[发明专利]一种抗疲劳的钢桥面板

说明书

本发明涉及一种抗疲劳的钢桥面板，包括钢板、桥面铺装层和多个闭口形纵向加劲肋；纵向加劲肋沿钢桥的纵向方向间隔设置，沿纵向方向的相邻纵向加劲肋之间的空间内，设置有沿钢板横向方向焊接于钢板上的倒T型横向加劲肋；在横向加劲肋的腹板两侧上下、左右对称地间隔设置有4块加强板，左右对称的两块加强板构成完整的抛物线状；纵向加劲肋与钢板之间、横向加劲肋与钢板之间都采用全熔透焊缝连接；碳纤维增强复合材料通过环氧树脂粘结剂分别横向和纵向交叉粘贴在钢板和纵向加劲肋的下表面上。采用本申请中的抗疲劳的钢桥面板，不仅能够提高主体结构的承力性能，更能够有效地提高其抗疲劳性能，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及一种抗疲劳的钢桥面板，适用于桥梁工程的技术领域。

背景技术

钢桥面板一般由钢板和焊接于钢板上的纵肋和横肋组成，钢板上面设置有桥面铺装层。纵向加劲肋与主梁平行，其可以是开口肋，也可以是闭口肋(如图1所示)。横向加劲肋与主梁垂直，为了增大梁的整体刚度和荷载横向分布，需要增大横肋的尺寸，比如可以在箱梁里面每隔一定距离设置横隔板。钢桥面板中，根据其纵向和横向单位宽度截面的刚度是否一样可以分为正交异性板和正交同性板。通常使用的是正交异性板，即相互垂直的两个方向上，其结构性能不同的板。

经过多年使用以后，钢桥面板会出现耐久性差、锈蚀、开裂、疲劳等问题，其中疲劳问题是钢桥面板发展过程中的主要问题。正交异性板构造复杂、焊缝多、制造工艺难度高、组装精度要求高、焊接产生的残余应力高，再加上桥面板直接承受荷载的反复作用，在这些因素的影响下，正交异性板容易产生疲劳破坏。在车轮载荷的反复作用下，钢桥面板发生变形。由于纵肋、横肋是直接焊接在桥面板上，它们和焊缝都要随着桥面板的变形而变形。由于焊接产生的残余应力大，经过一段反复荷载作用后，焊缝周围区域开始出现裂纹，接着裂纹缓慢扩展，最后迅速疲劳断裂而破坏。因此，疲劳问题已经成为正交异性钢桥面板中面临的严重问题。

如图1所示，其中显示了现有技术中的钢桥面板的示意图，其存在以下几个缺陷：

(1)图1中的闭口肋在与钢桥面板焊接时，由于无法从闭口肋的内部焊接，而只能在外侧通过外焊缝将闭口肋与钢桥面板焊接，因此其焊接强度弱，容易导致疲劳裂纹的产生；

(2)图1中的横隔板不是直接与钢桥面板焊接，而只是与闭口肋焊接，这样会导致更多焊缝的产生，况且这种焊缝的疲劳性能也比较差；

(3)如图1所示的横隔板为横向设置的工字钢，其上没有设置任何的加劲肋，或者即便设置有加劲肋，也是在腹板的两侧构造性设置矩形板加劲肋，没有根据横隔板的受力性能针对性设计加劲肋的形状，不能充分发挥其抗疲劳性能；

(4)图1所示的闭口肋与钢桥面板焊接后无其他补强措施，使得闭口肋与钢桥面板的整体疲劳性能不佳，焊缝容易在两者之间滋生和发展。

因此，现有技术中需要一种抗疲劳性能更佳的钢桥面板，以解决现有技术中的上述问题。实践中，为了防止结构发生疲劳破坏，需要掌握结构材料在重复荷载作用下对疲劳的抵抗能力，即疲劳强度。一般是取真实结构的全尺寸模型或者缩小比例模型，在给定载荷下按照一定的加载频率进行疲劳试验，可以得出给定应力σ与破坏前的循环次数N之间的关系，称之为S-N曲线。根据S-N曲线，在稍小于某一应力值σ₀时，N将趋于无穷大，此时结构将不会发生疲劳破坏，σ₀被称为疲劳极限。

发明内容

本发明提供了一种抗疲劳的钢桥面板，其焊缝强度高、受力性能合理、抗疲劳性能优异，能够很好地克服现有技术中的缺陷，可以使得整个钢桥面板的抗疲劳性能得到很大的提升。

根据本发明的抗疲劳的钢桥面板，包括钢板、铺设在钢板上方的桥面铺装层和焊接在钢板下方的多个闭口形纵向加劲肋，桥面铺装层和钢板之间设有胶粘剂；所述纵向加劲肋为倒等腰梯形，两条斜边与钢板焊接，短底边与两条斜边焊接。