一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计的制作方法
【专利摘要】一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，属于桥梁工程钢箱梁结构技术领域，所要解决的技术问题是提供一种内部增设防爆冲击层的钢箱梁截面设计，本发明所采用的技术方案：顶板水平设置且在顶板底部间隔设置有多个U型肋，多个U型肋每相邻两个U型肋之间的空间设为第一防爆冲击区，在第一防爆冲击区填充有与U型肋平齐的单层顺桥式桁架?泡沫铝组合构件；在顶板下方水平设置有次顶板，次顶板与底板之间垂直距离不得小于顶板与底板之间垂直距离的1/2，并且次顶板厚度为顶板厚度的1/4?1/2，次顶板与顶板的U型肋底部之间的空间设为第三防爆冲击区，在第三防爆冲击区沿竖直方向填充有至少两层横桥式桁架?泡沫铝组合构件；本发明应用于公路桥梁。
【专利说明】
一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计
技术领域
[0001]一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，属于桥梁工程钢箱梁结构技术领域。
【背景技术】
[0002]目前钢箱梁结构主要用于城市高架曲线桥梁、大跨度斜拉桥及悬索桥，箱梁结构整体计算时主要考虑结构的恒载、汽车荷载、风荷载及地震荷载，尚未考虑爆炸荷载;钢箱梁结构截面设计时，主要考虑施工过程时结构整体稳定、局部稳定及运营过程中的疲劳问题，尚未考虑局部冲击问题;桥面板作为车辆荷载的作用面，通过正交异形板的形式，设置于钢箱梁的顶部，为钢箱梁第二体系、第三体系结构应力优化的主要构件，而爆炸荷载对结构的影响不在于压力的大小，主要为比冲量的体现，因此这种常规优化对抗爆炸冲击的作用贡献较小。钢箱梁为中空结构，为保护电缆、输气管道等设备免受道路运输环境的影响，常将该设备置于箱梁内部，随着危险物品汽车运输、恐怖袭击等各种爆炸作用时有发生，研究爆炸作用并对钢箱梁结构进行爆炸作用下优化设计，对我国的桥梁结构钢箱梁防爆减灾具有重要意义。
[0003]申请号CN201210532410.1提出了一种钢-混凝土组合结构抗爆毁伤的方法，主要针对钢铸件、混凝土铸件分别设计，与钢箱梁材料选取、结构组合形式、受力荷载及受力模式差别较大，尚不能指导钢箱梁的防爆设计。钢箱梁发生爆炸作用会对结构产生剧烈的局部破坏效应(姚术健，汽车炸弹钢箱梁内部爆炸局部破坏效应分析[J]，振动与冲击，2015
(7):222-227.)(耿少波，钢箱梁缩尺模型爆炸冲击波作用下破坏实验研究[C]，全国结构工程学术会议，2016.)，但尚未有研究者在钢箱梁截面设计上提出防护及优化建议。因此，在设计理念上，应从荷载模式上增设爆炸作用，从主动防护上研究一种具备抗爆炸钢箱梁的截面形式。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种内部增设防爆冲击层的钢箱梁截面设计。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案:一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，钢箱梁截面包括顶板、U型肋、次顶板、纵隔板、第一腹板、第二腹板、底板、顺桥式桁架-泡沫铝组合构件和横桥式桁架-泡沫铝组合构件；
所述顶板水平设置且在顶板底部间隔设置有多个U型肋，所述多个U型肋每相邻两个U型肋之间的空间设为第一防爆冲击区，在所述第一防爆冲击区填充有与U型肋平齐的单层顺桥式桁架-泡沫铝组合构件；
