一種HRP正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)的制作方法

本實用新型涉及橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種HRP正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)(以下簡稱“鋼橋面板”)因其具有承載能力大、自重輕、結(jié)構(gòu)高度低等特點，已成為大跨度鋼橋的橋面板主要結(jié)構(gòu)形式。目前國內(nèi)外建成的采用正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)的大型鋼橋已逾千座。快速大規(guī)模建設(shè)的背后必然存在一些潛在問題，目前表現(xiàn)最突出的是鋼橋面板疲勞裂紋。特別是隨著我國交通量快速增長、超載超限日益嚴(yán)重，部分鋼橋面板服役不到10年就出現(xiàn)了橋面鋪裝破損、結(jié)構(gòu)變形、焊縫開裂等現(xiàn)象。

后期設(shè)計中根據(jù)實際問題對鋼橋面板進(jìn)行了優(yōu)化，例如頂板厚度設(shè)計已從最初的10～12mm普遍增厚到目前的16mm，但頂板-縱肋接頭疲勞開裂問題依然沒有得到解決。在車輪荷載反復(fù)作用下，鋼橋面板頂板受到局部加勁肋的約束，導(dǎo)致剛度局部突變引起應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生疲勞損傷。究其原因主要是頂板縱向接頭、頂板-橫隔板接頭、縱肋-橫隔板接頭等其他連接位置均可采用全熔透焊縫、或雙面焊接，但對于最常用的梯形閉口肋，只能采用外側(cè)單面部分熔透焊縫的方式與頂板連接，而且縱肋厚度一般為6～8mm，為了保證縱肋在焊接時不被燒穿，通常留有2～3mm鈍邊，這樣頂板-縱肋接頭的焊接尺寸非常有限。焊接外形缺陷會導(dǎo)致幾何突變，焊縫的初始缺陷等會導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，均會加劇局部疲勞的發(fā)生。

由于頂板-縱肋接頭焊縫數(shù)量和總長較大，焊縫位置的疲勞損傷難以避免。實際工程檢查表明：頂板與加勁肋焊縫位于橫隔板交匯處最易發(fā)生疲勞開裂。焊縫疲勞開裂是其運營階段的主要病害之一，直接威脅到橋梁結(jié)構(gòu)行車安全。因此，迫切需要對目前傳統(tǒng)鋼橋面板接頭進(jìn)行改進(jìn)，提高焊縫質(zhì)量，解決焊縫容易出現(xiàn)疲勞開裂的問題，提高結(jié)構(gòu)耐久性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且便于維修的HRP正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有鋼橋面板頂板-縱肋接頭易開裂、焊接工藝要求高和抗疲勞性能差等問題。

為實現(xiàn)本實用新型目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種HRP正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)，包括HRP蓋板、縱肋和若干橫肋。

所述HRP蓋板為一塊在平板上軋制出若干個肋的熱軋帶肋鋼板。所述若干個肋在平板下表面沿橫橋向間隔出現(xiàn)。所述平板與肋的連接部分平滑過渡。

所述縱肋通過對接全熔透焊縫與肋焊接。

所述若干橫肋在HRP蓋板下方沿縱橋向上間隔布置。所述橫肋按照縱肋形式切孔。所述縱肋連續(xù)穿過這些橫肋。所述橫肋切孔處與縱肋四周焊接，頂部與平板焊接。

進(jìn)一步，所述縱肋為閉口肋，橫截面為U形、V形或梯形。所述縱肋的兩個端部分別與相鄰的兩個肋焊接。

進(jìn)一步，所述縱肋為開口肋，采用平板、不等邊角鋼或倒T形截面形式。

進(jìn)一步，所述HRP蓋板通過專用軋輥軋制而成。所述橫肋與HRP蓋板和縱肋采用雙面角焊縫連接。

進(jìn)一步，所述肋的肋高為a。其中，a≥25mm。所述HRP蓋板的縱橋向長度為12m～20m。

進(jìn)一步，所述縱肋采用傳統(tǒng)冷彎加工。所述縱肋的端部開設(shè)有坡口，坡口角度為30°～60°。

進(jìn)一步，所述縱肋采用熱軋一體成型。

進(jìn)一步，所述平板和肋平滑過渡，整體成型，肋端部厚度與縱肋厚度相同。

本實用新型的技術(shù)效果是毋庸置疑的：

1)HRP蓋板整體性好、剛度大，平板與肋連接部分采用圓弧狀漸變過渡，可以有效避免集中輪載作用下鋼橋面板局部應(yīng)力過大問題；

2)鋼橋面板在輪載作用下，頂板發(fā)生面外彎曲、縱向加勁肋發(fā)生扭轉(zhuǎn)，頂板與縱向加勁肋交叉位置受力復(fù)雜。焊縫設(shè)置在縱肋腹板位置，一方面可以減小焊接殘余應(yīng)力對交叉點的受力影響，另一方面縱肋腹板應(yīng)力幅較小，提高結(jié)構(gòu)使用壽命；

