本發(fā)明屬于橋梁工程領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)：

1、正交異性鋼橋面板具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、承載性能好的優(yōu)點(diǎn)，自誕生以來(lái)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中應(yīng)用廣泛。由于正交異性鋼橋面板在橋梁縱向與橫向的受力性能存在較大差異，導(dǎo)致車(chē)輛荷載作用在橋面板局部應(yīng)力幅偏高，隨著高頻次的車(chē)輪荷載不停的在鋼橋面板上通行，導(dǎo)致鋼橋面板出現(xiàn)了大量的疲勞開(kāi)裂問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外眾多具有里程碑意義的大跨徑鋼箱梁得鋼橋面板均出現(xiàn)了疲勞開(kāi)裂問(wèn)題。鋼橋面板開(kāi)裂后，局部抗彎剛度降低，導(dǎo)致鋼箱梁表面區(qū)莊的瀝青層活載應(yīng)力幅偏高而出現(xiàn)疲勞破損，反過(guò)來(lái)加劇鋼橋面板的疲勞破損程度，同時(shí)影響橋面行車(chē)安全，增加橋梁維護(hù)費(fèi)用的支出。

2、目前工程中常采用設(shè)置止裂孔、焊接或栓接加強(qiáng)鋼板、粘貼碳纖維布或sma條帶等手段進(jìn)行鋼橋面板疲勞裂紋加固。以上方法均存在不同的限制條件，如：設(shè)置鋼橋面板頂板無(wú)法開(kāi)設(shè)止裂孔，焊接或栓接加強(qiáng)鋼板屬于對(duì)原結(jié)構(gòu)有損的加固方法，粘貼碳纖維布或sma條帶造價(jià)較高等問(wèn)題，并不適用于鋼橋面板開(kāi)裂規(guī)模最大的頂板-縱肋細(xì)節(jié)裂紋的加固。

3、因此，有必要結(jié)合鋼橋面板頂板-縱肋細(xì)節(jié)的開(kāi)裂特點(diǎn)與無(wú)損加固需求，提出一種對(duì)原結(jié)構(gòu)損傷小、便于利用成熟施工技術(shù)的鋼橋面板疲勞裂紋的免焊接加固方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼橋面板疲勞裂紋的快速、無(wú)損修復(fù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結(jié)構(gòu)及方法，用于解決上述問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結(jié)構(gòu)，包括：鋼橋面板頂板、鋼橋面板u形加勁肋、鋼筋網(wǎng)片、加固鋼板、頂板焊釘和超高性能水泥基材料層；多個(gè)所述鋼橋面板u形加勁肋間隔均勻固定在所述鋼橋面板頂板的下表面，所述加固鋼板粘貼在所述鋼橋面板頂板上的頂板疲勞裂紋范圍內(nèi)，多個(gè)所述頂板焊釘均勻焊接在所述鋼橋面板頂板的上表面，所述鋼筋網(wǎng)片安裝在所述頂板焊釘?shù)捻敹耍龀咝阅芩嗷牧蠈訚仓谒鲣摌蛎姘屙敯?、所述加固鋼板和所述鋼筋網(wǎng)片的上方。

4、進(jìn)一步地，所述加固鋼板上開(kāi)設(shè)異形挖孔與圓形挖孔。

5、進(jìn)一步地，所述異形挖孔靠近所述頂板疲勞裂紋一側(cè)連續(xù)且封閉，遠(yuǎn)離所述頂板疲勞裂紋一側(cè)設(shè)置缺口，所述缺口寬度為所述異形挖孔沿所述加固鋼板長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度的1/4。

6、進(jìn)一步地，所述異形挖孔中焊接有所述頂板焊釘，并靠近所述缺口；所述頂板焊釘?shù)锥舜┻^(guò)所述異形挖孔焊接在鋼橋面板頂板的上表面，頂端與所述鋼筋網(wǎng)片連接。

7、進(jìn)一步地，還包括加固鋼板表面焊釘，多個(gè)所述加固鋼板表面焊釘在所述加固鋼板兩個(gè)寬邊的邊緣，以及所述缺口的兩側(cè)，所述加固鋼板表面焊釘?shù)锥撕附釉谒黾庸啼摪迳媳砻妫敹伺c所述鋼筋網(wǎng)片連接。

8、一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固方法，包括如下步驟：

9、s1.根據(jù)頂板疲勞裂紋切割加固鋼板，并在加固鋼板上開(kāi)設(shè)異形挖孔與圓形挖孔；

10、s2.將加固鋼板粘貼在鋼橋面板頂板上的頂板疲勞裂紋范圍內(nèi)，并將多個(gè)頂板焊釘均勻焊接在鋼橋面板頂板上，以及穿過(guò)異形挖孔焊接在鋼橋面板頂板上；將多個(gè)加固鋼板表面焊釘間隔均勻焊接在加固鋼板上；

11、s3.將鋼筋網(wǎng)片安裝在多個(gè)頂板焊釘和多個(gè)加固鋼板表面焊釘?shù)捻敹耍?/p>

12、s4.在鋼橋面板頂板、加固鋼板和鋼筋網(wǎng)片的上方澆筑超高性能水泥基材料層，完成加固工作。

13、進(jìn)一步地，在步驟s2中，加固鋼板粘貼到頂板疲勞裂紋之前，對(duì)鋼橋面板頂板上表面的加固區(qū)域，以及加固鋼板下表面進(jìn)行拋丸除銹。

14、進(jìn)一步地，在步驟s2中，在鋼橋面板頂板上表面涂抹高性能環(huán)氧樹(shù)脂膠，將加固鋼板粘貼在鋼橋面板頂板上，并采用重物壓實(shí)以保證粘貼效果。