在所述顶板下方水平设置有次顶板，所述次顶板与底板之间垂直距离不得小于顶板与底板之间垂直距离的1/2，并且次顶板厚度为顶板厚度的1/4-1/2，所述次顶板与顶板的U型肋底部之间的空间设为第三防爆冲击区，在所述第三防爆冲击区沿竖直方向填充有至少两层横桥式桁架-泡沫铝组合构件；
所述顺桥式桁架-泡沫铝组合构件包括前金属面层、背金属面层以及夹在前金属面层、背金属面层之间的顺桥桁架式弦杆构件，在所述前金属面层、背金属面层之间填充有包裹顺桥桁架式弦杆构件的泡沫铝，其中，所述顺桥桁架式弦杆构件为交错排列的类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管，并且类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管沿桥梁车辆的行进方向延伸；
所述横桥式桁架-泡沫铝组合构件包括前金属面层、背金属面层以及夹在前金属面层、背金属面层之间的横桥桁架式弦杆构件，在所述前金属面层、背金属面层之间填充有包裹横桥桁架式弦杆构件的泡沫铝，其中，所述横桥桁架式弦杆构件为交错排列的类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管，并且类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管的延伸方向垂直于桥梁车辆的行进方向；
所述第三防爆冲击区横桥式桁架-泡沫铝组合构件厚度为第一防爆冲击区顺桥式桁架-泡沫铝组合构件厚度的1.1-1.3倍。
[0006]第一风嘴区、第二风嘴区除去多个U型肋及多个U型肋每相邻两个U型肋之间空间的剩余空间设为第二防爆冲击区，在所述第二防爆冲击区填充有与第一风嘴区、第二风嘴区平齐的横桥式桁架-泡沫铝组合构件；
所述第二防爆冲击区填充的横桥式桁架-泡沫铝组合构件与第三防爆冲击区填充的横桥式桁架-泡沫铝组合构件结构相同。
[0007]所述次顶板包括沿纵隔板对称设置的第一次顶板和第二次顶板，所述第一次顶板和第二次顶板均为U型，并且U型第一次顶板的一端与第一腹板连接、另一端与纵隔板连接；第二次顶板的一端与第二腹板连接、另一端与纵隔板连接。
[0008]所述U型第一次顶板的一端通过高强螺栓与第一腹板连接、另一端通过高强螺栓与纵隔板连接;第二次顶板的一端通过高强螺栓与第二腹板连接、另一端通过高强螺栓与纵隔板连接。
[0009]所述前金属面层厚度不超过顶板厚度的1/5，所述背金属面层厚度不超过顶板厚度的1/7，所述顺桥桁架式弦杆构件的空心管直径和横桥桁架式弦杆构件的空心管直径为前金属面层厚度的10?12倍、空心管壁厚不小于顶板厚度的1/8，所述泡沫铝采用屈服强度49?52MPa的纯铝制成、泡孔大小为I?2mm、相对密度为0.4?0.5。
[0010]所述顺桥桁架式弦杆构件中的每两榀桁架间距为包裹顺桥桁架式弦杆构件泡沫铝最大填充厚度的0.5-1.2倍；
所述横桥桁架式弦杆构件中的每两榀桁架间距为包裹横桥桁架式弦杆构件泡沫铝填充最大厚度的0.5?1.2倍。
[0011]所述顺桥桁架式弦杆构件、横桥桁架式弦杆构件中类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管延伸方向与水平方向的夹角为45° -60°。
[0012]所述前金属面层、背金属面层、顺桥桁架式弦杆构件、横桥桁架式弦杆构件、次顶板应进行喷漆防锈防腐处理。
[0013]所述前金属面层、背金属面层、顺桥桁架式弦杆构件、横桥桁架式弦杆构件、次顶板采用Q345钢材制作。
[0014]本发明和现有技术相比具有以下有益效果。
[0015]一、本发明通过将次顶板设置在顶板下方，并且次顶板与底板之间垂直距离不得小于顶板与底板之间垂直距离的1/2，这样次顶板离钢箱梁截面的形心轴较远，对钢箱梁顶板受力能够起到重新分配作用，降低了原有钢箱梁设计结构中冲击波将顶板撕裂后冲击波继续损坏钢箱梁内部管线、电力电缆等设施的风险，同时也进一步降低了顶板及铺装层碎片在冲击波的作用下击穿底板后致使整个钢箱梁截面失去承载力的可能性；
