一种缀条连接的U型加劲肋正交异性钢桥面板及施工方法与流程

一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板及施工方法
技术领域
1.本发明属于桥梁建造技术领域，特别涉及一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板及施工方法。


背景技术：

2.在大跨度桥梁中，正交异性钢桥面板因其构件质量轻、运输与架设方便、施工周期短等特点逐渐被广泛应用。目前大、中跨径钢桥中普遍采用的正交异性钢桥面板，与35~80mm的沥青混凝土组成的桥面体系，由于其自身构造的复杂性、钢材和沥青混凝土材性的差异性、交通环境的多变性等因素的综合作用，造成多座桥梁在运营初期先后出现了不同程度的桥面病害，严重影响了桥梁的正常使用以及钢桥建设的现代化进程。
3.目前的现有正交异性刚桥面系病害主要包括钢桥面板疲劳开裂、铺装层开裂以及二者粘结层失效等，其产生的主要原因是桥面横向刚度小且分布不均匀，而目前主流的解决措施是增设混凝土刚性基层形成组合桥面体系来提高结构刚度。因为自重过大，刚性基层在大跨径的使用会受到限制，同时刚性基层的开裂又会引起沥青铺装层的反射裂缝，不仅影响路面的美观和行车的舒适性，更重要的是大大地缩短了路面的使用寿命。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的是提供一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板及施工方法，该桥面板横向刚度大，整体受力性能好，疲劳耐久性优良，可以减少焊缝数量，有效延长其使用寿命。
5.本发明的技术方案在于：一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板，包括若干平行设置的u型加劲肋，所述平行设置的u型加劲肋上部设有钢桥面顶板，所述钢桥面顶板上部设有桥面铺装层，所述平行设置的u型加劲肋之间连接有多个缀条，所述u型加劲肋包括两块平行设置的腹板和连接在所述腹板底部的底板，所述腹板与所述钢桥面顶板下表面固定连接。
6.所述底板上设有多个螺栓，所述缀条通过螺栓与所述底板固定连接。
7.所述底板与所述缀条焊接连接，焊缝位于所述腹板翼缘内侧。
8.所述腹板与所述钢桥面顶板下表面焊接连接，焊接采用大焊趾双边焊工艺，所述腹板顶部与所述钢桥面顶板下表面接触处两侧分别焊有焊趾。
9.所述缀条与所述u型加劲肋垂直设置。
10.所述桥面铺装层为沥青层，所述沥青层与所述钢桥面顶板粘接。
11.所述缀条宽度范围为宽度范围为100~150mm，厚度为8mm，相邻缀条的间距范围为500~750mm。
12.一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板的施工方法，使用如上所述一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板，包括以下步骤：s1：利用数字机床加工、组装u型加劲肋，具体过程包括钢板校平
→
预处理
→
钢板
切割
→
边缘加工
→
钻孔
→
坡口加工
→
压型；s2：采用大焊趾双边焊施工工艺，将u型加劲肋与钢桥面顶板进行焊接，形成钢桥面板焊接节段，然后在相邻u型加劲肋之间安装肋间缀条，焊接具体过程为：先采用焊接机器人对u肋内部进行焊接，然后在机床上进行外侧焊接；s3：钢桥面板焊接节段完成后，运到现场进行拼装，然后在钢桥面顶板浇筑桥面铺装层。
13.本发明的技术效果在于：1.本发明通过u型加劲肋底板设置横向缀条可以有效增强加劲肋的横向联系，提高桥面板体系的横向刚度和刚度分布均匀性，大大提高横向抗弯刚度，大大减小腹板附近和u型加劲肋与顶板连接处附近的刚度不均匀性，同时u型加劲肋稳定性和抗扭性能也有提高；2.本发明相比于现有小横肋，横向缀条纵向设置更密，对正交异性钢桥面板刚度的贡献更均匀；无需与顶板和u型加劲肋腹板焊接，构造简单，连接方便，减小了疲劳细节数量；3.本发明缀条采用栓接时只需对u肋底板的预留螺栓孔进行栓接，安装方便，大大减少了横肋施工的工作量，在桥梁的养护维修阶段也可以进行缀条的快速更换；4.本发明u型加劲肋与顶板采用大焊趾双边焊接工艺，有利于延长疲劳开裂的时间，增大u肋与顶板处焊缝的疲劳寿命。在满足安全、实用、经济的条件下，疲劳性能、受力性能、耐久性能更加优良。
14.以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
15.图1为本发明实施例一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板的立体结构示意图。
16.图2为本发明实施例一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板的立体结构正视图。
17.图3为本发明实施例一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板的结构正视图。
18.图4为本发明实施例一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板的结构仰视图。
19.图5为本发明实施例一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板的细部结构示意图。
20.附图标记：1-u型加劲肋；11-腹板；12-底板；2-螺栓；3-钢桥面顶板；4-桥面铺装层；5-焊趾；6-缀条。
实施方式
21.实施例1 如图1~图5所示，一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板，包括若干平行设置的u型加劲肋1，所述平行设置的u型加劲肋1上部设有钢桥面顶板3，所述钢桥面顶板3上部设有桥面铺装层4，所述平行设置的u型加劲肋1之间连接有多个缀条6，所述u型加劲肋1包括两块平行设置的腹板11和连接在所述腹板11底部的底板12，所述腹板11与所述钢桥面顶板3下表面固定连接。
