[发明专利]带满腹式内隔板的正交异性钢桥面板结构及其装配方法

说明书

本发明公开了一种带满腹式内隔板的正交异性钢桥面板结构，由面板、闭口纵肋、横隔板和内隔板组成，闭口纵肋顺桥向，横隔板横桥向，面板是闭口纵肋和横隔板共同的上翼缘，其中闭口纵肋与面板底面焊接形成槽状的纵肋腹腔；横隔板垂直闭口纵肋且与面板底面焊接，横隔板上留有供闭口纵肋穿过的切口；所述内隔板在横隔板平面内，焊接于纵肋腹腔内，该内隔板的形状与闭口纵肋横截面的内轮廓相适配，所述内隔板厚度与上横隔板一致，上横隔板厚度大于下横隔板。上述公开的正交异性钢桥面板结构，其闭口纵肋内部设置有满腹式内隔板，且该内隔板与闭口纵肋外侧的横隔板厚度相同、位置相对应，所以能大幅降低纵肋的翘曲变形和泊松效应，明显降低闭口纵肋‑横隔板连接焊缝末端的疲劳应力幅。

技术领域

本发明涉及桥梁设计、制造和施工技术领域，特别涉及一种带满腹式内隔板的正交异性钢桥面板结构，以及装配该正交异性钢桥面板结构的方法。

背景技术

正交异性钢桥面板于上世纪中叶在德国桥梁建设中开始采用，多年来该种钢桥面结构已成为钢桥的首选型式，特别是大跨径桥梁。经过几十年的工程实践，正交异性钢桥面板的加劲肋构造大致有以下三种，即：(1)闭口肋结构；(2)开口肋结构；(3)带非满腹式内隔板或肋条的闭口肋结构。单纯的闭口肋和开口肋结构通常会在纵肋-横隔板连接焊缝处萌发疲劳裂纹。为了改善这类问题，在闭口肋结构中引入了非满腹式内隔板或肋条，但该措施会在内隔板或肋条与纵肋腹板连接的焊缝末端形成新的疲劳细节，从而导致裂纹向纵肋腹板或内隔板及纵肋扩展。

在轮载作用下，纵肋-横隔板连接焊缝的横隔板细节以及横隔板弧形切口母材细节的应力水平较高，容易引发疲劳开裂。通过增加横隔板厚度可以有效降低这些细节的应力水平，但增加整块横隔板的厚度不利于钢箱梁的受力变形，也不经济。

由于正交异性钢桥面板的面板厚度较薄，通常会引发桥面铺装的破损，从而增加了车辆荷载的冲击效应，进而加剧了钢桥面板疲劳细节的应力水平。对于该问题的处理，现有的解决方案是加大面板厚度或采用组合桥面铺装，提高桥面板的刚度。该思路着眼于将轮载分散到更大范围的结构上，虽然能起到一定的作用，但仍然无法改变正交异性钢桥面板在轮载作用下局部效应突出的问题。特别对于远离面板的构造细节，应力幅降低水平有限。因此，该方法并不能完全解决正交异性钢桥面板构造细节疲劳开裂的问题，而且成本较高。

发明内容

本技术方案旨在提供一种带满腹式内隔板的正交异性钢桥面板结构，能解决传统正交异性钢桥面板结构构造细节在车辆荷载作用下的疲劳开裂问题。

一种带满腹式内隔板的正交异性钢桥面板结构，由面板、闭口纵肋、横隔板和内隔板组成，闭口纵肋顺桥向，横隔板横桥向，面板是闭口纵肋和横隔板共同的上翼缘，其中闭口纵肋与面板底面焊接形成槽状的纵肋腹腔；横隔板垂直闭口纵肋且与面板底面焊接，横隔板上留有供闭口纵肋穿过的切口；所述内隔板在横隔板平面内，焊接于纵肋腹腔内，该内隔板的形状与闭口纵肋横截面的内轮廓相适配，所述内隔板厚度与横隔板一致。

进一步，所述内隔板顶面与面板之间的间隙为0.5mm。

进一步，所述闭口纵肋的横截面呈上大下小的等腰梯形，梯形截面的上底、下底、高的比例为(28～32):(17～19):(28～30)。

进一步，所述切口的左、右两侧上端均为圆弧状。

进一步，所述横隔板由上横隔板与下横隔板组成，所述上横隔板的厚度大于下横隔板的厚度，所述内隔板的厚度与上横隔板一致。所述上横隔板与下横隔板通过坡口熔透焊接。

同时，本技术方案还公开了带满腹式内隔板的正交异性钢桥面板结构的装配方法，具体步骤包括：

S1.内隔板与闭口纵肋焊接；

S2.闭口纵肋与面板焊接；

S3.闭口纵肋、面板与上横隔板焊接；