本发明还首次提出了在常规钢箱梁内部增设防爆冲击层，具体来说是通过在钢箱梁内部分出三个防爆冲击区域，并且在三个防爆冲击区域分别填充三明治结构的桁架-泡沫铝组合构件，三明治结构主要起对防爆能量进行吸收的作用，桁架结构主要通过延缓泡沫铝压缩过程进而起到劲性骨架作用，具体地:
(I)无论是顺桥式桁架-泡沫铝结构还是横桥式桁架-泡沫铝结构均采用Q345钢材，抗压及抗拉性能良好，作为三明治结构的劲性骨架，弥补了纯泡沫铝抗压力学性能较弱的不足，并可扩大结构的受力面，削弱爆炸冲击波的超压峰值。
[0016](2)第一防爆冲击区填充采用间隔式的顺桥式桁架-泡沫铝组合构件，作为顶板的支撑构件，可以减缓顶板在爆炸冲击波作用下的破坏速度，并且可以将顶板所受的局部超压分散至其它结构部位，也就是分散到多个U型肋之间的空间，第二防爆冲击区与第三防爆冲击区填充采用横桥式桁架-泡沫铝组合构件，由于横桥式桁架-泡沫铝组合构件与第一防爆冲击区内的顺桥桁架为垂直关系，因此能够进一步进行超压作用下内力的重新分配，扩大超压的扩散面，具体来说第二防爆冲击区将超压作用下内力分配到第一风嘴区、第二风嘴区，第三防爆冲击区将超压作用下内力分配到次顶板部位；
如此三个防爆冲击区共同起到了减缓顶板在爆炸冲击波作用下的破坏速度，并且可以将顶板所受的局部超压、超压作用的内力分散至其它结构部位，大大提高了桥梁的防爆性能、桥梁运营过程更加安全。
[0017](3)第二防爆冲击区的整个区域内填充单层横桥式桁架-泡沫铝构件，便于工厂加工、制作及现场施工。
[0018](4)第三防爆冲击区采用上下叠加方式设置2层以上的横桥式桁架-泡沫铝组合构件，也便于施工和更换。
[0019]综上所述本发明不仅实现了桥梁对防爆冲击作用的良好主动防御，同时本发明取材方便，制作简易，造价低廉，具有良好的施工性能。
[0020]二、本发明前金属面层、背金属面层、顺桥桁架式弦杆构件、横桥桁架式弦杆构件、次顶板采用Q345钢材制作并且进行喷漆防锈防腐处理，这样能够提高钢板的使用时间及耐久性。
[0021]三、本发明第一次顶板、第二次顶板通过高强螺栓分别与纵隔板、第一腹板、第二腹板螺栓连接，便于日常维修检查时对第一次顶板、第二次顶板的拆卸，维修检查效率高。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的整体结构示意图。
[0023]图2为本发明的抗爆炸冲击作用区域划分示意图。
[0024]图3为顺桥式桁架-泡沫铝组合构件的分解示意图。
[0025]图4为横桥式桁架-泡沫铝组合构件的分解示意图。
[0026]图5为次顶板的安装示意图。
[0027]图中，I为第一防爆冲击区，2为第二防爆冲击区，3为第三防爆冲击区，4为前金属面层，5为背金属面层，6为顺桥桁架式弦杆构件，7为泡沫铝，8为横桥桁架式弦杆构件，9为高强螺栓，10为钢箱梁截面，11为顶板，12为U型肋，13为次顶板，14为第一风嘴区，15为第二风嘴区，16为纵隔板，17为第一腹板，18为第二腹板，19为底板。
【具体实施方式】
[0028]如图1-图5所示，一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，钢箱梁截面10包括顶板
11、U型肋12、次顶板13、纵隔板16、第一腹板17、第二腹板18、底板19、顺桥式桁架-泡沫铝组合构件和横桥式桁架-泡沫铝组合构件；
所述顶板11水平设置且在顶板11底部间隔设置有多个U型肋12，所述多个U型肋12每相邻两个U型肋12之间的空间设为第一防爆冲击区1，在所述第一防爆冲击区I填充有与U型肋12平齐的单层顺桥式桁架-泡沫铝组合构件；
