專利名稱：鋼箱梁整體橫隔板加勁反面加熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋼箱梁整體橫隔板加勁反面加熱結(jié)構(gòu)。主要用于懸索橋及斜 拉橋中梁段。屬于鋼結(jié)構(gòu)件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
整體橫隔板特點(diǎn)及制造精度要求橫隔板為水平加勁、豎向加勁及鋼板組成的板式結(jié)構(gòu)。懸索橋及斜拉橋中一般每 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)梁段共設(shè)置四道橫隔板。橫隔板板厚較薄，板厚通常有8mm、10mm、12mm等規(guī)格。橫 隔板不僅是鋼箱梁的骨架，而且在梁段組裝時(shí)起到內(nèi)胎的作用，其制造精度直接影響到梁 段的幾何尺寸和相鄰梁段箱口間的匹配精度。整體式橫隔板上下直接插入頂?shù)装錟形肋， 對(duì)其幾何尺寸和U形肋槽口尺寸提出了很高的要求，如何保證制造精度，是對(duì)制造技術(shù)的 一個(gè)挑戰(zhàn)。生產(chǎn)過程中一般將每道橫隔板劃分為3塊(見圖1)板單元制作。橫隔板在制造過程中，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及以往的制造經(jīng)驗(yàn)，會(huì)產(chǎn)生如下問題①板厚薄(多數(shù)橫隔板板厚為8mm、10mm、12mm)，焊接引起的變形大。②橫隔板高度尺寸大(4m)，橫隔板存在高度方向上的接料，接料所產(chǎn)生的焊接變 形對(duì)其板面平整度帶來較大影響。③板邊自由邊大。典型橫隔板上下橫向加勁距板邊500mm 600mm，其邊緣經(jīng)焊接 后會(huì)產(chǎn)生較大的角變形及邊緣波浪變形。④橫隔板因結(jié)構(gòu)少、剛度弱，橫豎向加勁形成的大格構(gòu)狀區(qū)域經(jīng)焊接后形成很大 的“鍋底”狀變形，如圖2。以往生產(chǎn)技術(shù)概況以往生產(chǎn)技術(shù)一般采取橫隔板板數(shù)控精確下料后組焊縱橫向加勁肋，最后火焰修 整。根據(jù)以往制造后檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果看經(jīng)火焰修整后橫隔板長(zhǎng)度方向達(dá)到7 8mm， 寬度方向達(dá)到4mm左右的收縮量。當(dāng)橫隔板上胎后頂?shù)装錟肋無法自由落入橫隔板U肋槽 口時(shí)往往采取修割橫隔板U槽的方法，這樣勢(shì)必造成橫隔板與頂?shù)装錟肋存在較大間隙，而 橫隔板與頂?shù)装錟肋大間隙是造成以往大橋頂板U肋與橫隔板角焊縫產(chǎn)生裂紋重要原因之
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種能達(dá)到初步釋放焊接殘余應(yīng)力的 效果，局部消除加勁焊后的角變形的鋼箱梁整體橫隔板加勁反面加熱結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種鋼箱梁整體橫隔板加勁反面加熱結(jié)構(gòu)，包 括鋼平臺(tái)、橫隔板和烘槍，所述橫隔板面朝下并水平擱置在鋼平臺(tái)上，烘槍有二把，二把烘 槍一左一右對(duì)稱布置于橫隔板的反面。本實(shí)用新型的有益效果是[0015]采用本實(shí)用新型加熱結(jié)構(gòu)能達(dá)到初步釋放焊接殘余應(yīng)力的效果，局部消除加勁焊 后的角變形。
