[实用新型]一种桥梁用U型肋热辊压成形装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁用U肋成形装置，可对在线冷弯成形的U肋进行端部增厚处理或作为一个独立模块，对普通U肋进行二次端部增厚处理加工，属于金属热压成形领域。

背景技术

U型肋广泛应用于桥梁钢结构领域，其可占桥梁设计用钢量的25％左右，由于其能够提供较大的抗扭刚度和抗弯刚度，进而改善整个桥面板的受力状态，因此成为现代正交异性桥面板的最常用的截面形式。

然而由于U型肋为闭口结构，在焊接时只能从外侧单面施焊，目前普遍采用75～85％的部分熔透焊，焊接面积较小；留下15～25％的未熔合部分，大约2～3mm，这2～3mm的未熔合部分本身就形成一个天然的初始裂纹，成为疲劳裂缝源，在反复载荷作用下，导致桥面板与U肋焊缝处容易疲劳开裂。疲劳裂缝一旦产生就会降低桥面板的刚度，进而降低整个桥梁的寿命。

针对以上U肋缺陷问题，近年来相继有人提出对U肋焊接部位进行非等厚处理，以增大U肋与桥面板的焊接面积，提高焊缝的抗疲劳性能。然而对非等厚U肋加工工艺研究较少，专利文献CN201420274989.0提出采用热轧成形装置以及专利文献CN201310313688.4公开了一种浇铸成形工艺。但这两种工艺都有各自的局限性，如热轧成形工艺材料利用率和热效率较低，以及对U肋长度有所限制；而浇铸成形生产效率低、成本高，限制了端部非等厚U肋的发展。

发明内容

为解决普通U肋与桥面板的焊接面积小、焊缝容易疲劳开裂的问题，本实用新型提出了一种端部非等厚U肋热辊压成形装置。

本实用新型的技术方案为：其特征在于：所述装置包括感应加热装置、辊压成形装置、三点弯曲余热矫直装置三部分组成：感应加热装置包括感应加热线圈和螺栓传动机构、感应加热机架、调整垫片、冷却管，辊压成形装置包括调节螺栓、固定架、压下辊、撑压辊、固定底板；调节螺栓调节压下辊的压下量大小，压下辊由固定架卡位，并由螺栓固定；三点弯曲余热矫直装置包括固定螺栓、上辊、底辊；取预成型U肋为原料，经电机传动变速箱带动底辊转动，将预成型U肋送入感应加热线圈，通过调整螺栓传动机构选择合适的加热区域，并且通过调整垫片调整适应来料的角度变化，感应加热线圈由冷却管通过循环水，防止感应加热线圈温度持续过高，降低寿命；达到目标要求的加热温度后，送入辊压成形装置，成形孔型由压下辊和撑压辊组成；通过调节螺栓来设定压下辊的压下量大小，压下辊由固定底板卡位，并由螺栓固定位置；经过两道次成形后的U肋，存在扭曲现象，分别利用三个上辊和底辊不同的辊面高度差，经固定螺栓夹紧，以及热成形后的余热，对端部非等厚U肋进行三点弯曲矫直处理，之后冷却、定尺剪切。

本实用新型中，所述的感应加热装置为中频加热，感应线圈U型槽尺寸大小为宽20mm，深度为70mm，外周围由非导磁物质包裹，以保护感应线圈不被擦伤，线圈中间通有冷却水。

本实用新型中，所述的螺栓传动机构，其利用螺栓传动，可实现感应线圈上下移动，调整距离为200mm；通过调整垫片来感应线圈角度，调节范围为70°～85°。

本实用新型中，辊压成形装置，其由两个成形道次组成，分别是粗成形和精成形，每一道次孔型由上面压下辊和下面两个撑压辊组成产品截面形状。

本实用新型中，所述的三点弯曲余热矫直装置，其采用反弯曲原理，利用三个机架底辊非等径造成的高度差以及热成形后的余热对U肋矫直。

本实用新型与现有的技术相比，所具有的有益效果在于：

1)本实用新型首次提出一种非等厚U肋热辊压成形装置，其成形速度快，热效率高，得到的U型肋残余应力小，且增大了与桥面板的焊接面积，提高了与桥面板的连接强度和焊缝的抗疲劳性能；

2)本实用新型所述的感应加热装置，适应范围广，可满足不同厚度和加热深度的U肋，以及通过调整机构可实现不同尺寸U肋的热辊压成形；

3)本实用新型可以作为一个模块嵌入到在线冷弯生产工艺中，对U肋进行端部增厚处理，或者作为一个独立成形模块，对普通U肋进行二次端部增厚处理加工，方便快捷，并可满足不同长度U肋的需求。

附图说明

图1是本实用新型设计的一种非等厚U肋热辊压成形装置结构示意图。

图2是本实用新型设计的感应加热装置示意图。

图3是本实用新型设计的辊压成形装置示意图。

图4是三点弯曲矫直装置原理示意图。