一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁

摘要

本发明公开了一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁，包括箱形钢架，箱形钢架由上翼缘板、右腹板、下翼缘板和左腹板首尾连接而成；两块翼缘板横向加劲肋板和两块腹板横向加劲肋板在同一位置处相互垂直交叉而成矩形加强结构，该加强结构固定安装在箱形钢架内，且加该强结构沿着箱形钢架的跨度方向间隔布置；翼缘板纵向加劲肋板分别固定设在上翼缘板和下翼缘板上，该翼缘板纵向加劲肋板与上述加强结构相交处固连；腹板纵向加劲肋板分别固定设在右腹板和左腹板，腹板纵向加劲肋板与上述加强结构相交处固连。本发明结构简单，有效的增加了箱型梁的抗弯，抗扭与抗畸变的能力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种箱型梁，更具体地说，涉及一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形 梁。

背景技术

带T字型的钢板箱型梁与普通钢板箱型梁相比具有以下特点：1、重量轻、材料省，由于 箱型梁采用正交异性钢板面，以薄钢板作梁肋与顶、底板，能更有效的发挥钢材的承载能力， 与同跨度的普通钢板箱型梁相比可节约钢材20％左右，而且跨度越大越节省；2、抗弯和抗扭 刚度大，这是由闭口薄壁截面本身的特性所决定的；等截面时，闭口截面形式比其它截面形 式可提供更大的抗弯和抗扭刚度；3、安装和养护方便，箱梁可在工厂制成大型安装单元，从 而减少工地连接的工作量，适合纵向拖拉和顶推的施工方法；箱型截面构造简单，养护时油 漆方便，由于其内部形成一闭合空间，抗腐蚀性提高；4、轻巧美观，由于箱型梁的高度较低， 且加劲构件和横隔板均设在梁的内部，故而外形简洁，线条流畅。早期的箱型梁一般为中等 跨度，采用多箱或单箱多室截面，分析方法沿用荷载横向分布的概念，将箱型截面分割成若 干工字型梁进行计算，不考虑箱型截面的整体抗扭刚度，显然是粗糙的近似方法。后来由于 大跨径单箱薄壁箱型梁的出现，方将箱型梁作为受弯受扭的薄壁构件来进行分析。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于弥补现有普通钢板箱型梁的抗弯、抗扭、抗畸变和抗拉压能力差的不 足，提供了一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁，采用本发明的技术方案，大大的 增加了箱型梁的抗弯、抗扭与抗畸变的能力，也增加了一定的抗拉压强度，可用于复杂钢结 构、桥梁等的主要受力部位。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁，包括箱形钢架和结构形状均为 “T”字形的翼缘板横向加劲肋板、腹板横向加劲肋板、翼缘板纵向加劲肋板、腹板纵向加劲 肋板，所述的箱形钢架由上翼缘板、右腹板、下翼缘板和左腹板首尾连接而成，所述的两块 翼缘板横向加劲肋板和两块腹板横向加劲肋板在同一位置处相互垂直交叉而成矩形加强结 构，该加强结构固定安装在箱形钢架内，且该加强结构沿着箱形钢架的跨度方向间隔布置； 所述的上翼缘板和下翼缘板上分别固定设置有至少一块翼缘板纵向加劲肋板，该翼缘板纵向 加劲肋板的跨度与箱形钢架的跨度一致，且该翼缘板纵向加劲肋板与上述加强结构相交处固 连；所述的右腹板和左腹板上分别固定设置有至少一块腹板纵向加劲肋板，该腹板纵向加劲 肋板的的跨度与箱形钢架的跨度一致，且腹板纵向加劲肋板与上述加强结构相交处固连。

更进一步地，所述的两块翼缘板横向加劲肋板和两块腹板横向加劲肋板均相互对称设置； 所述的上翼缘板上设置的翼缘板纵向加劲肋板和下翼缘板上设置的翼缘板纵向加劲肋板相互 对称设置；所述的右腹板上设置的腹板纵向加劲肋板和左腹板上设置的腹板纵向加劲肋板均 相互对称设置。

更进一步地，所述的上翼缘板的宽度为B，上翼缘板的厚度为t₁，该上翼缘板被翼缘板 纵向加劲肋板分割成多个间距为B1的板块；所述的右腹板的高度为H，右腹板的厚度为t₂， 该右腹板被腹板纵向加劲肋板分割成多个间距为H₁的板块，B₁/t₁和H₁/t₂的取值在25到30 之间。

更进一步地，所述的结构形状均为“T”字形的翼缘板横向加劲肋板、腹板横向加劲肋板、 翼缘板纵向加劲肋板和腹板纵向加劲肋板的宽为C₁，高为C₂，其横板厚度为d₁，竖板厚度为 d₂，C₁/d₁不大于10，C₂/d₂不大于20。

