于U肋屈曲病害的加固结构的剖视示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种适用于U肋屈曲病害的加固结构的施工方法。

图中：

1、U肋；11、底板；12、腹板；

2、底板横联；

3、腹板横联；31、横板；32、侧板；

4、第一高强度螺栓；

5、第二高强度螺栓；

6、钢面板；

7、铺装层。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种适用于U肋屈曲病害的加固结构及桥梁结构，其能解决相关技术中在U肋底面增加J形纵肋易引起桥面刚度不均匀进而引起行车不平顺，以及在U肋内注填早强材料使得U肋增加的重量较多，从而增加整个桥梁重量的问题。

参见图1所示，为本实用新型实施例提供的一种适用于U肋屈曲病害的加固结构，其中，该加固结构可以整体安装于钢桥梁结构上，本实施例中，钢桥梁结构可以包括钢面板6，以及铺设于钢面板6上方的铺装层7，钢面板6的厚度为10-18mm，所述加固结构可以包括：用于并排固定于钢面板6底部的至少两根U肋1，其中，U肋1一般呈U形，U肋1可以包括呈水平状态的底板11，以及位于底板11两侧的腹板12，腹板12的底端与底板11连接，腹板12的顶端用于与钢面板6连接，本实施例中，U肋1的厚度为6-12mm，且腹板12与底板11之间的夹角为钝角；多个底板横联2，其可以并排设置于底板11，且底板横联2连接相邻两根U肋1的底板11；腹板横联3，其位于相邻两根U肋1之间，且腹板横联3连接相邻两根U肋1的腹板12，由于桥梁在使用过程中，U肋1的底板11和腹板12易发生弯曲变形，本实施例在不改变桥面板局部刚度和明显增加桥面重量的情况下，能够高效的提高U肋1抗屈曲性能，减轻屈曲病害，且维修过程不需要中断交通，维修方便快捷。

参见图1和图2所示，在一些实施例中，底板横联2可以为平板状，且底板横联2可以设于U肋1的外侧，使得底板横联2可以与底板11的底面贴合，且底板横联2与底板11接触面的抗滑移系数大于或者等于0.45，使得底板横联2与底板11之间可以通过摩擦力来进行力的传递，形成以摩擦力为主的面板传力体系，平面与平面之间传力更加均匀平顺。

进一步，参见图1和图2所示，本实施例中，底板横联2的宽度为80-120mm，厚度为8-12mm，材质为Q345，且底板横联2可以在横向连接2个及2个以上的U肋1，底板横联2可以与U肋1垂直设置，使底板横联2受力明确，桥面平顺。

参见图1和图3所示，所示，在一些实施例中，加固结构还可以包括第一高强度螺栓4，第一高强度螺栓4能够穿过底板横联2和底板11，将底板横联2与底板11固定于一起，避免了焊接引起的次应力问题和粘贴引起的耐久性能问题；同时，底板横联2与底板11接触面间的抗滑移系数大于或者等于0.45，可以保证第一高强度螺栓4在使用过程中，仅受轴向方向的拉力，不受垂直于轴向的剪力，提高第一高强度螺栓4的使用寿命。

参见图1和图2所示，在一些实施例中，腹板横联3可以与腹板12贴合，且腹板横联3与腹板12接触面的抗滑移系数大于或者等于0.45，使得腹板横联3与腹板12之间可以通过摩擦力来进行力的传递，形成以摩擦力为主的面板传力体系，平面与平面之间传力更加均匀平顺。

参见图2和图3所示，在一些可选的实施例中，腹板横联3可以包括横板31和连接于横板31相对两端的侧板32，侧板32可以与腹板12贴合，也就是说，侧板32与腹板12的倾斜角度相同，且侧板32与腹板12可以通过第二高强度螺栓5固定，通过设置侧板32可以使腹板横联3与U肋1能够良好接触，通过设置横板31能够有效的将两个侧板32连接，从而将相邻两个U肋1连接为一个整体，同时，横板31还能在两个U肋1之间对腹板12进行支撑，防止腹板12向外凸起，且设置的第二高强度螺栓5可以避免焊接引起的次应力问题和粘贴引起的耐久性能问题。

