專利名稱：一種v肋加勁正交異性鋼橋面結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及橋梁結構技術領域，具體涉及一種V肋加勁正交異性鋼橋面結構。
背景技術：
正交異性鋼橋面是由較薄的面板、縱向肋和橫向肋組成，三者互為垂直，焊接成一體承受橋面荷載，由于在相互垂直方向上的剛度各不相同，在受力行為上呈現(xiàn)各向異性。鋼橋面板的縱向肋按加勁肋截面是否閉合分為閉口加勁肋與開口加勁肋。閉口肋和開口肋根據(jù)截面形式的不同，又可細分為很多種。目前，常用的開口肋主要有平鋼板(平板肋)、不等邊角鋼(L形肋)和T形組合肋(倒T肋)，而閉口肋大多采用梯形加勁肋。近十幾年來,我國已建成了多座采用正交異性鋼橋面的懸索橋和斜拉橋。鋼橋面板的疲勞問題一直是備受關注的問題，很多鋼橋，特別是鐵路、城市軌道和通行貨車的公路等重載鋼橋，在服役后不久，重載區(qū)鋼橋面板尤其是縱肋與橫向肋弧形開口處產生了不同程度的疲勞裂紋，并呈現(xiàn)早發(fā)性、多發(fā)性、再現(xiàn)性狀態(tài)，進而嚴重影響鋼橋的疲勞耐久性，大大縮短橋梁的使用壽命。如何避免疲勞裂紋的產生，確保正交異性鋼橋面板耐久性也長久以來都是一個重難點課題。目前實橋設計中，解決鋼橋面板疲勞問題主要有兩種措施一種是橋面結構改用混凝土橋面板，如東海大橋、武漢二七長江大橋，主梁均為疊合梁結構，橋面采用混凝土橋面板。該措施混凝土橋面板重量較大，對鋼橋來說是非常不經濟的。另一措施就是，合理匹配縱肋、橫肋和橋面板尺寸，構造恰當?shù)幕⌒吻锌诔叽?。由于鐵路、公路橋梁作用荷載和剛度要求不同，該措施過于模糊和經驗性，實際應用較為隨意和困難。因而對于鋼橋，特別是大跨重載鋼橋，正交異性鋼橋面的縱向加勁肋形式也是研究方向之一。
實用新型內容本實用新型的目的是針對上述技術問題，提供一種使用壽命長，不容易產生疲勞裂紋的V肋加勁正交異性鋼橋面結構。為實現(xiàn)此目的，本實用新型所設計的V肋加勁正交異性鋼橋面結構，包括主要由中縱隔板、邊縱隔板和橫隔板構成的箱梁，設置在箱梁頂部的鋼橋面板，其特征在于所述鋼橋面板的重載區(qū)底部均勻設置多條V型加勁肋，重載區(qū)兩側的鋼橋面板底部均勻設置多條倒梯形加勁肋，所述橫隔板上開設有多個與V型加勁肋匹配的第一過孔，所述橫隔板上還開設有多個與倒梯形加勁肋匹配的第二過孔，所述V型加勁肋通過第一過孔與橫隔板固定連接，所述倒梯形加勁肋通過第二過孔與橫隔板固定連接。所述鋼橋面板的重載區(qū)為鐵路橋梁的道砟槽范圍或城市軌道橋梁的行車道板范圍或公路橋梁的貨車行車道范圍。所述相鄰兩條V型加勁肋的間距為55(T650mm。所述V型加勁肋的高度為300 320臟。[0011]所述V型加勁肋的開口寬度為28(T320mm。所述V型加勁肋的底部彎曲半徑為45 55mm。所述V型加勁肋的厚度為9 11mm。所述相鄰兩條倒梯形加勁肋的間距為55(T650mm。所述V型加勁肋的底部彎曲半徑為V型加勁肋厚度的5倍。本實用新型通過在重載區(qū)鋼橋面板底部設置V型加勁肋，與常規(guī)的倒梯形加勁肋相比，在加勁肋面積和抗彎慣矩基本等效的情況下，前者與橫隔板的連接焊縫長度約為后者1. 3倍，受力焊縫的顯著加長使得橫隔板給V型加勁肋提供了更強大的彈性支承，從而改善了 V型加勁肋與橫隔板連接部位這一受力敏感區(qū)域的變形和應力，疲勞性能得到提高。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型中相鄰兩個V型加勁肋部分的結構示意圖；其中，I一箱梁、1.1—中縱隔板、1. 2—邊縱隔板、1. 3一橫隔板、2—鋼橋面板、3—V型加勁肋、4一倒梯形加勁肋、5—第一過孔、6—第二過孔、A—重載區(qū)、B—相鄰兩條V型加勁肋的間距、b— V型加勁肋的開口寬度、h— V型加勁肋的高度、R— V型加勁肋的底部彎曲半徑、t一V型加勁肋的厚度。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明如圖1和2所示的V肋加勁正交異性鋼橋面結構，包括主要由中縱隔板1.1、邊縱隔板1. 2和橫隔板1. 3構成的箱梁1，設置在箱梁I頂部的鋼橋面板2，鋼橋面板2的重載區(qū)A底部均勻設置多條V型加勁肋3，重載區(qū)A兩側的鋼橋面板2底部均勻設置多條倒梯形加勁肋4，橫隔板1. 3上開設有多個與V型加勁肋3匹配的第一過孔5，橫隔板1. 3上還開設有多個與倒梯形加勁肋4匹配的第二過孔6，V型加勁肋3通過第一過孔5與橫隔板1. 3焊接連接，倒梯形加勁肋4通過第二過孔6與橫隔板1. 3焊接連接。上述技術方案中，鋼橋面板2的重載區(qū)A為鐵路橋梁的道砟槽范圍或城市軌道橋梁的行車道板范圍或公路橋梁的貨車行車道范圍。上述技術方案中，相鄰兩條V型加勁肋3的間距B為55(T650mm，其中優(yōu)選為600mmo上述技術方案中，V型加勁肋3的高度h為30(T320mm，其中優(yōu)選為310mm。