一種用于橋梁工程中的雙l形組合式t型連接件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于橋梁工程中的雙L形組合式T型連接件。目的是提供的雙L形組合式T型連接件應(yīng)可有效提升安全性能。技術(shù)方案是：一種用于橋梁結(jié)構(gòu)中的雙L形組合式T型連接件，包括兩塊L形鋼板和若干個(gè)連接螺栓，所述L形鋼板包括翼緣和腹板，兩塊L形鋼板的腹板背靠背焊接固定為一體；或者，所述腹板上開(kāi)有固定孔，若干個(gè)與固定孔相配合的緊固螺栓將兩塊L形鋼板的腹板背靠背固定連接。
【專利說(shuō)明】-種用于橋梁工程中的雙L形組合式T型連接件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及應(yīng)用于橋梁工程中的一種Τ型連接件。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、綜合國(guó)力不斷增強(qiáng)，我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，作為 公路建設(shè)重要組成部分的橋梁建設(shè)也得到了大力的發(fā)展，特別是近十年來(lái)，我國(guó)大跨徑橋 梁的建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)最輝煌的時(shí)期，一大批結(jié)構(gòu)新穎、技術(shù)復(fù)雜、設(shè)計(jì)和施工難度大和科技 含量高的大跨徑橋梁相繼建成。近年，隨著大量橋梁建設(shè)而成，如何提高橋梁安全性這一課 題已越趨重要。
[0003] Τ型連接件作為一種重要的連接構(gòu)件被廣泛應(yīng)用于公路橋梁結(jié)構(gòu)中，這種連接件 特別適用于高烈度地區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)中。該種連接件一般由翼緣鋼板和腹板通過(guò)焊接方式組 合而成，形成Τ字型鋼構(gòu)件，主要應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)處，一般翼緣板通過(guò)高強(qiáng)螺栓與 橋梁結(jié)構(gòu)中的堅(jiān)向受力構(gòu)件（如梁式橋中的橋柱，鋼架橋中的支柱等）相連接，腹板通過(guò)焊 接方式或者高強(qiáng)度螺栓與橋梁結(jié)構(gòu)中的水平受力構(gòu)件（如梁板、桁架梁等）或支撐（如人 字撐，斜撐等）等相連接。
[0004] 目前，在國(guó)內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用較多的是矩形翼緣τ性連接件，該類連接件 是由腹板和翼緣板焊接而成，但是焊接將帶來(lái)殘余應(yīng)力和殘余變形。理論上，殘余應(yīng)力的存 在不會(huì)降低構(gòu)件承受靜力荷載的強(qiáng)度，但它將使構(gòu)件提前進(jìn)入彈塑性工作階段從而降低構(gòu) 件的剛度和穩(wěn)定性，并會(huì)降低該類連接件的疲勞性能；而殘余應(yīng)變不但會(huì)影響構(gòu)件的外觀， 還會(huì)因改變受力的幾何狀態(tài)而影響構(gòu)件的承載能力，并且會(huì)使該類Τ性連接件翼緣和橋梁 主結(jié)構(gòu)板之間產(chǎn)生間隙，間隙處極易在大氣環(huán)境下產(chǎn)生銹蝕，從而降低該類連接件的耐久 性。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究表明，矩形翼緣Τ形連接件在承受循環(huán)荷載時(shí)，Τ型連接件的翼緣板 會(huì)因一小部分區(qū)域應(yīng)力集中而形成塑性鉸，且螺栓會(huì)出現(xiàn)較大的應(yīng)力集中。矩形Τ型連接 件的破壞模式是：在翼緣焊縫處出現(xiàn)拉裂裂縫，并沿著寬度和厚度延伸，直到完全斷裂，此 時(shí)矩形Τ型連接件承載力完全喪失，降低了節(jié)點(diǎn)區(qū)的安全系數(shù)，進(jìn)而給橋梁結(jié)構(gòu)帶來(lái)安全 隱患。綜上所述，在橋梁結(jié)構(gòu)中使用這種采用焊接方式連接的Τ型連接件將面臨以下問(wèn)題： 1.焊縫延性差和由焊接引起的殘余應(yīng)力與殘余變形的問(wèn)題；2.耗能性能方面的問(wèn)題；3.經(jīng) 濟(jì)性問(wèn)題；4.耐久性問(wèn)題。上述這些問(wèn)題都會(huì)較大地影響橋梁結(jié)構(gòu)在各類工況下的結(jié)構(gòu)性 能，從而降低橋梁結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，本實(shí)用新型提供了一種有效提升安全性能的雙L 形組合式Τ型連接件。
[0006] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種用于橋梁工程中的雙L形組合式Τ型連接件，包括兩塊L形鋼板和若干個(gè)連 接螺栓，所述L形鋼板包括翼緣和腹板，兩塊L形鋼板的腹板背靠背焊接固定為一體；或者， 所述腹板上開(kāi)有固定孔，若干個(gè)與固定孔相配合的緊固螺栓將兩塊L形鋼板的腹板背靠背 固定連接；
