[发明专利]正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构及其加固方法

说明书

本发明提供一种正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构及其加固方法。该正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，包括钢桥面顶板以及焊接于所述钢桥面顶板的下表面的U肋，设定所述U肋与钢桥面顶板之间的焊接处存在疲劳开裂风险的区域或已经存在疲劳裂纹的区域为疲劳易损区域，在所述钢桥面顶板的上表面且对应所述疲劳易损区域的位置处设有加固补强板。本发明施工简便，能够有效抑制或减缓正交异性钢桥面板的疲劳裂纹萌生或发展，大幅提高正交异性钢桥面板的疲劳寿命。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构及其加固方法。

背景技术

正交异性钢桥面板作为广泛使用的结构形式，具有自重轻、承载能力高，适用范围广等突出优点。正交异性钢桥面板的疲劳问题一直是各国学者研究的热点问题，其中顶板与U肋焊接部位作为疲劳易损部位之一，该部位的疲劳裂纹往往向顶板方向扩展，检修困难，当发现的时候往往已经穿透顶板影响了桥面防水层和铺装层，此时雨水已经渗入钢箱梁内部；同时，对该部位裂纹进行修复加固的时候往往需要中断交通、修复困难，然而此类裂纹是正交异性钢桥面板疲劳裂纹中影响较为严重的。

正交异性钢桥面板的结构形式、成型方式以及反复交变荷载的作用下造成了其疲劳易损性。结构形式的构造复杂、几何不连续造成的应力集中，焊接、热切割所导致的残余应力，加之不可避免的制造误差及大量交通荷载的反复作用共同造成了疲劳易损部位裂纹的出现及扩展，影响桥梁结构的使用寿命，带来严重的安全隐患。针对已建成桥梁出现的疲劳裂纹，现有技术需要采取修复加固措施以保证桥梁结构使用的安全性。

传统的加固方法主要以机械修复和热修复为主，然而传统修复方法存在对原有结构产生损伤引入新的易损部位，施工技术复杂，修复代价昂贵且达不到预期效果等缺点。

因此，如何设计一种施工便捷，可以有效抑制或减缓正交异性钢桥面板的疲劳裂纹萌生或发展，大幅提高疲劳寿命的正交异性钢桥面板顶板与U肋焊缝的加固方式，已成为本领域需要解决的技术难题。

发明内容

本发明提供一种正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，能够有效抑制或减缓正交异性钢桥面板的疲劳裂纹萌生或发展，大幅提高疲劳寿命。

本发明提供一种正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，包括钢桥面顶板以及焊接于所述钢桥面顶板的下表面的U肋，设定所述U肋与钢桥面顶板之间的焊接处存在疲劳开裂风险的区域或已经存在疲劳裂纹的区域为疲劳易损区域，在所述钢桥面顶板的上表面且对应所述疲劳易损区域的位置处设有加固补强板。

根据本发明提供一种的正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，所述加固补强板与所述钢桥面顶板的上表面粘接。

根据本发明提供一种的正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，所述疲劳易损区域位于所述加固补强板的中部，以使所述加固补强板完全覆盖所述疲劳易损区域。

根据本发明提供一种的正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，在所述钢桥面顶板的上表面粘接有桥面铺装层，所述加固补强板设置于所述桥面铺装层与所述钢桥面顶板之间，且所述桥面铺装层完全覆盖所述加固补强板。

根据本发明提供一种的正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，所述加固补强板与所述桥面铺装层之间粘接。

根据本发明提供一种的正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，所述加固补强板采用纤维增强复合材料或钢材制成。

根据本发明提供一种的正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，所述加固补强板的纤维方向与所述钢桥面顶板的横向相一致。

根据本发明提供一种的正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，所述U肋沿所述钢桥面顶板的长度方向延伸设置。

根据本发明提供一种的正交异性钢桥面焊缝疲劳加固结构，在所述钢桥面顶板的下表面还设有多个横向隔板，多个所述横向隔板沿所述钢桥面顶板的长度方向间隔分布，且各所述横向隔板分别与所述U肋相互垂直。