一种横向预应力U肋钢桥面板结构

一种横向预应力u肋钢桥面板结构
技术领域
1.本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种横向预应力u肋钢桥面板结构。


背景技术：

2.传统的正交异性钢桥面板是由纵横向相互垂直的桥面板、横隔板、纵向加劲助通过焊缝焊接而成的一个空间整体结构，桥面板经过铺装后承受车辆荷载作用。传统的正交异性钢桥面板因其抗扭刚度大、整体性好、承载能力强等原因在国内外的现代化桥梁中得到大量的使用。但是因其焊缝数量众多、焊缝纵横交错、尺寸误差等初始缺陷的综合作用下而引起的焊接残余应力问题突出。
3.传统的正交异性钢桥面板焊缝数量众多、焊缝纵横交错等引起的初始缺陷问题，进而导致的结构裂缝问题一直备受关注，直接影响并控制着结构局部的实际使用寿命。基于原有的增大用钢量，提高结构刚度的结构改进设计方案，已经显露出用钢量大、自重大、焊接困难、维护成本高等诸多问题，亟需解决。
4.因而对于采用传统正交异性钢桥面板的钢桥乃至所有其他类似的钢结构，如何合理设计其中的构造，减少焊缝，改善焊接残余应力问题，从根本上减少结构裂缝的产生，提高结构的整体性和技术经济合理性，这是亟待研究和解决的关键技术之一。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明利用横向预应力装置，来代替传统正交异性钢桥面板中的横隔板，用横向预应力装置来维持结构整体的横向刚度，提供一种横向预应力u肋钢桥面板结构。该发明专利可以解决传统正交异性钢桥面板中的横隔板与面板、u肋之间的焊缝纵横交错，引起的焊接残余应力分布复杂的问题，使横向焊缝大量减少，同时减少用钢量。
6.为达到上述目的，本发明提供了一种横向预应力u肋钢桥面板结构，其特征在于包括：面板、u肋、短纵向肋、拉索、固定器、螺栓和预应力施加装置。
7.进一步的是，所述面板采用桥梁专用钢材，拉索由若干钢绞线组合而成，沿着面板横向布置，拉索强度高。
8.进一步的是，所述u肋为闭口肋，等间距分布在面板下方，沿着面板纵向焊接，与面板全熔焊透。
9.进一步的是，所述若干短纵向肋等间距分布在u肋的两侧，沿着面板纵向焊接，与面板全熔焊透。
10.进一步的是，所述固定器为圆形钢管，位于短纵向肋的下方，找好角度之后与短纵向肋焊接，拉索从固定器的孔内穿过，固定器的轴线方向与该处拉索的切线方向平行，起到固定拉索的作用。
11.进一步的是，所述螺栓为高强螺栓，其作用是将预应力施加装置固定在面板的两侧，施工方便。
12.进一步的是，所述预应力施加装置由两块槽钢、加载固定器、工作锚具和锚垫板组
成。分别位于拉索的两端，用于对拉索施加预应力。
13.进一步的是，所述预应力施加装置中的两块槽钢下端可以与其他连接构件相连，用于形成整体钢梁，确保了可靠的连接位置。
14.从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果。
15.基于预应力的运用，用拉索代替了传统的正交异性钢桥面板中的横隔板，拉索施加预应力来维持结构整体的横向刚度。
16.基于拉索的运用，使得结构中横向焊缝数量大量减少，避免了焊缝纵横交错，达到了减小结构残余应力的目的，同时节省了钢材用量，减轻了结构自重。
17.利用拉索施加预应力，使面板起反拱，方便施工定位和结构找型。
18.预应力施加装置中的两块槽钢下端可以与其他连接构件相连，用于形成整体钢梁，确保了可靠的连接位置。
19.固定器、螺栓的应用，使构件安装方便，施工简单便捷，提高了施工效率，节省人工成本，经济和实用效益显著。
附图说明
20.图1为横向预应力u肋钢桥面板结构剖面图。
21.图2为横向预应力u肋钢桥面板结构示意图。
22.图3为预应力施加装置示意图。