[0008] 兩塊L形鋼板的翼緣以兩塊L形鋼板連接后的公共平面對(duì)稱設(shè)置；L形鋼板的翼 緣上設(shè)有若干個(gè)螺栓孔，以便于所述連接螺栓穿越螺栓孔后與主體結(jié)構(gòu)固定連接。
[0009] 進(jìn)一步，兩塊L形鋼板的翼緣上的螺栓孔以兩塊L形鋼板連接后的公共平面對(duì)稱 設(shè)置。
[0010] 再進(jìn)一步，所述螺栓孔為至少兩個(gè)。
[0011] 所述固定孔為至少兩個(gè)。
[0012] 進(jìn)一步，所述兩塊L形鋼板材質(zhì)應(yīng)相同。
[0013] 優(yōu)先的，所述兩塊L形鋼板采用延性較好的熱軋鋼。
[0014] 優(yōu)先的，所述兩塊L形鋼板的表面應(yīng)進(jìn)行打磨，使其內(nèi)表面和外表面能夠盡量平 整，并保證其邊緣宜具有一定弧度，避免應(yīng)力集中。
[0015] 進(jìn)一步，所述兩塊L形鋼板應(yīng)在滿足實(shí)際工程設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上采用較薄的鋼 板。
[0016] 優(yōu)先的，所述兩塊L形鋼板的厚度不應(yīng)大于30mm (鋼材厚度越厚，其各方面性能將 越差），當(dāng)采用特殊鋼材時(shí)L形鋼板的厚度限制可以酌情放寬。
[0017] 優(yōu)先的，所述兩塊L形鋼板應(yīng)采用延性較好的軟鋼，也可采用延性較好的Q235、 Q345鋼等。
[0018] 進(jìn)一步，所述兩塊L形鋼板的翼緣和腹板尺寸應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行確定，也宜滿足相 關(guān)的構(gòu)造要求（比如所述構(gòu)造要求包括開(kāi)設(shè)螺栓孔所需要的最小尺寸）。
[0019] 優(yōu)先的，所述螺栓孔關(guān)于兩塊L形鋼板連接后的公共平面對(duì)稱，也關(guān)于L形鋼板翼 緣平面的對(duì)稱軸對(duì)稱。
[0020] 優(yōu)先的，所述螺栓孔的布置位置應(yīng)該滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003和《鋼 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的相關(guān)規(guī)定。
[0021] 優(yōu)先的，所述螺栓孔（螺孔孔軸線）至L型鋼板腹板的距離不小于5倍的L形鋼 板厚度。
[0022] 進(jìn)一步，所述連接螺栓應(yīng)采用高強(qiáng)度螺栓。
[0023] 優(yōu)先的，所述連接螺栓應(yīng)采用強(qiáng)度較L形鋼板強(qiáng)度高的高強(qiáng)度螺栓。
[0024] 進(jìn)一步，所述L形鋼板與橋梁結(jié)構(gòu)堅(jiān)向受力構(gòu)件或橋梁結(jié)構(gòu)的水平受力構(gòu)件相連 接的表面應(yīng)進(jìn)行必要的接觸面處理。
[0025] 優(yōu)先的，所述L形鋼板表面進(jìn)行平整度的處理。
[0026] 進(jìn)一步，所述的翼緣通過(guò)螺栓與橋梁結(jié)構(gòu)的堅(jiān)向構(gòu)件進(jìn)行連接。
[0027] 所述腹板通過(guò)螺栓或焊縫與橋梁結(jié)構(gòu)的水平受力構(gòu)件或支撐進(jìn)行連接。
[0028] 優(yōu)先的，所述L形鋼板的翼緣應(yīng)采用螺栓連接方式與橋梁結(jié)構(gòu)的堅(jiān)向受力構(gòu)件或 支撐進(jìn)行連接。
[0029] 本實(shí)用新型受力特點(diǎn)、塑性傳遞、耗能性能和破壞模式如下所述。
[0030] 受力特點(diǎn)：在橋梁結(jié)構(gòu)中，該雙L形組合式T型連接件主要承受往復(fù)荷載的作用， 是堅(jiān)向受力構(gòu)件與水平受力構(gòu)件或支撐之間荷載傳遞的最主要構(gòu)件。
[0031] 塑性傳遞：在外荷載的往復(fù)作用下，首先塑性應(yīng)變發(fā)生在L形鋼板的腹板與翼緣 交接處和L形鋼板翼緣上螺栓連接線處，再?gòu)倪@兩個(gè)位置向中部不斷傳遞直到該雙L形組 合式T型連接件破壞為止。
[0032] 耗能性能：在往復(fù)荷載的作用下，L形鋼板翼緣上從螺栓連接線至L形鋼板的腹板 與翼緣交接處之間范圍內(nèi)的鋼材部分（接近螺栓連接線和L形鋼板的腹板與翼緣交接處的 鋼材部分）進(jìn)入了屈服階段，即這部分鋼材參與了耗能，為該雙L形組合式T型連接件耗能 性能提供了較大的貢獻(xiàn)。
[0033] 破壞模式：在外荷載的往復(fù)作用下，裂縫首先將出現(xiàn)在該雙L形組合式T型連接件 的高強(qiáng)度螺栓連線附近，并沿著高強(qiáng)度螺栓連線附近延伸，直到完全斷裂，此時(shí)這種雙L形 組合式T型連接件承載力完全喪失，該連接件破壞，這種破壞屬于材料破壞。
