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一種無(wú)獨(dú)立風(fēng)嘴的鐵路橋梁分離式雙箱鋼主梁結(jié)構(gòu)的制作方法

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一種無(wú)獨(dú)立風(fēng)嘴的鐵路橋梁分離式雙箱鋼主梁結(jié)構(gòu)的制作方法與工藝

本實(shí)用新型屬于橋梁技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種適用于中小跨度鐵路橋梁的主梁結(jié)構(gòu)。



背景技術(shù):

現(xiàn)有鐵路斜拉橋主梁結(jié)構(gòu)形式采用鋼桁梁或者整體鋼箱梁,雖然鋼桁梁及整體鋼箱梁技術(shù)較為成熟,但仍存在以下不完善之處:

(1)對(duì)于鋼桁梁,主梁截面較高,難以采用混凝土主梁結(jié)構(gòu),故一般全橋采用鋼結(jié)構(gòu)主梁,用鋼量很大,經(jīng)濟(jì)性差;其次,由于節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、拼接板較多以及桿件長(zhǎng)細(xì)比較大和穩(wěn)定性控制設(shè)計(jì)等因素,鋼桁梁的材料利用率不高;再次,鋼桁梁整體截面高度大,桿件多,風(fēng)阻系數(shù)大,且鈍體截面抗風(fēng)性能差,在沿海臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)列車的行車風(fēng)速閥值顯得偏低;最后,鋼桁梁桿件繁多,雖然運(yùn)輸?shù)跹b方便,但整節(jié)段拼接施工難度大,而單根桿件拼接施工進(jìn)度較慢,且施工精度要求高。

(2)對(duì)于整體鋼箱梁,其在構(gòu)造上需要設(shè)置頂板、與橋面等寬度的底板、腹板等眾多板件,大多數(shù)板件是最小厚度(局部穩(wěn)定性)控制設(shè)計(jì),需額外設(shè)置較多加勁板保證板件的局部穩(wěn)定性,在材料利用率上有進(jìn)一步提升的空間。此外,整段鋼箱梁結(jié)構(gòu)尺寸較大,不便運(yùn)輸,一般采用板單元在工廠內(nèi)預(yù)制,在工地總拼焊接的施工方法,導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)焊接量很大,施工質(zhì)量及施工精度控制存在較大難度。列車行車安全性及舒適性要求鐵路橋梁必須局部一定的橫向剛度,而大跨度鐵路斜拉橋若采用整體鋼箱梁截面,則需要將截面加寬,導(dǎo)致材料利用率不高,經(jīng)濟(jì)性差。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

針對(duì)背景技術(shù)中描述的鋼桁梁及整體鋼箱梁在鐵路橋梁應(yīng)用存在的一系列問題,本實(shí)用新型的目的在于提供一種滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求,又能達(dá)到較好抗風(fēng)性能,且能提高材料利用率降低工程造價(jià)的滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求,又能達(dá)到較好抗風(fēng)性能,且能提高材料利用率降低工程造價(jià)的無(wú)獨(dú)立風(fēng)嘴的鐵路橋梁分離式雙箱鋼主梁結(jié)構(gòu)。

為了達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的無(wú)獨(dú)立風(fēng)嘴的鐵路橋梁分離式雙箱鋼主梁結(jié)構(gòu),其特征在于:包括橋面系、在橋面系橫橋向的兩側(cè)均設(shè)有分離式邊箱梁;所述分離式邊箱梁一側(cè)與所述橋面系栓焊連接;所述分離式邊箱梁包括多段順橋向布置的分離式邊箱梁段,順橋向相鄰的分離式邊箱梁段通過(guò)螺栓拼接。

優(yōu)選的,所述分離式邊箱梁內(nèi)側(cè)與所述橋面系栓焊連接,外側(cè)設(shè)有導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案,所述分離式邊箱梁段包括端部依次焊接圍成矩形的頂板、底板、內(nèi)腹板和外腹板;沿分離式邊箱梁長(zhǎng)度方向間隔設(shè)有多個(gè)橫隔板,所述橫隔板四邊分別與頂板、底板、內(nèi)腹板、外腹板內(nèi)壁焊接連接;所述邊箱梁段還設(shè)有拉索錨固結(jié)構(gòu);所述外腹板包括第一外腹板和第二外腹板,所述第一外腹板一端與頂板連接,另一端與第二外腹板一端連接,所述第二外腹板的另一端與底板連接;所述第一外腹板和第二外腹板之間設(shè)有突出分離式邊箱梁外側(cè)表面的鈍角夾角形成所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的,所述頂板、底板、內(nèi)腹板和外腹板內(nèi)壁上均設(shè)有多個(gè)間隔設(shè)置的加強(qiáng)肋。

