專利名稱：U型肋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于建筑結(jié)構(gòu)和橋梁工程領(lǐng)域，特別涉及一種用于鋼橋面板的U型肋。
背景技術(shù)：
橋面是橋梁的重要構(gòu)件，直接承受著車輛荷載的壓力、沖擊和剪切荷載。二十世紀(jì)五十年代以來，正交異性鋼橋面板在橋梁建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。正交異性鋼橋面板由鋼橋面板和焊接于其下部表面的橫梁以及U型肋構(gòu)成，三者之間相互焊接固定。正交異性鋼橋面板除了傳遞橋面荷載以外，還是主梁的組成部分，共同參與整體受力，這樣大幅的提高了結(jié)構(gòu)效率，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。同時，由于正交異性鋼橋面板比混凝土橋面的重量輕，特別適用于大跨度橋梁上。正交異性鋼橋面板技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，縱向加勁肋普遍采用U型的閉口肋。現(xiàn)有的U型肋沒有按照彎矩分布進(jìn)行設(shè)計和制造，底緣和腹板厚度一致，大大減小了 U型肋承受彎矩的能力；同時，該肋通過冷軋工藝制作而成，形成后會出現(xiàn)較多的應(yīng)力集中，由于車輪荷載集中作用、焊接加工等原因容易導(dǎo)致U型肋與橋面板及橫梁相交位置由于應(yīng)力集中導(dǎo)致疲勞裂紋的產(chǎn)生；特別是在U型肋頂緣與橋面板、橫梁交接的位置是三條焊縫的交點，其應(yīng)力分布較為復(fù)雜。由于U型肋是閉口的，所以U型肋腹板頂緣與頂板的焊縫只能從外側(cè)單邊焊接，在車輪的荷載作用下，橋面板會發(fā)生轉(zhuǎn)動，如果這里焊縫處理不當(dāng)，就會在焊縫邊緣上引起應(yīng)力集中，容易引發(fā)疲勞裂縫?，F(xiàn)行的規(guī)范雖然要求焊縫達(dá)到80%的肋板厚度， 但是焊接工藝無法燒穿焊接，對于僅有8mm的肋板而言，這個要求不僅大幅增加了加工難度，并且造成U型肋腹板承受杠桿式偏心荷載作用。根據(jù)已成橋的使用情況，往往由于此處焊縫質(zhì)量得不到保證，導(dǎo)致疲勞裂紋的產(chǎn)生。因此，需要對現(xiàn)有的正交異性橋面板用的U型肋進(jìn)行改進(jìn)，適應(yīng)于U型肋腹板頂緣與頂板的焊縫只能從外側(cè)單邊焊接的結(jié)構(gòu)，達(dá)到甚至超過現(xiàn)行規(guī)范焊縫達(dá)到80%肋板厚度的要求，并且不會燒穿，降低加工難度，保證焊縫質(zhì)量，改善其承受載荷的能力，改善橋面板在使用過程中由于應(yīng)力集中容易產(chǎn)生疲勞裂紋的問題，提高U型肋本身與橋面板的配合焊接靈活性和承載的一致性，從而提高整個鋼橋面板的受力能力。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種U型肋板，適應(yīng)于U型肋腹板頂緣與頂板的焊縫只能從外側(cè)單邊焊接的結(jié)構(gòu)，達(dá)到甚至超過現(xiàn)行規(guī)范焊縫達(dá)到80%肋板厚度的要求，并且不會燒穿，降低加工難度，保證焊縫質(zhì)量，改善其承受載荷的能力，改善橋面板在使用過程中由于應(yīng)力集中容易產(chǎn)生疲勞裂紋的問題，提高U型肋本身與橋面板的配合焊接靈活性和承載的一致性，從而提高整個橋面板的受力能力。本實用新型的U型肋，包括U型肋底緣和與U型肋底緣一體成型的U型肋兩個腹板，所述U型肋兩個腹板的上緣向上逐漸增厚，且位于U型肋兩個腹板的上緣上端部外側(cè)分別開有坡口。進(jìn) 一步，所述U型肋通過熱軋工藝成形；進(jìn)一步，所述U型肋兩個腹板的上緣位于內(nèi)側(cè)向上逐漸增厚；進(jìn)一步，所述坡口位于U型肋兩個腹板的上緣上端面的橫向尺寸為8_9mm ；進(jìn)一步，所述U型肋兩個腹板的上緣向上逐漸增厚的斜率為1 7-1 10；進(jìn)一步，所述坡口位于U型肋兩個腹板的上緣上端面的橫向尺寸為8mm，坡口斜面角度α為45，所述U型肋兩個腹板的上緣向上逐漸增厚的斜率為1 8。本實用新型的有益效果本實用新型的U型肋，對U型肋與橋面板的焊接處的結(jié)構(gòu)具有針對性的進(jìn)行改進(jìn)，對頂緣加厚并設(shè)置坡口，改善焊接性能，適應(yīng)于U型肋腹板頂緣與頂板的焊縫只能從外側(cè)單邊焊接的結(jié)構(gòu)，達(dá)到甚至超過現(xiàn)行規(guī)范焊縫達(dá)到80%肋板厚度的要求，并且不會燒穿，降低加工難度，保證焊縫質(zhì)量，改善其承受載荷的能力，改善橋面板在使用過程中由于應(yīng)力集中容易產(chǎn)生疲勞裂紋的問題，提高U型肋本身與橋面板的配合焊接靈活性和承載的一致性，從而提高整個鋼橋面板的受力能力。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述。


圖1為本實用新型的U型肋橫截面及其應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖IA處放大圖。
具體實施方式
