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

背景技術：

1、正交異性鋼橋面板具有質量輕、強度高、承載性能好的優(yōu)點，自誕生以來在鋼結構橋梁中應用廣泛。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，導致車輛荷載作用在橋面板局部應力幅偏高，隨著高頻次的車輪荷載不停的在鋼橋面板上通行，導致鋼橋面板出現了大量的疲勞開裂問題。國內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了疲勞開裂問題。鋼橋面板開裂后，局部抗彎剛度降低，導致鋼箱梁表面區(qū)莊的瀝青層活載應力幅偏高而出現疲勞破損，反過來加劇鋼橋面板的疲勞破損程度，同時影響橋面行車安全，增加橋梁維護費用的支出。

2、目前工程中常采用設置止裂孔、焊接或栓接加強鋼板、粘貼碳纖維布或sma條帶等手段進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：設置鋼橋面板頂板無法開設止裂孔，焊接或栓接加強鋼板屬于對原結構有損的加固方法，粘貼碳纖維布或sma條帶造價較高等問題，并不適用于鋼橋面板開裂規(guī)模最大的頂板-縱肋細節(jié)裂紋的加固。

3、因此，有必要結合鋼橋面板頂板-縱肋細節(jié)的開裂特點與無損加固需求，提出一種對原結構損傷小、便于利用成熟施工技術的鋼橋面板疲勞裂紋的免焊接加固方法，實現對鋼橋面板疲勞裂紋的快速、無損修復。

技術實現思路

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構及方法，用于解決上述問題。

2、為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結構，包括：鋼橋面板頂板、鋼橋面板u形加勁肋、鋼筋網片、加固鋼板、頂板焊釘和超高性能水泥基材料層；多個所述鋼橋面板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，多個所述頂板焊釘均勻焊接在所述鋼橋面板頂板的上表面，所述鋼筋網片安裝在所述頂板焊釘的頂端，所述超高性能水泥基材料層澆筑在所述鋼橋面板頂板、所述加固鋼板和所述鋼筋網片的上方。

4、進一步地，所述加固鋼板上開設異形挖孔與圓形挖孔。

5、進一步地，所述異形挖孔靠近所述頂板疲勞裂紋一側連續(xù)且封閉，遠離所述頂板疲勞裂紋一側設置缺口，所述缺口寬度為所述異形挖孔沿所述加固鋼板長邊方向的長度的1/4。

6、進一步地，所述異形挖孔中焊接有所述頂板焊釘，并靠近所述缺口；所述頂板焊釘底端穿過所述異形挖孔焊接在鋼橋面板頂板的上表面，頂端與所述鋼筋網片連接。

7、進一步地，還包括加固鋼板表面焊釘，多個所述加固鋼板表面焊釘在所述加固鋼板兩個寬邊的邊緣，以及所述缺口的兩側，所述加固鋼板表面焊釘底端焊接在所述加固鋼板上表面，頂端與所述鋼筋網片連接。

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.根據頂板疲勞裂紋切割加固鋼板，并在加固鋼板上開設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，并將多個頂板焊釘均勻焊接在鋼橋面板頂板上，以及穿過異形挖孔焊接在鋼橋面板頂板上；將多個加固鋼板表面焊釘間隔均勻焊接在加固鋼板上；

11、s3.將鋼筋網片安裝在多個頂板焊釘和多個加固鋼板表面焊釘的頂端；

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

13、進一步地，在步驟s2中，加固鋼板粘貼到頂板疲勞裂紋之前，對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行拋丸除銹。

14、進一步地，在步驟s2中，在鋼橋面板頂板上表面涂抹高性能環(huán)氧樹脂膠，將加固鋼板粘貼在鋼橋面板頂板上，并采用重物壓實以保證粘貼效果。

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覆蓋加固鋼板，利用加固鋼板增強鋼橋面板頂板開裂區(qū)的剛度與強度，并在加固鋼板上開設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于兩個異形挖孔之間，在兩類開孔處，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，粘結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，提高二者之間的協同工作能力；在加固鋼板上表面的邊緣焊接的多個加固鋼板表面焊釘，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，確保粘接界面不會發(fā)生滑移，進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抗拔受力來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造簡單、加工工藝成熟，既可以在工廠加工后運輸至現場，又可以將整塊鋼板運輸至現場后根據實際加固需求進行切割，加固鋼板不需要與鋼橋面板之間進行高精度裝配，加工精度要求不高，與目前常用方法相比具有簡單、高效、易實現等優(yōu)點，應用前景廣闊。

技術特征：

1.一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結構，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，多個所述頂板焊釘(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)和所述鋼筋網片(4)的上方。

2.根據權利要求1所述的一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結構，其特征在于，所述加固鋼板(6)上開設異形挖孔(8)與圓形挖孔(9)。

3.根據權利要求2所述的一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結構，其特征在于，所述異形挖孔(8)靠近所述頂板疲勞裂紋(5)一側連續(xù)且封閉，遠離所述頂板疲勞裂紋(5)一側設置缺口，所述缺口寬度為所述異形挖孔(8)沿所述加固鋼板(6)長邊方向的長度的1/4。

4.根據權利要求3所述的一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結構，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，頂端與所述鋼筋網片(4)連接。

5.根據權利要求4所述的一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結構，其特征在于，還包括加固鋼板表面焊釘(7)，多個所述加固鋼板表面焊釘(7)在所述加固鋼板(6)兩個寬邊的邊緣，以及所述缺口的兩側，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.根據權利要求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)下表面進行拋丸除銹。

8.根據權利要求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，并采用重物壓實以保證粘貼效果。

技術總結
本發(fā)明公開一種鋼橋面板蓋板疲勞裂紋的加固結構及方法，屬于橋梁工程領域，包括：鋼橋面板頂板、鋼橋面板U形加勁肋、鋼筋網片、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，頂板焊釘均勻焊接在鋼橋面板頂板上表面，鋼筋網片安裝在頂板焊釘的頂端，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，利用加固鋼板增強頂板疲勞裂紋區(qū)的剛度與強度，通過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，實現對鋼橋面板疲勞裂紋的快速、無損修復。

技術研發(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,張旭旭,胡貽建,韓濤,李偉,劉彥君
受保護的技術使用者：山東高速青島建設管理有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6