[0034] 本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、與現(xiàn)有的矩形T型連接件進(jìn)行和比較，避免了延性 較差的焊縫連接方式（焊縫連接會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余變形），采用了延性較好的螺栓連 接方式，使這種雙L形組合式T型連接件具有更好的延性、耗能性能和較高的承載能力，從 而較大地提高了橋梁結(jié)構(gòu)的安全性；2、鋼材使用量較少，可以充分發(fā)揮材料的性能，故更具 經(jīng)濟(jì)性；采用了這種雙L形T性連接件可以在外力作用下耗散更多的能量，具有更好的延 性，故更具耗能作用；不會(huì)出現(xiàn)局部應(yīng)力集中的現(xiàn)象，提高了構(gòu)件的延性，使橋梁結(jié)構(gòu)更具 安全性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例之一的俯視圖。
[0036] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例之一的主視圖。
[0037] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例之一的裝配關(guān)系爆炸示意圖。
[0038] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例之二的俯視圖。
[0039] 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例之二的主視圖。
[0040] 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例之二的裝配關(guān)系爆炸示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù) 方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0042] 實(shí)施例1
[0043] 參照?qǐng)D1?圖3, 一種用于橋梁結(jié)構(gòu)的雙L形組合式T型連接件，包括兩塊L形鋼 板和連接螺栓，所述L形鋼板包括翼緣和腹板，所述腹板上開(kāi)有固定孔，兩塊L形鋼板的腹 板背靠背通過(guò)緊固螺栓固定連接，兩塊L形鋼板的翼緣以兩塊L形鋼板連接后的公共平面 (該公共平面與兩塊L形鋼板的腹板背面重合）對(duì)稱設(shè)置，L形鋼板的翼緣上設(shè)有若干螺栓 孔21，所述螺栓孔上安裝用以與主體結(jié)構(gòu)（即堅(jiān)向受力構(gòu)件）固定的連接螺栓。
[0044] 兩塊L形鋼板的翼緣上的螺栓孔以兩塊L形鋼板連接后的公共平面對(duì)稱設(shè)置。
[0045] 所述螺栓孔為至少兩個(gè)；所述固定孔為至少兩個(gè)。
[0046] 所述兩塊L形鋼板全表面進(jìn)行打磨，使其內(nèi)表面和外表面能夠盡量平整，并保證 其邊緣宜具有一定弧度，避免應(yīng)力集中。
[0047] 所述兩塊L形鋼板翼緣的螺栓孔關(guān)于兩塊L形鋼板連接后的公共平面對(duì)稱，也關(guān) 于L形鋼板翼緣平面的對(duì)稱軸B對(duì)稱。
[0048] 所述螺栓孔的布置位置滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017- 2003和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手 冊(cè)》中的相關(guān)規(guī)定。
[0049] 所述螺栓孔的邊緣至L型鋼板腹板內(nèi)側(cè)板面的最小距離不應(yīng)小于L形鋼板厚度的 5倍。
[0050] 所述L形鋼板的腹板通過(guò)螺栓連接形式（采用螺栓連接時(shí)，需根據(jù)設(shè)計(jì)要求在腹 板上鉆制所需要的螺栓孔）或焊縫連接的形式與橋梁結(jié)構(gòu)的水平受力構(gòu)件或支撐進(jìn)行連 接。
[0051] 所述L形鋼板的翼緣采用螺栓連接方式與橋梁結(jié)構(gòu)堅(jiān)向受力構(gòu)件進(jìn)行連接。
[0052] 本實(shí)施例主要包括左L形鋼板11 (包括翼緣11-1和腹板11-2)和右L形鋼板 12 (包括翼緣12-1和腹板12-2);左L形鋼板11和右L形鋼板12通過(guò)緊固螺栓3進(jìn)行連 接，形成T字形狀。這種雙L形組合式T型連接件通過(guò)若干個(gè)連接螺栓4與主體結(jié)構(gòu)的橋 梁結(jié)構(gòu)堅(jiān)向受力構(gòu)件41或橋梁結(jié)構(gòu)的水平受力構(gòu)件相連接。左L形鋼板11和右L形鋼板 12的材料均采用Q235鋼，厚度均為20mm，連接螺栓4采用10. 9級(jí)摩擦型高強(qiáng)度螺栓，緊固 螺栓3采用8. 8級(jí)摩擦型高強(qiáng)度螺栓。
[0053] 實(shí)施例2
