[发明专利]一种带狭长切口的正交异性钢-UHPC组合桥面及其施工方法

说明书

本发明揭示了一种带狭长切口的正交异性钢‑UHPC组合桥面及其施工方法，包括面板，面板底部的中部沿长度方向固定有横隔板，面板底部还固定有若干垂直于横隔板的U形纵肋；所述U形纵肋底部形成有圆弧形部,圆弧形部两侧为与圆弧形部切向设置的直板部；横隔板上形成有与U形纵肋配合的U型纵肋槽口；横隔板与U形纵肋焊接固定；所述穿孔下方形成有与圆弧形部同心设置的弧形的横隔板狭长切口；所述U形纵肋与横隔板狭长切口之间形成有隔板部。本发明在横隔板母材上设置狭长切口，可保证轮载作用下的纵肋‑横隔板接头应力流连续，同时又释放了横隔板对纵肋的约束，有利于降低构造细节二次应力，进一步改善了疲劳性能。

技术领域：

本发明涉及工程领域，尤其涉及一种带狭长切口的正交异性钢-UHPC组合桥面及其施工方法。

背景技术：

正交异性桥面于上世纪中叶在德国桥梁建设中开始采用，多年来该种桥面结构已成为钢结构桥梁的首选型式，特别是大跨径桥梁。经过几十年的工程实践，正交异性桥面的纵肋-横隔板连接处通常采用纵肋连续通过的方式，并在横隔板上额外设置弧形切口如图10所示。然而，在轮载作用下，纵肋-横隔板接头处于复杂的三维空间受力状态，且纵肋-横隔板接头处加工处理难度很大，造价高，质量难以控制。为改善此类问题，向泽,祝志文公开的文献无切口钢-UHPC组合桥面纵肋-横隔板接头疲劳性能，提出了一种新型无切口桥面结构，将纵肋与横隔板进行顶紧连接，以消除纵肋-横隔板接头的复杂围焊打磨工作。然而，在轮载作用下，横隔板约束了纵肋的挠曲或扭转等变形，导致纵肋-横隔板接头产生高的应力集中。

由于传统正交异性钢桥面局部刚度小，通常会引发桥面铺装破损，从而增加了车辆荷载的冲击效应，进而提升了桥面疲劳细节的应力水平，造成钢桥面疲劳开裂-铺装层破损的恶性循环。对于该问题的处理，现有的解决方案是采用如文献(邵旭东,曹君辉,易笃韬,等.正交异性钢板-薄层RPC组合桥面基本性能研究.中国公路学报,2012)提出的组合桥面，提升桥面刚度。该思路着眼于将轮载分散到更大范围的结构上，对靠近面板的纵肋-面板接头构造细节疲劳性能改善明显，但对于远离面板的纵肋-横隔板接头构造细节，轮载应力降低水平有限。因此，单纯采用组合桥面仍不能完全解决正交异性桥面构造细节疲劳开裂的问题。在轮载作用下，纵肋-横隔板接头存在应力集中，应力水平较高，容易产生疲劳开裂。

彭勃,邵旭东等公开的闭口肋轻型组合桥面板疲劳性能研究，研究得出，通过单纯的增加横隔板或纵肋厚度可以降低某个细节的应力水平，但又会增加其它构造细节的应力水平，也不经济，同时增加了整个桥面结构自重。另外，顾萍,裴辉腾,盛博,等公开的U肋带内隔板钢桥面疲劳性能研究在纵肋内部设置小隔板或肋条，虽然可以改善纵肋-横隔板接头的受力，但也会引入新的疲劳构造细节，且不便于制造加工，增加了工程造价，且不利于工业自动化快速生产。

发明内容：

为解决上述问题，本发明公开了一种带狭长切口的正交异性钢-UHPC组合桥面及其施工方法，本发明纵肋-横隔板顶紧连接采用连续施焊，可避免中断纵肋-横隔板连接焊缝，消除了纵肋-横隔板接头围焊构造细节，改善了疲劳性能，且简化了制造工艺，能实现工业化快速生产。在横隔板母材上设置狭长切口，可保证轮载作用下的纵肋-横隔板接头应力流连续，同时又释放了横隔板对纵肋的约束，有利于降低构造细节二次应力，进一步改善了疲劳性能。钢-UHPC组合桥面能提高整个桥面结构的刚度，使得桥面各个组件能更好地协同承担轮载作用，能有效解决钢桥面构造细节疲劳开裂和铺装破损问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种带狭长切口的正交异性钢-UHPC组合桥面，包括面板1，面板1底部的中部沿长度方向固定有横隔板2，面板1底部还固定有若干垂直于横隔板2的U形纵肋3；所述U形纵肋3底部形成有圆弧形部4,圆弧形部4两侧为与圆弧形部4切向设置的直板部41；横隔板2上形成有与U形纵肋3配合的U型纵肋槽口5；横隔板2与U形纵肋3焊接固定；所述穿孔5下方形成有与圆弧形部4同心设置的弧形的横隔板狭长切口6，圆弧形部4与横隔板狭长切口6的圆心角相等；所述U形纵肋3与横隔板狭长切口6之间形成有隔板部7。