公路鋼橋面板施工技術(shù)論文

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1正交異性鋼橋面板構(gòu)造的改進

鋼橋面板是主梁的上邊，它在實際的施工中要承受車輛的碾壓作用，上文中我們已經(jīng)提到，鋼橋面板由三個部分構(gòu)成，一個是面板，一個是縱肋，一個是橫肋，而且在焊接完成之后，其自身的構(gòu)造有著非常強的復(fù)雜性，如果車輛通過這一部分，輪載會在每個部分都產(chǎn)生非常明顯的應(yīng)力，同時在部件交叉的位置會產(chǎn)生局部應(yīng)力，而這些部位的變形情況也相對比較嚴(yán)重。而這一部分的受力也相對比較復(fù)雜，所以在鋼橋面板設(shè)計的過程中，必須要考慮到面板結(jié)構(gòu)疲勞這一重要的因素，只有對其予以充分的考量和重視，才能對薄弱環(huán)節(jié)予以相應(yīng)的調(diào)整和改進。在改進之后，面板采用的是陶瓷襯墊單面焊雙面成型的技術(shù)，U形肋使用的是高強度的螺栓對接拼接的方式。在改進之后，鋼橋面板出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象會大大的降低，同時這種結(jié)構(gòu)在施工的過程中有效的降低了裂紋發(fā)生的概率，同時工地頭縱向焊接的情況也得到了有效的控制，使得鋼橋面板的抗疲勞程度得到了有效的改善，與此同時，這種連接方式也不會對橋面的鋪裝質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。

2試件設(shè)計和制造

在對正交異性鋼橋面板剛度和荷載所引起的彎曲效應(yīng)進行計算的時候，應(yīng)該對和縱肋共同作用的鋼橋面板的有效寬度赫爾縱向的間距予以高度的重視。鋼箱梁工地接頭的位置面板通常采用的是單面焊接雙面成型的工藝，所以在面板的內(nèi)側(cè)適當(dāng)?shù)奈恢眯枰O(shè)置一個陶瓷襯墊，所以在焊縫下的U型肋側(cè)面的位置必須要打開一個開口，這樣就可以讓襯墊更容易通過指定的位置，缺口的寬度一定要合適，如果寬度太小，施工的便利性會受到極大的影響，如果開口過大馬廄會使得周圍局部的應(yīng)力明顯增加。

3試驗概況

3.1測點布置

為研究缺口附近面板上的應(yīng)力分布情況，在缺口附近面板上密集布置測點，其中面板焊縫附近的12個測點貼雙向應(yīng)變片測量縱、橫雙向應(yīng)力。除了缺口附近布置測點外，在試件跨中及與試件焊栓接頭對稱的位置，也相應(yīng)地布置了測點。

3.2疲勞試驗

選取試件Ⅰ進行疲勞試驗，疲勞試驗加載位置為焊栓接頭處，荷載范圍40～90kN，循環(huán)次數(shù)為200萬次。根據(jù)有限元計算，試件跨中加4OkN荷載時，試件跨中U形肋下表面的最大應(yīng)力與橋梁恒載作用下產(chǎn)生的最大應(yīng)力相當(dāng)，當(dāng)加90kN荷載時，其最大應(yīng)力與橋梁恒載、活載共同作用下產(chǎn)生的最大應(yīng)力相當(dāng)，故選取以上疲勞試驗加載范圍。

3.3靜載試驗

兩個試件都作靜載試驗。靜載試驗分兩種加載方案，一種是在焊栓接頭處加載，另一種是在跨中加載。根據(jù)有限元計算，當(dāng)試件跨中作用140kN的荷載時，試件最大應(yīng)力處（跨中U形肋下表面）的應(yīng)力達到設(shè)計容許應(yīng)力200MPa，試驗中考慮到較實際受力情況更不利的狀態(tài)，將最大靜載加到175kN，為實際軸重力的2.5倍，使試件的最大計算應(yīng)力達到鋼材流動極限的75％。加載等級分四級和五級。

4試驗結(jié)果分析

4.1豎向撓度

在對各個測點進行試驗觀測后發(fā)現(xiàn)，在不同荷載等級的作用下，所測到的豎向撓度值與預(yù)先通過計算后得出的數(shù)值幾乎相同，表明了該連接技術(shù)方法是比較可行的。其中在跨中進行荷載試驗時，發(fā)現(xiàn)焊接螺栓接頭處的豎向撓度要比起對稱位置的接頭撓度小一些，經(jīng)過研究分析后得知，這是因為前者除了使用高強度螺栓進行連接，還另外夾了兩塊拼接板。這就使得腹板的厚度增大了許多，因而增大了焊栓接頭的剛度值。

4.2疲勞強度

在下限為40kN、上限為90kN（分別為實際軸重力的57％和1.23倍）的疲勞試驗荷載作用下，經(jīng)過200萬次后，試件I各部位的撓度與疲勞試驗前基本上沒有差別，這說明疲勞對試件的剛度幾乎沒有影響。通過20倍放大鏡目測檢查，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋，再次經(jīng)過分級靜載試驗，結(jié)果表明，各測點的應(yīng)力大小及其與荷載的線性關(guān)系同疲勞前一樣?？梢哉J(rèn)為，大型公路鋼箱梁正交異性橋面板結(jié)構(gòu)采用焊栓連接后，其抗疲勞性能很好。

4.3局部應(yīng)力

在外加荷載作用下，兩個試件的大多數(shù)對稱測點的實測應(yīng)力基本對稱。當(dāng)在焊栓接頭處加載時，將兩個試件的實例應(yīng)力進行比較，就會發(fā)現(xiàn)：試件Ⅱ焊栓接頭附近面板上的縱向應(yīng)力比試件I大，在其他測點，兩個試件的實測縱向應(yīng)力基本上一致；當(dāng)在跨中加載時，在所有的測點，兩個試件的應(yīng)力都差不多，而且數(shù)值很小，與焊栓接頭處對稱部位的縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力也與焊栓接頭處對應(yīng)點的縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力基本一致。實例應(yīng)力基本上隨著荷載的增加而呈線性增加，而且基本上與計算值相吻合。

5結(jié)束語

當(dāng)前的公路建設(shè)施工的過程中，很多新的技術(shù)都在逐漸的推廣和應(yīng)用，而鋼箱梁翹班施工技術(shù)是其中應(yīng)用比較廣泛的一項技術(shù)，在這項技術(shù)當(dāng)中，傳統(tǒng)的施工方式已經(jīng)出現(xiàn)了非常明顯的弊端，所以應(yīng)該對其進行有針對性的改進，只有這樣，才能更好的保證施工的質(zhì)量，同時還會使得工程的合理性更強，推動了我國公路建設(shè)行業(yè)的健康發(fā)展。

作者：崔艷穎 單位：遼寧省路橋建設(shè)集團工程檢測有限公司