新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構及制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在大型鋼構橋梁制作中，能夠有效保證頂板單元制作質(zhì)量及精度的新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構及制作方法，由頂板、多塊接板及多條U形肋組成，接板將U形肋斷開，接板與頂板、U形肋之間均采用熔透焊接。焊接變形對板單元制作精度及質(zhì)量影響較大。優(yōu)點：一是通過對頂板單元預變形設置，減少熔透角焊縫的焊接變形；二是本發(fā)明所采用的預變形措施簡單易行，不需要制作專用工裝，實施效果明顯。在保證制作質(zhì)量的前提下，既縮短了制造周期，又取得了很好的經(jīng)濟效果；三是本發(fā)明取得了大量的試驗數(shù)據(jù)，積累了熔透焊縫焊接變形的控制方法。
【專利說明】新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構及制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在大型鋼構橋梁制作中，能夠有效保證頂板單元制作質(zhì)量及精度的新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構及制作方法，屬于鋼橋梁部件制造領域。
【背景技術】
[0002]近年來鋼橋制造技術日趨成熟，大跨度鋼箱梁板單元制作大多采用面板組裝U形肋后在反變形胎架上焊接，然后加工周邊坡口的制作工藝。板單元的制作質(zhì)量及制造精度很容易得到控制。但是，根據(jù)結(jié)構設計需要，近年來出現(xiàn)一種特殊結(jié)構的板單元，此類板單元多用于索塔、錨墩及輔助墩處。梁段頂?shù)装蹇v向加勁在橫隔板處斷開。橫隔板與頂板、U形肋均采用熔透焊接。由于焊接收縮比較大，板單元制作時，隔板與面板連接部位易產(chǎn)生變形。面板應力不能及時釋放導致平面度超差，使得焊后矯正工作量大，局部死彎矯正效果甚微。板單元制作質(zhì)量相對較差，對節(jié)段制作帶來很大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]設計目的:避免【背景技術】中的不足之處，設計一種能夠有效保證頂板單元制作質(zhì)量及精度的新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構及制作方法，從而實現(xiàn)板單元制作，使其結(jié)構尺寸、平面度等工藝項點滿足標準要求。
[0004]設計方案:由于頂板單元焊接變形主要體現(xiàn)在兩個方面:1、接板焊接采用雙面坡口，焊接完畢后易產(chǎn)生局部角變形，致使單元平面度超差。2、U形肋與接板熔透焊縫焊接完畢后內(nèi)部應力不易釋放，致使板單元產(chǎn)生局部變形，平面度超差。根據(jù)制作過程中的變形量檢測及數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn):板單元的變形主要是由于熔透焊縫的焊接引起的，而U形肋與頂板單元坡口角焊縫的變形相對要小的多。因此本發(fā)明需要解決的技術問題有以下幾項:1)頂板單元焊接完畢后面板局部變形大，接板及U形肋焊接前需分別設置預變形，變形量的確定是此類頂板單元制作的關鍵。2 )頂板單元接板組焊完畢后，板單元焊接主要包括U形肋與頂板坡口角焊縫、U形肋與接板熔透焊縫，制作的關鍵在于采用合理的焊接順序及焊接工藝以保證板單元制作質(zhì)量。為此，為保證隔板與頂板熔透縫焊接作業(yè)，本發(fā)明在結(jié)構設計上，頂板單元主要由頂板、接板及U形肋等部分組成。頂板單元結(jié)構示意見圖1。
[0005]根據(jù)結(jié)構特點，U形肋必須采用整體后裝或增設嵌補段。由于橫隔板間距較小，兩側(cè)設立嵌補段后中間段小于500mm，而且設置嵌補段還將增加橫向?qū)涌p。為此采用U形肋整體后裝的制作工藝，板單元的變形主要通過一系列的反變形措施實現(xiàn)。頂板單元制作方案:鋼板滾平預處理后，在平臺上劃出基準線、接板組裝位置線及U形肋組裝位置線，然后對頂板單元接板部位進行預彎，接板與頂板熔透焊縫焊接完畢后，組裝U形肋鋼襯墊并配裝U形肋，再后在反變形胎架上船位焊接，焊接完畢后對面板進行修整，最后劃線焰切周邊坡口。頂板單元制作工藝流程:見圖2。
[0006]技術方案1:一種新型鋼箱梁頂板單元，由頂板、多塊接板及U形肋組成，U形肋采用接板斷開為多條U形肋，兩條U形肋相對處與接板焊接、與頂板之間采用熔透焊接。[0007]技術方案2:—種新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構制作方法，鋼板滾平預處理后，在平臺上劃出縱、橫基準線，并以其為基準劃接板組裝位置線及縱肋組裝位置線，相鄰兩接板位置線之間增加2-2.5mm工藝量，將面板平鋪于板單元組裝平臺上，采用火焰矯正的方式將接板部位預彎25-30mm，然后按線組焊接板，并對變形進行矯正，保證U形肋組裝前接板部位預彎8-10mm，然后組裝鋼襯墊，并配裝U形肋，U形肋組裝后先在平臺上焊接接板與U形肋的熔透角焊縫，然后在反變形胎架上船位施焊U形肋與頂板坡口角焊縫，焊縫施焊時由兩側(cè)向中間對稱施焊(板單元焊接順序見圖3)，焊接完畢后對板單元變形進行矯正，修正基線后，劃線切割周邊坡口。