進(jìn)一步優(yōu)選的,所述橫隔板上設(shè)有容置所述加強(qiáng)肋的嵌槽,所述加強(qiáng)肋插入所述嵌槽中與橫隔板焊接連接。

優(yōu)選的,相鄰的所述頂板、底板、內(nèi)腹板、外腹板和加強(qiáng)肋端部利用箱梁拼接板通過(guò)螺栓拼接。

優(yōu)選的,所述橫隔板中部設(shè)有通孔,所述通孔沿周設(shè)有突出所述橫隔板表面的橫隔板加強(qiáng)肋。

作為另一優(yōu)選方案,所述橋面系包括橫橋向布置的與分離式邊箱梁螺栓連接的橫梁、承載于所述橫梁上的多個(gè)順橋向設(shè)置的橋面板加勁肋、鋪設(shè)在所述橋面板加勁肋上的橋面板。

優(yōu)選的,所述橫梁包括橫梁底板和焊接在橫梁底板中部的橫梁腹板;所述橫梁底板與橫梁腹板之間設(shè)有多個(gè)橫梁腹板加勁肋。

進(jìn)一步優(yōu)選的,所述邊箱梁側(cè)壁設(shè)有橫梁腹板連接板和橫梁底板連接板;所述橫梁腹板通過(guò)橫梁腹板拼接板與橫梁腹板連接板螺栓拼接,所述橫梁底板通過(guò)橫梁底板拼接板與橫梁底板連接板螺栓拼接。

優(yōu)選的,所述橋面板加勁肋包括兩塊肋板,兩塊所述肋板一端焊接連接,且兩塊所述肋板之間呈α夾角布置,其中20°≤α≤100°。

進(jìn)一步優(yōu)選的,相鄰的橋面板加勁肋之間通過(guò)肋板拼接板螺栓拼接。

本實(shí)用新型的有益效果是:主梁結(jié)構(gòu)既結(jié)合了傳統(tǒng)鋼桁梁和傳統(tǒng)鋼箱梁的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又避免了兩者的缺點(diǎn),具有施工周期短、經(jīng)濟(jì)性突出、施工質(zhì)量可靠、結(jié)構(gòu)適用范圍廣、高速列車行車舒適性好的特點(diǎn)。第一,相對(duì)于鋼桁梁,減少了桿件的數(shù)量,加快了施工工期;第二,相比鋼桁梁,其外表面簡(jiǎn)潔,養(yǎng)護(hù)維修量少;第三,相比鋼桁梁,該主梁結(jié)構(gòu)可以采用類似整體鋼箱梁的主跨鋼箱、邊跨混凝土箱梁的混合梁結(jié)構(gòu)形式,從而可節(jié)省用鋼量約60%,大幅提高橋梁的經(jīng)濟(jì)性;第四,相對(duì)于整體鋼箱梁來(lái)說(shuō),該主梁結(jié)構(gòu)將常規(guī)整體鋼箱梁整個(gè)截面上分散的受力集中到了兩個(gè)邊主梁,受力更加明確、集中,從而板厚較厚、局部穩(wěn)定性問題較少,無(wú)需設(shè)置額外的加勁肋以保證以往整體鋼箱梁薄板的局部穩(wěn)定性,可將鋼材應(yīng)力提高而不受局部穩(wěn)定性的限制,材料利用率高,可減少用鋼量約10~20%;第五,相對(duì)于整體鋼箱梁來(lái)說(shuō),由單個(gè)整箱變?yōu)閮蓚€(gè)分離的小型邊箱+橋面板3部分,構(gòu)件尺寸大大減小,從而可以整體的在工廠內(nèi)制造,避免了以往整體鋼箱梁僅板塊單元工廠內(nèi)制造而在現(xiàn)場(chǎng)總拼焊接成形的弊端,避免了過(guò)多的現(xiàn)場(chǎng)工地焊接,從而有效保證肋施工精度及施工質(zhì)量,此外也有利于公路運(yùn)輸,特別適用于運(yùn)輸條件較差的橋梁場(chǎng)地。第六,相比整體鋼箱梁,本主梁結(jié)構(gòu)的兩個(gè)邊箱分布于截面兩側(cè),從而大大提高了梁體的橫向抗彎剛度,更有利于高速列車運(yùn)行時(shí)的橫向剛度需求,保證路行車的安全性及舒適性。第七,凸出部分可起到一定的風(fēng)嘴作用,可改善橋梁的抗風(fēng)性能,可滿足一般非臺(tái)風(fēng)地區(qū)橋梁的抗風(fēng)需要。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本實(shí)用新型分離式邊箱梁段的立體爆炸結(jié)構(gòu)示意圖一

