一种HRP正交异性钢桥面板结构的制作方法

文档序号:11174509
一种HRP正交异性钢桥面板结构的制造方法与工艺

本实用新型涉及桥梁工程技术领域,具体涉及一种HRP正交异性钢桥面板结构。



背景技术:

正交异性钢桥面板结构(以下简称“钢桥面板”)因其具有承载能力大、自重轻、结构高度低等特点,已成为大跨度钢桥的桥面板主要结构形式。目前国内外建成的采用正交异性钢桥面板结构的大型钢桥已逾千座。快速大规模建设的背后必然存在一些潜在问题,目前表现最突出的是钢桥面板疲劳裂纹。特别是随着我国交通量快速增长、超载超限日益严重,部分钢桥面板服役不到10年就出现了桥面铺装破损、结构变形、焊缝开裂等现象。

后期设计中根据实际问题对钢桥面板进行了优化,例如顶板厚度设计已从最初的10~12mm普遍增厚到目前的16mm,但顶板-纵肋接头疲劳开裂问题依然没有得到解决。在车轮荷载反复作用下,钢桥面板顶板受到局部加劲肋的约束,导致刚度局部突变引起应力集中,容易产生疲劳损伤。究其原因主要是顶板纵向接头、顶板-横隔板接头、纵肋-横隔板接头等其他连接位置均可采用全熔透焊缝、或双面焊接,但对于最常用的梯形闭口肋,只能采用外侧单面部分熔透焊缝的方式与顶板连接,而且纵肋厚度一般为6~8mm,为了保证纵肋在焊接时不被烧穿,通常留有2~3mm钝边,这样顶板-纵肋接头的焊接尺寸非常有限。焊接外形缺陷会导致几何突变,焊缝的初始缺陷等会导致局部应力集中,均会加剧局部疲劳的发生。

由于顶板-纵肋接头焊缝数量和总长较大,焊缝位置的疲劳损伤难以避免。实际工程检查表明:顶板与加劲肋焊缝位于横隔板交汇处最易发生疲劳开裂。焊缝疲劳开裂是其运营阶段的主要病害之一,直接威胁到桥梁结构行车安全。因此,迫切需要对目前传统钢桥面板接头进行改进,提高焊缝质量,解决焊缝容易出现疲劳开裂的问题,提高结构耐久性。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种结构简单、设计合理且便于维修的HRP正交异性钢桥面板结构,以解决现有钢桥面板顶板-纵肋接头易开裂、焊接工艺要求高和抗疲劳性能差等问题。

为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的,一种HRP正交异性钢桥面板结构,包括HRP盖板、纵肋和若干横肋。

所述HRP盖板为一块在平板上轧制出若干个肋的热轧带肋钢板。所述若干个肋在平板下表面沿横桥向间隔出现。所述平板与肋的连接部分平滑过渡。

所述纵肋通过对接全熔透焊缝与肋焊接。

所述若干横肋在HRP盖板下方沿纵桥向上间隔布置。所述横肋按照纵肋形式切孔。所述纵肋连续穿过这些横肋。所述横肋切孔处与纵肋四周焊接,顶部与平板焊接。

进一步,所述纵肋为闭口肋,横截面为U形、V形或梯形。所述纵肋的两个端部分别与相邻的两个肋焊接。

进一步,所述纵肋为开口肋,采用平板、不等边角钢或倒T形截面形式。

进一步,所述HRP盖板通过专用轧辊轧制而成。所述横肋与HRP盖板和纵肋采用双面角焊缝连接。

进一步,所述肋的肋高为a。其中,a≥25mm。所述HRP盖板的纵桥向长度为12m~20m。

进一步,所述纵肋采用传统冷弯加工。所述纵肋的端部开设有坡口,坡口角度为30°~60°。

进一步,所述纵肋采用热轧一体成型。

进一步,所述平板和肋平滑过渡,整体成型,肋端部厚度与纵肋厚度相同。

本实用新型的技术效果是毋庸置疑的:

1)HRP盖板整体性好、刚度大,平板与肋连接部分采用圆弧状渐变过渡,可以有效避免集中轮载作用下钢桥面板局部应力过大问题;

2)钢桥面板在轮载作用下,顶板发生面外弯曲、纵向加劲肋发生扭转,顶板与纵向加劲肋交叉位置受力复杂。焊缝设置在纵肋腹板位置,一方面可以减小焊接残余应力对交叉点的受力影响,另一方面纵肋腹板应力幅较小,提高结构使用寿命;

3)相对于单侧部分熔透焊,对接全熔透焊缝工艺成熟、容易施焊,对制造要求较低,不仅节省成本,还可以有效提高钢桥面板的抗疲劳性能;

4)结构疲劳开裂热点位置从顶板转移至纵向加劲肋腹板对接焊缝附近,检测与维修加固不影响交通通行与桥面铺装,更为便利;