[0054] 參照?qǐng)D4?圖6,本實(shí)施例的方案在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，采用焊縫（51， 52, 53)連接的方式連接兩塊L形鋼板，這樣可以為批量生產(chǎn)節(jié)省很大的工作量。
[0055] 所述兩塊L形鋼板的表面需要進(jìn)行必要的表面處理，使這兩塊L形鋼板能夠順利 進(jìn)行焊接。
[0056] 所述兩塊L形鋼板在背靠背布置時(shí)重合面的上邊緣和側(cè)邊緣開(kāi)用于焊接的坡口 (61-1，62-1，63-1，61-2,62-2,63-2)，當(dāng)L形鋼板的厚度不大于10mm時(shí)，不需要開(kāi)坡口。
[0057] 所述坡口尺寸應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017- 2003和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中 的相關(guān)規(guī)定。
[0058] 所述焊縫的尺寸要求應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017- 2003中的相關(guān)規(guī)定。
[0059] 所述焊縫應(yīng)采用二級(jí)以上焊縫，并且應(yīng)根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017- 2003所 規(guī)定的要求進(jìn)行焊縫的檢測(cè)工作。
[0060] 所述焊縫51與焊縫52對(duì)稱位于兩塊L形鋼板腹板重合面的前側(cè)邊部位和后側(cè)邊 部位。
[0061] 所述焊縫53位于兩塊L形鋼板腹板重合面的上側(cè)邊部位。
[0062] 本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和 說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下， 本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍 內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于橋梁工程中的雙L形組合式T型連接件，其特征在于，包括兩塊L形鋼板 (11，12)和連接螺栓（4)，所述L形鋼板包括翼緣（11-1，12-1)和腹板（11-2,12-2)，兩塊L 形鋼板的腹板背靠背焊接固定為一體；或者，所述腹板上開(kāi)有固定孔，若干個(gè)與固定孔相配 合的緊固螺栓（3)將兩塊L形鋼板的腹板背靠背固定連接； 兩塊L形鋼板的翼緣以兩塊L形鋼板連接后的公共平面對(duì)稱設(shè)置；所述L形鋼板的翼 緣上設(shè)有若干個(gè)螺栓孔（21)，以便于所述連接螺栓穿越螺栓孔后與主體結(jié)構(gòu)固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于橋梁工程中的雙L形組合式T型連接件，其特征在 于：兩塊L形鋼板的翼緣上的螺栓孔以兩塊L形鋼板連接后的公共平面對(duì)稱設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于橋梁工程中的雙L形組合式T型連接件，其特征在 于：所述螺栓孔為至少兩個(gè)；所述固定孔為至少兩個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于橋梁工程中的雙L形組合式T型連接件，其特征在 于：所述螺栓孔至L型鋼板腹板的距離不小于5倍的L形鋼板厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于橋梁工程中的雙L形組合式T型連接件，其特征在 于：所述螺栓孔關(guān)于翼緣平面的對(duì)稱軸（B)對(duì)稱。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于橋梁工程中的雙L形組合式T型連接件，其特征在 于：所述的翼緣通過(guò)螺栓與橋梁結(jié)構(gòu)的堅(jiān)向受力構(gòu)件進(jìn)行連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于橋梁工程中的雙L形組合式T型連接件，其特征在 于：所述L形鋼板的腹板通過(guò)螺栓或焊縫與橋梁結(jié)構(gòu)的水平受力構(gòu)件或支撐進(jìn)行連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于橋梁工程中的雙L形組合式T型連接件，其特征在 于：所述兩塊L形鋼板采用延性較好的熱軋鋼。
【文檔編號(hào)】E01D19/00GK203866699SQ201420204981
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】孟自強(qiáng), 張永春, 廖善民, 徐建平, 王國(guó)民, 吳曉麗, 劉慶, 于丹, 胡曉東, 許興州 申請(qǐng)人:桐鄉(xiāng)市交通工程有限公司