一种正交异性钢桥面板及加工方法和一种桥梁与流程

本发明涉及桥梁制造技术领域，尤其涉及一种正交异性钢桥面板及加工方法和一种桥梁。

背景技术：

近年来，正交异性钢桥面板的疲劳问题越来越突出。在正交异性钢桥面板的各构造细节中，纵肋与横梁交叉部位的应力模式最为复杂，且二者间通常采用手工施焊，焊接质量难以保证，此外再加上施焊条件和施焊顺序的不同，以及复杂的几何构造，该部位处的焊接残余应力分布也难以把握，这些因素导致纵肋与横梁交叉部位极易产生疲劳裂纹。具体的，在U肋与横隔板交叉部位可能出现多种疲劳裂纹形式，主要包括横梁弧形切口周边裂纹C.7、横梁弧形切口端部裂纹C.5及U肋和横隔板连接焊缝端部的纵肋壁板水平裂纹C.6和竖向裂纹C.8等，如图1所示。

为了提高U肋与横隔板连接交叉处结构刚度，降低U肋壁板的应力幅值，目前业内主要提出了两种技术方案，一种是在横隔板对应处U肋内部设置内隔板，另一种是横隔板对应处U肋内部设置内肋。上述两种方案能够有效地改善U肋和横隔板连接焊缝端部的U肋壁板水平裂纹C.6，但也会带来以下问题：由于现有技术采用内焊机器人进入U肋内部对U肋与桥面板连接处内部角焊缝实施焊接，若在U肋内部设置内隔板或内肋，将阻碍内焊机器人在U肋内部行进，使其无法正常焊接。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的正交异性钢桥面板及加工方法和桥梁。

本发明实施例提供一种正交异性钢桥面板，包括钢桥面板本体、横隔板、U肋和垫板；

所述U肋和所述横隔板固定在所述钢桥面本体的同一侧，且，所述U肋与所述横隔板相互交叉；

所述垫板设置在所述U肋上与所述横隔板交叉的位置处。

优选的，所述垫板设置在所述U肋的内壁上。

优选的，所述垫板的形状为方形或圆形。

优选的，所述垫板为加强垫板。

优选的，还包括螺栓；

所述垫板通过所述螺栓固定在与所述横隔板交叉的位置处。

优选的，在所述U肋上位于所述横隔板两侧的壁板上分别对称设置至少一个所述螺栓。

优选的，所述螺栓为高强螺栓。

基于同一发明构思，本发明实施还提供一种桥梁，包括如上所述的正交异性钢桥面板。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种正交异性钢桥面板的加工方法，包括：

在U肋上与横隔板交叉的对应位置处固定垫板；

将携带有所述垫板的所述U肋固定到钢桥面板本体上；

将所述横隔板固定到所述钢桥面板本体上，且，使所述横隔板在所述垫板所在位置处与所述U肋交叉。

优选的，在所述将所述横隔板固定到所述钢桥面板本体上，且，使所述横隔板在所述垫板所在位置处与所述U肋交叉之后，所述方法还包括：

焊接所述U肋和所述横隔板之间的焊缝。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明通过在正交异性钢桥面板中U肋与横隔板交叉连接的位置处设置垫板，能够有效地提高U肋与横隔板连接处的结构刚度，减小U肋壁板的局部变形，进而提高了U肋和横隔板连接处的疲劳寿命，并且，垫板在U肋内部占据空间小，不会影响U肋内焊机器人在U肋内部行进及对U肋与钢桥面板连接的内侧角焊缝的焊接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中正交异性钢桥面板的疲劳裂纹分布示意图；

图2为本发明实施例中一种正交异性钢桥面板在第一视角下的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种正交异性钢桥面板在第二视角下的结构示意图；

图4为本发明实施例中一种正交异性钢桥面板的加工方法的流程图。

其中，1为钢桥面板本体，2为横隔板，3为U肋，4为垫板，5为螺栓，6为焊缝。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种正交异性钢桥面板，如图2所示，该正交异性钢桥面板包括钢桥面板本体1、横隔板2、U肋3和垫板4。U肋3和横隔板2固定在钢桥面本体的同一侧，且，U肋3与横隔板2相互交叉，U肋3和横隔板2之间具有焊缝6。垫板4设置在U肋3上，具体的，垫板4设置在U肋3与横隔板2交叉连接的位置处。通常来说，横隔板2的厚度范围为10～16mm，U肋3的厚度范围为6～10mm，其中，垫板4的厚度范围可以为8～12mm，长度范围160～180mm，宽度范围130～150mm。