5)结构简单、受力合理、耐久性好。

附图说明

图1为HRP盖板结构示意图;

图2为实施例1中钢桥面板结构横截面图;

图3为实施例1中钢桥面板结构示意图;

图4为实施例1中纵肋结构示意图;

图5为专用轧辊结构示意图;

图6为实施例2中钢桥面板结构横截面图;

图7为实施例3中钢桥面板结构横截面图。

图8为实施例4中钢桥面板结构横截面图;

图中:HRP盖板1、平板101、肋102、纵肋2、端部201、横肋3、对接全熔透焊缝4、专用轧辊5。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明,但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型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,均应包括在本实用新型的保护范围内。

实施例1:

本实施例公开一种HRP正交异性钢桥面板结构,包括HRP盖板1、纵肋2和横肋3。

参见图1,所述HRP盖板1为一块在平板101上轧制出4个肋102的热轧带肋钢板。所述HRP盖板1连续轧制,整体成型。所述肋102在平板101下表面沿横桥向间隔出现。所述平板101与肋102的连接部分采用圆弧状渐变过渡,有效减小构件在该位置的应力集中程度,提高抗疲劳性能。

参见图4,所述纵肋2为闭口肋,横截面为U形。所述平板101和肋102的板厚不同。所述纵肋2的两个端部201分别与相邻的两个肋102焊接。所述纵肋2通过对接全熔透焊缝4与肋102焊接。

所述横肋3在HRP盖板1下方布置。所述横肋3按照纵肋2形式切孔。所述纵肋2穿过这个横肋3。所述横肋3切孔处与纵肋2四周焊接,顶部与平板101焊接。

值得说明的是,本实施例中,所述肋102的肋高为a。其中,a≥25mm,以保证对接全熔透焊缝4处于结构应力幅较低位置。所述HRP盖板1的纵桥向长度为12m~20m。

实施例2:

本实施例公开一种HRP正交异性钢桥面板结构,包括HRP盖板1、纵肋2和横肋3。

参见图5和图6,所述HRP盖板1为一块在平板101上轧制出8个肋102的热轧带肋钢板。所述HRP盖板1通过专用轧辊5轧制而成。所述肋102在平板101下表面沿横桥向间隔出现。所述平板101与肋102的连接部分平滑过渡,有效减小构件在该位置的应力集中程度,提高抗疲劳性能。

所述纵肋2为闭口肋,横截面为梯形。所述平板101和肋102的板厚不同。所述纵肋2的两个端部201分别与相邻的两个肋102焊接。所述纵肋2通过对接全熔透焊缝4与肋102焊接。

所述4个横肋3在HRP盖板1下方沿纵桥向上间隔布置。所述横肋3按照纵肋2形式切孔。所述纵肋2连续穿过这些横肋3。所述横肋3切孔处与纵肋2四周焊接,顶部与平板101焊接。

值得说明的是,本实施例中,所述纵肋2采用传统冷弯加工。所述纵肋2的端部开设有坡口,坡口角度为30°~60°。

实施例3:

本实施例公开一种HRP正交异性钢桥面板结构,包括HRP盖板1、纵肋2和横肋3。

参见图7,所述HRP盖板1为一块在平板101上轧制出5个肋102的热轧带肋钢板。所述HRP盖板1通过专用轧辊5轧制而成。所述肋102在平板101下表面沿横桥向间隔出现。所述平板101与肋102的连接部分平滑过渡,有效减小构件在该位置的应力集中程度,提高抗疲劳性能。

所述纵肋2为开口肋,采用不等边角钢截面形式。所述平板101和肋102的板厚相同。所述纵肋2通过对接全熔透焊缝4与肋102焊接。本实施例中,所述纵肋2采用热轧型钢一体成型。

实施例4:

本实施例公开一种HRP正交异性钢桥面板结构,包括HRP盖板1、纵肋2和横肋3。

参见图8,所述HRP盖板1为一块在平板101上轧制出8个肋102的热轧带肋钢板。所述HRP盖板1通过专用轧辊5轧制而成。所述肋102在平板101下表面沿横桥向间隔出现。所述平板101与肋102的连接部分平滑过渡,有效减小构件在该位置的应力集中程度,提高抗疲劳性能。

本实施例中,所述HRP盖板1的肋102高度a等于传统纵肋高度,即顶板与U肋的腹板一体轧制。所述纵肋2为宽度等于肋102横向间距的平钢板(即U肋底板)。肋102(即U肋腹板)与纵肋2(即U肋底板)采用全熔透焊缝4连接。

所述横肋3在HRP盖板1下方布置。所述横肋3按照U肋形式切孔。所述U肋穿过这个横肋3。所述横肋3切孔处与纵肋2四周焊接,顶部与平板101焊接。

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