一种带连接板的变体U肋及其连接结构的制作方法

一种带连接板的变体u肋及其连接结构
技术领域
1.本专利涉及钢桥面结构领域，尤其涉及一种带连接板的变体u肋及其连接结构。


背景技术：

2.现有的正交异型桥面结构中，纵肋多采用截面为u型的u型肋，u型肋的两端直接与顶板焊接，整个结构非常容易受到焊接质量的影响，导致u型肋与顶板焊接部分经常发生开裂，甚至导致顶板开裂的问题。如人江阴建禾钢品有限公司申请的，专利号为cn201520042789.7的实用新型专利，申请日为2015年1月22日，名称为桥梁用端口增强型u肋，虽然其通过将u肋两端进行增厚加强，对提高焊接质量有一定改善作用，但这样的u型肋在与桥面板焊接时，仍然会存在焊接不均匀和应力集中的情况，桥面在长期使用过程中，u型肋与顶板焊接部容易产生焊接裂纹，甚至导致顶板开裂。


技术实现要素：

3.本专利针对现有技术中传统的u肋两端直接与桥面板焊接，u型肋与顶板焊接部容易产生应力集中，导致焊接部焊接裂纹产生，甚至u型肋、顶板也产生裂纹的问题，以及焊接裂纹产生后，无法进行后续维护的问题，提供了一种带连接板的变体u肋及其连接结构，通过u肋主体的两侧设置连接板及折边，对u肋的外缘进行加强，同时通过连接孔与顶板连接，具有结构更加稳定，后续维护空间大等优点。
4.为了解决上述技术问题，本专利通过下述技术方案得以解决：
5.一种带连接板的变体u肋，包括u肋主体，u肋主体包括对称设置的腹板，腹板的下部连接下弧段，u肋主体的两侧对称设置有连接板，连接板为腹板弯折而成，连接板上间隔设置一个以上的连接孔。连接板由腹板外段弯折而成，通过设置连接板，一方面，使得变体u肋外缘结构强度得到有效加强，当桥面顶板受到外部应力作用时，本专利中的变体u肋更不易变形，从而提高结构稳定性；另一方面，相对于传统无连接板的u肋，主要通过u肋腹板的端缘与顶板焊接，形成条状的直线焊缝，受到外部应力作用时，直线型焊缝容易开裂等问题，而本专利中连接板上表面直接与顶板下表面接触连接，且连接板与顶板通过螺栓紧固连接，连接面更大，承载性也更高，结构也更加稳定。本构造设置使得孔内的螺栓或摩擦焊连接中心点，较传统纵肋显著远离变体u肋腹板支承中心点，使得腹板转动引起的对连接点的致损力臂大大减弱，形成连接点抗剪、腹板与连接板的母材转角承担转动的清晰构造。而在传统纵肋中，转动点的中心恰好位于焊缝中心，对焊缝形成接近无穷大致损力臂。
6.作为优选，所述的连接板的外侧向下弯折形成折边。变体u肋的连接板外侧二次向下弯折，形成折边，折边起到对连接板的二次加强作用，使得整个连接板的纵向抗弯性能得到了提高；而对于本专利中的整个变体u肋来说，整个u肋结构的纵向抗弯性能，得到了二次的加强。再者，当桥面顶板受力，并传递至u肋上时，折边由于其外缘处于自由可产生无害变形的状态，因此能够有效的传递释放应力，对保证整个u肋结构，减少和消除内部应力也有意想不到效果。
7.作为优选，所述的折边与连接板之间的夹角为a，a＝90
°
。当折边与连接板之间的夹角为90
°
时，即折边与连接板互相垂直，类似角钢结构，在当折边的高度相同情况下，垂直结构的折边与连接板的抗弯性能是最强的。
8.作为优选，所述的折边与连接板之间的夹角为a，a＞90
°
。当折边与连接板之间的夹角a＞90
°
时，折边与连接板的抗弯性能略低于垂直结构，但当整个桥面顶板受到外力作用时，应力传递至折边上，通过其在受力力时的变形消除释放能量和应力的性能要优于垂直结构的折边。
9.作为优选，所述的在变体u肋的横截面上，折边的长度小于等于连接板的长度。折边的长度小于等于连接板，在提高结构强度的同时，节省了材料。
10.作为优选，所述的连接孔外缘至腹板的距离大于5mm。外伸的连接板及本构造设置使得螺栓连接中心远离变体u肋腹板支承中心点，使得腹板转动引起的对螺栓致损力臂大大减弱，形成螺栓抗剪、腹板与连接板的母材转角承担转动的清晰构造。而在传统纵肋中，转动点的中心恰好位于焊缝中心，形成无穷大致损力臂。
11.一种带连接板的变体u肋连接结构，包括上述的带连接板的变体u肋，还包括桥面顶板，连接板上表面与桥面顶板下部贴合，u肋主体通过连接板上设置的连接孔与桥面顶板固定连接。
12.作为优选，所述的u肋主体通过螺栓穿过连接孔与桥面顶板固定连接。
13.作为优选，所述的螺栓的栓帽为六角形，折边与连接板之间的夹角为a，a＝90
°
；栓帽外缘与折边贴合互卡。螺栓位于腹板、折边之间，螺栓配有非圆形垫片，栓帽外缘与折边贴合互卡后，栓帽外缘与折边卡死，只需要将螺母一端旋紧后，整个螺栓就无法松动，这样的连接结构非常稳定。而上部螺母利用顶板上的超薄组合结构层的混凝土固定螺母，形成无需任何专用附件的永不松动紧固件。
