桥梁用UTU肋(新型端部增厚U肋)介绍

2019-07-15 23:57:43

钢结构具有自重轻、材质均匀、质量稳定、易于装配化施工,被世界各国广泛使用。法国、日本、美国等国家的钢结构桥梁占比分别为85%、41%和35%,我国钢结构桥梁主要用于特大跨径桥梁。截至2015年年底,公路钢结构桥梁占比不足1%。


随着世界桥梁的发展和钢结构技术的进步,大跨度桥梁越来越多地采用钢结构,而正交异性板以其重量轻、承载能力大等优点,在钢结构桥梁的建设中得到了广泛的应用,。正交异性桥面板主要由钢结构面板以及与其焊接的横梁、纵肋构成,横梁主要为横隔板,纵肋主要为U型肋结构。由于U型肋能够提供较大的抗扭刚度和抗弯刚度,能够改善整个桥面板的受力状态,因此成为现代正交异性桥面板的最常用的截面形式。由于近些年交通车辆快速增长以及长期超载荷负重的影响下,我国已建成在使用的钢结构桥梁中,部分正交异性钢桥发现纵肋与桥面板的焊接处有不同程度的疲劳裂纹产生疲劳裂纹的主要原因为:


(1)由于U型肋为闭口结构,在焊接时只能从外侧单面施焊,普遍采用75%~85%的部分熔透焊,焊接面积较小;而留下15%~25%的未熔合部分,大约2~3 mm,这2~3 mm的未熔合部分本身就形成一个天然的初始裂纹,成为疲劳裂缝源,在反复载荷作用下,导致桥面板与U肋焊缝处容易疲劳开裂。疲劳裂缝一旦产生就会降低桥面板的刚度,进而降低整个桥梁的寿命;

(2)U肋的顶部焊缝部分与U肋非焊接部分相比,其截面厚度减小,使得连接处有一定程度的偏心,焊接处偏心导致附加弯矩成形应力集中,从而诱发裂缝。疲劳裂缝产生以后,将降低桥面板刚度并直接导致桥面辅装损坏,反过来辅装损坏也会加剧桥面板的裂缝发展,加剧疲劳寿命的减小,国内很多钢箱梁桥面辅装破坏就是这个原因。

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桥梁用UTU肋采用新型局部热辊压成形工艺技术,使肋与桥面板连接端部增厚,增加肋与桥面板的焊接面积;彻底的解决了传统的桥梁用U肋在同厚的状态下与桥面板焊接面积小,焊缝容易疲劳开裂等问题,从而使桥梁的建造和维护成本极大的降低。目前此工艺及产品已成功的应用到“江阴长江大桥”、“北京三元桥改造项目”等等。


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