一种冷轧成型箱梁与退火面板组合的装配式桥梁结构

技术领域

本发明涉及桥梁结构技术领域，具体为一种冷轧成型箱梁与退火面板组合的装配式桥梁结构。

背景技术

预制箱梁是我国桥梁建设的重要组成部分，到目前为止，预制钢箱梁已成为高速公路桥梁中最常见的结构，然而，在当前的钢箱梁制造过程中，由于传统工艺和需求不同等综合因素的限制，钢箱梁制造成本增加、结构施工受限，更加严重的是，由于交通量的增加，整体疲劳需求增加，从而降低钢箱梁的使用寿命；

随着经济和交通的快速发展，我国高速公路建设目标从里程高速增加转变为高质量增加，这对桥梁的结构以及性能提出了更高要求，更加安全可靠的长寿命桥梁是当前公路桥梁设计的最新需求，而现有的装配式桥梁结构的钢箱梁主要是将下底板、腹板和上面板断开下料，然后进行拼焊成型的，该种方式在对其拼焊时，容易产生角度和尺寸上的偏差，以及拼焊过程中产生的大量变形，同时也非常的耗费工时，增加人工劳动力，提高人工成本，所以需要一种全新的工艺增加桥梁的寿命，确保增加桥梁使用年限以及提升桥梁安全性，因此，有必要提供一种冷轧成型箱梁与退火面板组合的装配式桥梁结构解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷轧成型箱梁与退火面板组合的装配式桥梁结构，以解决上述背景技术中提出现有的装配式桥梁结构的钢箱梁主要是将下底板、腹板和上面板断开下料，然后进行拼焊成型的，该种方式在对其拼焊时，容易产生角度和尺寸上的偏差，以及拼焊过程中产生的大量变形，同时也非常的耗费工时，增加人工劳动力，提高人工成本的问题，本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种冷轧成型箱梁与退火面板组合的装配式桥梁结构，包括钢箱梁，所述钢箱梁内部等距安装有横隔板，所述钢箱梁与所述横隔板上方设置有钢桥面板，且所述钢桥面板底部等距连接有U肋。

在进一步实施例中，所述钢箱梁由整块钢板轧制成型，且在其纵向方向上通过冷轧工艺形成一定的正弯度，所述钢箱梁包括腹板、底板和面板组成，且所述底板位于左右两侧腹板的底部，所述两侧腹板与所述底板为折弯成型，且两侧所述腹板均与对应的面板为折弯成型，上述结构的设计，消除了焊接带来的残余应力，冷轧工艺提高了生产率，并且能够在钢箱梁分段的长度上提供了更多的选择，并且最重要的是，冷轧工艺成型能够灵活控制内部纵向折弯的弯曲半径，其次，使用冷轧工艺可以在钢箱梁的纵向方形成一定正弯度，以补偿桥梁的恒载挠度，防止桥梁跨中下垂的效果。

在进一步实施例中，所述钢桥面板和所述钢箱梁上方对应开设有螺栓孔，上述结构的设计，便于了钢桥面板和钢箱梁通过高强度螺栓配合着螺栓孔进行紧固组装。

在进一步实施例中，所述钢箱梁顶部与所述钢桥面板通过高强度且耐腐蚀的螺栓配合着螺栓孔、高强度螺母和垫片进行螺纹紧固连接，且所述钢箱梁内侧底部连接有等距分布的底加强筋，上述结构的设计，通过高强度螺母和高强度螺栓将钢桥面板与钢箱梁紧固在一起，其中，通过高强度螺栓，能够有效的保证其在使用期间内，外界力不超过钢桥面板与钢箱梁之间的最大摩擦力，使得钢桥面板与钢箱梁之间不会发生相对滑移变形，并且，高强度螺栓具有高强度的耐腐蚀性。

在进一步实施例中，所述横隔板下方等距开设有下过焊槽，且所述横隔板上方等距开设有上过焊槽，所述底加强筋通过下过焊槽贯穿于横隔板下方，所述U肋通过上过焊槽贯穿于横隔板上方，所述U肋内侧间隔安装有内隔板，上述结构的设计，通过U肋的焊接分布，使其成为抗疲劳正交异性钢桥面板，从而提高钢桥面板的强度。

在进一步实施例中，所述钢桥面板与U肋的组合部件通过退火炉进行退火处理，上述结构的设计，为了消除焊接所产生的残余应力，本发明使用退火工艺，当钢桥面板与U肋焊接完成后，将钢桥面板组合部分放置在退火炉内并通过控制温度以达到升降温速度均匀的目的，从而保证应力释放过程均匀缓慢，减少变形。

在进一步实施例中，所述钢桥面板与所述钢箱梁的表面覆盖一层能够避免遭受空气侵蚀的金属薄膜，上述结构的设计，使得钢箱梁与空气隔绝，保护钢箱梁免受恶劣环境的侵蚀，从而增加钢箱梁的使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明，通过对钢桥面板和U肋组合部件进行退火工艺，以及通过对退火炉温度缓慢且均匀的进行升降控制，使得钢桥面板与U肋之间焊缝的残余应力缓慢释放，从而大大提高桥梁的抗疲劳性，最终达到延长桥梁的服役寿命的目的；

