一种正交异性钢桥面板结构制造技术

发明专利技术提供一种正交异性钢桥面板结构。该面板结构包括顶板、L形纵肋和底板。L形纵肋与底板组成栓焊开合式纵肋，采用双面焊接方式与顶板连接，可以有效避免单侧部分熔透焊中未熔合部分自身形成的天然初始裂纹，改善桥面板在使用过程中由于应力集中容易产生疲劳裂纹的问题。开合式纵肋综合开口肋和闭口肋的优点，不仅容易施焊，抗疲劳性能好，抗弯、抗扭刚度大，而且便于维修加固，在钢结构与组合结构桥梁工程领域中具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种正交异性钢桥面板结构
本专利技术涉及桥梁工程
，具体涉及一种正交异性钢桥面板结构。
技术介绍
正交异性钢桥面板(以下简称“钢桥面板”)是由互相垂直的顶板、纵肋和横隔板通过焊缝连接组成一体而共同工作的结构形式，具有自重轻、承载能力大、适用范围广、施工速度快、造型美观等特点。然而，随着钢桥面板的广泛应用和在役时间的不断增长，近年来，钢桥面板的疲劳问题越来越突出。在钢桥面板出现的各种疲劳病害中，出现最多且危害最大的一类是钢桥面板顶板与纵肋连接处的疲劳裂纹。顶板-纵肋连接处裂纹通常在顶板底面向顶板上表面方向扩展，直至贯穿顶板母材，且同时延纵桥向两侧发展。顶板疲劳裂纹发展到一定程度可能造成整个桥面系的坍塌，特别是萌生于焊根的顶板裂纹，由于在纵肋内侧不易检查，而且会造成纵肋积水等问题，其危害往往更大。1997年，荷兰开启桥在仅使用了7年后就出现了这种裂纹，特别是在横隔板附近，随后荷兰、日本等国又有10多座桥出现了类似的病害，我国的部分桥梁也有类似病害。钢桥面板直接承受轮载作用时，顶板与纵肋之间会发生较大的面外变形。由于顶板与纵肋的板厚相对较薄，面外变形在纵肋与面板的连接焊缝处会引起较高的局部弯曲应力，焊根或焊趾部位容易发生开裂。梯形肋、U型肋以及V型肋等闭口纵肋只能从外侧采用单面部分熔透焊进行连接，现行规范要求焊缝达到80％肋板厚度，留下的未熔合部分自身形成一个天然的初始裂纹，成为疲劳裂缝源，这是导致顶板-纵肋焊缝处容易疲劳开裂的主要原因之一。因此亟需改善桥面板在使用过程中由于应力集中容易产生疲劳裂纹的问题，从而提高整个钢桥面板的受力能力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、采用栓焊开合式纵肋且施工周期短的正交异性钢桥面板结构，以解决现有技术中钢桥面板易发生疲劳开裂及维修困难等问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是这样的，一种正交异性钢桥面板结构，包括顶板、若干L形纵肋、若干底板和若干横隔板。所述顶板为平直钢板。所述L形纵肋布置在顶板下方，沿横桥向间隔出现。所述L形纵肋包括竖直段和平直段。所述竖直段通过双面角焊缝与顶板焊接。所述底板为平直钢板。所述底板布置在L形纵肋下方，沿横桥向间隔出现。每块底板与若干L形纵肋的平直段相触。每块底板和对应的若干L形纵肋通过若干高强螺栓连接在一起。每块底板上均开有若干供高强螺栓穿过的螺栓孔Ⅱ。所述平直段与底板相触部分对应开有供高强螺栓穿过的螺栓孔Ⅰ。每一个高强螺栓依次穿过螺栓孔Ⅰ和螺栓孔Ⅱ后，旋入螺母。每块底板与对应L形纵肋以及顶板组合为多箱室结构。所述多箱室结构的断面呈逐一连接的矩形。所述若干横隔板在顶板下方沿纵桥向上间隔布置。所述横隔板按照多箱室结构的形式切孔。所述多箱室结构连续穿过这些横隔板。所述横隔板切孔处与多箱室结构四周焊接，顶部与顶板焊接。进一步，所述螺栓孔Ⅰ在平直段上沿纵桥向等距分布。