专利名称：一种变截面箱型杆件及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种箱型杆件及其应用，尤其涉及一种变截面的箱型杆件及其应用。
背景技术：
随着社会的进步与发展，钢桁梁桥的跨度与荷载逐渐增大，受力最大杆件与受力最小杆件间的受力差别越来越大，主桁杆件受力变化和相邻节间杆件受力变化也越来越大。现有技术中，解决此问题的方法一般是根据不同杆件的受力情况，选用不同厚度的钢板与不同强度等级的钢材来适应受力的变化。上述措施还不能解决问题时，需要对不同的节间杆件采用不同的截面，可以用减小板厚的方法实现。但是，如果截面较大，则较小的板厚不能满足局部稳定的要求。这样造成受力大的杆件对所用钢板的厚度和强度要求都比较高，使得其成本比较高，主桁杆件受力变化大也使得其使用寿命降低；截面变化大的杆件间由于减小板厚的杆件局部稳定性差，而不能很好地满足设计要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中受力大的杆件对所用钢板的厚度和强度要求比较高，使得其成本比较高及主桁杆件受力变化大的缺陷，提供一种变截面箱型杆件。
本发明首先提供了一种箱型杆件，该箱型杆件包括有顶板1、底板2、腹板3和横隔板5，所述腹板3具有变截面段，腹板3的两侧在变截面段按一定半径弯折，顶板1和底板2分别贴合在腹板3的上、下两侧。 本发明还提供了上述箱型杆件的优选技术方案
顶板1 、底板2、腹板3和横隔板5连接成整体； 所述顶板1、底板2、腹板3和横隔板5使用焊接的方式连接成整体；
所述箱型杆件的两端设有螺栓6，用以与相邻杆件连接；
所述横隔板5设置在腹板3的变宽处； 所述变宽处的腹板3在变截面段以1. 5 2. 5米的半径向外弯折； 所述变宽处的腹板3在变截面段以2米的半径向外弯折； 所述的箱型杆件还包括有节点板4 ; 所述节点板4与腹板3连接成整体； 所述节点板4与腹板3以对焊的方式连接成整体。 本发明还进一步提供了上述箱型杆件的应用，主要应用于大跨度钢桁桥梁、钢桁拱桥、钢桁斜拉桥及钢桁悬索桥。 本发明提供的变截面箱型杆件解决了主桁杆件受力变化大且不同部位杆件受力变化大的问题，兼顾了结构受力的过渡与杆件受力状况，减小杆件的用钢量的同时，满足杆件局部稳定的要求，解决了钢桁杆件受力变化的问题。 本发明主要应用于大跨度钢桁桥梁结构，包括钢桁梁桥、钢桁拱桥、钢桁斜拉桥及钢桁悬索桥，也适用于受力复杂的大型钢桁结构建筑；本发明采用变截面箱型杆件可以使主桁结构杆件受力均匀合理，减少钢材用量和结构自重，同时也降低了工程造价；本发明不仅可以用于主桁箱型杆件的竖板变宽，也适用于顶底板变宽的杆件，后者常用在桥梁支座附近杆件。
图1为本发明的箱型杆件的立面 图2为发明的箱型杆件的平面 图3为变化前箱型杆件的截面 图4为变化后箱型杆件的截面图。
图中，1为顶板；2为底板；3为腹板；4为节点板；5为横隔板；6为螺栓。
具体实施例方式