2、本发明，如图8所示，采用一张钢板进行冷轧，使得钢箱梁底板及两个腹板通过弯曲成型，大幅度减少了传统钢箱梁制造过程中底板和腹板分别下料，以及组装焊接的工作量，从而提高了加工效率，通过采用冷轧工艺，与现有的技术相比，大幅度提高了钢箱梁的生产率，尤其在钢箱梁分段长度方面提供了更大的灵活性，更加重要的是，通过对钢箱梁进行冷轧工艺，能够获得更小弯曲半径的内部纵向弯，并在钢箱梁的长度方向上形成向上纵弯；

3、本发明，采用镀锌工艺，在桥梁结构表面覆盖一层金属薄膜，能够隔绝空气对桥梁结构的侵蚀，从而使得桥梁结构获得更长的免保养寿命，其中本发明使用高强度螺栓结构，其具有施工简单、受力性能好、便于安装和拆卸、耐疲劳，从而使得桥梁结构在动力荷载作用下不会产生松动的效果，因此增加了桥梁结构的稳定性。

附图说明

图1为一种冷轧成型箱梁与退火面板组合的装配式桥梁立体结构示意图；

图2为图1所示整体桥梁的拆分结构示意图；

图3为图1所示钢桥面板与U肋的安装结构示意图；

图4为图2所示钢箱梁与横隔板的安装结构示意图；

图5为图4所示横隔板的结构示意图；

图6为高强度螺栓的组装结构示意图；

图7为钢桥面板和U肋在退火炉内侧进行热处理的结构示意图；

图8为钢箱梁的拼接结构示意图。

图中：1、钢箱梁；101、腹板；102、底板；103、面板；2、横隔板；201、下过焊槽；202、上过焊槽；3、钢桥面板；301、螺栓孔；4、U肋；401、内隔板；5、高强度螺栓；6、退火炉；7、底加强筋。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供的一种实施例：一种冷轧成型箱梁与退火面板组合的装配式桥梁结构，包括钢箱梁1、腹板101、底板102、面板103、横隔板2、下过焊槽201、上过焊槽202、钢桥面板3、螺栓孔301、U肋4、内隔板401、高强度螺栓5、退火炉6和底加强筋7，钢箱梁1内部等距安装有横隔板2，钢箱梁1与横隔板2上方设置有钢桥面板3，且钢桥面板3底部等距连接有U肋4。

实施例

请参阅图1-8，钢箱梁1由整块钢板轧制成型，且在其纵向方向上通过冷轧工艺形成一定的正弯度，钢箱梁1包括腹板101、底板102和面板103组成，且底板102位于左右两侧腹板101的底部，两侧腹板101与底板102为折弯成型，且两侧腹板101均与对应的面板103为折弯成型，钢桥面板3和钢箱梁1上方对应开设有螺栓孔301，钢箱梁1顶部与钢桥面板3通过高强度且耐腐蚀的高强度螺栓5配合着螺栓孔301、高强度螺母和垫片进行螺纹紧固连接，且钢箱梁1内侧底部连接有等距分布的底加强筋7，横隔板2下方等距开设有下过焊槽201，且横隔板2上方等距开设有上过焊槽202，底加强筋7通过下过焊槽201贯穿于横隔板2下方，U肋4通过上过焊槽202贯穿于横隔板2上方，U肋4内侧间隔安装有内隔板401，钢桥面板3与U肋4的组合部件通过退火炉6进行退火处理，钢桥面板3与钢箱梁1的表面覆盖一层能够避免遭受空气侵蚀的金属薄膜，首先将内隔板401依次焊接在U肋4中，接着将U肋4等距焊接在钢桥面板3底部，然后将U肋4和钢桥面板3的组合焊接部件放置在退火炉6内进行退火处理，在此过程中，将横隔板2按尺寸要求等距焊接在钢箱梁1内侧，而后将底加强筋7通过下过焊槽201贯穿于横隔板2底部，并焊接在钢箱梁1底部，该处的钢箱梁1由整块钢板轧制成型，且钢箱梁1通过一对腹板101、底板102和一对面板103由折弯组合成型，再通过高强度螺栓5紧固退火后的钢桥面板3及钢箱梁1组装成桥梁结构，本桥梁结构为装配式模块化桥梁结构，每个组合的部件在工厂内部生产，并在工厂内部进行焊接拼装。

工作原理：如图1-8所示，首先将内隔板401依次焊接在U肋4中，接着将U肋4等距焊接在钢桥面板3底部，然后将U肋4和钢桥面板3的组合焊接部件放置在退火炉6内进行退火处理，在此过程中，将横隔板2按尺寸要求等距焊接在钢箱梁1内侧，而后将底加强筋7通过下过焊槽201贯穿于横隔板2底部，并焊接在钢箱梁1底部，该处的钢箱梁1由整块钢板轧制成型，且钢箱梁1通过一对腹板101、底板102和一对面板103由折弯组合成型，再通过高强度螺栓5紧固退火后的钢桥面板3及钢箱梁1组装成桥梁结构，本桥梁结构为装配式模块化桥梁结构，每个组合的部件在工厂内部生产，并在工厂内部进行焊接拼装。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。