[发明专利]一种横向预应力U肋钢桥面板结构

说明书

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种横向预应力U肋钢桥面板结构。本发明利用横向预应力装置，来代替横隔板，用横向预应力装置来维持结构整体的横向刚度。本发明可以解决传统的正交异性钢桥面板结构中横隔板与面板、U肋之间，焊缝纵横交错引起的焊接残余应力分布复杂的问题，使横向焊缝数量大量减少，同时减少用钢量。本发明结构简单、加工方便、受力合理、耐久性好，且便于维修加固，在桥梁工程领域中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种横向预应力U肋钢桥面板结构。

背景技术

传统的正交异性钢桥面板是由纵横向相互垂直的桥面板、横隔板、纵向加劲助通过焊缝焊接而成的一个空间整体结构，桥面板经过铺装后承受车辆荷载作用。传统的正交异性钢桥面板因其抗扭刚度大、整体性好、承载能力强等原因在国内外的现代化桥梁中得到大量的使用。但是因其焊缝数量众多、焊缝纵横交错、尺寸误差等初始缺陷的综合作用下而引起的焊接残余应力问题突出。

传统的正交异性钢桥面板焊缝数量众多、焊缝纵横交错等引起的初始缺陷问题，进而导致的结构裂缝问题一直备受关注，直接影响并控制着结构局部的实际使用寿命。基于原有的增大用钢量，提高结构刚度的结构改进设计方案，已经显露出用钢量大、自重大、焊接困难、维护成本高等诸多问题，亟需解决。

因而对于采用传统正交异性钢桥面板的钢桥乃至所有其他类似的钢结构，如何合理设计其中的构造，减少焊缝，改善焊接残余应力问题，从根本上减少结构裂缝的产生，提高结构的整体性和技术经济合理性，这是亟待研究和解决的关键技术之一。

发明内容

有鉴于此，本发明利用横向预应力装置，来代替传统正交异性钢桥面板中的横隔板，用横向预应力装置来维持结构整体的横向刚度，提供一种横向预应力U肋钢桥面板结构。该发明专利可以解决传统正交异性钢桥面板中的横隔板与面板、U肋之间的焊缝纵横交错，引起的焊接残余应力分布复杂的问题，使横向焊缝大量减少，同时减少用钢量。

为达到上述目的，本发明提供了一种横向预应力U肋钢桥面板结构，其特征在于包括：面板、U肋、短纵向肋、拉索、固定器、螺栓和预应力施加装置。

进一步的是，所述面板采用桥梁专用钢材，拉索由若干钢绞线组合而成，沿着面板横向布置，拉索强度高。

进一步的是，所述U肋为闭口肋，等间距分布在面板下方，沿着面板纵向焊接，与面板全熔焊透。

进一步的是，所述若干短纵向肋等间距分布在U肋的两侧，沿着面板纵向焊接，与面板全熔焊透。

进一步的是，所述固定器为圆形钢管，位于短纵向肋的下方，找好角度之后与短纵向肋焊接，拉索从固定器的孔内穿过，固定器的轴线方向与该处拉索的切线方向平行，起到固定拉索的作用。

进一步的是，所述螺栓为高强螺栓，其作用是将预应力施加装置固定在面板的两侧，施工方便。

进一步的是，所述预应力施加装置由两块槽钢、加载固定器、工作锚具和锚垫板组成。分别位于拉索的两端，用于对拉索施加预应力。

进一步的是，所述预应力施加装置中的两块槽钢下端可以与其他连接构件相连，用于形成整体钢梁，确保了可靠的连接位置。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果。

基于预应力的运用，用拉索代替了传统的正交异性钢桥面板中的横隔板，拉索施加预应力来维持结构整体的横向刚度。

基于拉索的运用，使得结构中横向焊缝数量大量减少，避免了焊缝纵横交错，达到了减小结构残余应力的目的，同时节省了钢材用量，减轻了结构自重。

利用拉索施加预应力，使面板起反拱，方便施工定位和结构找型。

预应力施加装置中的两块槽钢下端可以与其他连接构件相连，用于形成整体钢梁，确保了可靠的连接位置。