[发明专利]带水平K撑宽桁桥面系结构

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁工程钢桁梁桥技术领域，特别涉及一种带水平K撑宽桁桥面系结构。

背景技术

桥面系设计是钢桁桥梁设计的关键，它直接关系到桁式的选择、结构受力性能。钢桁梁桥桥面主要有以下几种形式：明桥面、混凝土桥面、正交异性钢桥面。

明桥面：我国早期建成的钢桁梁铁路桥，大多纵横梁明桥面，如武汉长江大桥、南京长江大桥。明桥面结构在主桁节点处设置桥面横梁，桥面纵梁与横梁相连，轨枕(或钢轨通过扣件)直接固定在纵梁上。如果采用连续纵梁，由于桥面和主桁弦杆的纵向变形不一致，从而使纵向水平力在纵梁上不断积累，导致横梁不仅承受竖向弯距，而且还承受较大的面外弯距。对于跨度大于80m钢桁梁桥，需要设置伸缩纵梁以释放纵梁积累的纵向水平力，然而伸缩纵梁处纵梁的竖向刚度会发生突变，在列车反复荷载作用下伸缩装置容易破坏，这不符合高速行驶列车的安全性和旅客的舒适性要求。。

混凝土桥面根据混凝土桥面板按照结合方式分为全结合、半结合、不结合。混凝土桥面板与纵横梁及主桁弦杆都通过剪力键结合成整体的为全结合，只与纵横梁结合而不和下弦杆结合的为半结合，都不结合为不结合。不结合混凝土桥面以抗弯刚度较大的混凝土梁通过支座直接搁置在横梁上，纵桥向设置了断缝，破坏了桥面竖向刚度的连续性及结构的整体性；施工过程的支座顶标高控制、后期支座更换及养护维修均存在困难。

半结合混凝土桥面横梁除了承受竖向弯距外，还得承受积累在桥面纵梁上的纵向水平荷载产生的面外弯距，特别是端横梁的面外弯距较大。对于大跨钢桁梁桥，则需要设置桥面断缝。全结合混凝土桥面与半结合相比，全结合混凝土桥面的横梁面外弯矩有了改善，但结构自重显著增加，混凝土板与主桁下弦结合的构造复杂运营荷载下混凝土板易出现开裂病害，一般只适用较小跨度。

正交异性钢桥面由多节连接而成，每一节包括钢桥面板(包括纵肋)、纵梁、横梁组成，桥面钢板边缘与主桁弦杆的顶板焊接成整体，使桥面参与主桁弦杆的纵桥向受力。正交异性钢桥面存在传力不合理的缺陷，以至于存在下述问题：(1)由于下弦杆顶面板厚与桥面钢板厚度不同及竖向变形的不一致，钢桥面板和主桁弦杆顶面的连接成了受力薄弱处；(2)当桥面较宽时，由于桥面的剪力滞效应，不能从根本上解决桥面横梁面外弯距偏大的问题；(3)由于节间桥面竖向荷载主要通过纵梁以集中荷载形式分散在横梁上，势必引起横梁较大的竖向弯距，加大了横梁截面尺寸；(4)桥面纵向水平荷载通过钢桥面板与主桁弦杆顶板间的焊缝传递到主桁上，而焊缝需要现场工地焊，焊缝长，热效应积累明显，难以保证焊接质量；(5)由于一部分节间桥面竖向荷载通过次横梁以集中荷载形式分散在主桁弦杆上，下弦杆不但要承受主桁体系产生的轴向荷载，而且要承受次横梁作用产生的竖向弯距，使下弦杆受力复杂，降低了下弦杆的承载能力。

因此亟待一种新型的传力合理的宽桁桥面系来克服现有的不足，适应大跨、高速的桥梁需要的桥面系结构。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种传力合理的带水平K撑宽桁桥面系结构。

为实现上述目的，本发明设计的带水平K撑宽桁桥面系结构，包括主桁节点、主桁弦杆、钢桥面板、设置在钢桥面板下底面上的纵肋、以及设置在桥面板下的主横梁，所述每个主横梁的两端与主桁节点相连，所述两个主横梁之间设置有多根次横梁，所述钢桥面板两侧设有边纵梁，所述边纵梁的两端与主横梁相连，所述次横梁的两端与边纵梁相连，所述主桁节点与主横梁端部两侧的边纵梁之间通过水平K撑连接。

在上述技术方案中，所述钢桥面板与主桁分离。

在上述技术方案中，所述水平K撑的两个斜撑共同端与主桁节点连接，水平K撑的两个斜撑另一端分别与边纵梁连接。