3)相對于單側(cè)部分熔透焊，對接全熔透焊縫工藝成熟、容易施焊，對制造要求較低，不僅節(jié)省成本，還可以有效提高鋼橋面板的抗疲勞性能；

4)結(jié)構(gòu)疲勞開裂熱點位置從頂板轉(zhuǎn)移至縱向加勁肋腹板對接焊縫附近，檢測與維修加固不影響交通通行與橋面鋪裝，更為便利；

5)結(jié)構(gòu)簡單、受力合理、耐久性好。

附圖說明

圖1為HRP蓋板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1中鋼橋面板結(jié)構(gòu)橫截面圖；

圖3為實施例1中鋼橋面板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實施例1中縱肋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為專用軋輥結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實施例2中鋼橋面板結(jié)構(gòu)橫截面圖；

圖7為實施例3中鋼橋面板結(jié)構(gòu)橫截面圖。

圖8為實施例4中鋼橋面板結(jié)構(gòu)橫截面圖；

圖中：HRP蓋板1、平板101、肋102、縱肋2、端部201、橫肋3、對接全熔透焊縫4、專用軋輥5。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)該理解為本實用新型上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本實用新型上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

實施例1：

本實施例公開一種HRP正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)，包括HRP蓋板1、縱肋2和橫肋3。

參見圖1，所述HRP蓋板1為一塊在平板101上軋制出4個肋102的熱軋帶肋鋼板。所述HRP蓋板1連續(xù)軋制，整體成型。所述肋102在平板101下表面沿橫橋向間隔出現(xiàn)。所述平板101與肋102的連接部分采用圓弧狀漸變過渡，有效減小構(gòu)件在該位置的應(yīng)力集中程度，提高抗疲勞性能。

參見圖4，所述縱肋2為閉口肋，橫截面為U形。所述平板101和肋102的板厚不同。所述縱肋2的兩個端部201分別與相鄰的兩個肋102焊接。所述縱肋2通過對接全熔透焊縫4與肋102焊接。

所述橫肋3在HRP蓋板1下方布置。所述橫肋3按照縱肋2形式切孔。所述縱肋2穿過這個橫肋3。所述橫肋3切孔處與縱肋2四周焊接，頂部與平板101焊接。

值得說明的是，本實施例中，所述肋102的肋高為a。其中，a≥25mm，以保證對接全熔透焊縫4處于結(jié)構(gòu)應(yīng)力幅較低位置。所述HRP蓋板1的縱橋向長度為12m～20m。

實施例2：

本實施例公開一種HRP正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)，包括HRP蓋板1、縱肋2和橫肋3。

參見圖5和圖6，所述HRP蓋板1為一塊在平板101上軋制出8個肋102的熱軋帶肋鋼板。所述HRP蓋板1通過專用軋輥5軋制而成。所述肋102在平板101下表面沿橫橋向間隔出現(xiàn)。所述平板101與肋102的連接部分平滑過渡，有效減小構(gòu)件在該位置的應(yīng)力集中程度，提高抗疲勞性能。

所述縱肋2為閉口肋，橫截面為梯形。所述平板101和肋102的板厚不同。所述縱肋2的兩個端部201分別與相鄰的兩個肋102焊接。所述縱肋2通過對接全熔透焊縫4與肋102焊接。

所述4個橫肋3在HRP蓋板1下方沿縱橋向上間隔布置。所述橫肋3按照縱肋2形式切孔。所述縱肋2連續(xù)穿過這些橫肋3。所述橫肋3切孔處與縱肋2四周焊接，頂部與平板101焊接。

值得說明的是，本實施例中，所述縱肋2采用傳統(tǒng)冷彎加工。所述縱肋2的端部開設(shè)有坡口，坡口角度為30°～60°。

實施例3：

本實施例公開一種HRP正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)，包括HRP蓋板1、縱肋2和橫肋3。

參見圖7，所述HRP蓋板1為一塊在平板101上軋制出5個肋102的熱軋帶肋鋼板。所述HRP蓋板1通過專用軋輥5軋制而成。所述肋102在平板101下表面沿橫橋向間隔出現(xiàn)。所述平板101與肋102的連接部分平滑過渡，有效減小構(gòu)件在該位置的應(yīng)力集中程度，提高抗疲勞性能。

所述縱肋2為開口肋，采用不等邊角鋼截面形式。所述平板101和肋102的板厚相同。所述縱肋2通過對接全熔透焊縫4與肋102焊接。本實施例中，所述縱肋2采用熱軋型鋼一體成型。

實施例4：

本實施例公開一種HRP正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)，包括HRP蓋板1、縱肋2和橫肋3。

參見圖8，所述HRP蓋板1為一塊在平板101上軋制出8個肋102的熱軋帶肋鋼板。所述HRP蓋板1通過專用軋輥5軋制而成。所述肋102在平板101下表面沿橫橋向間隔出現(xiàn)。所述平板101與肋102的連接部分平滑過渡，有效減小構(gòu)件在該位置的應(yīng)力集中程度，提高抗疲勞性能。

本實施例中，所述HRP蓋板1的肋102高度a等于傳統(tǒng)縱肋高度，即頂板與U肋的腹板一體軋制。所述縱肋2為寬度等于肋102橫向間距的平鋼板(即U肋底板)。肋102(即U肋腹板)與縱肋2(即U肋底板)采用全熔透焊縫4連接。

所述橫肋3在HRP蓋板1下方布置。所述橫肋3按照U肋形式切孔。所述U肋穿過這個橫肋3。所述橫肋3切孔處與縱肋2四周焊接，頂部與平板101焊接。