[发明专利]用于U肋对接焊缝疲劳裂纹修复的钢条补强结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种用于U肋对接焊缝疲劳裂纹修复的钢条补强结构及其施工方法，钢条补强结构包括内钢条、外钢条、螺纹套筒以及高强螺栓。其中，螺纹套筒焊接在内钢条上，并通过U肋开孔放入内部；内钢条焊接螺纹套筒后的总厚度和宽度均小于U肋开孔直径；螺纹套筒伸出U肋开孔且外径与U肋开孔边缘相切；外钢条在相应位置开设预留孔，与内钢条叠加时通过预留孔穿入螺纹套筒；外钢条上、下两侧对称设有4个托梁，用于填补螺纹套筒伸出U肋钢板开孔后留有的空隙，托住内钢条；高强螺栓配合螺纹套筒紧固内、外钢条和U肋连接。本发明简化了施工过程，可阻止和延缓U肋对接焊缝处疲劳裂纹进一步扩展，起到局部加固的作用。

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，尤其是涉及一种用于U肋对接焊缝疲劳裂纹修复的钢条补强结构及其施工方法。

背景技术

正交异性钢桥面板是由桥面板和纵横向加劲肋组成，以其自重轻、强度大的特点成为大跨度桥梁中的主要桥面形式。桥面板常采用闭口U形纵肋，并且大量使用焊缝连接，在局部车轮荷载反复作用下，U肋对接焊缝等构造细节受力情况复杂，易发生疲劳开裂。

对于U肋对接焊缝处的裂纹，钢板补强是一种较为简单和快速的修复方法，即在开裂区域上用同材质同厚度钢板进行覆盖，然后用螺栓连接等方式将新添加的覆盖钢板连接到结构上，为保证维修质量，通常采用双面补强。受到操作空间的限制，通常需要在U肋底缘位置通过开设手孔的方式实现钢板与U肋的高强螺栓连接，但开设手孔可能会引入新的疲劳易损细节。

发明内容

发明目的：为克服背景技术的不足，本发明公开了一种用于U肋对接焊缝疲劳裂纹修复的钢条补强结构及其施工方法，该方法不需要在U肋底缘位置通过开设手孔来安装补强钢条。

技术方案：

一种用于U肋对接焊缝疲劳裂纹修复的钢条补强结构，包括：内钢条、外钢条、螺纹套筒以及高强螺栓；其中：

内钢条设置于U肋腹板的内侧，外钢条设置于U肋腹板的外侧；

所述内钢条与U肋腹板的内表面相邻的板面，设置有一个以上的螺纹套筒；

所述的U肋腹板，与各螺纹套筒对应的位置处，设置有U肋开孔；

所述外钢条，与各螺纹套筒对应的位置处，设置有外钢条预留孔；

高强螺栓的数量与螺纹套筒的数量匹配；各高强螺栓依次穿过外钢条预留孔、U肋开孔后，与相应的螺纹套筒螺纹连接紧固。

优选地，所述内钢条两侧各对称焊接一对螺纹套筒，每一对螺纹套筒均通过同一个U肋开孔插入U肋腹板中。

优选地，内钢条、外钢条均呈矩形设置；所述的U肋开孔包括两个，均呈腰形设置；各腰形U肋开孔的长轴方向与外钢条的宽度方向一致；

每一个腰形U肋开孔中均穿过两个螺纹套筒，且每一个腰形U肋开孔中的两个螺纹套筒的外侧圆面，均与相应腰形U肋开孔的短轴两端相触。

优选地，所述外钢条的各角部位置处均设有1个托梁；

外钢条处于宽度方向的两个托梁穿过其中一个U肋开孔设置，外钢条处于宽度方向的余下的两个托梁则穿过另一个U肋开孔设置；

穿过每一个U肋开孔中的两个托梁，分别与相应U肋开孔的长轴端部触接。

优选地，所述螺纹套筒的高度小于U肋腹板以及外钢条叠加的总厚度。

优选地，所述螺纹套筒的厚度小于U肋开孔直径。

优选地，所述内钢条嵌套在4个托梁之间。

优选地，所述托梁的外侧型面，与U肋开孔的内壁面形状匹配。

优选地，所述螺纹套筒通过焊接方式固定在内钢条的内侧板面。