[发明专利]钢管混凝土拱拱肋桁架H型腹杆全焊式联接构造

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程技术，特别涉及一种钢管混凝土拱拱肋桁架H型腹杆全焊式联接构造。

背景技术

钢管混凝土拱桥属于钢-混凝土组合结构中的一种。钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土，由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用，同时可作为施工模板，方便混凝土浇筑。由于钢管混凝土拱桥充分发挥了钢材、混凝土两种材料的性能，施工又方便，而且经济性好、跨越能力大，使其应用越来越广泛，钢管混凝土拱桥跨度也在不断增大，而对于大跨度钢管混凝土拱桥，从受力及结构合理性而言，拱肋(主拱圈)应全部或拱顶区段部分采用空腹空间桁架结构，即采用空心钢管作为腹杆，与钢管混凝土主拱肋上下弦杆直接焊接，但是管-管相贯焊接节点的主要缺点是抗疲劳性能差，对于荷载大、抗疲劳性能要求高的铁路桥梁罕有采用，主要应用于公路桥梁。

作为铁路桥梁上的改进，出现了两种桁架结构。第一种是腹杆与插入上下弦杆内的节点板栓接连接，第二种是采用腹杆与焊接在上下弦杆外侧的节点板栓接连接，该结构解决了在主管上开槽插入节点板，管内亦需焊接的难题，但是无论采用哪种形式，腹杆均需要与节点板进行栓接，由于需要补偿螺栓孔对节点板的削弱，节点板尺寸偏大，节点次内力较大。而且根据大量桥梁现场施工反馈的情况得知，拱肋拼装时由于支架变形、定位精度、焊接变形等造成的施工误差给腹杆与节点板的栓接连接造成很大的困难，误差较小时可借助外力进行强制拼接，但是结构中留有很大的安装内力，对结构非常不利，误差较大时则无法进行连接，需重新下料制作杆件，后期配孔进行栓接，造成很大的经济浪费和工期延误。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钢管混凝土拱拱肋桁架H型腹杆全焊式联接构造，以有效降低拱肋桁架的施工难度，且防止应力集中，提高抗疲劳性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的钢管混凝土拱拱肋桁架H型腹杆全焊式联接构造，包括弦杆，节点板和H型腹杆，节点板焊接于弦杆的外壁上，其特征是：所述H型腹杆的端部与节点板对接焊接，节点板端部采用圆弧与弦杆圆顺连接。

本发明的有益效果是，H型腹杆与节点板之间采用焊接，可通过两端对接焊缝对拼接误差进行调整，十分方便；节点板有效中和了两根腹杆的内力，降低了节点板的应力，节点板与腹杆连接处节点板尺寸较栓接连接时尺寸较小，使节点板与弦杆连接时节点板两侧可以采用大半径圆弧形式过渡也不至于造成节点板尺寸过大，不仅节点次内力较小，而且有效防止应力集中，抗疲劳性能极为优越。

附图说明

本说明书包括如下六幅附图：

图1是现有钢管混凝土拱拱肋桁架与H型腹杆联接的构造图；

图2是沿图1中Ⅰ-Ⅰ线的剖视图；

图3是现有钢管混凝土拱拱肋桁架与H型腹杆联接的构造图；

图4是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的剖视图；

图5是本发明钢管混凝土拱拱肋桁架H型腹杆全焊式联接构造的示意图；

图6是沿图1中Ⅲ-Ⅲ线的剖视图；

图中示出构件和对应的标记：弦杆1，节点板2，H型腹杆3。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1至图4示出的是现有钢管混凝土拱拱肋桁架H型腹杆联接构造。

图1、2所示为相邻的两根腹杆3端部与节点板2采用高强螺栓连接，节点板2插入弦杆1内部，与弦杆内外壁均进行焊接。采用该结构，弦杆钢管上需要开槽，内外侧均有焊缝，施工工艺复杂，加工和制造均很困难。

图3、4所示为相邻的两根腹杆3端部与节点板2采用高强螺栓连接，节点板2与弦杆1外壁进行焊接。该结构为图1所示结构的改进型，弦杆钢管上无需开槽，仅外侧有焊缝，施工工艺相对简单，但腹杆3端部与节点板2仍采用高强螺栓连接，现场的拼接难度没有减小，节点板尺寸过大带来的节点次内力影响未予降低。

参照图5和图6，本发明的钢管混凝土拱拱肋桁架H型腹杆全焊式联接构造，包括弦杆1、节点板2和H型腹杆3，节点板2焊接于弦杆1的外壁上。所述H型腹杆3的端部与节点板2对接焊接，可通过两端对接焊缝对拼接误差进行调整，十分方便。节点板2端部采用圆弧与弦杆1圆顺连接。节点板2有效中和了两根腹杆的内力，降低了节点板2的应力，节点板2与H型腹杆3连接处节点板尺寸较栓接连接时尺寸较小，使节点板2与弦杆连接时节点板2两侧可以采用大半径圆弧形式过渡也不至于造成节点板2尺寸过大，不仅节点次内力较小，而且有效防止应力集中，抗疲劳性能极为优越。