进一步，所述顶板、L形纵肋、底板和横隔板均板厚均匀。进一步，所述顶板的厚度为14～20mm。L形纵肋的厚度为8～12mm。所述底板的厚度为14～20mm。所述横隔板板厚10～20mm。进一步，所述L形纵肋采用传统冷弯加工。所述纵肋的竖直段端部开设有坡口，坡口角度为30°～60°。进一步，所述纵肋采用热轧一体成型。本专利技术还公开一种关于上述正交异性钢桥面板结构的施工方法，包括以下步骤：1)工厂制作顶板、L形纵肋、底板和横隔板。2)工厂预制螺栓孔Ⅰ和螺栓孔Ⅱ。3)工厂或施工现场对顶板和L形纵肋实施焊接。4)工厂或施工现场对L形纵肋和底板实施栓接。5)工厂或施工现场对横隔板和多箱室结构以及顶板实施焊接。本专利技术的技术效果是毋庸置疑的：A)纵肋与顶板接头采用双面焊接，抗疲劳性能优于单侧熔透焊闭口肋，可以有效解决集中轮载作用下纵肋与顶板接头开裂问题；B)L形纵肋与底板组成闭口肋，具有较高的抗弯和抗扭刚度；C)L形纵肋与底板采用螺栓连接为维修加固提供便利条件。一方面为闭口肋内部检测提供可能性，另一方面提供增加底板厚度的加固方法；D)相对于钢桥面板焊接工艺，采用高强螺栓对制造要求较低。同时栓接方式的采用直接从根本上摒弃传统焊接必然存在的先天缺陷，采用栓焊结合可以有效提高钢桥面板的抗疲劳性能；E)拼装式结构化整为零，便于工业化制造、运输方便。附图说明图1为正交异性钢桥面板结构示意图；图2为实施例1中钢桥面板断面图；图3为正交异性钢桥面板结构离散示意图；图4为L形纵肋结构示意图；图5为实施例2中钢桥面板断面图。图中：顶板1、L形纵肋2、竖直段201、平直段202、螺栓孔Ⅰ2021、底板3、螺栓孔Ⅱ301、高强螺栓4、双面角焊缝5、横隔板6。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。实施例1：本实施例公开一种正交异性钢桥面板结构，包括顶板1、8个L形纵肋2、2块底板3和横隔板6。参见图3，所述顶板1为平直钢板。所述L形纵肋2布置在顶板1下方。所述L形纵肋2采用传统冷弯加工。所述L形纵肋2包括竖直段201和平直段202。其中，竖直段201端部开设有坡口，坡口角度为30°～60°。所述竖直段201通过双面角焊缝5与顶板1焊接。所述L形纵肋2沿横桥向间隔出现，4个为1组。参见图1和图3，所述底板3为平直钢板。所述底板3布置在L形纵肋2下方，沿横桥向间隔出现。每块底板3与1组L形纵肋2的平直段202相触。每块底板3和对应的4个L形纵肋2通过高强螺栓4连接在一起。每块底板3上均开有供高强螺栓4穿过的螺栓孔Ⅱ301。所述平直段202与底板3相触部分对应开有供高强螺栓4穿过的螺栓孔Ⅰ2021。每一个高强螺栓4依次穿过螺栓孔Ⅰ2021和螺栓孔Ⅱ301后，旋入螺母。参见图1和图2，每块底板3与1组L形纵肋2以及顶板1组合为多箱室结构。所述多箱室结构的断面呈逐一连接的矩形。在本实施例中，箱室数量根据实际交通量计算确定为3个。所述横隔板6在顶板1下方。所述横隔板6按照多箱室结构的形式切孔。所述横隔板6切孔处与多箱室结构四周焊接，顶部与顶板1焊接。值得说明的是，顶板1、L形纵肋2、底板3和横隔板6的板厚根据实际交通量下的强度、刚度要求进行设计。本实施例中，顶板1的板厚为20mm，L形纵肋2的厚度为10mm，底板3的板厚为14mm，横隔板6板厚14mm。实施例2：本实施例公开一种正交异性钢桥面板结构，包括顶板1、6个L形纵肋2、底板3和横隔板6。所述顶板1为平直钢板。所述L形纵肋2布置在顶板1下方。参见图4，所述纵肋2采用热轧一体成型。