在所述顶板11下方水平设置有次顶板13，所述次顶板13与底板19之间垂直距离不得小于顶板11与底板19之间垂直距离的1/2，并且次顶板13厚度为顶板11厚度的1/4-1/2，所述次顶板13与顶板11的U型肋12底部之间的空间设为第三防爆冲击区3，在所述第三防爆冲击区3沿竖直方向填充有至少两层横桥式桁架-泡沫铝组合构件；
所述顺桥式桁架-泡沫铝组合构件包括前金属面层4、背金属面层5以及夹在前金属面层4、背金属面层5之间的顺桥桁架式弦杆构件6，在所述前金属面层4、背金属面层5之间填充有包裹顺桥桁架式弦杆构件6的泡沫铝7，其中，所述顺桥桁架式弦杆构件6为交错排列的类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管，并且类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管沿桥梁车辆的行进方向延伸；
所述横桥式桁架-泡沫铝组合构件包括前金属面层4、背金属面层5以及夹在前金属面层4、背金属面层5之间的横桥桁架式弦杆构件8，在所述前金属面层4、背金属面层5之间填充有包裹横桥桁架式弦杆构件8的泡沫铝7，其中，所述横桥桁架式弦杆构件8为交错排列的类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管，并且类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管的延伸方向垂直于桥梁车辆的行进方向；
所述第三防爆冲击区3横桥式桁架-泡沫铝组合构件厚度为第一防爆冲击区I顺桥式桁架-泡沫铝组合构件厚度的1.1-1.3倍。
[0029]第一风嘴区14、第二风嘴区15除去多个U型肋12及多个U型肋12每相邻两个U型肋12之间空间的剩余空间设为第二防爆冲击区2，在所述第二防爆冲击区2填充有与第一风嘴区14、第二风嘴区15平齐的横桥式桁架-泡沫铝组合构件；
所述第二防爆冲击区2填充的横桥式桁架-泡沫铝组合构件与第三防爆冲击区3填充的横桥式桁架-泡沫铝组合构件结构相同。
[0030]所述次顶板13包括沿纵隔板16对称设置的第一次顶板和第二次顶板，所述第一次顶板和第二次顶板均为U型，并且U型第一次顶板的一端与第一腹板17连接、另一端与纵隔板16连接;第二次顶板的一端与第二腹板18连接、另一端与纵隔板16连接。
[0031]所述U型第一次顶板的一端通过高强螺栓9与第一腹板17连接、另一端通过高强螺栓9与纵隔板16连接;第二次顶板的一端通过高强螺栓9与第二腹板18连接、另一端通过高强螺栓9与纵隔板16连接。
[0032]所述前金属面层4厚度不超过顶板11厚度的1/5，所述背金属面层5厚度不超过顶板11厚度的1/7，所述顺桥桁架式弦杆构件6的空心管直径和横桥桁架式弦杆构件8的空心管直径为前金属面层4厚度的10?12倍、空心管壁厚不小于顶板11厚度的1/8，所述泡沫铝7采用屈服强度49?52MPa的纯铝制成、泡孔大小为I?2mm、相对密度为0.4?0.5。
[0033]所述顺桥桁架式弦杆构件6中的每两榀桁架间距为包裹顺桥桁架式弦杆构件6泡沫铝7最大填充厚度的0.5-1.2倍；
所述横桥桁架式弦杆构件8中的每两榀桁架间距为包裹横桥桁架式弦杆构件8泡沫铝7填充最大厚度的0.5?1.2倍。
[0034]所述顺桥桁架式弦杆构件6、横桥桁架式弦杆构件8中类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管延伸方向与水平方向的夹角为45°-60°。
[0035]所述前金属面层4、背金属面层5、顺桥桁架式弦杆构件6、横桥桁架式弦杆构件8、次顶板13应进行喷漆防锈防腐处理。