下面对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解并能予以实施，但所作说明不作为对本发明的限定。 大跨度钢桁梁中，主桁杆件受力较大且相邻节间杆件受力变化较大，需要对不同的节间杆件采用不同的截面，可以用减小板厚的方法实现。但是，如果截面较大，较小的板厚不能满足局部稳定的要求。因此，需要在杆件或节点上对相邻节间以逐渐变化的截面进行过渡。 对于大跨度钢桁梁(拱)桥受力变化大的主桁杆件，将其设计成变截面，以满足结构受力和稳定要求，同时降低了杆件的用钢量。下面结合图1、图2、图3和图4本发明作进一步说明。需要变截面的杆件腹板3下料后，将腹板3变截面段的两侧通过一定半径的圆弧向外弯折使截面变宽，腹板(3)在变截面段一般以1. 5 2. 5米的半径向外弯折，优选该半径控制为2m左右，只要满足工厂制造和板件传力匀顺的要求即可。腹板(3)与节点板(4)可以连接成整体， 一般使用对焊的方式连接。顶板1和底板2按腹板3实际弯折尺寸变下料焊接，在腹板3宽度变化处设置横隔板5。顶板1和底板2与腹板3、横隔板5及节点板4连接成整体，一般选用焊接的方式进行连接。本发明提供的箱型杆件的两端设置有高强度螺栓(6)，以便其与相邻节间杆件相连接。 本发明主要应用于大跨度钢桁桥梁结构，包括钢桁梁桥、钢桁拱桥、钢桁斜拉桥及钢桁悬索桥，也适用于受力复杂的大型钢桁结构建筑。 本发明采用变截面箱型杆件可以使主桁结构杆件受力均匀合理，减少钢材用量和结构自重，同时也降低了工程造价。 本发明不仅可以用于主桁箱型杆件的竖板变宽，也适用于顶底板变宽的杆件，后者常用在桥梁支座附近杆件。 以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种箱型杆件，包括顶板(1)、底板(2)、腹板(3)和横隔板(5)，其特征在于腹板(3)具有变截面段，腹板(3)的两侧在变截面段向外弯折，顶板(1)和底板(2)分别贴合在腹板(3)的上、下两侧。
2. 根据权利要求1所述的箱型杆件，其特征在于顶板(1)、底板(2)、腹板(3)和横隔 板(5)连接成整体。
3. 根据权利要求2所述的箱型杆件，其特征在于所述顶板(1)、底板(2)、腹板(3)和 横隔板(5)使用焊接的方式连接成整体。
4. 根据权利要求1所述的箱型杆件，其特征在于所述横隔板(5)设置在腹板(3)的 变宽处。
5. 根据权利要求1所述的箱型杆件，其特征在于所述变宽处的腹板(3)在变截面段 以1. 5 2. 5米的半径向外弯折。
6. 根据权利要求1所述的箱型杆件，其特征在于所述变宽处的腹板(3)在变截面段 以2米的半径向外弯折。
7. 根据权利要求1所述的箱型杆件，其特征在于所述箱型杆件的两端设有螺栓(6)， 用以与相邻杆件连接。
8. 根据权利要求1所述的箱型杆件，其特征在于还包括有节点板(4)。
9. 根据权利要求8所述的箱型杆件，其特征在于所述节点板(4)与腹板(3)连接成 整体。
10. 权利要求1 9所述的箱型杆件应用于大跨度钢桁桥梁、钢桁拱桥、钢桁斜拉桥及 钢桁悬索桥。
全文摘要
本发明涉及一种箱型杆件及其应用，该箱型杆件包括顶板(1)、底板(2)、腹板(3)和横隔板(5)，腹板(3)具有变截面段，腹板(3)的两侧在变截面段向外弯折，顶板(1)和底板(2)分别贴合在腹板(3)的上、下两侧。本发明提供的变截面箱型杆件解决了主桁杆件受力变化大且不同部位杆件受力变化大的问题，兼顾了结构受力的过渡与杆件受力状况，减小杆件的用钢量的同时，满足杆件局部稳定的要求，解决了钢桁杆件受力变化的问题。该箱型杆件主要应用于大跨度钢桁桥梁、钢桁拱桥、钢桁斜拉桥及钢桁悬索桥。
文档编号E01D2/04GK101761026SQ201010103159
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者刘承虞, 张成东, 易伦雄, 肖海珠, 胡辉跃, 高宗余 申请人:中铁大桥勘测设计院有限公司