[發(fā)明專利]正交異性鋼橋面板結構及施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010952641.2
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112049006B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 段寶山;余順新;夏飛;陳金州;王志剛;宋林;吳大健;李謙
• 申請（專利權）人: 中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01D21/00;E01D2/04
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

本發(fā)明涉及公路橋梁建設工程技術領域，公開了一種正交異性鋼橋面板結構及施工方法，正交異性鋼橋面板結構包括箱梁頂板、箱梁腹板、橫隔板及箱梁底板，箱梁腹板、橫隔板分別沿縱橋向、橫橋向間隔設置在箱梁底板上，箱梁頂板包括波紋鋼板及后澆混凝土，波紋鋼板鋪設在箱梁腹板頂面上，后澆混凝土澆筑形成在波紋鋼板上。本發(fā)明中采用波紋鋼?混凝土組合頂板，波紋鋼板為成品板件，利用緊固件拼裝施工速度較快；波紋鋼板間及與腹板上翼緣間沒有焊縫，不存在焊接殘余應力問題，具有優(yōu)異的抗疲勞性能；波紋鋼板的抗彎剛度遠大于平鋼板，頂部后澆混凝土形成波紋鋼?混凝土組合頂板，極大的提升了正交異性鋼橋面板整體的抗彎剛度，顯著改善局部受力性能。

技術領域

本發(fā)明涉及公路橋梁建設工程技術領域，具體地指一種正交異性鋼橋面板結構及施工方法。

背景技術

正交異性鋼橋面板是鋼橋尤其是大跨度鋼橋結構中采用最多的一種橋面板結構形式，也是現(xiàn)代鋼橋結構重要的標志性成果之一。目前國內(nèi)外的正交異性鋼橋面板均采用面板下焊接縱、橫向加勁肋加強的構造形式，其中最廣泛的正交異性鋼橋面板是采用U形縱向加勁肋的構造形式。這種結構具有眾多的優(yōu)點，如重量輕、承載力高、適用性強等，但也有明顯的缺點，服役幾十年以來，不斷地出現(xiàn)疲勞開裂和橋面鋪裝破壞問題，如英國的Seven橋、我國1997年5月建成的虎門大橋在運營過程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)U肋與面板間縱向焊縫處發(fā)生嚴重疲勞開裂。湖北軍山長江大橋在2008年進行超聲波裂縫檢查結果表明：U肋與頂板焊縫處裂紋達345處，占到全橋裂縫總長度的70.1％，且進行橋面板的焊接修補之后，仍繼續(xù)產(chǎn)生新的焊接疲勞裂紋。頂板焊接疲勞問題尤其是U肋與頂板焊縫處裂紋成為了一個出現(xiàn)概率很高的普遍性病害，而且至今也沒有公認的既經(jīng)濟又有效的解決措施。

分析病害的主要影響因素發(fā)現(xiàn)，并不是因為正交異性鋼橋面板的強度不夠，主要是因為鋼橋面板的剛度不夠，以及正交異性鋼橋面板存在較多的焊接工作，焊縫位置處的焊接殘余應力不可忽視。

進一步分析目前的正交異性鋼橋面板，其縱向布置了眾多U肋，縱向的剛度很大，但其橫向上，僅布置有薄弱的橫隔板，橫向剛度明顯較小，局部輪壓荷載作用下，橫向的變形較大，容易造成U肋與頂板焊接接縫的撕裂，這與焊縫疲勞裂紋的分布及開展規(guī)律相吻合。

目前針對正交異性鋼橋面板的疲勞問題，國內(nèi)有采用常規(guī)面板上加UHPC的方式，雖然這種方式可增加橋面板的剛度，但這種方式不夠經(jīng)濟，且仍未解決焊接殘余應力較大的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種正交異性鋼橋面板結構及施工方法，解決正交異性鋼橋面板橫向剛度不足、焊接施工殘余應力較大帶來的疲勞開裂問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述設計的正交異性鋼橋面板結構包括箱梁頂板、箱梁腹板、橫隔板及箱梁底板，所述箱梁腹板、所述橫隔板分別沿縱橋向、橫橋向間隔設置在所述箱梁底板上，所述箱梁頂板包括波紋鋼板及后澆混凝土，所述波紋鋼板鋪設在所述箱梁腹板頂面上，所述后澆混凝土澆筑形成在所述波紋鋼板上。

優(yōu)選地，所述箱梁腹板的頂部沿縱橋向設有水平的腹板上翼緣板，所述波紋鋼板在所述腹板上翼緣板的頂部沿縱橋向和橫橋向鋪設并與所述腹板上翼緣板通過緊固件連接。

優(yōu)選地，所述波紋鋼板的波紋走向沿縱橋向設置，每一所述波紋鋼板在縱橋向和橫橋向均與相鄰的所述波紋鋼板的邊緣重疊，橫橋向相鄰的所述波紋鋼板的邊緣的重疊處均位于所述腹板上翼緣板上且與所述腹板上翼緣板連接，縱橋向相鄰的所述波紋鋼板的邊緣重疊處之間相互平行且不共線。

優(yōu)選地，每一所述波紋鋼板的四邊緣均開設有螺栓連接孔，橫橋向的邊緣在所述波紋鋼的波谷處開設有單排孔，所述單排孔用于縱向相鄰所述波紋鋼之間的搭接連接；縱橋向的邊緣在所述波紋鋼板的波峰處和波谷處開設有四排孔，所述四排孔中位于所述波谷處的孔用于與所述腹板頂部翼緣板連接，位于所述波峰處的孔用于橫橋向重疊的所述波紋鋼板之間的連接。