圖3是本實(shí)用新型分離式邊箱梁段的立體爆炸結(jié)構(gòu)示意圖二

圖4是本實(shí)用新型橋面系的立體爆炸結(jié)構(gòu)示意圖

圖5是圖4中A處的放大示意圖

圖6是本實(shí)用新型橋面系的橋面半加勁肋的立體結(jié)構(gòu)爆炸示意圖

圖中:頂板1、底板2、內(nèi)腹板3、外腹板4(第一外腹板4.1、第二外腹板 4.2)、橫隔板5(通孔5.1、橫隔板加強(qiáng)肋5.2)、拉索錨固結(jié)構(gòu)6、加強(qiáng)肋7、橫梁8(橫梁底板8.1、橫梁腹板8.2、橫梁腹板加勁肋8.3)、橋面板加勁肋9(肋板9.1)、橋面板10、橫梁腹板連接板11和橫梁底板連接板12、橫梁腹板拼接板13、梁底板拼接板14、肋板拼接板15、封端板16、箱梁拼接板17。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)圖1~圖6以及列舉本實(shí)用新型的一些可選實(shí)施例的方式,對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案(包括優(yōu)選技術(shù)方案)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述,本實(shí)施例內(nèi)的任何技術(shù)特征以及任何技術(shù)方案均不限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1~圖6所示,本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的無(wú)獨(dú)立風(fēng)嘴的鐵路橋梁分離式雙箱鋼主梁結(jié)構(gòu)包括橋面系、在橋面系橫橋向的兩側(cè)均設(shè)有分離式邊箱梁;所述分離式邊箱梁一側(cè)與所述橋面系螺栓連接,另一側(cè)設(shè)有導(dǎo)流結(jié)構(gòu);所述分離式邊箱梁包括多段順橋向布置的分離式邊箱梁段,順橋向相鄰的分離式邊箱梁段通過(guò)螺栓拼接。

如圖1和圖2所示,所述分離式邊箱梁段包括端部依次焊接圍成矩形的頂板1、底板2、內(nèi)腹板3和外腹板4;沿分離式邊箱梁長(zhǎng)度方向間隔設(shè)有多個(gè)橫隔板5,所述橫隔板5四邊分別與頂板1、底板2、內(nèi)腹板3、外腹板4內(nèi)壁焊接連接;所述邊箱梁段還設(shè)有拉索錨固結(jié)構(gòu)6;所述外腹板4包括第一外腹板 4.1和第二外腹板4.2,所述第一外腹板4.1一端與頂板1連接,另一端與第二外腹板4.2一端連接,所述第二外腹板4.2的另一端與底板2連接;所述第一外腹板4.1和第二外腹板4.2之間設(shè)有突出于分離式邊箱梁外表面的鈍角夾角形成所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu),所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)起到了風(fēng)嘴的作用。在所述頂板1、底板2、內(nèi)腹板 3和外腹板4內(nèi)壁上均設(shè)有多個(gè)間隔設(shè)置的加強(qiáng)肋7;所述橫隔板5上設(shè)有容置所述加強(qiáng)肋7的嵌槽,所述加強(qiáng)肋7插入所述嵌槽中與所述橫隔板5焊接連接;相鄰的所述頂板1、底板2、內(nèi)腹板3、外腹板4和加強(qiáng)肋7端部利用箱梁拼接板17通過(guò)螺栓拼接。如此即可形成分離式邊箱梁的梁體主體結(jié)構(gòu)。

再如圖2所示,優(yōu)選的,所述橫隔板5中部設(shè)有通孔5.1,所述通孔沿周設(shè)有突出所述橫隔板5表面的橫隔板加強(qiáng)肋5.2。

如圖3所示,所述橋面系包括橫橋向布置的與分離式邊箱梁螺栓連接的橫梁8、承載于所述橫梁8上的多個(gè)順橋向設(shè)置的橋面板加勁肋9、鋪設(shè)在所述橋面板加勁肋9上的橋面板10。所述橫梁8包括橫梁底板8.1和焊接在橫梁底板 8.1中部的橫梁腹板8.2;所述橫梁底板8.1與橫梁腹板8.2之間設(shè)有多個(gè)橫梁腹板加勁肋8.3,多個(gè)所述橫梁腹板加勁肋8.3沿橫梁長(zhǎng)度方向間隔布置。

如圖2~圖4所示,所述邊箱梁側(cè)壁設(shè)有橫梁腹板連接板11和橫梁底板連接板12;所述橫梁腹板8.2通過(guò)橫梁腹板拼接板13與橫梁腹板連接板11螺栓拼接,所述橫梁底板8.1通過(guò)橫梁底板拼接板14與橫梁底板連接板12螺栓拼接。

如圖5所示,所述橋面板加勁肋9包括兩塊肋板9.1,兩塊所述肋板9.1一端焊接連接,且兩塊所述肋板9.1之間呈α夾角布置,其中20°≤α≤100°。相鄰的橋面板加勁肋9之間通過(guò)肋板拼接板15螺栓拼接。在橋面板加勁肋9兩端還設(shè)有封端板16。

本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解,以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則下所做的任何修改、組合、替換、改進(jìn)等均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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