[實(shí)用新型]一種變截面熱軋U型肋及鋼箱梁

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820941355.4
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN208563080U
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟凡超;常志軍;洪澤;吳家君
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧紫竹高新技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)有限公司
• 主分類號: E01D2/04
• 分類號: E01D2/04
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本實(shí)用新型涉及一種變截面熱軋U型肋及鋼箱梁，所述變截面熱軋U型肋包括肋底板和位于肋底板兩側(cè)的側(cè)翼板；所述側(cè)翼板由側(cè)翼板本體和加厚段組成，加厚段設(shè)于側(cè)翼板本體的頂部，側(cè)翼板本體、加厚段及肋底板均為等截面結(jié)構(gòu)，肋底板的厚度及加厚段的厚度均大于側(cè)翼板本體的厚度，肋底板與側(cè)翼板本體之間圓滑過渡，側(cè)翼板本體與加厚段之間平滑過渡；加厚段的頂部設(shè)支撐平面和焊接坡口，焊接坡口位于支撐平面的外側(cè)。本實(shí)用新型所述變截面熱軋U型肋采用熱軋成型，在U型肋的側(cè)翼板上部采用等截面的加厚段，同時(shí)肋底板也采用加厚結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步優(yōu)化U型肋的受力狀態(tài)，提高橋面板的疲勞壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及橋梁建造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變截面熱軋U型肋及采用該種U型肋的鋼箱梁。

背景技術(shù)

從20世紀(jì)90年代以來，我國大規(guī)模開展了鋼橋的建設(shè)，特別是大跨度斜拉橋和懸索橋的發(fā)展突飛猛進(jìn)，橋梁建設(shè)技術(shù)水平躋身世界前列。在大跨度橋梁中，大多采用U型肋縱向加勁的正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)。U型肋是正交異性鋼橋面板的重要組成部分，與正交異性板的其他板件共同組成了輕質(zhì)、高效的橋面結(jié)構(gòu)。U型肋在鋼箱梁的頂板及底板內(nèi)側(cè)縱向并列布置，通過兩條單側(cè)熔透焊角焊縫與頂板、底板焊接在一起。根據(jù)鋼箱梁的受力特征，U型肋與頂板、底板共同承受巨大的壓力作用。

U型肋最常見的為等截面U型肋，但其在橋梁中應(yīng)用后出現(xiàn)了不少疲勞損傷的案例，導(dǎo)致橋面板的疲勞壽命遠(yuǎn)小于橋梁主體的設(shè)計(jì)年限。由于橋面板受到車輛輪壓載荷的反復(fù)作用，U型肋與頂板的角焊縫處及U型肋底部的彎角處很容易疲勞開裂。正交異性橋面板中與U型肋相關(guān)的疲勞裂紋主要有兩類，一類是頂板與U型肋焊縫附近的疲勞裂紋，另一類是U型肋與橫隔板焊縫附近的疲勞裂紋。產(chǎn)生疲勞裂紋的原因?yàn)椋河捎赨型肋是閉口結(jié)構(gòu)，只能從外側(cè)單側(cè)施焊，普遍采用部分熔透焊，但是由于未完全熔透，該未熔透的部分形成一個(gè)天然的初始裂紋，成為疲勞裂紋的根源，經(jīng)過車輪載荷的反復(fù)作用，導(dǎo)致頂板與U型肋焊縫處容易疲勞開裂。

為了便于加工制造，等截面U型肋基本采用冷彎成型，其原材料為熱軋平板或卷板，由于板材厚度完全相同，U型肋成型后的各部位厚度均相同，很明顯等截面結(jié)構(gòu)無法強(qiáng)化受力處的承載能力，容易在薄弱處產(chǎn)生損壞，因此等截面U型肋常常不能滿足使用要求。基于上述原因，出現(xiàn)了非等厚U型肋，目前常見的非等厚U型肋普遍采用側(cè)翼板頂部設(shè)一段截面積向上逐漸擴(kuò)大的變截面段的結(jié)構(gòu)形式，其增加了U型肋與頂板焊縫附近的板壁厚度，從而在一定程度上防止U型肋焊縫附近出現(xiàn)疲勞裂紋；但是采用冷彎成型的非等厚U型肋由于冷彎過程中造成彎曲處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，因此U型肋兩側(cè)彎曲處仍然容易出現(xiàn)疲勞開裂。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種變截面熱軋U型肋及鋼箱梁，所述變截面熱軋U型肋采用熱軋成型，在U型肋的側(cè)翼板上部采用等截面的加厚段，同時(shí)肋底板也采用加厚結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步優(yōu)化U型肋的受力狀態(tài)，提高橋面板的疲勞壽命。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種變截面熱軋U型肋，包括肋底板和位于肋底板兩側(cè)的側(cè)翼板；所述側(cè)翼板由側(cè)翼板本體和加厚段組成，加厚段設(shè)于側(cè)翼板本體的頂部，側(cè)翼板本體、加厚段及肋底板均為等截面結(jié)構(gòu)，肋底板的厚度及加厚段的厚度均大于側(cè)翼板本體的厚度，肋底板與側(cè)翼板本體之間圓滑過渡，側(cè)翼板本體與加厚段之間平滑過渡；加厚段的頂部設(shè)支撐平面和焊接坡口，焊接坡口位于支撐平面的外側(cè)。

所述加厚段的高度為側(cè)翼板總高度的1/5～1/20。

所述加厚段的外側(cè)與側(cè)翼板本體的外側(cè)平齊，加厚段的內(nèi)側(cè)突出于側(cè)翼板本體之外。

所述加厚段的厚度與肋底板的厚度相等。

所述肋底板與側(cè)翼板之間的夾角為40°～80°。

所述肋底板的厚度、加厚段的厚度為側(cè)翼板本體厚度+2～10mm。

所述支撐平面為水平面，其寬度為加厚段厚度的10％～40％。