本申请通过在正交异性钢桥面板中U肋3与横隔板2交叉连接的位置处设置垫板4，垫板4能够提高U肋3的局部刚度，在桥面局部轮载作用下，降低U肋3和横隔板2连接焊缝端部的U肋壁板处的应力幅值，从而提高了U肋3和横隔板2连接处的疲劳寿命，并且，垫板4在U肋3内部占据空间小，不会影响内焊机器人在U肋3内部行进及对U肋3与钢桥面板本体1连接的内侧角焊缝6的焊接。

在本申请中，垫板4的形状可以为圆形，也可以为方形，本领域技术人员可以根据实际需要将垫板4加工成任意形状，本申请对此不做限定。另外，垫板4可以为加强垫板，利用加强垫板能够有效地增加U肋3和横隔板2连接处U肋壁板的刚度。进一步，在一种优选的实施方式中，垫板4设置在U肋3的内壁上，从而，垫板4不会对交叉设置在U肋3上的横隔板2的位置造成影响。

进一步，本申请的正交异性钢桥面板还包括螺栓5，垫板4通过螺栓5固定在与横隔板2交叉的位置处。本申请通过栓接的方式将垫板4与U肋3进行连接，因此，不仅不会给结构增加新的应力集中点，而且也不会存在因焊接质量不稳定影响结构疲劳性能的问题。在一种优选的实施方式中，在U肋3上位于横隔板1两侧的壁板上分别对称设置至少一个螺栓5，即，设置在垫板4上的螺栓5对称分布在U肋3两侧的壁板上，如图3所示。本申请通过在U肋3两侧的壁板上对称设置至少一个螺栓5能够保证垫板4在U肋3上稳固，并进一步提高了U肋3与横隔板2连接处的结构刚度。其中，本申请中的螺栓5可以为高强螺栓。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种桥梁，包括如上所述的正交异性钢桥面板。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种正交异性钢桥面板的加工方法，如图4所示，所述加工方法包括以下步骤：

步骤401：在U肋3上与横隔板2交叉的对应位置处固定垫板4。

在具体实施过程中，首先制作U肋3。具体地，首先为U肋3下料、铣边、开制焊接坡口，U肋3的厚度范围可以为6～10mm。接着，在每个与横隔板2交叉的对应位置处开制栓接孔，然后，在折弯机上弯折加工成U肋3，与此同时加工垫板4并开制好栓接孔，垫板4的厚度范围可以为8～12mm，接着将垫板4放置于U肋3的内壁上，并用螺栓5将垫板4与U肋3栓接拧紧。其中，垫板4的形状可以为圆形，也可以为方形，本领域技术人员可以根据实际需要将垫板4加工成任意形状，本申请对此不做限定。另外，垫板4可以为加强垫板，利用加强垫板能够有效地增加U肋3和横隔板2连接处U肋壁板的刚度。在一种优选的实施方式中，在U肋3上位于横隔板两侧的壁板上分别对称设置至少一个螺栓5，即，设置在垫板4上的螺栓5对称分布在横隔板2的两侧，本申请通过在横隔板2的两侧对称设置至少一个螺栓5能够保证垫板4在U肋3上稳固，并进一步提高了U肋3与横隔板2连接处的结构刚度。其中，本申请中的螺栓5可以为高强螺栓。

步骤402：将携带有垫板4的U肋3固定到钢桥面板本体1上。

在具体实施过程中，将携带有垫板4的U肋3与钢桥面板本体1进行组装，再进行U肋内焊、外焊和矫正，从而完成将U肋3固定到钢桥面板本体1上。

步骤403：将横隔板2固定到钢桥面板本体1上，且，使横隔板2在垫板4所在位置处与U肋3交叉。

在具体实施过程中，横隔板2的厚度范围可以为10～16mm，在将横隔板2固定到钢桥面板上，且，使横隔板2在垫板4所在位置处与U肋3交叉之后，焊接U肋3和横隔板2之间的焊缝6。

本申请由于在将U肋3固定到钢桥面板本体1上之前将垫板4固定到U肋3上，不仅施工方便，还不会影响U肋3与横隔板2之间焊缝6的焊接。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明通过在正交异性钢桥面板中U肋与横隔板交叉连接的位置处设置垫板，能够有效地提高U肋与横隔板连接处的结构刚度，减小U肋壁板的局部变形，进而提高了U肋和横隔板连接处的疲劳寿命，并且，垫板在U肋内部占据空间小，不会影响U肋内焊机器人在U肋内部行进及对U肋与钢桥面板连接的内侧角焊缝的焊接。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。