第一高强度螺栓4的设计预拉力和施工预拉力参见表1：

表1高强度螺栓的预拉力表

第一高强度螺栓4与第二高强度螺栓5设计均应满足如下公式：

F≤μP，其中：F为底板横联2在荷载作用下的最大拉力或者压力，或者F为腹板横联3在荷载作用下的最大拉力或者压力；μ为抗滑移系数，取0.45；P为第一高强度螺栓4或者第二高强度螺栓5设计预拉力，按表1取值。

上述方案中，底板横联2与腹板横联3的尺寸和间距设计参见《公路钢结构桥梁设计规范》中格构式构件稳定性设计验算。

参见图1和图2所示，横板31与U肋底板11之间的距离可以为U肋1整体高度的1/4～3/4，避免横板31距离底板11太近或者太远而对腹板12起不到较好的支撑效果；其中，优选将横板31设于U肋1整体高度二分之一的位置。

参见图1和图2所示，优选的，腹板横联3的底部可以向下延伸至底板横联2，使得腹板横联3可以与底板横联2固定，本实施例中，腹板横联3的底部与底板横联2焊接固定，腹板横联3可以与底板横联2围成梯形结构，当腹板12受力有向外凸起的趋势时，不仅腹板横联3可以对腹板12产生支撑的作用，还可以通过腹板横联3将力传递至底板横联2，使底板横联2与腹板横联3一同受力，进一步增强结构的整体稳定性。

参见图2和图3所示，在一些实施例中，可以在底板横联2与底板11的接触面涂覆有铝层或者锌层，从而满足其接触面的抗滑移系数大于或者等于0.45，以及在腹板横联3与腹板12的接触面涂覆有铝层或者锌层，使腹板横联3与腹板12接触面的抗滑移系数也满足大于或者等于0.45。

参见图2和图3所示，在一些可选的实施例中，底板横联2、腹板横联3可以均与U肋1的厚度大致相同，避免底板横联2与腹板横联3的厚度太厚导致重量较重，且避免底板横联2与腹板横联3的厚度太薄导致强度不够。

参见图4所示，本实用新型实施例提供的一种适用于U肋屈曲病害的加固结构可以包括如下施工方法：

步骤S401：将腹板横联3安装至腹板12。

在一些实施例中，于步骤S401之前，可以先进行病害调研，制定加固设计方案，确定腹板横联3与底板横联2尺寸。

在一些可选的实施例中，于步骤S401之前，可以先根据预先设计的尺寸分别制作腹板横联3与底板横联2，并在腹板横联3与底板横联2上打孔，孔径比对应的螺栓直径大2mm，并且在腹板横联3与腹板12的接触面，以及底板横联2与底板11的接触面均进行喷铝或涂锌处理，保证腹板横联3与腹板12接触面间的抗滑移系数大于或者等于0.45，且底板横联2与底板11接触面间的抗滑移系数大于或者等于0.45。

进一步，于步骤S401之前，根据加固方案，在需要安装腹板横联3与底板横联2的位置，划线定位，钻孔，孔径比相应的螺栓直径大2mm，并对接触面进行打磨使其光洁度达到Sa2.5级。

在一些实施例中，于步骤S401中，加固结构还可以包括第二高强度螺栓5，所述将腹板横联3安装至腹板12，包括：通过第二高强度螺栓5将腹板横联3安装至腹板12，且将第二高强度螺栓5施拧至施工预拉力的50％。

步骤S402：将多个底板横联2底板11安装至底板11。

在一些实施例中，于步骤S402中，加固结构还可以包括第一高强度螺栓4，所述将多个底板横联2底板11安装至底板11，包括：通过第一高强度螺栓4将底板横联2安装至底板11，并且将第一高强度螺栓4施拧至施工预拉力的50％。

