[發(fā)明專利]裝配式免焊鋼混組合橋面板結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310049463.6
• 申請日: 2023-02-01
• 公開（公告）號: CN116240800A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭建新;彭彥慶;劉意;王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01D101/26
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11818
• 代理人: 何世常

本發(fā)明公開了一種裝配式免焊鋼混組合橋面板結(jié)構(gòu)，屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，包括鋼頂板及其上方的鋪裝層，鋼頂板下方設(shè)有波紋鋼支撐結(jié)構(gòu)；鋪裝層由超高性能混凝土澆筑而成，連接鋼頂板與波紋鋼支撐結(jié)構(gòu)的連接螺桿末端延伸至鋪裝層內(nèi)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)剛度大、疲勞性能好、施工效率高、施工質(zhì)量可靠、失效構(gòu)件可更換的優(yōu)點，采用連續(xù)波形鋼板取代傳統(tǒng)單個U肋，提高結(jié)構(gòu)整體剛度；采用栓接方式消除了焊縫缺陷對結(jié)構(gòu)疲勞性能的不利影響；超高性能混凝土不僅可以提升結(jié)構(gòu)的整體剛度，還可抑制鋼橋面板的疲勞開裂；各個構(gòu)件均可提前預(yù)制后現(xiàn)場拼裝，施工速度更加高效，且質(zhì)量易保證；疲勞失效構(gòu)件也可直接進行拆除更換，保證橋面板的使用安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種裝配式免焊鋼混組合橋面板結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

正交異性鋼橋面板主要是由面板以及與其焊接的橫隔板、縱肋組成共同承受車輪荷載的整體結(jié)構(gòu)，具有承載能力強、自重輕、施工周期短、經(jīng)濟性好等優(yōu)點，在大、中跨徑橋梁中得到廣泛的應(yīng)用，極大地促進了橋梁在大跨度、重荷載等方面的發(fā)展。然而，正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜、焊縫數(shù)量較多，焊接殘余應(yīng)力以及應(yīng)力集中等問題突出；在長期交通荷載、制造缺陷及環(huán)境因素作用下容易造成橋面變形以及焊接部位疲勞開裂現(xiàn)象，嚴重影響結(jié)構(gòu)的行車舒適性與安全性，極大地限制了結(jié)構(gòu)的服役周期。

鑒于正交異性鋼橋面板各部件之間的焊接質(zhì)量直接影響的結(jié)構(gòu)細節(jié)部位的疲勞性能。在實際工程中，正交異性鋼橋面板一般先在工廠進行部件預(yù)制，后將各部件運輸?shù)浆F(xiàn)場進行焊接拼裝。然而，現(xiàn)場焊接受實際條件如：溫度、濕度、風(fēng)、施焊角度等限制，容易出現(xiàn)夾渣、氣孔、欠熔透等初始缺陷，這些初始焊接缺陷經(jīng)反復(fù)的輪載作用進一步發(fā)展為裂紋，因此一般認為焊接部位是正交異性鋼橋面板的薄弱部位。

既有研究表明，正交異性鋼橋面板服役期間的疲勞病害多發(fā)生在結(jié)構(gòu)幾何剛度過度不平順處，具體表現(xiàn)為：縱肋與橫肋(隔)板焊縫(含開孔部位)開裂、鋼頂板與豎向加勁肋焊縫開裂、鋼頂板與縱肋焊縫開裂、縱肋對接焊縫開裂。由于裂紋產(chǎn)生的位置隱蔽，常規(guī)檢修過程中難以發(fā)現(xiàn)，在發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋時，通常已經(jīng)擴展出一定的長度，且疲勞裂紋一旦出現(xiàn)就難以修復(fù)或更換部件。同時，單個U肋與鋼頂板焊接后形成小鋼箱，在重載作用下會發(fā)生繞橫軸向的豎向彎曲及繞縱軸線的扭轉(zhuǎn)，容易造成橋面板的變形，嚴重影響結(jié)構(gòu)的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種裝配式免焊鋼混組合橋面板結(jié)構(gòu)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中正交異性鋼橋面板存在疲勞性能不足、焊縫部位易開裂、失效部件無法更換的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種裝配式免焊鋼混組合橋面板結(jié)構(gòu)，包括鋼頂板及其上方的鋪裝層，所述鋼頂板的下方設(shè)有裝配式波紋鋼支撐結(jié)構(gòu)；所述鋪裝層由超高性能混凝土澆筑而成，所述鋼頂板為一塊平鋼板，用于連接鋼頂板與波紋鋼支撐結(jié)構(gòu)的連接螺桿末端延伸至鋪裝層內(nèi)。

優(yōu)選的，所述波紋鋼支撐結(jié)構(gòu)包括波形鋼板、橫隔板及連接板，所述波形鋼板包括交錯相連的平直段和斜直段，所述波形鋼板的波峰位平直段通過連接螺桿與鋼頂板相連；所述橫隔板垂直設(shè)置在波形鋼板的底部，所述橫隔板的頂部設(shè)有與波形鋼板外形相匹配的波形槽，所述橫隔板與波形鋼板通過連接板及緊固螺栓固定相連；所述橫隔板為多塊，多塊橫隔板沿波形鋼板的波形長度方向間隔設(shè)置。

優(yōu)選的，所述平直段與斜直段的交界處通過弧形段過渡相連，所述波形鋼板由一整塊8～12mm厚的平鋼板冷彎壓型而成；所述波形鋼板的高度為120～140mm、長度為60～80mm，所述平直段長度為120～140mm，所述斜直段水平投影長度為80～100mm，所述弧形段半徑為40mm。

優(yōu)選的，所述波形鋼板的波峰位平直段上布設(shè)兩排用于與連接螺桿配合的螺栓孔，兩排螺栓孔的間距為60～80mm，同排螺栓孔沿橋的長度方向間隔設(shè)置、且兩兩相鄰螺栓孔的間距為150～200mm；所述波形鋼板的波谷位平直段上間隔布設(shè)用于與緊固螺栓相匹配的螺栓孔，用于與橫隔板相連。