更进一步地，所述的加强结构在箱形钢架的跨度方向的间隔长度为L；所述的“T”字形 翼缘板横向加劲肋板的高度为C₂＝b₁，翼缘板纵向加劲肋板的高度为C₂＝b₂；所述的“T”字 形腹板横向加劲肋板的高度为C₂＝h₁，腹板纵向加劲肋板的高度C₂＝h₂，B/b₁和H/h₁取值在 在8到12之间，L/b₂和L/h₂取值为10到20之间，b₁≥b₂，h₁≥h₂。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁，其两块翼缘板横向加劲肋 板和两块腹板横向加劲肋板在同一位置处相互垂直交叉而成矩形加强结构，该加强结构固定 安装在箱形钢架内，且该加强结构沿着箱形钢架的跨度方向间隔布置，在上翼缘板和下翼缘 板之间设置两块结构形状为“T”字形的翼缘板横向加劲肋板，在右腹板和左腹板之间设置两 块结构形状为“T”字形的腹板横向加劲肋板，连接稳固，增加了箱型梁的抗弯、抗扭与抗畸 变的能力，也增强了一定的抗拉压强度；

(2)本发明的一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁，其上翼缘板和下翼缘板上 分别固定设置有至少一块翼缘板纵向加劲肋板，该翼缘板纵向加劲肋板的跨度与箱形钢架的 跨度一致，且该翼缘板纵向加劲肋板与上述加强结构相交处固连，右腹板和左腹板上分别固 定设置有至少一块腹板纵向加劲肋板，该腹板纵向加劲肋板的的跨度与箱形钢架的跨度一致， 且腹板纵向加劲肋板与上述加强结构相交处固连，在翼缘板横向加劲肋板与上翼缘板或下翼 缘板之间设置结构形状为“T”字形的翼缘板纵向加劲肋板，在腹板横向加劲肋板与右腹板或 左腹板之间设置结构形状为“T”字形的腹板纵向加劲肋板，连接更为稳固，大大增强了箱型 梁的抗弯、抗扭与抗畸变的能力，也进一步增强了抗拉压强度；

(3)本发明的一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁，其上翼缘板的宽度为B， 上翼缘板的厚度为t₁，该上翼缘板被翼缘板纵向加劲肋板分割成多个间距为B₁的板块，右腹 板的高度为H，右腹板的厚度为t₂，该右腹板被腹板纵向加劲肋板分割成多个间距为H1的板 块，B₁/t₁和H₁/t₂的取值在25到30之间，经过实践及理论检测当B₁/t₁和H₁/t₂的取值在25 到30之间时，翼缘板纵向加劲肋板和腹板纵向加劲肋板的分布合理，不仅能对增强箱型梁的 抗弯、抗扭与抗畸变的能力达到最优，而且节省材料；

(4)本发明的一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁，其结构形状均为“T”字 形的翼缘板横向加劲肋板、腹板横向加劲肋板、翼缘板纵向加劲肋板和腹板纵向加劲肋板的 宽为C₁，高为C₂，其横板厚度为d₁，竖板厚度为d₂，C₁/d₁不大于10，C₂/d₂不大于20， 经过实践及理论检测当翼缘板纵向加劲肋板和腹板纵向加劲肋板的结构形状为“T”字形，且 C₁/d₁不大于10，C₂/d₂不大于20时，翼缘板横向加劲肋板、腹板横向加劲肋板、翼缘板纵 向加劲肋板和腹板纵向加劲肋板的制造最为合理，不仅能对增强箱型梁的抗弯、抗扭与抗畸 变的能力达到最优，而且节省材料；

(5)本发明的一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁，其加强结构在箱形钢架的 跨度方向的间隔长度为L，“T”字形翼缘板横向加劲肋板的高度为C₂＝b₁，翼缘板纵向加劲 肋板的高度为C₂＝b₂；所述的“T”字形腹板横向加劲肋板的高度为C₂＝h₁，腹板纵向加劲肋 板的高度C₂＝h₂，B/b₁和H/h₁取值在在8到12之间，L/b₂和L/h₂取值为10到20之间，b₁≥b₂， h₁≥h₂，经过实践及理论检测当B/b₁和H/h₁取值在在8到12之间，L/b₂和L/h₂取值为10到 20之间，b₁≥b₂，h₁≥h₂时，加强结构、翼缘板纵向加劲肋板和腹板纵向加劲肋板的组合排 布最为合理，且对于增强箱型梁的抗弯、抗扭与抗畸变的能力达到最优。

附图说明

图1为本发明的一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁的立体结构示意图；

图2为本发明的一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁的平面结构示意图；

图3为本发明中翼缘板横向加劲肋板或腹板横向加劲肋板或翼缘板纵向加劲肋板或腹板 纵向加劲肋板的结构示意图。

示意图中的标号说明：1、上翼缘板；2、右腹板；3、下翼缘板；4、左腹板；5、翼缘板 横向加劲肋板；6、腹板横向加劲肋板；7、翼缘板纵向加劲肋板；8、腹板纵向加劲肋板。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例

