一种带有横向系梁的正交异性钢桥面板结构的制作方法

本发明属于钢结构桥梁技术领域，涉及一种带有横向系梁的正交异性钢桥面板结构。

背景技术：

正交异性钢桥面板是当前钢结构桥梁设计和建造中经常采用的一种用于直接承担桥面车辆荷载的结构单元，它具有自重轻、承载力高、施工方便等优点。正交异性钢桥面板主要由盖板及其下表面上焊接的纵向加劲肋和横向加劲肋(或横隔板、横梁)所组成，由于这种钢桥面板的纵横向刚度不同，因此称这种钢桥面板被称为正交异性钢桥面板。其中，纵向加劲肋包括开口加劲肋(如板肋、球扁钢肋、l形肋、t形肋)和闭口加劲肋(如梯形肋、u形肋、v形肋、y形肋)，由于闭口加劲肋具有抗扭刚度大等优点，因此常用于车行钢桥桥面结构中。

采用闭口加劲肋的正交异性钢桥面板的结构为：纵向闭口加劲肋与横向加劲肋相互垂直交叉焊接在盖板下表面。在使用过程中，由于车辆荷载的反复作用，使得该结构在应力集中最敏感的部位极易产生疲劳裂纹，尤其是在闭口加劲肋现场对接焊部位附近、闭口加劲肋与盖板焊接部位附近、闭口加劲肋与横肋(或横隔板、横梁)交接部位，易发生焊接处开裂，降低了桥梁的使用寿命，且存在严重的安全隐患。此外，为了便于纵向闭口加劲肋与盖板的焊接，需要在横向加劲肋上开设贯穿孔，以便对纵向闭口加劲肋进行让位，但同时贯穿孔的开设又会造成横向加劲肋局部截面的削弱，降低横向加劲肋的强度，进而影响正交异性钢桥面板的整体受力性能。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够提高抗疲劳开裂性能且受力性能好的带有横向系梁的正交异性钢桥面板结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带有横向系梁的正交异性钢桥面板结构，该结构包括盖板、多个并列设置在盖板下表面上的纵向加劲肋以及多个并列设置在纵向加劲肋下表面上并与纵向加劲肋相垂直的横向系梁，所述的纵向加劲肋为开口加劲肋，该开口加劲肋包括设置在盖板下表面上并与盖板垂直的纵向加劲肋竖直部以及设置在纵向加劲肋竖直部底部并与纵向加劲肋竖直部垂直的纵向加劲肋水平部，所述的纵向加劲肋竖直部的顶部与盖板之间通过双面焊缝固定连接，所述的横向系梁通过纵向加劲肋水平部将多个纵向加劲肋固定连接在一起。纵向加劲肋竖直部便于与盖板之间采用双面焊缝固定连接，纵向加劲肋水平部便于与横向系梁固定连接。

所述的开口加劲肋包括l字型加劲肋或倒t字型加劲肋中的一种。

所述的横向系梁的顶部与纵向加劲肋水平部之间通过螺栓固定连接。横向系梁与纵向加劲肋水平部之间采用螺栓连接方式，既能够提高结构组装的速度，缩短施工周期，且连接牢固性好，同时螺栓具有一定的抗扭抗弯能力，能够提高结构整体的受力性能。

所述的横向系梁的顶部设有横向系梁水平部，并通过横向系梁水平部与纵向加劲肋水平部固定连接。横向系梁水平部与纵向加劲肋水平部相贴合，之后通过螺栓实现快速连接。

所述的横向系梁包括角钢、工字钢、h型钢或t型钢中的一种。横向系梁也可选用钢桥主梁的实腹式横梁、桁架式横梁或横隔板。

所述的双面焊缝包括全熔透双面焊缝、部分熔透双面焊缝或双面角焊缝中的一种。

根据实际情况，横向系梁的两端可与主梁的腹板或纵梁连接。

在钢桥主梁设计阶段，根据工程功能需求和结构受力分析应确定：(1)盖板钢板的厚度；(2)纵向加劲肋的样式(l字型加劲肋或倒t字型加劲肋)、规格(纵向加劲肋横截面尺寸、板厚)、间距(位于盖板上的横向距离)；(3)横向系梁的样式(角钢、工字钢、h型钢或t型钢)、规格、间距，也可以拓展为钢桥主梁的实腹式横梁、桁架式横梁或横隔板；(4)纵向加劲肋与盖板焊接焊缝型式；(5)横向系梁与纵向加劲肋的连接形式，优选螺栓连接。

在钢桥主梁加工制造阶段，首先在盖板上焊接纵向加劲肋，实施形式应根据钢桥面板的功能需求、结构受力分析和制造工艺确定，然后安装横向系梁即可。本发明桥面板可与腹板或纵梁、横梁等其他主梁部件组装形成钢主梁，钢主梁节段间桥面板的盖板采用熔透焊对接，纵向开口加劲肋的对接采用螺栓连接。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)通过选用开口加劲肋作为纵向加劲肋，使纵向加劲肋与盖板之间能够通过双面焊缝固定焊接在一起，减小应力集中，有效提高了结构的抗疲劳开裂性能，延长了结构的使用寿命，安全性好；

2)由于开口加劲肋的抗扭刚度弱于闭口加劲肋，因此在开口加劲肋的下表面上设置横向系梁，并通过横向系梁将相互并列设置的纵向开口加劲肋固定连接在一起，成为一个整体，连同盖板共同承担桥面车辆荷载，以提高结构的抗扭刚度及受力均匀性，进而提高结构的整体受力性能；

3)将横向系梁设置在纵向加劲肋的下表面上，避免横向系梁与纵向加劲肋相互交叉而需要在横向系梁上开设贯穿孔的情况，因而不会导致横向系梁局部截面的削弱，有效保证了横向系梁的强度。

附图说明

图1为实施例1中正交异性钢桥面板结构的整体结构示意图；

图2为实施例1中正交异性钢桥面板结构的横截面结构示意图；

图中标记说明：

1—盖板、2—纵向加劲肋、21—纵向加劲肋竖直部、22—纵向加劲肋水平部、3—横向系梁、31—横向系梁水平部、4—双面焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

如图1、图2所示的一种带有横向系梁的正交异性钢桥面板结构，该结构包括盖板1、多个并列设置在盖板1下表面上的纵向加劲肋2以及多个并列设置在纵向加劲肋2下表面上并与纵向加劲肋2相垂直的横向系梁3，纵向加劲肋2为开口加劲肋，该开口加劲肋包括设置在盖板1下表面上并与盖板1垂直的纵向加劲肋竖直部21以及设置在纵向加劲肋竖直部21底部并与纵向加劲肋竖直部21垂直的纵向加劲肋水平部22，纵向加劲肋竖直部21的顶部与盖板1之间通过双面焊缝4固定连接，横向系梁3通过纵向加劲肋水平部22将多个纵向加劲肋2固定连接在一起。

其中，开口加劲肋为倒t字型加劲肋。横向系梁3的顶部与纵向加劲肋水平部22之间通过螺栓固定连接。横向系梁3的顶部设有横向系梁水平部31，并通过横向系梁水平部31与纵向加劲肋水平部22固定连接。横向系梁3为角钢。双面焊缝4为全熔透双面焊缝。

实施例2：

本实施例中，开口加劲肋为l字型加劲肋，横向系梁3为工字钢，双面焊缝4为部分熔透双面焊缝，其余同实施例1。

实施例3：

本实施例中，横向系梁3为h型钢，双面焊缝4为双面角焊缝，其余同实施例1。

实施例4：

本实施例中，横向系梁3为t型钢，其余同实施例1。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。