一種鐵路鋼橋工型梁豎向加勁肋端部疲勞裂紋的加固方法技術

本發明專利技術公開了一種鐵路鋼橋工型梁豎向加勁肋端部疲勞裂紋的加固方法，包括：步驟1，對鐵路鋼橋的實橋進行檢查，確定鐵路鋼橋的工型梁腹板的豎向加勁肋端部是否有裂紋，如果有裂紋，則進行步驟2；步驟2，采用磁力鉆在豎向加勁肋端部的裂紋尖端鉆圓孔作為止裂孔，止裂孔的直徑與工型梁腹板的厚度相同，為10mm，同時豎向加勁肋端部的裂紋尖端落入止裂孔中；步驟3，采用角鋼在豎向加勁肋的兩端與工型梁腹板連接，以增加局部剛度，減小面外變形。本發明專利技術的有益效果：通過在裂紋尖端打止裂孔，并在工型梁腹板增加角鋼，有效阻止裂紋的進一步擴展；經疲勞試驗驗證，采用在腹板增加角鋼的方法，有效的增加了局部剛度，減小了面外變形。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及土木工程
，具體而言，涉及一種鐵路鋼橋工型梁豎向加勁肋端部疲勞裂紋的加固方法。
技術介紹
在20世紀80年代以前，在設計鋼板梁或橋面系縱橫梁時，為了避免受拉翼緣產生疲勞裂紋，加勁肋或橫隔板僅與受壓翼緣進行焊接連接，在受拉翼緣則將加勁肋截短或是與受拉翼緣采用磨光頂緊的方式連接。這種構造在我國既有鋼橋中出現過大量的疲勞開裂實例。此類裂紋產生的原因，包括如下幾個方面：(1)列車蛇形運動引起的橫向振動；(2)軌道中心距與縱梁中心距的差異引起的豎向荷載對于縱梁腹板的偏心；(3)豎向荷載下橫梁變形引起縱梁腹板的面外變形。這三個荷載方面的原因，加上在構造上加勁肋的剛度比腹板的面外彎曲剛度大很多，導致腹板的面外變形集中發生在加勁肋焊縫端部與受拉翼緣之間的微小間隙處。研究表明最大彎曲應力發生在加勁肋與腹板連接角焊縫端部的焊趾處，且該處主拉應力的方向為豎向，所以疲勞裂紋一般從加勁肋焊縫端部產生，并大致沿水平方向擴展。此類裂紋起初一般平行于應力場，不會對橋梁的安全造成嚴重影響，但當裂紋尖端轉向與應力場垂直時，裂紋可能進一步擴展到翼緣，導致主梁喪失承載能力，因此應及時予以修復。目前針對工型梁腹板豎向加勁肋端部焊縫構造，主要有兩種加固方案：一是放松小間隙處約束，如鉆止裂孔，減小或釋放對腹板面外變形的約束，當止裂孔無法阻止裂紋擴展時，還可配合切割部分豎向加勁肋增大腹板間隙長度，以減小面外變形產生的次應力；二是通過加強該處剛度，如直接將加勁肋與翼緣通過角焊縫焊連，以預防面外變形的發生，另外還可采用角鋼將加勁肋與翼緣進行連接的方法。目前我國鋼橋對此類裂紋的處理方式一般采用與翼緣連接的方式進行加固，這種加固方法需在翼緣上打孔，對翼緣有一定的削弱作用。若在加固時對翼緣削弱太多以致減小了工型梁的承載力，或者存在其他構造或連接使翼緣上無法打孔或安裝困難時，這種加固方法無法實施。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種解決工型梁腹板豎向加勁肋端部裂紋問題，同時避免在工型梁翼緣上打孔的加固方法。本專利技術提供了一種鐵路鋼橋工型梁豎向加勁肋端部疲勞裂紋的加固方法，該加固方法包括：步驟1，對鐵路鋼橋的實橋進行檢查，確定所述鐵路鋼橋的工型梁腹板的豎向加勁肋端部是否有裂紋，如果有裂紋，則進行步驟2；步驟2，采用磁力鉆在所述豎向加勁肋端部的裂紋尖端鉆圓孔作為止裂孔，所述止裂孔的直徑與所述工型梁腹板的厚度相同，為10mm，同時所述豎向加勁肋端部的裂紋尖端落入所述止裂孔中；步驟3，采用角鋼在所述豎向加勁肋的兩端與所述工型梁腹板連接，以增加局部剛度，減小面外變形。作為本專利技術進一步的改進，所述步驟3具體包括：步驟31，采用磁力鉆在所述豎向加勁肋的兩側鉆孔，每側各鉆七孔，作為與所述角鋼連接的高強螺栓栓孔；步驟32，分別在所述豎向加勁肋的兩側安裝角鋼，共四個。作為本專利技術進一步的改進，所述止裂孔與所述高強螺栓栓孔共用孔位。作為本專利技術進一步的改進，所述角鋼的截面尺寸為L160mmx100mmx10mm，長為560mm。作為本專利技術進一步的改進，所述角鋼安裝在距離所述鐵路鋼橋的工型梁的下翼緣10mm處，其中，所述角鋼肢長長的一面打孔與所述工型梁腹板相連，所述角鋼肢長短的一面與所述豎向加勁肋平行，并距所述豎向加勁肋10mm。作為本專利技術進一步的改進，所述高強螺栓栓孔呈梅花形布置，所述高強螺栓栓孔的孔邊距為40mm，所述高強螺栓栓孔的豎向孔間距為160mm，所述高強螺栓栓孔的橫向孔間距為65mm，其中，所述角鋼安裝至縱梁上的橫向為所述高強螺栓栓孔的橫向，所述角鋼安裝至縱梁上的豎向為所述高強螺栓栓孔的豎向。作為本專利技術進一步的改進，高強螺栓采用M22高強螺栓，孔的直徑偏差為：φ24±0.50mm，螺栓孔距的偏差±0.4mm。