新老桥钢箱梁拼宽连接段栓焊结合构造
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及新老桥拼宽改造桥梁构件设计及施工领域，具体涉及一种新老桥钢箱梁拼宽连接段栓焊结合构造。
【背景技术】
[0002]随着我国经济建设的快速发展，交通量的需求不断增大，很多道路的通行能力已经逐渐趋于饱和，部分关键路段和关键桥梁的拓宽改造也就迫在眉睫。对既有桥梁横向拓宽技术改造，需要解决新老桥结构连接问题，这也是桥梁拓宽改造技术的重难点。桥梁上部结构一般有现浇混凝土结构、预制混凝土结构、钢结构等，对于上部结构，由于其拓宽形式不仅影响到新老桥主梁的结构受力，而且会对后期运营阶段的交通组织、桥面行车条件以及养护维修工作产生深远的影响，同时又受到不同时期设计施工水平的制约，从国内外发展的现状来看，由于不同结构形式、不同跨径的桥梁在拓宽时选择的拼接方式也会有所区别，各种连接形式需要根据工程特点进行选择。在已有的桥梁拓宽拼接改造工程中，拼接后的桥梁上经常出现各种问题，如在新老桥的连接部位出现各种样的损伤或病害，从而影响到拓宽后桥梁的正常使用。
[0003]由于钢箱梁自重轻、施工快捷便利，对交通影响较小，也相对环保安全，使得钢箱梁桥在市政、公路桥梁中的应用较为广泛。在钢箱梁桥拓宽改造工程中，新老桥钢箱梁拼宽连接段是保证新老桥钢箱梁共同工作的关键部位。由于新老桥基础不均匀沉降及结构变形差异，将使连接部位产生附加内力，如果内力过大，结构将产生大变形，在连接部容易产生裂纹，甚至出现连接焊缝脆性破坏，这样结构的正常使用功能和承载能力将会降低，从而影响桥梁结构的安全使用和行车安全。如何构建新老桥钢箱梁拼宽连接段合理受力结构形式，保证连接部位不出现过大附加内力及变形是钢箱梁桥拓宽改造关键技术之一。同时，根据国内外的研究和进展情况，目前新老桥钢箱梁拼宽改造相关技术相对较缺乏，仍存在许多需要研究和解决的问题。因此，有必要设计一种结构合理、经济安全、施工便利、交通影响小、连接性能优良及受力明确的新老桥钢箱梁拼宽连接段构造形式，并能使加宽后的新老桥钢箱梁结构具有良好的抗疲劳性和耐久性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对桥梁拓宽改造工程中所出现的新老桥钢箱梁桥拼宽连接技术问题，提供一种设计新颖、结构合理、受力明确、性能优良、施工便利、交通影响小、经济安全且抗疲劳性及耐久性好，能够与新老桥钢箱梁结构形成良好整体的拼宽连接段栓焊结合构造。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]—种新老桥钢箱梁拼宽连接段栓焊结合构造主要包括:连接段顶板1、横梁端腹板2、横梁中腹板3、横梁下翼缘板4。横梁端腹板2与横梁中腹板3通过连接板5螺栓连接形成整体横梁腹板，并与横梁下翼缘板4焊接组成拼宽连接段横梁。连接段顶板I与若干纵向布置的拼宽连接段横梁焊接组成拼宽连接段。
[0007]所述连接段顶板I下设置纵向顶板加劲肋6，纵向顶板加劲肋6可以为U形加劲肋、T形加劲肋或加劲板等结构形式。
[0008]所述新老桥钢箱梁拼宽连接段栓焊结合构造主体结构主要为:由连接段顶板I及其纵向顶板加劲肋6与若干纵向布置的拼宽连接段横梁组成的整块节段。其中，拼宽连接段横梁按照一定间距沿桥梁纵向布置，通常与新桥钢箱梁9及老桥钢箱梁10的横隔板对应设置。
[0009]所述连接段顶板I与新桥钢箱梁9及老桥钢箱梁10的顶板均采用焊接连接。
[0010]所述横梁端腹板2与横梁中腹板3采用高强螺栓连接，并可采用双连接板拼接。横梁端腹板2与横梁中腹板3形成螺栓连接整体后再与横梁下翼缘板4及连接段顶板I进行焊接，使得施工精度及效率更高。
[0011]所述横梁端腹板2和横梁下翼缘板4的端头与新桥钢箱梁9及老桥钢箱梁10的交面的外腹板均采用焊接连接。其中，横梁下翼缘板4采用端部扩大型焊接连接形式，端部扩大在构造中应采用的圆弧渐进式过渡措施，使得应力在传递路径上平缓过渡，可减小梁端变截面端部应力集中现象。