[0036]所述前金属面层4、背金属面层5、顺桥桁架式弦杆构件6、横桥桁架式弦杆构件8、次顶板13采用Q345钢材制作。
[0037]所述第一风嘴区14、第二风嘴区15类似于现有技术中的桥梁风嘴，区域为顶板11两侧、第一腹板17上端、第二腹板18上端共同围成的一片封闭空间。
[0038]下面以本发明在公路钢桥普通钢箱梁应用作为实施例。
[0039]—种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，其制作包括以下步骤:
I)公路钢桥普通钢箱梁截面10制作时钢箱梁顶板11厚度为16mm，U型肋12上口宽280mm，下口宽170mm，高280mm，间距570mm，按照本发明制作要求，钢材均为Q345质量等级C材料，取桁架式-泡沫招结构的前金属面层4为3mm、背金属面层5为2mm，顺桥桁架式弦杆构件6为Φ 30 X 2的空心圆钢管，依据第一防爆冲击区I的尺寸，制作桁架式弦杆斜向45°垂直高度为275mm、桁架间距为145mm的三榀顺桥式劲性骨架，选取屈服强度52MPa的纯铝制成泡孔大小为I?2mm，相对密度为0.5，厚275mm的泡沫铝7进行桁架式结构填充，该构件沿纵桥向长度为钢箱梁横隔板间距的尺寸。
[0040]2)根据第二防爆冲击区2的范围，取桁架式-泡沫铝结构的前金属面层4为3mm、背金属面层5为2mm，横桥桁架式弦杆构件8为Φ 30 X 2的空心圆钢管，制作最低处为100mm，最高处为450mm的变高度桁架，每榀桁架间距为250mm，选取屈服强度52MPa的纯铝制成泡孔大小为I?2mm，相对密度为0.5，制作沿横桥向10mm?450mm变高度的泡沫铝7填充，该构件沿纵桥向长度为钢箱梁横隔板间距的尺寸。
[0041]3)根据第三防爆冲击区3的范围，取桁架式-泡沫铝结构的前金属面层4为3mm、背金属面层5为2mm，横桥桁架式弦杆构件8为Φ 30 X 2的空心圆钢管，300mm等高度桁架，每丰品桁架间距为300mm，选取屈服强度50MPa的纯铝制成泡孔大小为I?2mm，相对密度为0.5，制作沿横桥向300mm等高度的泡沫铝7填充，共设置2层此该构件叠加平放，沿纵桥向长度为钢箱梁横隔板间距的尺寸。
[0042]4)根据第三防爆冲击区3纵隔板16与第一腹板17、第二腹板18的间距，制作厚度为5mm、沿纵桥向长度为钢箱梁横隔板间距的次顶板8，端部螺栓连接板符合《公路钢结构桥梁设计规范》连接规定，采用高强螺栓9进行固定。
[0043]5)钢箱梁底板19、第二腹板18、第一腹板17、纵隔板16、横隔板及相对应的加劲肋焊接制作好，在焊接顶板11之前，首先采用高强螺栓9将次顶板13固定在第一腹板17、第二腹板18和纵隔板16对应位置，将横桥式桁架-泡沫铝组合构件放入相对应的第二防爆冲击区2、第三防爆冲击区3内后，再将顺桥式桁架-泡沫铝组合构件放入第一防爆冲击区I指定位置后，再将焊接好带U型肋12的顶板11结构组装焊接成整个钢箱梁结构整体，见图1所示。
[0044]6)对制作完成后的钢箱梁结构整体进行爆炸作用下的结构数值实验分析，10kg当量的TNT，爆心为钢箱两道横隔板中间处顶板上方lm，顶板11发生塑性开口变形后，考查次顶板所在位置，采用本发明结构可将冲击波超压峰值由未设置前的峰值削弱87%以上比例，有效保护钢箱梁内部管线及底板的安全，降低钢箱梁的局部破坏状态。
[0045]所述前金属面层4、背金属面层5、桁架式弦杆构件6、横桥桁架式弦杆构件8、次顶板13采用Q345钢材制作时，应满足《公路钢结构桥梁设计规范》中质量等级C级要求，
所述U型次顶板13端部与纵隔板16、第一腹板17、第二腹板18分别螺栓连接时，应保证U型次顶板13端部的螺栓连接部位尺寸满足《公路钢结构桥梁设计规范》中的连接要求。