[0008]本發(fā)明與【背景技術】相比，一是通過對頂板單元預變形設置，減少熔透角焊縫的焊接變形；二是本發(fā)明所采用的預變形措施簡單易行，不需要制作專用工裝，實施效果明顯。在保證制作質(zhì)量的前提下，既縮短了制造周期，又取得了很好的經(jīng)濟效果；三是本發(fā)明取得了大量的試驗數(shù)據(jù)，積累了熔透焊縫焊接變形的控制方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是鋼箱梁頂板單元結(jié)構示意圖。
[0010]圖2是頂板單元制作工藝流程示意圖。
[0011]圖3是頂板單元焊接順序示意圖。
【具體實施方式】
[0012]實施例1:參照附圖1。一種新型鋼箱梁頂板單元，由頂板1、多塊接板2及U形肋3組成，U形肋3采用接板2斷開為多條U形肋，兩條U形肋3相對處與接板2熔透焊接、與頂板之間采用熔透焊接。U形肋3在接板2處斷開，且與接板采用熔透焊接。熔透焊縫、坡口焊縫多，焊接變形大，矯正困難。
[0013]實施例2:—種新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構制作方法，鋼板滾平預處理后，在平臺上劃出縱、橫基準線，并以其為基準劃接板組裝位置線及縱肋組裝位置線，相鄰兩接板位置線之間增加2-2.5mm工藝量，將面板平鋪于板單元組裝平臺上，采用火焰矯正的方式將接板部位預彎25-30mm，然后按線組焊接板，并對變形進行矯正，保證U形肋組裝前接板部位預彎8-10mm，然后組裝鋼襯墊，并配裝U形肋，U形肋組裝后先在平臺上焊接接板與U形肋的熔透角焊縫，然后在反變形胎架上船位施焊U形肋與頂板坡口角焊縫，焊縫施焊時由兩側(cè)向中間對稱施焊，焊接完畢后對板單元變形進行矯正，修正基線后，劃線切割周邊坡口。為減少變形，U形肋焊縫施焊前分別在頂板外表面及U形肋與隔板之間設置馬板和型鋼加勁，減少焊接過程中的變形。
[0014]下面以大榭第二大橋索塔區(qū)鋼箱梁頂板單元制作為例，介紹本技術發(fā)明的【具體實施方式】:
板單元劃線完畢后，先在組裝胎架上進行預彎，重點控制接板間距及垂直度。然后安裝反變形板條加勁，采用C02氣體保護焊對稱施焊接板熔透焊縫。焊縫無損檢測完畢后，對變形進行矯正，并對板單元進行二次預彎。配裝鋼襯墊及U形肋。在反變形胎架上進行施焊，無損檢測合格后，劃線切割周邊及坡口，完成板單元制作。
[0015]需要理解到的是:上述實施例雖然對本發(fā)明的設計思路作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設計思路的簡單文字描述，而不是對本發(fā)明設計思路的限制，任何不超出本發(fā)明設計思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種新型鋼箱梁頂板單元，其特征是由頂板(I)、多塊接板(2)及U形肋(3)組成，U形肋(3)采用接板(2)斷開為多條U形肋，兩條U形肋(3)相對處與接板(2)焊接、與頂板之間采用熔透焊接。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構，其特征是:U形肋(3)在接板(2)處斷開，且與接板采用熔透焊接。
3.根據(jù)權利要求1所述的新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構，其特征是:熔透焊縫、坡口焊縫多，焊接變形大，矯正困難。
4.一種新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構制作方法，其特征是:鋼板滾平預處理后，在平臺上劃出縱、橫基準線，并以其為基準劃接板組裝位置線及縱肋組裝位置線，相鄰兩接板位置線之間增加2-2.5mm工藝量，將面板平鋪于板單元組裝平臺上，采用火焰矯正的方式將接板部位預彎25-30mm，然后按線組焊接板，并對變形進行矯正，保證U形肋組裝前接板部位預彎8-10mm，然后組裝鋼襯墊，并配裝U形肋，U形肋組裝后先在平臺上焊接接板與U形肋的熔透角焊縫，然后在反變形胎架上船位施焊U形肋與頂板坡口角焊縫，焊縫施焊時由兩側(cè)向中間對稱施焊，焊接完畢后對板單元變形進行矯正，修正基線后，劃線切割周邊坡口。
5.根據(jù)權利要求4所述的新型鋼箱梁頂板單元結(jié)構制作方法，其特征是:為減少變形，U形肋焊縫施焊前分別在頂板外表面及U形肋與隔板之間設置馬板和型鋼加勁，減少焊接過程中的變形。
【文檔編號】E01D101/30GK103711066SQ201310639866
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權日:2013年12月4日
【發(fā)明者】薛宏強, 王歲利, 朱新華, 丁秀麗, 薛長利, 田剛毅 申請人:中鐵寶橋集團有限公司