结合图1、图2和图3，本实施例的一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁，包括 箱形钢架和结构形状均为“T”字形的翼缘板横向加劲肋板5、腹板横向加劲肋板6、翼缘板 纵向加劲肋板7、腹板纵向加劲肋板8，箱形钢架由上翼缘板1、右腹板2、下翼缘板3和左 腹板4首尾连接而成，两块翼缘板横向加劲肋板5和两块腹板横向加劲肋板6在同一位置处 相互垂直交叉而成矩形加强结构，且两块翼缘板横向加劲肋板5和两块腹板横向加劲肋板6 均相互对称设置，由两块翼缘板横向加劲肋板5和两块腹板横向加劲肋板6连接的加强结构 是分段焊接而成的；该加强结构固定安装在箱形钢架内，且该加强结构沿着箱形钢架的跨度 方向间隔布置，连接稳固，增加了箱型梁的抗弯、抗扭与抗畸变的能力，也增强了一定的抗 拉压强度；上翼缘板1和下翼缘板3上分别固定设置有至少一块翼缘板纵向加劲肋板7，且 上翼缘板1上设置的翼缘板纵向加劲肋板7和下翼缘板3上设置的翼缘板纵向加劲肋板7相 互对称设置，本实施例中上翼缘板1和下翼缘板3上分别固定设置有一块翼缘板纵向加劲肋 板7；该翼缘板纵向加劲肋板7的跨度与箱形钢架的跨度一致，且该翼缘板纵向加劲肋板7 与上述加强结构相交处固连，翼缘板纵向加劲肋板7与上述加强结构是分段焊接而成；右腹 板2和左腹板4上分别固定设置有至少一块腹板纵向加劲肋板8，右腹板2上设置的腹板纵 向加劲肋板8和左腹板4上设置的腹板纵向加劲肋板8均相互对称设置，本实施例中右腹板 2和左腹板4上分别固定设置有两块腹板纵向加劲肋板8；该腹板纵向加劲肋板8的的跨度与 箱形钢架的跨度一致，且腹板纵向加劲肋板8与上述加强结构相交处固连，腹板纵向加劲肋 板8与上述加强结构是分段焊接而成，连接更为稳固，大大增强了箱型梁的抗弯、抗扭与抗 畸变的能力，也进一步增强了抗拉压强度；为了使翼缘板纵向加劲肋板7和腹板纵向加劲肋 板8在上翼缘板1或下翼缘板3、右腹板2或左腹板4上分布合理，上翼缘板1的宽度为B， 上翼缘板1的厚度为t₁，该上翼缘板1被翼缘板纵向加劲肋板7分割成多个间距为B₁的板块， 本实施例中分割成2块；右腹板2的高度为H，右腹板2的厚度为t₂，该右腹板2被腹板纵 向加劲肋板8分割成多个间距为H₁的板块，本实施例中分割成3块，B₁/t₁和H₁/t₂的取值在 25到30之间，本实施例中B/t₁和H/t₂的取值均为25；而为使得制造翼缘板横向加劲肋板5、 腹板横向加劲肋板6、翼缘板纵向加劲肋板7和腹板纵向加劲肋板8最为合理，结构形状均 为“T”字形的翼缘板横向加劲肋板5、腹板横向加劲肋板6、翼缘板纵向加劲肋板7和腹板 纵向加劲肋板8的宽为C₁，高为C₂，其横板厚度为d₁，竖板厚度为d₂，C₁/d₁不大于10，C₂/d₂不大于20，本实施例中C₁/d₁＝10，C₂/d₂＝20；而为了使加强结构、翼缘板纵向加劲肋板7、 腹板纵向加劲肋板8的组合排布最为合理，加强结构在箱形钢架的跨度方向的间隔长度为L； “T”字形翼缘板横向加劲肋板5的高度为C₂＝b₁，翼缘板纵向加劲肋板7的高度为C₂＝b₂； “T”字形腹板横向加劲肋板6的高度为C₂＝h₁，腹板纵向加劲肋板8的高度C₂＝h₂，B/b₁和 H/h₁取值在在8到12之间，L/b₂和L/h₂取值为10到20之间，b₁≥b₂，h₁≥h₂，本实施例 中B/b₁和H/h₁取值为8，L/b₂和L/h₂取值为18，b₁＝b₂，h₁＝h₂。

在施工过程中，当若B≥1000且H≥1500时，施工时可先将上翼缘板1、右腹板2、下翼 缘板3和左腹板4首尾连接而成箱形钢架，再施工内部的加强结构、翼缘板纵向加劲肋板7 和腹板纵向加劲肋板8；在不满足上述条件时，先将翼缘板纵向加劲肋板7和翼缘板横向加 劲肋板5分别焊接在上翼缘板1和下翼缘板3上，腹板纵向加劲肋板8和腹板横向加劲肋板 6分别焊接在右腹板2和左腹板4上，最后将上翼缘板1、右腹板2、下翼缘板3和左腹板4 围成箱形钢架。

本发明的一种抗弯、抗扭与抗畸变能力强的钢板箱形梁，结构简单，箱形钢架内部设置 了加强结构、翼缘板纵向加劲肋板7和腹板纵向加劲肋板8，大大的增加了箱型梁的抗弯、 抗扭与抗畸变的能力，也增加了一定的抗拉压强度，可用于复杂钢结构、桥梁等的主要受力 部位。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也 只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员 受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结 构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。