[发明专利]一种轧焊钢混组合梁及其施工方法

说明书

本发明公开了一种轧焊钢混组合梁及其施工方法，该组合梁包括第一翼缘板、第一接头板、第二翼缘板和中间连接板，第一翼缘板和第一接头板通过热轧工艺一体成型为T形结构，中间连接板的一端与第二翼缘板连接，中间连接板的另一端与第一接头板之间设有第一焊接部；第一接头板靠近中间连接板的一端设有第一焊接面。本发明将第一翼缘板和第一接头板通过热轧工艺一体成型为T形结构，第一接头板与中间连接板采用船型焊的方式进行对接焊，其能够有效减少了焊接缺陷的产生，而且改变了两向焊缝交叉的位置，避免了传统组合梁中翼缘板与腹板之间存在的焊接残余应力问题，大大提高了组合梁的经济性和耐久性，解决了行业内一直想突破的难题。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种轧焊钢混组合梁及其施工方法。

背景技术

组合梁作为桥梁结构中的重要梁式类型，主要承担了桥面荷载传递的弯矩与剪力作用。在组合梁中，下部钢梁翼缘的主要作用是抵抗弯矩，而腹板则主要用来承担剪力，上部混凝土板主要用来抵抗压力，结合面通常采用剪力连接件进行连接。因此，腹板通常做得高而薄，从而提高抗剪刚度。同时为了提高组合梁的局部稳定性，组合梁腹板上通常设置竖向加劲肋，若腹板的高厚比较大，还设置纵向加劲肋，如此腹板就被纵向和竖向加劲肋分隔为许多矩形区格。如图3所示，传统组合梁钢板件之间的连接采用T型焊接接头的形式，然而T型接头焊接空间小，操作不便，容易产生不易察觉的焊接缺陷。且各板件之间通过焊接连接为整体，因此高厚比越大的组合梁则会在纵横向加劲肋连接焊缝位置引入更多的大小不等，分布不均的焊接残余应力。

相关研究表明，组合梁下部工形梁的疲劳开裂主要出现于横梁与主梁、横肋与主梁连接处，且裂纹多萌生于横梁(横肋)与主梁腹板连接焊缝端部。此处为两向焊缝交汇处，构造细节复杂且残余应力数值较大，在车辆荷载作用下极易出现疲劳裂纹。

目前，国内组合梁其不足之处及缺陷明显包括：

1、组合梁下部若采用热轧工字型钢，则其整体性好，残余应力小，但国内外热轧工字型钢常用尺寸最大高度为700mm左右，很难满足实际工程需求；

2、组合梁下部若采用板件焊接的工形梁，加工方法采用人工或半机械化生产、工序复杂、加工困难、效率低下，包括切割、铣边、整形、焊接等，质量控制难度大、加工精度差；

3、板件焊接的工形梁，由于竖向加劲肋与腹板焊缝、翼缘与腹板焊缝相交或接近，此处构造复杂，两向焊缝相交或相近，在车辆荷载作用下不仅应力分布复杂且焊接残余应力数值较大，容易在此处萌生疲劳裂纹；

4、目前工形梁翼缘宽度受限条件下，主要采用在翼缘外贴钢板的方式增加其截面惯性矩，外贴钢板一般采用角焊缝的形式进行连接。这一传统做法不仅会在翼缘处引入新的焊接残余应力，在荷载作用下下翼缘承受应力幅较大时，很容易出现疲劳开裂，而且外贴钢板增加制造工序，制造效率低。

因此，如何改善组合梁焊接接头的焊接质量与疲劳性能同时提高制造效率是行业内要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术的缺陷，提供一种轧焊钢混组合梁及其施工方法，既降低焊接残余应力引起的疲劳开裂问题，又能解决外贴钢板引起的制造加工效率低下问题，在一定程度上克服现有组合梁技术的不足。

为了实现上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：一种轧焊钢混组合梁，包括第一翼缘板、第一接头板、第二翼缘板和中间连接板，所述第一翼缘板和第一接头板通过热轧工艺一体成型为T形结构，所述中间连接板的一端与所述第二翼缘板连接，中间连接板的另一端与所述第一接头板之间设有第一焊接部；所述第一接头板靠近中间连接板的一端设有第一焊接面，所述第一焊接面包括第一中间弧面部，所述第一中间弧面部的两侧均设有第一边缘斜面部。

作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述第一边缘斜面部与水平面之间的夹角为25-45度。

作为上述技术方案的一种可选设计结构，所述第一边缘斜面部与水平面之间的夹角为35度。