进一步，于步骤S402之后，可以将第一高强度螺栓4施拧至施工预拉力，使底板横联2与底板11固定；将第二高强度螺栓5施拧至施工预拉力，使腹板横联3与腹板12固定。

步骤S403：对安装完毕的区域进行防腐涂装处理。

在一些实施例中，腹板横联3可以向下延伸至底板横联2，于步骤S403之前，可以将腹板横联3与底板横联2相接触的位置进行单面焊接，形成横联连接焊缝。

参见图1所示，本实用新型还提供了一种桥梁结构，其可以包括：钢面板6，且钢面板6上可以铺设有铺装层7；以及上述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，所述加固结构可以安装于钢面板6的底部，本实施例中，加固结构的顶部与钢面板焊接固定。

本实用新型实施例提供的一种适用于U肋屈曲病害的加固结构及桥梁结构的原理为：

由于在U肋1的底板11增加了底板横联2，在U肋1的腹板12增加了腹板横联3，对腹板12和底板11进行了边界约束，并将每一U肋1与其相邻的U肋1进行连接，使所有U肋1的抗弯刚度相同，能够高效的提高U肋1的局部和整体稳定性，缩短U肋1压弯长度，高效缓解屈曲病害，且桥面局部刚度差异较小，行车平顺性较好，同时，不需要在U肋1内注填早强材料，重量增加较少；整个加固过程均在U肋1的腹板12和底板11实施，维修过程可以不需要中断交通，维修方便快捷，减小了封闭交通引起的不良社会影响。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种适用于U肋屈曲病害的加固结构，其特征在于，其包括：

用于并排固定于桥梁钢面板(6)底部的至少两根U肋(1)，所述U肋(1)包括底板(11)，以及位于所述底板(11)两侧的腹板(12)，所述腹板(12)用于与所述钢面板(6)连接；

多个底板横联(2)，其并排设置于所述底板(11)，且所述底板横联(2)连接相邻两根所述U肋(1)的底板(11)；

腹板横联(3)，其位于相邻两根所述U肋(1)之间，且所述腹板横联(3)连接相邻两根所述U肋(1)的腹板(12)。

2.如权利要求1所述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，其特征在于：

所述底板横联(2)与所述底板(11)的底面贴合，且所述底板横联(2)与所述底板(11)接触面的抗滑移系数大于或者等于0.45。

3.如权利要求2所述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，其特征在于：

所述加固结构还包括第一高强度螺栓(4)，所述第一高强度螺栓(4)穿过所述底板横联(2)和所述底板(11)，将所述底板横联(2)与所述底板(11)固定。

4.如权利要求1所述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，其特征在于：

所述腹板横联(3)包括横板(31)和连接于所述横板(31)相对两端的侧板(32)，所述侧板(32)与所述腹板(12)贴合，且通过第二高强度螺栓(5)固定。

5.如权利要求4所述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，其特征在于：

所述横板(31)与所述底板(11)之间的距离为所述U肋(1)高度的1/4～3/4。

6.如权利要求1所述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，其特征在于：

所述腹板横联(3)的底部向下延伸至所述底板横联(2)，且所述腹板横联(3)与所述底板横联(2)固定。

7.如权利要求1所述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，其特征在于：

所述腹板横联(3)与所述腹板(12)贴合，且所述腹板横联(3)与所述腹板(12)接触面的抗滑移系数大于或者等于0.45。

8.如权利要求1所述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，其特征在于：

所述底板横联(2)与所述底板(11)的接触面，以及所述腹板横联(3)与所述腹板(12)的接触面均涂覆有铝层或者锌层。

9.如权利要求1所述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，其特征在于：

所述底板横联(2)、所述腹板横联(3)、所述U肋(1)三者的厚度大致相同。

10.一种桥梁结构，其特征在于，其包括：

钢面板(6)；

以及如权利要求1-9任一项所述的适用于U肋屈曲病害的加固结构，其安装于所述钢面板(6)的底部。

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