[0046]所述U型次顶板13根据桥梁钢箱梁的应用情况可以由纵隔板16分为第一次顶板、第二次顶板，也可以分隔为多个次顶板。
[0047]本发明既可以应用于新建的有防爆设计要求的钢箱梁结构的桥梁，也可以应用于旧桥运营过程中需提高防爆冲击的钢箱梁结构桥梁，两者均不改变钢箱梁顶板11上方铺装层结构，而是均在钢箱梁内部进行结构改造来实现其防爆冲击功能。需要说明的是:如果旧桥风嘴区不需要具备防爆冲击功能，则在旧桥的钢箱梁内部按照第一防爆冲击区1、第三防爆冲击区3要求分别填充顺桥式桁架-泡沫铝、横桥式桁架-泡沫铝即可，如果旧桥风嘴区也需要具备防爆冲击功能，则需要改造旧桥风嘴区底板使底板与腹板、顶板围成一个封闭的空间，然后将改造后的风嘴区按照第二防爆冲击区2要求填充满横桥式桁架-泡沫铝。
[0048]上述实施例是对本发明结构的解释而非限制，在不脱离本发明原理前提下所作的变形也在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，其特征在于:钢箱梁截面(10)包括顶板(11)、U型肋(12)、次顶板(13)、纵隔板(16)、第一腹板(17)、第二腹板(18)、底板(19)、顺桥式桁架-泡沫铝组合构件和横桥式桁架-泡沫铝组合构件； 所述顶板(11)水平设置且在顶板(11)底部间隔设置有多个U型肋(12)，所述多个U型肋(12)每相邻两个U型肋(12)之间的空间设为第一防爆冲击区(I)，在所述第一防爆冲击区(I)填充有与U型肋(12)平齐的单层顺桥式桁架-泡沫铝组合构件； 在所述顶板(11)下方水平设置有次顶板(13)，所述次顶板(13)与底板(19)之间垂直距离不得小于顶板(11)与底板(19)之间垂直距离的1/2，并且次顶板(13)厚度为顶板(11)厚度的1/4-1/2，所述次顶板(13)与顶板(11)的U型肋(12)底部之间的空间设为第三防爆冲击区(3)，在所述第三防爆冲击区(3)沿竖直方向填充有至少两层横桥式桁架-泡沫铝组合构件； 所述顺桥式桁架-泡沫铝组合构件包括前金属面层(4)、背金属面层(5)以及夹在前金属面层(4)、背金属面层(5)之间的顺桥桁架式弦杆构件(6)，在所述前金属面层(4)、背金属面层(5)之间填充有包裹顺桥桁架式弦杆构件(6)的泡沫铝(7)，其中，所述顺桥桁架式弦杆构件(6)为交错排列的类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管，并且类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管沿桥梁车辆的行进方向延伸； 所述横桥式桁架-泡沫铝组合构件包括前金属面层(4)、背金属面层(5)以及夹在前金属面层(4)、背金属面层(5)之间的横桥桁架式弦杆构件(8)，在所述前金属面层(4)、背金属面层(5)之间填充有包裹横桥桁架式弦杆构件(8)的泡沫铝(7)，其中，所述横桥桁架式弦杆构件(8)为交错排列的类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管，并且类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管的延伸方向垂直于桥梁车辆的行进方向； 所述第三防爆冲击区(3)横桥式桁架-泡沫铝组合构件厚度为第一防爆冲击区(I)顺桥式桁架-泡沫铝组合构件厚度的1.1-1.3倍。2.根据权利要求1所述的一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，其特征在于:第一风嘴区(14)、第二风嘴区(15)除去多个U型肋(12)及多个U型肋(12)每相邻两个U型肋(12)之间空间的剩余空间设为第二防爆冲击区(2)，在所述第二防爆冲击区(2)填充有与第一风嘴区(14)、第二风嘴区(15)平齐的横桥式桁架-泡沫铝组合构件； 所述第二防爆冲击区(2)填充的横桥式桁架-泡沫铝组合构件与第三防爆冲击区(3)填充的横桥式桁架-泡沫铝组合构件结构相同。