[發明專利]全自動焊高疲勞抗力正交異性鋼橋面板

在審

• 申請號: 201811288892.4
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109281248A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 張清華;卜一之;魏川;董盛;韓汝利;袁道云;李俊;崔闖;賈東林
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01D2/00;E01D101/30
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德

本發明全自動焊高疲勞抗力正交異性鋼橋面板包括若干個首尾相接的鋼橋面板節段，所述鋼橋面板節段包括頂板以及所述頂板底部的延伸方向縱向垂直間隔設有肋板，所述豎向間隔肋板底部設有底板，所述底板底面橫向垂直間隔設有橫隔板，所述肋板與頂板的底面通過雙面全熔透焊縫或者部分熔透雙面焊縫焊接，所述肋板與底板的頂面通過雙面全熔透焊縫或者雙面角焊縫焊接，所述底板與橫隔板之間通過部分熔透雙面焊縫或雙面角焊縫焊接。

技術領域

本發明涉及橋梁建筑技術領域，具體而言，涉及全自動焊高疲勞抗力正交異性鋼橋面板。

背景技術

正交異性鋼橋面板由于具有工廠化制造、輕質高強、易于裝配施工等突出優點已成為大跨度鋼橋首選的橋面板結構形式。但由于結構受力復雜且局部應力集中、焊縫眾多且交叉、難以避免的各類焊接缺陷等因素，傳統正交異性鋼橋面板在實橋應用過程中出現了較多的疲勞開裂案列，并呈現出普遍性、多發性、早發性的特點。正交異性鋼橋面板開裂后加固維修費用昂貴且多需要中斷交通，故將大幅增加全壽命周期成本、影響服役質量并產生嚴重的經濟和社會影響。因此正交異性鋼橋面板的疲勞開裂問題已成為制約大跨度橋梁可持續發展的重要難題。

當前采用較為廣泛的傳統正交異性鋼橋面板是由頂板、閉口肋板和橫隔板焊接而成的縱橫向剛度存在顯著差異的橋面結構：閉口肋板按照一定橫向間距沿橋梁縱向間隔布置，橫隔板按照一定縱向間距沿橋梁橫向與肋板垂直交叉布置。據統計，頂板與肋板焊接細節和肋板與橫隔板交叉細節的疲勞開裂案例分別占傳統正交異性鋼橋面板疲勞開裂的61.0％和30.2％，二者總比例達91.2％，是傳統正交異性鋼橋面板最為重要的疲勞易損部位。

對于前者，該類橋面結構在沒有肋板加勁部分僅靠頂板提供較低的局部橫向抗彎剛度，因此在車輛輪載的局部作用下頂板會發生較大的面外變形從而在頂板與肋板焊接細節幾何突變處產生較為嚴重的應力集中，加之頂板與肋板之間通常僅以肋板腹板外側部分熔透的單面角焊縫連接，從而在焊縫的根部存在未連接部分，該部分自身形成“類裂紋”構造且易出現各類焊接缺陷；對于后者，該類橋面結構為使肋板連續穿過橫隔板，在橫隔板上按照一定的形狀開孔并將橫隔板與肋板部分焊接，該細節的開孔邊緣及連接焊縫端部在輪載作用下亦將產生嚴重的應力集中；該類橋面結構因縱橫肋交叉布置，使得自動化焊接制造時存在較多中斷點，嚴重影響制造效率，局部區域仍需人工手動焊接，焊接質量難以保證。

在我國大力推進基礎設施供給側結構性改革的背景下，鋼結構橋梁將更加廣泛地應用。因此，發展全自動化焊接地高疲勞抗力鋼橋面板對促進鋼結構橋梁的可持續發展至關重要。改善焊接工藝、減少焊縫交叉、提高局部剛度及消除傳統疲勞開裂熱點是發展全自動化焊接高疲勞抗力鋼橋面板的必由之路。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種全自動焊高疲勞抗力正交異性鋼橋面板，以解決現有技術中正交異性鋼橋面板易疲勞且施工效率低的問題。

為了實現上述目的，本發明的提供了全自動焊高疲勞抗力正交異性鋼橋面板，包括若干個首尾相接的鋼橋面板節段，所述鋼橋面板節段包括頂板以及所述頂板底部的延伸方向縱向垂直間隔設有肋板，所述豎向間隔肋板底部設有底板，所述底板底面橫向垂直間隔設有橫隔板，所述肋板與頂板的底面通過雙面全熔透焊縫或者部分熔透雙面焊縫焊接，所述肋板與底板的頂面通過雙面全熔透焊縫或者雙面角焊縫焊接，所述底板與橫隔板之間通過部分熔透雙面焊縫或雙面角焊縫焊接。

進一步地，相鄰鋼橋面板節段之間的頂板通過單面焊雙面成型焊縫焊接相連，相鄰鋼橋面板節段之間的肋板通過高強螺栓栓接相連。

進一步地，所述肋板為開口加勁肋，所述開口加勁肋兩端設有供肋板截斷間連接的螺栓孔。

進一步地，所述肋板厚度為8-10mm，高度為200-250mm，相鄰肋板之間的橫向間距為300-350mm。

進一步地，所述底板為平直鋼板，所述平直鋼板的兩端分別間隔設有供肋板節段間對接螺栓施工的弧形切口。