[發明專利]一種可更換式抗疲勞正交異性板結構及更換方法

有效

• 申請號: 202010567040.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111893876B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 崔冰;武煥陵;郭志明;趙燦暉;唐亮
• 申請（專利權）人: 崔冰;武煥陵;郭志明;趙燦暉;唐亮
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01D22/00;E01D101/30
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種可更換式抗疲勞正交異性板結構及更換方法，可更換式抗疲勞正交異性板結構包括可拆卸地設置的若干U肋組件，U肋組件包括U型肋，U型肋上端與頂板通過非焊接的方式固定連接；更換方法包括當檢測到特定U肋組件存在結構異常時，將該目標組件對應的連接板與橫隔板的連接件依次拆卸下來。本發明通過釋放U肋與鋼頂板以及U肋與橫隔板的應力集中達到可規避疲勞損傷的目的；同時，通過U肋組件、斜側向限位組件、豎向限位件的標準化、模塊化和相互間的機械式、可拆卸連接，實現損傷構件的可更換，解決了傳統鋼正交異性板易疲勞開裂且不易修復的問題。

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，具體涉及一種可更換式抗疲勞正交異性板結構及更換方法。

背景技術

鋼正交異性板，是用縱橫向相互垂直的加勁肋(或橫隔板)連同鋼頂板所組成的共同承受荷載的結構。鋼正交異性板的自重約為鋼筋混凝土橋面板或預制預應力混凝土橋面板自重的1/4～1/5，而且其運輸架設方便、施工周期短。

自上世紀三十年代提出，并于1950年應用該技術建成了kurpfalz橋，該橋是世界第一座將鋼正交異性板結構作為主梁的組成部分參與共同受力、同時又作為橋面板承受局部交通荷載的鋼結構橋梁，其后在鋼結構橋梁工程中得到廣泛應用。

但在近70年的使用中，鋼正交異性橋面板也暴露出若干問題：其一是U肋與鋼頂板焊接，由于焊縫及焊接參與應力的存在，U肋、頂鋼板以及連接二者的焊縫易疲勞開裂；其二是U肋側面與橫隔板焊接，U肋附近的橫隔板及U肋與橫隔板的焊縫易疲勞開裂。

上述疲勞開裂損傷一旦出現很難修復或更換，成為影響鋼正交異性橋面板使用的頑疾。其主要原因在于，U肋與鋼頂板焊接后形成了小鋼箱，在車輪荷載作用下發生繞縱軸線的扭轉和繞橫軸線的豎向彎曲。在扭轉中，外部扭矩需U肋與鋼頂板兩連接節點處的彎矩平衡，導致U肋與鋼頂板的連接節點處相對變形較大，外加此處的幾何剛度不連續性，在往復荷載作用下，此處產生較大的循環應力，易導致U肋與鋼頂板連接焊縫易疲勞開裂，如圖1所示。

同時，U肋發生繞橫軸線的豎向彎曲時，由于U肋與橫隔板焊接，在外部往復荷載作用下，將帶動橫隔板發生面外的反復彎曲，從而導致U肋與橫隔板的焊縫易疲勞開裂，如圖2所示。

發明內容

本發明針對現有技術中的上述不足，提供了一種能夠解決現有技術中正交異性板容易發生疲勞損傷、損傷不易修復問題的可更換式抗疲勞正交異性板結構及更換方法。

為解決上述技術問題，本發明采用了下列技術方案：

提供了一種可更換式抗疲勞正交異性板結構，其包括可拆卸地設置的若干U肋組件，U肋組件包括U型肋，U型肋上端與頂板通過非焊接的方式固定連接；U型肋兩側的外側邊上貼設有承接板，承接板與斜側向限位組件抵接，所述斜側向限位組件包括可拆卸地安裝于橫隔板上的連接板，連接板上垂直設置有限位板，限位板上安裝有與承接板配合的摩擦板，摩擦板與承接板頂緊形成摩擦副；U型肋底部兩側對稱固定設置有豎向限位件，豎向限位件上端與限位板下端抵接。

本發明還提供了一種上述可更換式抗疲勞正交異性板結構的更換方法，其包括如下步驟：

S1、當檢測到特定U肋組件存在結構異常時，將該目標組件對應的連接板與橫隔板的連接件依次拆卸下來；

S2、將目標組件對應的連接板和限位板沿垂直于橫隔板的方向抽出；

S3、將目標組件對應的U型肋上端與頂板的連接件依次拆卸下來；

S4、將替換用的U肋組件用S3得到的連接件安裝到目標組件對應安裝位置；

S5、將S2得到的連接板、限位板用S1得到的連接件安裝到原安裝位置，完成正交異性板結構的更換。

本發明提供的上述抗疲勞正交異性板結構的主要有益效果在于：