23.其中1为面板；2为u肋；3为短纵向肋；4为拉索；5为固定器；6为螺栓；7为预应力施加装置，71为工作锚具，72为锚垫板，73为槽钢，74为加载固定器。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
25.如图1所示，一种横向预应力u肋钢桥面板结构，其特征主要包括面板1、u肋2、短纵向肋3、拉索4、固定器5、螺栓6和预应力施加装置7。
26.如图2所示， 本发明u肋2为闭口肋，等间距分布在面板1下方，沿着面板1纵向焊接，与面板1全熔焊透。
27.本发明短纵向肋3上端与面板1平行，沿着面板1纵向焊接，与面板1全熔焊透。
28.本发明拉索4由若干钢绞线组合而成，沿着面板1横向布置，拉索强度高，拉索代替了传统的正交异性钢桥面板中的横隔板，施加预应力来维持结构整体的横向刚度。拉索的运用，使得结构中横向焊缝数量大量减少，避免了焊缝纵横交错，达到了减小结构残余应力的目的，同时节省了钢材用量，减轻了结构自重。
29.本发明固定器5为圆形钢管，位于短纵向肋3的下方，与短纵向肋3焊接，拉索4从固定器5的孔内穿过，固定器5的轴线方向与该位置处拉索4的切线方向平行，起到固定拉索的作用，施工简单便捷，提高了施工效率，节省人工成本。
30.本发明螺栓6为高强螺栓，将预应力施加装置7与面板1连接，施工简单，效率高。
31.如图3所示，本发明预应力施加装置7由工作锚具71，锚垫板72，槽钢73，加载固定器74组成。分别位于拉索的两端，用于对拉索4施加预应力。
32.本发明预应力施加装置7中的槽钢73下端可以与其他连接构件相连，用于形成整体钢梁，确保了可靠的连接位置。
33.以上仅对本发明及其实施方式进行了描述，所述的具体实施例，是对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，该描述没有限制性，附图中所示也只是本发明的实施方式之一，凡在本发明的原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种横向预应力u肋钢桥面板结构，包括面板、u肋、短纵向肋、拉索、固定器、螺栓和预应力施加装置，其特征在于：预应力施加装置包括两块槽钢、加载固定器、工作锚具和锚垫板；所述u肋为闭口肋，等间距分布在面板下方，沿着面板纵向焊接；所述短纵向肋为沿面板纵向布置的钢板，与面板焊接连接；所述拉索由若干钢绞线组合而成；所述固定器为圆形钢管，与短纵向肋焊接；所述螺栓为高强螺栓，分布在面板的两侧；所述预应力施加装置位于拉索的两端。2.根据权利要求1所述一种横向预应力u肋钢桥面板结构，其特征在于拉索沿着面板横向布置，依次从固定器的孔内穿过，固定器的轴线方向与该处拉索的切线方向平行，拉索两端分别由预应力施加装置固定。3.根据权利要求1所述一种横向预应力u肋钢桥面板结构，其特征在于短纵向肋等间距分布在u肋的两侧，沿着面板纵向焊接，其下端与固定器焊接连接。4.根据权利要求1所述一种横向预应力u肋钢桥面板结构，其特征在于预应力施加装置中的两块槽钢下端，为与其它连接构件相连，形成整体钢梁，预留了可靠的连接位置。

技术总结
本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种横向预应力U肋钢桥面板结构。本发明利用横向预应力装置，来代替横隔板，用横向预应力装置来维持结构整体的横向刚度。本发明可以解决传统的正交异性钢桥面板结构中横隔板与面板、U肋之间，焊缝纵横交错引起的焊接残余应力分布复杂的问题，使横向焊缝数量大量减少，同时减少用钢量。本发明结构简单、加工方便、受力合理、耐久性好，且便于维修加固，在桥梁工程领域中具有广阔的应用前景。中具有广阔的应用前景。中具有广阔的应用前景。


技术研发人员：吴秀峰 刘旺 刘海卿 刘家顺 金佳旭 米旭东 李龙飞
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：2021.07.16
技术公布日：2021/9/6