本專利技術的有益效果為：1、通過在裂紋尖端打止裂孔，并在工型梁腹板增加角鋼，有效阻止了裂紋的進一步擴展；2、經疲勞試驗驗證，采用在腹板增加角鋼的方法，有效的增加了局部剛度，減小了面外變形。附圖說明圖1為本專利技術實施例所述的一種鐵路鋼橋工型梁豎向加勁肋端部疲勞裂紋的加固方法的流程示意圖；圖2為圖1中角鋼加固的示意圖；圖3為圖1中角鋼的示意圖。具體實施方式下面通過具體的實施例并結合附圖對本專利技術做進一步的詳細描述。實施例1，如圖1所示，本專利技術實施例的一種鐵路鋼橋工型梁豎向加勁肋端部疲勞裂紋的加固方法，以鐵路64m下承式鋼桁梁的縱梁為例。該縱梁材質為Q345qD鋼，跨度為8m，高1290mm；上下翼緣寬240mm，上下翼緣厚16mm，工型梁腹板高1258mm、工型梁腹板厚10mm；工型梁腹板兩側各設有5個豎向加勁肋。該加固方法包括：步驟1，對鐵路鋼橋的實橋進行檢查，確定鐵路鋼橋的工型梁腹板的豎向加勁肋端部是否有裂紋，如果有裂紋，則進行步驟2；步驟2，采用磁力鉆在豎向加勁肋端部的裂紋尖端鉆圓孔作為止裂孔，止裂孔與高強螺栓栓孔共用孔位，若無法利用高強螺栓栓孔位時，應與螺栓孔保持適當距離，距離的確定依據《鐵路橋梁鋼結構設計規范》(TB10002.2-2005)執行，止裂孔的直徑與工型梁腹板的厚度相同，為10mm，同時豎向加勁肋端部的裂紋尖端落入止裂孔中；步驟3，采用角鋼在豎向加勁肋的兩端與工型梁腹板連接，以增加局部剛度，減小面外變形，具體包括：步驟31，采用磁力鉆在豎向加勁肋的兩側鉆孔，每側各鉆七孔，作為與角鋼連接的高強螺栓栓孔，高強螺栓栓孔呈梅花形布置，高強螺栓栓孔的孔邊距為40mm，高強螺栓栓孔的豎向孔間距為160mm，高強螺栓栓孔的橫向孔間距為65mm，其中，角鋼安裝至縱梁上的橫向為高強螺栓栓孔的橫向，角鋼安裝至縱梁上的豎向為高強螺栓栓孔的豎向，高強螺栓采用M22高強螺栓，高強螺栓孔的直徑偏差為：φ24±0.50mm，螺栓孔距的偏差±0.4mm；步驟32，分別在豎向加勁肋的兩側安裝角鋼，共四個，鋼的截面尺寸為L160mmx100mmx10mm，長為560mm，角鋼安裝在距離鐵路鋼橋的工型梁的下翼緣10mm處，其中，角鋼肢長長的一面打孔與工型梁腹板相連，角鋼肢長短的一面與豎向加勁肋平行，并距豎向加勁肋10mm。安裝時應注意高強螺栓應遵循從板件中部逐步向兩側的安裝順序。經疲勞試驗驗證，采用在工型梁腹板增加角鋼的方法，有效的增加了局部剛度，減小了面外變形。在7萬次發現裂紋后，采取該法本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鐵路鋼橋工型梁豎向加勁肋端部疲勞裂紋的加固方法，其特征在于，該加固方法包括：步驟1，對鐵路鋼橋的實橋進行檢查，確定所述鐵路鋼橋的工型梁腹板的豎向加勁肋端部是否有裂紋，如果有裂紋，則進行步驟2；步驟2，采用磁力鉆在所述豎向加勁肋端部的裂紋尖端鉆圓孔作為止裂孔，所述止裂孔的直徑與所述工型梁腹板的厚度相同，為10mm，同時所述豎向加勁肋端部的裂紋尖端落入所述止裂孔中；步驟3，采用角鋼在所述豎向加勁肋的兩端與所述工型梁腹板連接，以增加局部剛度，減小面外變形。

【技術特征摘要】
1.一種鐵路鋼橋工型梁豎向加勁肋端部疲勞裂紋的加固方法，其特征在
于，該加固方法包括：
步驟1，對鐵路鋼橋的實橋進行檢查，確定所述鐵路鋼橋的工型梁腹板的
豎向加勁肋端部是否有裂紋，如果有裂紋，則進行步驟2；
步驟2，采用磁力鉆在所述豎向加勁肋端部的裂紋尖端鉆圓孔作為止裂
孔，所述止裂孔的直徑與所述工型梁腹板的厚度相同，為10mm，同時所述豎
向加勁肋端部的裂紋尖端落入所述止裂孔中；
步驟3，采用角鋼在所述豎向加勁肋的兩端與所述工型梁腹板連接，以增
加局部剛度，減小面外變形。
2.根據權利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述步驟3具體包括：
步驟31，采用磁力鉆在所述豎向加勁肋的兩側鉆孔，每側各鉆七孔，作
為與所述角鋼連接的高強螺栓栓孔；
步驟32，分別在所述豎向加勁肋的兩側安裝角鋼，共四個。
3.根據權利要求2所述的加固方法，其特征在于，所述止裂孔與所述高
強螺栓栓孔共用孔位。<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王麗，田越，鞠曉臣，潘永杰，郭輝，張雯，
申請(專利權)人：中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所，中國鐵道科學研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11