圖1為橫隔板單元?jiǎng)澐謭D。圖2為橫隔板變形圖。圖3為圖2的A-A剖示圖。圖4為圖2的B-B剖示圖。圖5為本實(shí)用新型涉及的噴粉劃線及二次程切圖。圖6為本實(shí)用新型涉及的組焊豎橫向加勁圖。圖7圖6的C-C剖示圖。圖8圖6的D-D剖示圖。圖9為圖8的I放大圖。圖10為本實(shí)用新型涉及的橫隔板加勁焊接順序圖。圖11為本實(shí)用新型涉及的橫隔板加勁反面加熱順序圖。圖12為圖11的E-E剖示圖。圖13為本實(shí)用新型涉及的頂起裝置示意圖。圖14為圖13的F-F剖示圖。圖15為圖14的II放大圖。圖16為本實(shí)用新型涉及的加熱圓點(diǎn)位置示意圖。圖17為本實(shí)用新型涉及的三角形加熱點(diǎn)示意圖。圖18為圖17的G-G剖示圖。圖19為圖18的H-H剖示圖。圖20為本實(shí)用新型涉及的板邊緣修整專用卡具示意圖。圖21為圖20的I-I剖示圖。圖中附圖標(biāo)記鋼平臺(tái)1、橫隔板2、邊隔板2. 1、中隔板2. 2、U形卡具3、烘槍4、千斤頂5、鍥鐵6、 卡具本體7、對(duì)接焊縫8、下勁板組裝線9、二次切割橫向基準(zhǔn)線10、上勁板安裝線11、二次 程切外輪郭線12、二次切割縱向基準(zhǔn)線13、角鋼14、槽鋼15、加熱線16、加熱點(diǎn)17、起頂點(diǎn) 18;fl變形量、f2變形量。
具體實(shí)施方式
針對(duì)整體式橫隔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并總結(jié)以往制造經(jīng)驗(yàn)，確定采取的技術(shù)方案為橫 隔板板一次切割毛料并噴粉劃線一組焊橫向及豎向加勁一修整一二次精確切割U形槽口； 橫隔板加勁組裝線使用數(shù)控火焰切割機(jī)噴粉劃線，全部橫隔板二次精切U形槽口均在水下 等離子切割機(jī)上完成。制造技術(shù)如下1)下料及零件矯正。隔板一次下料，其外邊緣預(yù)留50mm 二次切割余量(見圖 2-4)；加勁板多頭直條機(jī)下料后調(diào)直。2)隔板接料。接料完成后對(duì)焊縫區(qū)域進(jìn)行修整，此時(shí)結(jié)構(gòu)未安裝修整較容易且效果好。3) 一次切割及噴粉劃線。毛料上數(shù)控切割機(jī)噴粉劃線及切割人孔、管線孔。橫隔 板二次精切U形槽口是在縱橫向加勁安裝完成后進(jìn)行，此時(shí)如何保證U形槽口與橫向加勁 的相對(duì)尺寸是控制重點(diǎn)，為此設(shè)置縱橫向基準(zhǔn)線(如圖5)，兩條基準(zhǔn)線將作為橫隔板二次 精切U形槽口時(shí)的定位線，并在橫隔板噴粉劃線時(shí)一并噴出。數(shù)控切割機(jī)噴粉劃線比較手 工劃線具有劃線精度好、速度快的優(yōu)點(diǎn)。噴粉劃線及切割人孔及管線孔應(yīng)按如下程序進(jìn) 行先噴二次精切定位用縱橫向基準(zhǔn)線，再噴加勁組裝線(加勁組裝線加放焊接及火焰修 整補(bǔ)償量)，最后完成人孔及管線孔的程切，此三步均在一個(gè)數(shù)控程序內(nèi)完成。4)組焊豎橫向加勁。豎橫加勁組裝在橫隔板胎架上完成，先以橫基線為基準(zhǔn)劃線 組裝豎向加勁，橫向加勁對(duì)噴粉線安裝。焊接時(shí)，為保證板面平整度及減少火焰修整量，為 此采取三項(xiàng)措施焊接采用CO2氣保焊；焊前設(shè)卡碼對(duì)焊接變形進(jìn)行約束(見圖6-9)；自中 心向四周完成加勁間立角焊后，依照?qǐng)D10所示的順序完成其余焊縫焊接，焊接時(shí)規(guī)范參數(shù) 選取下限。圖6-9中，鋼平臺(tái)1、橫隔板2和U形卡具3，橫隔板2水平擱置在鋼平臺(tái)1上， U形卡具3有二件，二件U形卡具3轉(zhuǎn)動(dòng)卡接于鋼平臺(tái)1的左右兩側(cè)。5)修整。焊后的橫隔板因板薄、結(jié)構(gòu)稀及封閉式豎橫向加勁區(qū)域內(nèi)應(yīng)力無法釋放 等原因造成該區(qū)域內(nèi)的“鍋底”狀變形及隔板四周邊緣的波浪變形，修整主要就是消除這兩 種變形。修整在專用鋼制平臺(tái)上采用火焰修整的辦法進(jìn)行，具體如下①將焊后的橫隔板翻身，使其結(jié)構(gòu)面朝下并水平擱置在鋼平臺(tái)上。采用兩把烘 槍在加勁的反面遵循同步、對(duì)稱原則，按照前道焊接工序時(shí)所采取的順序進(jìn)行加熱(圖 11-12)。在加勁結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的反面進(jìn)行一次加熱，能達(dá)到初步釋放焊接殘余應(yīng)力的效果，局部 消除加勁焊后的角變形。圖11-12中，鋼平臺(tái)1、橫隔板2、烘槍4、加熱線16、加熱點(diǎn)17。橫 隔板2面朝下并水平擱置在鋼平臺(tái)1上，烘槍4有二把，二把烘槍4 一左一右對(duì)稱布置于橫 隔板2的反面。