[發明專利]提高面板與橫向構件連接疲勞性的結構及制作方法

有效

• 申請號: 201810281087.2
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108316143B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 趙秋;郭楊斌
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;陸帥

本發明涉及一種提高面板與橫向構件連接疲勞性的結構及制作方法，包括蓋板、縱肋、橫向構件，橫向構件在蓋板下沿縱向間隔設置，縱肋在蓋板下沿橫向間隔設置，所述的橫向構件由上至下設置的閉口截面橫肋、下部平鋼板，閉口截面橫肋與縱肋相交，蓋板、縱肋與橫向構件組成正交異性鋼面板，本發明結構受力合理，減小應力集中，能夠有效的提高橫隔板的剛度，進而減少了面外應力的產生，降低了面外彎曲的可能性，改善了縱肋內部和橫隔板連接處的裂縫的產生，提高了該處的疲勞壽命。

技術領域

本發明涉及一種提高面板與橫向構件連接疲勞性的結構及制作方法。

背景技術

正交異性鋼橋面板是鋼結構橋梁中一種常用的結構形式。車輪荷載反復作用在橋面板上導致正交異性鋼橋面板容易形成疲勞損傷。在鋼橋面板的各構造細節中，縱肋與橫隔板的連接處由于幾何構造復雜，受力十分復雜，容易發生疲勞裂紋。目前有兩種方法處理：一種處理方法是橫隔板不開切口，不設切口雖然避免了切口的加工、下坡口和打磨，但與采用切口的構造相比，在車輪荷載反復作用下，縱肋底部由于面外彎曲會產生十分高的應力幅，造成疲勞裂縫產生；另一種是在縱肋經過處的橫隔板開切口，在縱肋下方的橫隔板設置弧形切口減輕由于縱肋撓曲帶動橫隔板面外的彎曲變形，降低在橫隔板上可能產生的高面外應力，但弧形切口仍然有較大的應力集中，且由于切口的存在部分挖空了橫隔板腹板，使得橫隔板受力不利，因此橫隔板弧形切口也是鋼箱梁的正交異性鋼橋面板的疲勞開裂敏感細節之一，主要包括橫梁弧形切口周邊裂紋、橫梁弧形切口端部裂紋及縱肋-橫梁連接焊接端部的縱肋壁板水平裂紋和豎向裂紋等。

發明內容

本發明提出一種提高面板與橫向構件連接疲勞性的結構及制作方法。

本發明解決技術問題所采用的方案是，一種提高面板與橫向構件連接疲勞性的結構，包括蓋板、縱肋、橫向構件，橫向構件在蓋板下沿縱向間隔設置，縱肋在蓋板下沿橫向間隔設置，所述的橫向構件由上至下設置的閉口截面橫肋、平鋼板，閉口截面橫肋與縱肋相交，蓋板、縱肋與橫向構件組成正交異性鋼面板。

進一步的，所述閉口截面橫肋可以為三角形、梯形或矩形。

進一步的，所述縱肋與橫向構件相關處縱肋連續通過，橫向構件閉口截面橫肋高于縱肋，縱肋通過橫肋處不開切口。

進一步的，所述橫向構件為橫隔板或橫梁；或者橫向構件為橫隔板和橫梁，橫隔板和橫梁間隔布置。

進一步的，所述縱肋為U型縱肋或梯型縱肋。

進一步的，橫向構件為橫梁時，平鋼板為一整塊平鋼板；橫向構件為橫隔板時，平鋼板自上而下為上平鋼板、下平鋼板，上平鋼板與下平鋼板通過焊接或螺栓進行連接。

進一步的，閉口截面橫肋包括在平鋼板上端前后兩側設置對稱設置的兩個支撐板，支撐板豎直設置或上端向外斜置，支撐板上沿橫向間隔設置有容納縱肋的槽口，縱肋、橫向構件相垂直，蓋板設置在縱肋上端，蓋板、縱肋與橫向構件形成正交異性鋼面板。

進一步的，還包括底板、腹板，相鄰的橫隔板經腹板相連接，橫隔板下端連接底板，腹板與橫隔板垂直。

進一步的，支撐板下端連接上部平鋼板上端；或上部平鋼板上端設置水平板，支撐板下端連接水平板端部。

一種提高面板與橫向構件連接疲勞性的結構的制作方法，包括以下步驟：

（1）縱向加勁板單元制作：U型縱肋與蓋板采用U型縱肋外側單邊焊縫連接或通過機器人將Ｕ形縱肋內、外側同時進行焊接；

（2）蓋板單元制作：制作橫向構件，在縱肋與閉口截面橫肋相關處對閉口截面橫肋進行開孔，保證縱肋連續通過，將橫向構件組裝到縱向加勁板單元上，對閉口截面橫肋與蓋板、U形縱肋的連接處進行焊接；