一种新型钢管和FRP芯增强的夹芯钢桥面结构制造技术

技术编号:37687493 阅读:15 留言:0更新日期:2023-05-28 09:43
一种新型钢管和FRP芯增强的夹芯钢桥面结构,包括上面板、下面板、FRP芯和方钢管;所述方钢管间隔一定距离放置在上面板和下面板之间;所述FRP芯填充在上面板、下面板和相邻的方钢管之间;所述FRP芯通过在表面刷涂环氧树脂胶黏剂进行粘贴固定;所述方钢管分别与上面板和下面板在焊缝处进行焊接连接,构成三层夹芯板结构。本实用新型专利技术提出的含FRP芯和方钢管的三层夹芯板结构,可以将FRP材料应用于钢桥面板之中,并且通过方钢管的连接和过渡,避免了钢材焊接高温对FRP材料的影响,能够充分利用FRP材料优异的力学性能;夹芯板整体结构中无受力薄弱点,显著提高了钢桥面板的抗疲劳性能和使用寿命。用寿命。用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种新型钢管和FRP芯增强的夹芯钢桥面结构


[0001]本技术涉及桥梁工程领域,特别涉及一种新型钢管和FRP芯增强的夹芯钢桥面结构。

技术介绍

[0002]钢桥面板通常采用纵向U形加劲肋和横向加劲肋提升纵向和横向刚度,构成正交异性钢桥面板。这种正交异性钢桥面板纵向和横向的受力性能存在较大差异,当有汽车轮载作用时,荷载作用位置附近的桥面顶板会产生鼓曲变形,并带动下部的纵向U形加劲肋产生面外挠曲变形。但由于正交异性钢桥面板的受力及传力范围小,相邻的纵向加劲肋不能有效的参与受力,导致正交异性钢桥面板的局部承担主要的车轮荷载,容易产生应力集中。
[0003]除此之外,正交异性钢桥面板的连接大多采用焊接。焊接时,焊缝所在区域先进行高温加热,然后融化冷却,冷却后母材与焊料融为一体、共同受力。但由于母材与焊料填充部分的材料及力学性能不同,焊接加热和冷却的过程中,每个部位的变形不均匀。结构冷却之后,焊接区域的体积相比附近区域会相对缩小,产生残余拉应力。残余应力的产生给正交异性钢桥面板增加了复杂的初始力学缺陷,会削弱结构的疲劳强度,加速焊缝附近裂纹的萌生和扩展。此外,正交异性钢桥面板的焊接连接多是现场施工,焊接质量难以保证,焊接区域往往存在气孔、夹杂和裂纹等焊接缺陷,在汽车荷载的反复作用下,焊缝处易出现疲劳开裂。
[0004]正交异性钢桥面板的结构体系、受力特征、加工方法和服役环境等因素的共同作用,导致正交异性钢桥面板存在突出的疲劳开裂问题,对结构的安全性和耐久性产生了严重影响,已成为钢结构桥梁亟待解决的问题和阻碍其发展、推广的技术瓶颈。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是针对现有技术的不足,提供一种新型钢管和FRP芯增强的夹芯钢桥面结构,以改善钢桥面板的结构体系,利用夹芯板优异的抗压性能和抗疲劳性能,提高钢桥面板的使用寿命。
[0006]具体的技术方案是:
[0007]一种新型钢管和FRP芯增强的夹芯钢桥面结构,包括上面板、下面板、FRP芯、方钢管、焊缝和环氧树脂胶黏剂。所述方钢管间隔一定距离放置在上面板和下面板中间;所述FRP芯填充在相邻的方钢管之间;所述FRP芯通过在表面刷涂环氧树脂胶黏剂与周围的上面板、下面板和方钢管进行粘结固定;所述上面板与方钢管在上侧焊缝处进行焊接连接;所述下面板与方钢管在下侧焊缝处进行焊接连接;
[0008]本技术提出了一种新型钢管和FRP芯增强的夹芯钢桥面结构,对传统正交异性钢桥面板进行改进,其优点是既利用了FRP材料优异的力学性能,又避免了钢材焊接高温对FRP材料的影响。夹芯板结构横向没有受力薄弱点,克服了正交异性钢桥面板焊缝处抗疲劳性能差的缺点,提高了钢桥面板的使用寿命。
附图说明
[0009]图1是本技术实施例的截面示意图。
[0010]图2是本技术实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0011]一种新型钢管和FRP芯增强的夹芯钢桥面结构,包括上面板1、下面板2、FRP芯3、方钢管4和焊缝5;所述方钢管4间隔一定距离放置在上面板1和下面板2之间,搭建出夹芯板的主体框架;所述FRP芯3填充在方钢管4之间,并通过在表面刷涂环氧树脂胶黏剂与周围的上面板1、下面板2和方钢管4之间进行粘结固定;所述上面板1与方钢管4在方钢管4上方的焊缝5处进行焊接连接;所述下面板2与方钢管4在方钢管4下方的焊缝5处进行焊接连接。
[0012]采用钢

FRP

钢三层夹芯板的结构形式,将力学性能优异的FRP板应用于钢桥面板结构中,并且通过方钢管的连接和过渡,避免了钢材焊接产生的高温对FRP材料的影响。相比于正交异性钢桥面板,夹芯板结构中无受力薄弱点,能够有效提高钢桥面板的抗疲劳性能和使用寿命。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型钢管和FRP芯增强的夹芯钢桥面结构,其特征在于:包括上面板(1)、下面板(2)、FRP芯(3)、方钢管(4)和焊缝(5),所述方钢管(4)间隔一定距离放置在上面板(1)和下面板(...

【专利技术属性】
技术研发人员:辛灏辉苏立超刘秉峰刘杰林苏丹王庆杰王海林崔豪
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:新型
国别省市:

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