3.根据权利要求1或2所述的一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，其特征在于:所述次顶板(13)包括沿纵隔板(16)对称设置的第一次顶板和第二次顶板，所述第一次顶板和第二次顶板均为U型，并且U型第一次顶板的一端与第一腹板(17)连接、另一端与纵隔板(16)连接;第二次顶板的一端与第二腹板(18)连接、另一端与纵隔板(16)连接。4.根据权利要求3所述的一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，其特征在于:所述U型第一次顶板的一端通过高强螺栓(9)与第一腹板(17)连接、另一端通过高强螺栓(9)与纵隔板(16)连接;第二次顶板的一端通过高强螺栓(9)与第二腹板(18)连接、另一端通过高强螺栓(9)与纵隔板(16)连接。5.根据权利要求1或2所述的一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，其特征在于:所述前金属面层(4)厚度不超过顶板(11)厚度的1/5，所述背金属面层(5)厚度不超过顶板(11)厚度的1/7，所述顺桥桁架式弦杆构件(6)的空心管直径和横桥桁架式弦杆构件(8)的空心管直径为前金属面层(4)厚度的10?12倍、空心管壁厚不小于顶板(11)厚度的1/8，所述泡沫铝(7)采用屈服强度49?52MPa的纯铝制成、泡孔大小为I?2mm、相对密度为0.4?0.5。6.根据权利要求1或2所述的一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，其特征在于:所述顺桥桁架式弦杆构件(6)中的每两榀桁架间距为包裹顺桥桁架式弦杆构件(6)泡沫铝(7 )最大填充厚度的0.5?1.2倍； 所述横桥桁架式弦杆构件(8)中的每两榀桁架间距为包裹横桥桁架式弦杆构件(8)泡沫铝(7)填充最大厚度的0.5?1.2倍。7.根据权利要求1或2所述的一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，其特征在于:所述顺桥桁架式弦杆构件(6)、横桥桁架式弦杆构件(8)中类正弦曲线或类余弦曲线空心圆管延伸方向与水平方向的夹角为45° -60°。8.根据权利要求1或2所述的一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，其特征在于:所述前金属面层(4)、背金属面层(5)、顺桥桁架式弦杆构件(6)、横桥桁架式弦杆构件(8)、次顶板(13)应进行喷漆防锈防腐处理。9.根据权利要求1或2所述的一种抗爆炸冲击作用的钢箱梁截面设计，其特征在于:所述前金属面层(4)、背金属面层(5)、顺桥桁架式弦杆构件(6)、横桥桁架式弦杆构件(8)、次顶板(13)采用Q345钢材制作。
【文档编号】E01D2/04GK106087709SQ201610641710
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610641710.1, CN 106087709 A, CN 106087709A, CN 201610641710, CN-A-106087709, CN106087709 A, CN106087709A, CN201610641710, CN201610641710.1
【发明人】耿少波, 贺耀北, 吴增煜, 陈淑萍, 李建军, 靳小俊, 朱晋华, 程志, 王元龙, 张洪萍
【申请人】中北大学