15、本發(fā)明的有益效果在于：

16、本發(fā)明在鋼橋面板上表面的頂板裂紋的范圍內(nèi)覆蓋加固鋼板，利用加固鋼板增強(qiáng)鋼橋面板頂板開(kāi)裂區(qū)的剛度與強(qiáng)度，并在加固鋼板上開(kāi)設(shè)異形挖孔與圓形挖孔，鋼橋面板頂板表面的頂板焊釘從面積較大的為異形挖孔向上穿出，面積較小的圓形挖孔設(shè)于兩個(gè)異形挖孔之間，在兩類(lèi)開(kāi)孔處，后澆的超高性能水泥基材料層均能直接與鋼橋面板頂板粘結(jié)，粘結(jié)界面能夠抵抗部分鋼橋面板頂板與加固鋼板之間的界面剪力，提高二者之間的協(xié)同工作能力；在加固鋼板上表面的邊緣焊接的多個(gè)加固鋼板表面焊釘，與焊接在鋼橋面板頂板表面的頂板焊釘在水平抗剪方向形成受力平衡，確保粘接界面不會(huì)發(fā)生滑移，進(jìn)一步確保鋼橋面板頂板與加固鋼板之間界面的受力安全；焊接在鋼橋面板頂板的頂板焊釘還能通過(guò)抗拔受力來(lái)限制加固鋼板與鋼橋面板頂板之間的剝離；

17、本發(fā)明所采用的加固鋼板構(gòu)造簡(jiǎn)單、加工工藝成熟，既可以在工廠加工后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，又可以將整塊鋼板運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后根據(jù)實(shí)際加固需求進(jìn)行切割，加固鋼板不需要與鋼橋面板之間進(jìn)行高精度裝配，加工精度要求不高，與目前常用方法相比具有簡(jiǎn)單、高效、易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)特征：

1.一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：鋼橋面板頂板(1)、鋼橋面板u形加勁肋(3)、鋼筋網(wǎng)片(4)、加固鋼板(6)、頂板焊釘(2)和超高性能水泥基材料層(10)；多個(gè)所述鋼橋面板u形加勁肋(3)間隔均勻固定在所述鋼橋面板頂板(1)的下表面，所述加固鋼板(6)粘貼在所述鋼橋面板頂板(1)上的頂板疲勞裂紋(5)范圍內(nèi)，多個(gè)所述頂板焊釘(2)均勻焊接在所述鋼橋面板頂板(1)的上表面，所述鋼筋網(wǎng)片(4)安裝在所述頂板焊釘(2)的頂端，所述超高性能水泥基材料層(10)澆筑在所述鋼橋面板頂板(1)、所述加固鋼板(6)和所述鋼筋網(wǎng)片(4)的上方。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加固鋼板(6)上開(kāi)設(shè)異形挖孔(8)與圓形挖孔(9)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述異形挖孔(8)靠近所述頂板疲勞裂紋(5)一側(cè)連續(xù)且封閉，遠(yuǎn)離所述頂板疲勞裂紋(5)一側(cè)設(shè)置缺口，所述缺口寬度為所述異形挖孔(8)沿所述加固鋼板(6)長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度的1/4。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述異形挖孔(8)中焊接有所述頂板焊釘(2)，并靠近所述缺口；所述頂板焊釘(2)底端穿過(guò)所述異形挖孔(8)焊接在鋼橋面板頂板(1)的上表面，頂端與所述鋼筋網(wǎng)片(4)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括加固鋼板表面焊釘(7)，多個(gè)所述加固鋼板表面焊釘(7)在所述加固鋼板(6)兩個(gè)寬邊的邊緣，以及所述缺口的兩側(cè)，所述加固鋼板表面焊釘(7)底端焊接在所述加固鋼板(6)上表面，頂端與所述鋼筋網(wǎng)片(4)連接。

6.一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固方法，其特征在于，在步驟s2中，加固鋼板(6)粘貼到頂板疲勞裂紋(5)之前，對(duì)鋼橋面板頂板(1)上表面的加固區(qū)域，以及加固鋼板(6)下表面進(jìn)行拋丸除銹。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固方法，其特征在于，在步驟s2中，在鋼橋面板頂板(1)上表面涂抹高性能環(huán)氧樹(shù)脂膠，將加固鋼板(6)粘貼在鋼橋面板頂板(1)上，并采用重物壓實(shí)以保證粘貼效果。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結(jié)構(gòu)及方法，屬于橋梁工程領(lǐng)域，包括：鋼橋面板頂板、鋼橋面板U形加勁肋、鋼筋網(wǎng)片、加固鋼板、頂板焊釘和超高性能水泥基材料層；鋼橋面板U形加勁肋均勻固定在鋼橋面板頂板下表面，加固鋼板粘貼在頂板疲勞裂紋范圍內(nèi)，頂板焊釘均勻焊接在鋼橋面板頂板上表面，鋼筋網(wǎng)片安裝在頂板焊釘?shù)捻敹?，超高性能水泥基材料層澆筑在鋼橋面板頂板、加固鋼板和鋼筋網(wǎng)片上方。本發(fā)明在鋼橋面板上的頂板裂紋覆蓋加固鋼板，利用加固鋼板增強(qiáng)頂板疲勞裂紋區(qū)的剛度與強(qiáng)度，通過(guò)加固鋼板上的圓形挖孔和異性挖孔以及加固鋼板表面焊釘，增加鋼橋面板與加固鋼板的剪切力，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼橋面板疲勞裂紋的快速、無(wú)損修復(fù)。

技術(shù)研發(fā)人員：王焱,虢得華,邢曉波,秦鳳江,梅佳鴻,陳輝,李鎮(zhèn),胡德功,劉偉,狄謹(jǐn),張旭旭,胡貽建,韓濤,李偉,劉彥君
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東高速青島建設(shè)管理有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6