圖1為本實用新型的U型肋橫截面及其應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖IA處放大圖， 如圖所示本實施例的U型肋，包括U型肋底緣11和與U型肋底緣11 一體成型的U型肋兩個腹板(圖中分別為U型肋腹板12和U型肋腹板12a)，U型肋兩個腹板(U型肋腹板12和 U型肋腹板12a)的上緣(圖中為上緣13和上緣13a)向上逐漸增厚，且位于U型肋兩個腹板(U型肋腹板12和U型肋腹板12a)的上緣(上緣13和上緣13a)上端部外側(cè)分別開有坡口(圖中為坡口 5和坡口 5a) ；U型肋腹板12的上緣13和U型肋腹板12a的上緣13a向上逐漸增厚的結(jié)構(gòu)，增強了 U型肋承受彎矩的能力，從而進(jìn)一步增加其穩(wěn)定性；同時，利于加寬坡口，增加焊接深度，降低焊接難度，簡化了焊接工藝，避免U型肋腹板承受杠桿式偏心荷載作用，保證此處焊縫質(zhì)量，消除疲勞裂紋的產(chǎn)生。本實施例中，所述U型肋1通過熱軋工藝成形，形成的整體U型肋結(jié)構(gòu)；熱軋工藝具有應(yīng)力集中小，成型容易、能夠?qū)崿F(xiàn)U肋變厚設(shè)計的特點，改善U型肋1加工工藝性能，減少或消除制造缺陷，將鑄態(tài)組織轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃谓M織。本實施例中，所述U型肋腹板12的上緣13和U型肋腹板12a的上緣13a位于內(nèi)側(cè)向上逐漸增厚，內(nèi)側(cè)是指U型內(nèi)側(cè)；開坡口后，可以使坡口寬度與U型肋1對正；且U型肋腹板12的上緣13和U型肋腹板12a的上緣13a上端部外側(cè)坡口(坡口 5和坡口 5a)尺寸大于等于U型肋腹板本體厚度；U型肋腹板本體是指腹板除去上緣的部分；本結(jié)構(gòu)使焊縫與 U型肋腹板本體正對，消除偏心焊接，從而保證焊接質(zhì)量，改善受力狀態(tài)的分布，延長焊縫以及結(jié)構(gòu)的壽命。本實施例中，所述U型肋底緣11為向下凸出的圓弧結(jié)構(gòu)；不但進(jìn)一步消除應(yīng)力集中，還能較大的增加底緣承受彎矩的能力。 本實施例中，所述坡口位于U型肋兩個腹板的上緣上端面的橫向尺寸為8_9mm，坡口斜面角度α為45° -55°，U型肋高度為260-400mm;所述U型肋兩個腹板的上緣向上逐漸增厚的斜率為1 7-1 10;上述取值范圍相互配合，相互影響和制約，適應(yīng)于現(xiàn)有的橋面板結(jié)構(gòu)尺寸，結(jié)合本實用新型U型肋的成型方式，保證U型肋使用后的整體力學(xué)性能。 本實施例中，所述坡口位于U型肋兩個腹板的上緣上端面的橫向尺寸為8mm，坡口斜面角度α為45°，U型肋高度為380mm;所述U型肋兩個腹板的上緣向上逐漸增厚的斜率為1 8;以上參數(shù)是對前述參數(shù)范圍的最優(yōu)化取值，用于橋面板能夠具有較大參數(shù)范圍的通用性，載重量和強度方面為最佳參數(shù)組合。 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種U型肋，包括U型肋底緣和與U型肋底緣一體成型的U型肋兩個腹板，其特征在于所述U型肋兩個腹板的上緣向上逐漸增厚，且位于U型肋兩個腹板的上緣上端部外側(cè)分別開有坡口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型肋，其特征在于所述U型肋為通過熱軋工藝形成的整體U型肋結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的U型肋，其特征在于所述U型肋兩個腹板的上緣位于內(nèi)側(cè)向上逐漸增厚。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的U型肋，其特征在于所述坡口位于U型肋兩個腹板的上緣上端面的橫向尺寸為8-9mm，坡口斜面角度α為45° -55°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的U型肋，其特征在于所述U型肋兩個腹板的上緣向上逐漸增厚的斜率為1:7-1: 10。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的U型肋，其特征在于所述坡口位于U型肋兩個腹板的上緣上端面的橫向尺寸為8mm，坡口斜面角度α為45，所述U型肋兩個腹板的上緣向上逐漸增厚的斜率為1:8。
專利摘要本實用新型公開了一種U型肋，包括U型肋底緣和與U型肋底緣一體成型的U型肋兩個腹板，U型肋兩個腹板的上緣向上逐漸增厚，且位于U型肋兩個腹板的上緣上端部外側(cè)分別開有坡口，本實用新型對U型肋與鋼橋面板的焊接處的結(jié)構(gòu)具有針對性的進(jìn)行改進(jìn)，對頂緣加厚并設(shè)置坡口，改善焊接性能，適應(yīng)于U型肋腹板頂緣與頂板的焊縫只能從外側(cè)單邊焊接的結(jié)構(gòu)，達(dá)到甚至超過現(xiàn)行規(guī)范焊縫達(dá)到80％肋板厚度的要求，并且不會燒穿，降低加工難度，保證焊縫質(zhì)量，改善其承受載荷的能力，改善橋面板在使用過程中由于應(yīng)力集中容易產(chǎn)生疲勞裂紋的問題，提高U型肋本身與橋面板的配合焊接靈活性和承載的一致性，從而提高整個鋼橋面板的受力能力。
文檔編號E01D19/12GK202208887SQ20112026508
公開日2012年5月2日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者鄧文中 申請人:林同棪國際工程咨詢(中國)有限公司