14.不含折边时，连接板的外缘与顶板贴合，当整个桥面结构使用较长时间后，需要进行加强时，只需要将连接板的外缘与桥面顶板部分焊接，即可起到提高桥面结构强度的作用。
15.当连接板外缘还设置折边时，连接板与折边弯折部分亦与顶板接触处，在该接触位置亦可采用纵桥向部分强化焊接。
16.作为优选，所述的连接孔位置通过焊接与桥面顶板焊接。连接孔可通过塞焊，或者摩擦焊焊钉与顶板固定连接。
17.本专利通过u肋主体的两侧设置连接板及折边，对u肋的外缘进行加强，同时通过连接孔与顶板连接，具有结构更加稳定，后续维护空间大等优点。
附图说明
18.图1为本专利实施例1的结构示意图。
19.图2为图1的另一视角图。
20.图3为实施例1中变体u肋的截面图。
21.图4为本专利实施例2的结构示意图。
22.图5为实施例2中变体u肋的截面图。
23.图6为本专利实施例3中变体u肋的截面图。
24.其中1—u肋主体、2—连接板、3—连接孔、4—折边、11—腹板、12—下弧段。
具体实施方式
25.下面结合附图1至附图6与具体实施方式对本专利作进一步详细描述：
26.实施例1
27.一种带连接板的变体u肋，如图1至图3所示，包括u肋主体1，u肋主体1包括对称设置的腹板11，腹板11的下部连接下弧段12，u肋主体1的两侧对称设置有连接板2，连接板2为腹板11弯折而成，连接板2上间隔设置一个以上的连接孔3。当整个变体u肋与顶板连接后，桥面顶板再受到作用力后，通过接触面积更大的连接板2传递至u肋主体，连接部位不易产生应力集中等问题。
28.连接板2由腹板11外段弯折而成，通过设置连接板2，使得变体u肋外缘结构强度得到有效加强，当桥面顶板受到外部应力作用时，本专利中的变体u肋更不易变形，从而提高结构稳定性。连接孔3外缘至腹板11的距离大于5mm，以利于螺栓的固定连接。
29.一种带连接板的变体u肋连接结构，包括前述的带连接板的变体u肋，还包括桥面顶板，连接板2上表面与桥面顶板下部贴合，u肋主体1通过连接板2上设置的连接孔3与桥面顶板固定连接。u肋主体1通过螺栓穿过连接孔3与桥面顶板固定连接。当桥面结构经过长久使用，连接结构性能下降时，还可以通过在连接板2外缘进行焊接操作，将连接板2外缘与顶板焊接后，修复部分结构问题，提高桥面结构强度及延长桥面使用寿命。
30.实施例2
31.一种带连接板的变体u肋，如图4至图5所示，本实施例与实施例1的区别在于，连接板2的外侧向下弯折形成折边4。变体u肋的连接板2外侧二次向下弯折，形成折边4，折边4起到对连接板2的二次加强作用，使得整个连接板2的纵向抗弯性能得到了提高；而对于本专利中的整个变体u肋来说，整个u肋结构的纵向抗弯性能，得到了二次的加强。再者，当桥面顶板受力，并传递至u肋上时，折边4由于其外缘处于自由状态，因此能够有效的传递释放应力，对保证整个u肋结构，减少和消除内部应力也有意想不到效果。
32.其次，折边4与连接板2之间的夹角为a，a＝90
°
。当折边与连接板2之间的夹角为90
°
时，即折边4与连接板2互相垂直，类似角钢结构，在当折边4的高度相同情况下，垂直结构的折边4与连接板2的抗弯性能是最强的。
33.一种带连接板的变体u肋连接结构，包括前述的带连接板的变体u肋，还包括桥面顶板，连接板2上表面与桥面顶板下部贴合，u肋主体1通过连接板2上设置的连接孔3与桥面顶板固定连接。u肋主体1通过螺栓穿过连接孔3与桥面顶板固定连接。螺栓的栓帽为六角形，折边4与连接板2之间的夹角为a，a＝90
°
；栓帽外缘与折边4贴合互卡。螺栓位于腹板、折边4之间，螺栓配有非圆形垫片，栓帽外缘与折边4贴合互卡后，栓帽外缘与折边卡死，只需要将螺母一端旋紧后，整个螺栓就无法松动，这样的连接结构非常稳定。
34.实施例3
35.如图6所示，本实施例与实施例2的区别在于，折边4与连接板2之间的夹角为a，a＞90
°
。当折边与连接板2之间的夹角a＞90
°
时，折边4与连接板2的抗弯性能略低于垂直结构，但当整个桥面顶板受到外力作用时，应力传递至折边4上，其消除释放应力的性能要优于垂直结构的折边4。
36.在变体u肋的横截面上，折边4的长度小于等于连接板2的长度。折边4的长度小于等于连接板2，在提高结构强度的同时，节省了材料。
37.另一方面，相对于传统无连接板的u肋，主要通过u肋腹板的端缘与顶板焊接，形成条状的直线焊缝，受到外部应力作用时，直线型焊缝容易开裂等问题；本专利中连接板2上表面直接与顶板下表面接触连接，且连接板2与顶板通过螺栓紧固连接，连接面更大，承载性也更高，结构也更加稳定。
38.总之，以上所述仅为本专利的较佳实施例，凡依本专利申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本专利专利的涵盖范围。