22.实际使用过程中，本发明由于采用在正交异性钢桥面顶板3的u型加劲肋1底板12之间连接肋间缀条6的构造形式，可以有效增强加劲肋的横向联系，提高桥面横向刚度和分布均匀性、稳定性和抗扭性能，与现有的正交异性钢桥面板相比，其材料用量并没有多大增
加，但横向刚度和刚度分布均匀性显著提高，在车轮荷载作用下可有效缓解结构的疲劳问题，提高结构受力性能；与目前多采用的刚性基层组合桥面板相比，缀条6连接的u形加劲肋1正交异性钢桥面顶板3重量更轻，对于运输和吊装能力的要求更小，更适合作为大跨桥梁的桥面系，也不会出现混凝土开裂等问题。
23.实施例2 优选的，在实施例1的基础上，本实施例中，所述底板12上设有多个螺栓2，所述缀条6通过螺栓2与所述底板12固定连接。
24.实际使用过程中，本发明所述底板12上设有多个螺栓2，所述缀条6通过螺栓2与所述底板12固定连接，缀条采用栓接时只需对u肋底板的预留螺栓孔进行栓接，安装方便，大大减少了横肋施工的工作量，在桥梁的养护维修阶段也可以进行缀条的快速更换，而且缀条连接结构既可以工厂化生产连接，也可现场栓焊拼装，适应现代化施工方法，施工速度快，灵活性高；同时，桥梁在满足安全、实用、经济的条件下，疲劳性能、受力性能、耐久性能更加优良。
25.实施例3 优选的，在实施例1或实施例2的基础上，本实施例中，所述底板12与所述缀条6焊接连接，焊缝位于所述腹板11翼缘内侧。
26.实际使用过程中，本发明所述底板12与所述缀条6焊接连接，焊缝位于所述腹板11翼缘内侧，梁间缀条6相比于正交异性钢桥面板中的横肋，制作简单，用料节省，连接方便，采用焊接连接避免u肋底板开孔。
27.实施例4 优选的，在实施例1或实施例3的基础上，本实施例中，所述腹板11与所述钢桥面顶板3下表面焊接连接，焊接采用大焊趾双边焊工艺，所述腹板11顶部与所述钢桥面顶板3下表面接触处两侧分别焊有焊趾5。
28.实际使用过程中，本发明所述腹板11与所述钢桥面顶板3下表面焊接连接，焊接采用大焊趾双边焊工艺，有利于延长疲劳开裂的时间，延长u肋与顶板处焊缝的疲劳寿命。
29.实施例5 优选的，在实施例1或实施例4的基础上，本实施例中，所述缀条6与所述u型加劲肋1垂直设置。
30.实际使用过程中，本发明所述缀条6与所述u型加劲肋1垂直设置，不仅很好的解决了桥梁的横向稳定问题，而且增加了截面的抗扭刚度，截面畸变变形很小，在施工和使用过程中都具有良好的稳定性；相比横向加劲肋，缀条连接形式对横向抗弯刚度贡献效率更高，构造更加简单，桥面板的抗疲劳性能也更加突出。
31.实施例6 优选的，在实施例1或实施例5的基础上，本实施例中，所述桥面铺装层4为沥青层，所述沥青层与所述钢桥面顶板3粘接。
32.实际使用过程中，本发明所述桥面铺装层4为沥青层，所述沥青层与所述钢桥面顶板3粘接，本发明的桥面板结构可适用于各种主梁为钢箱梁的桥面系构造，适用于各种桥面铺装体系类型，桥面可采用传统的钢 粘结层 沥青铺装层，也可采用钢 混凝土 沥青铺装层。
33.实施例7 优选的，在实施例1的基础上，本实施例中，所述缀条6宽度范围为100~150mm，厚度为8mm，相邻缀条6的间距范围为500~750mm。
34.实际使用过程中，本发明所述缀条6宽度范围为100~150mm，厚度为8mm，相邻缀条6的间距范围为500~750mm，本发明通过以间距较小的缀条6代替横向加劲肋，提高了横向刚度和刚度分布的均匀性，同时减少了横肋与顶板、u肋腹板的焊缝数量。
35.实施例8 一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板的施工方法，使用如上所述一种缀条连接的u型加劲肋正交异性钢桥面板，包括以下步骤：s1：利用数字机床加工、组装u型加劲肋，具体过程包括钢板校平
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预处理
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钢板切割
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边缘加工
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钻孔
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坡口加工
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压型；s2：采用大焊趾双边焊施工工艺，将u型加劲肋与钢桥面顶板3进行焊接，形成钢桥面板焊接节段，然后在相邻u型加劲肋之间安装肋间缀条6，焊接具体过程为：先采用焊接机器人对u肋内部进行焊接，然后在机床上进行外侧焊接；s3：钢桥面板焊接节段完成后，运到现场进行拼装，然后在钢桥面顶板3浇筑桥面铺装层4。
36.本发明由于采用在正交异性钢桥面板的下u型加劲肋底板之间连接肋间缀条的构造形式，可以有效增强加劲肋的横向联系，提高桥面横向刚度和分布均匀性、稳定性和抗扭性能，与现有的正交异性钢桥面板相比，其材料用量并没有增加，但横向刚度显著提高，在车轮荷载作用下可有效缓解结构的疲劳问题，提高结构受力性能；与目前多采用的刚性基层组合桥面板相比，缀条连接的u形加劲肋正交异性钢桥面板重量更轻，避免了刚性基层开裂和难以更换的问题，对于运输和吊装能力的要求更小，更适合作为大跨桥梁的桥面系。该结构适应现代大跨桥梁的桥面系结构，具有施工速度快，结构受力性能优良的特点，满足安全、实用、经济的的要求。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。