[0012]所述连接段顶板1、横梁端腹板2、横梁中腹板3和横梁下翼缘板4等拼宽连接段结构通常根据桥梁顶板坡度考虑设置纵、横向坡度。
[0013]所述横梁中腹板3可根据横梁构造及受力要求考虑是否设置腹板竖向加劲肋7和腹板纵向加劲肋8。
[0014]所述老桥钢箱梁9通常需要切割拼宽侧悬臂翼缘12，老桥钢箱梁9横隔板需要设置与拼宽连接段横梁下翼缘板4端头对应的横隔板加劲板11，主要作用是传递及分散横梁下翼缘板4端头应力，也可根据拼宽连接段横梁构造高度要求考虑利用老桥钢箱梁9的悬臂翼缘12下缘对应的横隔板加劲板。
[0015]新老桥钢箱梁拼宽连接段施工工艺主要要点包括:(I)对原有老桥钢箱梁结构进行适当改造，如切割、结构补强、焊接对应板件等满足拼接所需要求；(2)按拼宽要求合理设计、加工制造及施工就位新桥钢箱梁；(3)按照拼宽连接段构造要求设计及加工制造连接节段；(4)待新桥钢箱梁桥沉降量、结构变形及新老桥钢箱梁线形等满足拼接要求后，将拼宽连接段整体节段吊装就位并用支架支撑；(5)先将拼宽连接段顶板与新老桥钢箱梁顶板焊接，然后焊接与新老桥钢箱梁外腹板交界面的拼宽连接段横梁端腹板及下翼缘板，从而拼接成新老桥钢箱梁结构完整、整体受力的桥梁；(6)最后完成拼宽连接段和新桥桥面铺装及其他附属结构施工。
[0016]新老桥钢箱梁拼宽连接段栓焊结合构造形式充分综合了其他钢结构栓焊结合的结构体系优点，充分利用钢材的材料特性，使其受力更加合理、施工更加方便、综合经济效益进一步提高。本实用新型新老桥钢箱梁拼宽连接段栓焊结合构造及施工工艺的优点是:
[0017]1、新老桥钢箱梁拼宽连接段横梁两端端腹板与中腹板采用高强螺栓连接的拼接形式，其节点结构弹性好，在承受动荷载的工作状况下抗疲劳性能好，使得拼宽连接段横梁具有较强的耗能能力和变形能力，从而提高了拼宽连接段结构耐久性及使用性能。
[0018]2、新老桥钢箱梁拼宽连接段横梁腹板高强螺栓连接节点的位置离开横梁与新、老桥钢箱梁外腹板交面一定距离，从而提高了横梁节点连接的延性，并可充分发挥钢材的材料性能(如塑性性能)，使得附加内力作用偏离连接焊接接头，达到了保护相对脆弱的焊接接头的目的。
[0019]3、新老桥钢箱梁拼宽连接段横梁下翼缘板采用端部扩大型焊接连接形式，焊缝截面大于梁截面，可以降低梁端焊缝的应力水平。同时，可迫使不利荷载作用效应偏离脆弱的节点焊缝，提高了连接焊缝接头的抗疲劳性能。
[0020]4、新老桥钢箱梁拼宽连接段横梁两端端腹板和中腹板螺栓连接后，与顶板、横梁下翼缘板等连接段结构一起焊接，即先栓后焊形成整块拼宽连接段，从而可以整体吊装就位及连接焊接，其加工、安装精度高，施工便利，使得拼接施工工艺简单易行、质量可靠、经济安全合理。
[0021]5、在新老桥钢箱梁拼宽连接形成整体及运营后，根据新、老桥钢箱梁桥结构沉降差及变形量情况，通过适当调整拼宽连接段横梁两端端腹板与中腹板高强螺栓连接，可以释放新老桥钢箱梁拼宽连接段附加内力，从而提高拼宽连接段抗疲劳性能和结构耐久性。
[0022]6、新老桥钢箱梁拼宽连接段构造及施工工艺克服现有钢箱梁桥拼宽技术的不足，尽量保证老桥不中断交通通行，其结构新颖，整体性好，受力合理，施工简便，交通影响小，安全性、耐久性和经济效益良好。本实用新型适用于各类新老桥钢箱梁拼宽改造施工，推广后将具有良好的经济和社会效益。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型新老桥钢箱梁拼宽连接段栓焊结合构造的总体结构示意图；
[0024]图2为本实用新型新老桥钢箱梁拼宽连接段栓焊结合构造的立面结构示意图；
[0025]图3为连接段横梁下翼缘板的俯视结构示意图；
[0026]图4为连接段横梁端腹板的侧视结构示意图；
[0027]图5为改造前的老桥钢箱梁悬臂翼缘的结构示意图；
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