[实用新型]一种热轧薄腹、超深变截面梯型肋

说明书

本实用新型公开了一种热轧薄腹、超深变截面梯型肋，该梯型肋截面根据荷载应力、应变有限元分析计算模型、结合荷载试验应力幅实际变化，考虑内外隔板焊接及拼接板位置进行截面厚薄优化设计，不仅能提高受力性能，减少用钢量，而且提高正交异性桥面板的抗疲劳性能。生产时根据变截面模型进行轧辊孔型优化设计，采用专用的超深、薄腹、变截面槽型连铸连轧热轧孔型设计、连轧工艺和专用设备。开坯初轧采用U型切分法，粗轧采用上辊大压下切分轧制工艺、形成最优金属延伸率；精轧腹板外侧孔型为平直斜线形不变，腹板内侧通过合理孔型斜度变化，通过R角渐变连续轧制形成土耳其头，底腹板采用双R角过渡，形成最佳曲率圆弧半径。

技术领域

本实用新型涉及梯型肋设计技术领域，特别涉及一种热轧薄腹、超深变截面梯型肋。

背景技术

目前，国内正交异性板的梯型肋全部采用平板冷弯成型，其不足之处及缺陷明显：

1、加工方法采用人工或半机械化生产、工序复杂、加工困难、效率低下，包括赶平、切割、铣边、折弯、整形、钻孔等，质量控制难度大、加工精度差、冷弯成型结构内应力大；

2、由于钢板等厚、而薄腹、超深梯型肋受力复杂、各部位应力应变不同、特别受板厚制约而端部焊接厚度不够、去掉钝边后焊厚只有板厚的70%~75%、且焊缝偏心受力，而该处应力幅最大、残余应力集中、很容易产生疲劳裂缝；

虽然部分现有专利中提出了局部加厚以减小应力的设计，但是市场上尚无成熟的产品，而且现有改进技术方案每延米所用的材料相比现有冷弯梯型肋均增加，不经济。因此，设计一种用钢量少、经济节约，最大变形、应力和耐久性等指标均等于或优于现有冷弯梯型肋的新型梯型肋是行业内要解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的第一个目的在于提供一种热轧薄腹、超深变截面梯型肋，其优点是经济节约，内应力小，各项材料性能和技术指标优于原有产品。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：采用行业标准YB/T4624-2017中U-2等厚U形肋为为基础断面结构，通过热轧工艺成型的薄腹、超深变截面梯型肋的深度为280mm，底板厚度加厚为10mm，腹板上端部厚度加厚为10mm形成土耳其头，腹板平直段部的厚度减薄为7mm；腹板平直段部与腹板顶端的土耳其头的变截面处及底板与腹板的变截面处圆滑过渡。

通过上述技术方案，于梯型肋受力最大的腹板端部高应力幅线范围内进行了变厚设计，形成土耳其头，在腹板受力较小的低应力幅部位适当减薄了板厚，对受力较大的底板进行了加厚，通过上述截面优化，使得产品在提高材料性能和技术指标的基础上用钢量与现有冷轧梯型肋同比降低了约1-2%。同时，经过热轧加工而成的梯型肋减小了应力集中。根据产品各部位受力大小变化改变截面尺寸后的梯型肋使得应力分布更加均匀，特别是降低了梯型肋端头与桥面板焊缝处的应力，从而提高了梯型肋的抗疲劳能力和耐久性。同时由于腹板厚度的减小，大大节约了钢材，提高了经济性。

本实用新型进一步设置为：梯型肋腹板端部土耳其头的增厚部位于腹板内侧，腹板外侧壁为平面。

通过上述技术方案，不影响腹板外侧壁与横隔板的焊接，提高焊接质量。

本实用新型进一步设置为：梯型肋端部通过热切形成圆弧状焊缝坡口。

通过上述技术方案，减少了焊缝金属熔敷量，提高了焊接质量。

本实用新型进一步设置为：梯型肋内部间隔设置多道肋内隔板，肋内隔板两侧边与梯型肋内壁焊接。

通过上述技术方案，增加梯型肋的整体刚度及抗扭转性能、消除梯型肋与横向隔板弧形切口的焊缝开裂。

本实用新型进一步设置为：肋内隔板与正交异性板的横隔板位置对应。

通过上述技术方案，能够消除梯型肋与横隔板弧形切口的焊缝开裂。