上述技術方案中，V型加勁肋3的開口寬度b為28(T320mm，其中優(yōu)選為300mm。上述技術方案中，V型加勁肋3的底部彎曲半徑R為45 55mm，其中優(yōu)選為50mm。上述技術方案中，相鄰兩條倒梯形加勁肋4的間距為55(T650mm，其中優(yōu)選為600mm。上述技術方案中，V型加勁肋3的厚度t為9 11mm，其中優(yōu)選為10mm。V型加勁肋3的底部彎曲半徑R為V型加勁肋3厚度t的5倍。為了使鋼橋面板具有必要的強度和剛度，降低面外變形引起的次應力，確保其疲勞耐久性和合理經濟性，同時考慮組裝和焊接的便捷性，通過調研、有限元分析和比選、模型試驗論證，確定了上述V型加勁肋3的截面尺寸、剛度和間距。本實用新型選取上述V型加勁肋3間距、高度、開口寬度和厚度等尺寸，保證了橋面板局部和整體剛度，提高了橋面板、加勁肋、橫隔板和三者連接部位的靜力和疲勞強度，V型加勁肋3間距也充分考慮焊接空間的要求，而V型加勁肋3則進行適當加厚以更好適應橋面重載的特點。為避免冷彎塑性變形對韌性的過大影響，V型加勁肋3的底部彎曲半徑R確定為V型加勁肋3厚度t的5倍。有限元分析和模型試驗研究也充分論證了本實用新型選取的上述V型加勁肋3的截面尺寸、剛度和間距的受力合理性、疲勞耐久性和合理經濟性。下表I列出了正交異性鋼橋面采用V型加勁肋和倒梯形加勁肋的疲勞性能對比。
權利要求1.一種V肋加勁正交異性鋼橋面結構，包括主要由中縱隔板(1.1)、邊縱隔板(1.2)和橫隔板(1. 3)構成的箱梁(1)，設置在箱梁(I)頂部的鋼橋面板(2)，其特征在于所述鋼橋面板(2)的重載區(qū)(A)底部均勻設置多條V型加勁肋(3)，重載區(qū)(A)兩側的鋼橋面板(2) 底部均勻設置多條倒梯形加勁肋(4)，所述橫隔板(1. 3)上開設有多個與V型加勁肋(3)匹配的第一過孔(5)，所述橫隔板(1. 3)上還開設有多個與倒梯形加勁肋(4)匹配的第二過孔 (6)，所述V型加勁肋(3)通過第一過孔(5)與橫隔板(1. 3)固定連接，所述倒梯形加勁肋 (4)通過第二過孔(6)與橫隔板(1. 3)固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的V肋加勁正交異性鋼橋面結構，其特征在于所述鋼橋面板(2)的重載區(qū)(A)為鐵路橋梁的道砟槽范圍或城市軌道橋梁的行車道板范圍或公路橋梁的貨車行車道范圍。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的V肋加勁正交異性鋼橋面結構，其特征在于所述相鄰兩條V型加勁肋(3)的間距為55(T650mm。
4.根據(jù)權利要求3所述的V肋加勁正交異性鋼橋面結構，其特征在于所述V型加勁肋(3)的高度為300 320_。
5.根據(jù)權利要求4所述的V肋加勁正交異性鋼橋面結構，其特征在于所述V型加勁肋(3)的開口寬度為28(T320mm。
6.根據(jù)權利要求5所述的V肋加勁正交異性鋼橋面結構，其特征在于所述V型加勁肋(3)的底部彎曲半徑為45 55mm。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的V肋加勁正交異性鋼橋面結構，其特征在于所述V型加勁肋(3)的厚度為
8.根據(jù)權利要求1或2所述的V肋加勁正交異性鋼橋面結構，其特征在于所述相鄰兩條倒梯形加勁肋(4)的間距為55(T650mm。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的V肋加勁正交異性鋼橋面結構，其特征在于所述V型加勁肋(3)的底部彎曲半徑為V型加勁肋(3)厚度的5倍。
專利摘要本實用新型公開了一種V肋加勁正交異性鋼橋面結構，包括主要由中縱隔板、邊縱隔板和橫隔板構成的箱梁，設置在箱梁頂部的鋼橋面板，鋼橋面板的重載區(qū)底部均勻設置多條V型加勁肋，重載區(qū)兩側的鋼橋面板底部均勻設置多條倒梯形加勁肋，橫隔板上開設有多個與V型加勁肋匹配的第一過孔，橫隔板上還開設有多個與倒梯形加勁肋匹配的第二過孔，V型加勁肋通過第一過孔與橫隔板固定連接，倒梯形加勁肋通過第二過孔與橫隔板固定連接。本實用新型專利通過在重載區(qū)設置V型加勁肋，使得本實用新型專利相比現(xiàn)有的倒梯形加勁肋形式，其正交異性鋼橋面敏感部位的疲勞應力幅較小，疲勞性能更優(yōu)，結構的疲勞壽命也更長，能更好滿足使用年限的要求。
文檔編號E01D19/12GK202830762SQ20122051819
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權日2012年10月9日
發(fā)明者羅世東, 劉振標, 潘茂盛, 曾甲華, 萬信華, 陳可, 聶利芳 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司