所述L形纵肋2包括竖直段201和平直段202。所述竖直段201通过双面角焊缝5与顶板1焊接。所述L形纵肋2沿横桥向间隔出现。参见图5，所述底板3为平直钢板。所述底板3布置在L形纵肋2下方。底板3与L形纵肋2的平直段202相触。底板3和L形纵肋2通过高强螺栓4连接在一起。底板3上均开有供高强螺栓4穿过的螺栓孔Ⅱ301。每个L形纵肋2的平直段202与底板3相触部分对应开有供高强螺栓4穿过的13个螺栓孔Ⅰ2021。所述13个螺栓孔Ⅰ2021在平直段202上沿纵桥向等距分布。每一个高强螺栓4依次穿过螺栓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正交异性钢桥面板结构，其特征在于，包括顶板(1)、若干L形纵肋(2)、若干底板(3)和若干横隔板(6)；所述顶板(1)为平直钢板；所述L形纵肋(2)布置在顶板(1)下方，沿横桥向间隔出现；所述L形纵肋(2)包括竖直段(201)和平直段(202)；所述竖直段(201)通过双面角焊缝(5)与顶板(1)焊接；所述底板(3)为平直钢板；所述底板(3)布置在L形纵肋(2)下方，沿横桥向间隔出现；每块底板(3)与若干L形纵肋(2)的平直段(202)相触；每块底板(3)和对应的若干L形纵肋(2)通过若干所述高强螺栓(4)连接在一起；每块底板(3)上均开有若干供高强螺栓(4)穿过的螺栓孔Ⅱ(301)。所述平直段(202)与底板(3)相触部分对应开有供高强螺栓(4)穿过的螺栓孔Ⅰ(2021)；每一个高强螺栓(4)依次穿过螺栓孔Ⅰ(2021)和螺栓孔Ⅱ(301)后，旋入螺母；每块底板(3)与对应L形纵肋(2)以及顶板(1)组合为多箱室结构；所述多箱室结构的断面呈逐一连接的矩形；所述若干横隔板(6)在顶板(1)下方沿纵桥向上间隔布置；所述横隔板(6)按照多箱室结构的形式切孔；所述多箱室结构连续穿过这些横隔板(6)；所述横隔板(6)切孔处与多箱室结构四周焊接，顶部与顶板(1)焊接。...

【技术特征摘要】
1.一种正交异性钢桥面板结构，其特征在于，包括顶板(1)、若干L形纵肋(2)、若干底板(3)和若干横隔板(6)；所述顶板(1)为平直钢板；所述L形纵肋(2)布置在顶板(1)下方，沿横桥向间隔出现；所述L形纵肋(2)包括竖直段(201)和平直段(202)；所述竖直段(201)通过双面角焊缝(5)与顶板(1)焊接；所述底板(3)为平直钢板；所述底板(3)布置在L形纵肋(2)下方，沿横桥向间隔出现；每块底板(3)与若干L形纵肋(2)的平直段(202)相触；每块底板(3)和对应的若干L形纵肋(2)通过若干所述高强螺栓(4)连接在一起；每块底板(3)上均开有若干供高强螺栓(4)穿过的螺栓孔Ⅱ(301)。所述平直段(202)与底板(3)相触部分对应开有供高强螺栓(4)穿过的螺栓孔Ⅰ(2021)；每一个高强螺栓(4)依次穿过螺栓孔Ⅰ(2021)和螺栓孔Ⅱ(301)后，旋入螺母；每块底板(3)与对应L形纵肋(2)以及顶板(1)组合为多箱室结构；所述多箱室结构的断面呈逐一连接的矩形；所述若干横隔板(6)在顶板(1)下方沿纵桥向上间隔布置；所述横隔板(6)按照多箱室结构的形式切孔；所述多箱室结构连续穿过这些横隔板(6)；所述横隔板(6)切孔处与多箱室结构四周焊接，顶部与顶板(1)焊接。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朋茜，狄谨，周绪红，秦凤江，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50