②將橫隔板與鋼平臺(tái)固接后，使用千斤頂自中心向兩端將每個(gè)加勁區(qū)域內(nèi)朝下的 凹狀變形向上頂，使之成為凸?fàn)钭冃?圖13-15)后松開千斤頂并移開千斤頂。圖13-15中， 鋼平臺(tái)1、橫隔板2、千斤頂5、起頂點(diǎn)18。橫隔板2面朝下并水平擱置在鋼平臺(tái)1上，千斤 頂5頂置于橫隔板2正同。③“鍋底”狀變形修整。首先畫出加熱點(diǎn)位置。加熱點(diǎn)于每個(gè)加勁格構(gòu)狀區(qū)域自 中心向四周呈放射狀布置，加熱點(diǎn)直徑大約50mm 60mm，間距約300mm 400mm(圖16)， 間距值可根據(jù)變形量的大小適當(dāng)調(diào)節(jié)。四名修整工分為兩組，按照同步、對(duì)稱的原則自橫隔 板中心向兩端使用烘槍加熱；每對(duì)稱的兩個(gè)格構(gòu)區(qū)域加熱點(diǎn)溫度降至接近室溫時(shí)使用鐵錘 自中心向四周敲擊板面，敲擊時(shí)在板面與鐵錘間擱置墊板，鐵錘的震動(dòng)能有效釋放焊接殘 余應(yīng)力。④四周邊緣波浪變形修整。在變形區(qū)域畫出加熱點(diǎn)位置，加熱點(diǎn)形狀為三角形 (見圖17-19)。烘槍加熱后鋼板溫度降至300°C 400°C時(shí)使用專用卡具結(jié)合鍥鐵碼平變 形區(qū)域(見圖20-21)。圖20-21中，橫隔板2、鍥鐵6、卡具本體7?？ň弑倔w7中心橫向設(shè) 置有一通道，橫隔板2放置于該通道內(nèi)，鍥鐵6有若干塊，若干塊鍥鐵6沿所述通道長(zhǎng)度方 向間隔嵌置于橫隔板2正面與通道頂壁以及橫隔板2反面與通道底壁之間。采取有效的技術(shù)措施，使橫隔板修整后的平面度達(dá)到技術(shù)要求。在火焰加熱過程中為避免損傷鋼材，使用紅外線電子測(cè)溫計(jì)監(jiān)測(cè)溫度，控制修整火焰溫度在600°C SOO0C ；加熱所用氣體使用乙炔+氧氣混合氣體，乙炔氣火焰溫度集中、加熱速度快，實(shí)際 使用中效率高。6) 二次切割①切割設(shè)備、工裝準(zhǔn)備。水下等離子切割具有精度好、效率高及切割熱變形小的 特點(diǎn)。為此在正式切割前對(duì)水下等離子切割機(jī)進(jìn)行大檢修并備足配件；使用經(jīng)緯儀及水平 儀重新檢測(cè)、調(diào)整軌道直線度及平面度；加大等離子切割機(jī)水床深度，保證橫隔板切割時(shí)完 全處于水下切割狀態(tài)；制作橫隔板切割平臺(tái)并使用水平儀控制平臺(tái)的水平度。②二次切割。修整完成并檢驗(yàn)合格后的橫隔板上等離子切割平臺(tái)，此時(shí)要求板面朝上并處于水 平狀態(tài)(使用水平尺檢測(cè))。操縱切割機(jī)割嘴對(duì)縱橫向基準(zhǔn)線，對(duì)線偏差應(yīng)小于0.5mm。對(duì) 線完成后方能放水淹沒工件進(jìn)入切割狀態(tài)。要求縱橫基線對(duì)位后操縱切割機(jī)沿二次切割外輪廓線空走一周，空走時(shí)操作員應(yīng) 仔細(xì)檢查割嘴對(duì)線偏差，確保無誤后正式切割。7)預(yù)拼。同一位置左中右三塊橫隔板進(jìn)行試拼裝，重點(diǎn)檢查三塊橫隔板相鄰U形 槽口間距尺寸、橫向加勁直線度、整體寬度及對(duì)角線差。
權(quán)利要求一種鋼箱梁整體橫隔板加勁反面加熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)包括鋼平臺(tái)(1)、橫隔板(2)和烘槍(4)，所述橫隔板(2)面朝下并水平擱置在鋼平臺(tái)(1)上，烘槍(4)有二把，二把烘槍(4)一左一右對(duì)稱布置于橫隔板(2)的反面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鋼箱梁整體橫隔板加勁反面加熱結(jié)構(gòu)，主要用于懸索橋及斜拉橋中梁段。所述結(jié)構(gòu)包括鋼平臺(tái)(1)、橫隔板(2)和烘槍(4)，所述橫隔板(2)面朝下并水平擱置在鋼平臺(tái)(1)上，烘槍(4)有二把，二把烘槍(4)一左一右對(duì)稱布置于橫隔板(2)的反面。本實(shí)用新型的有益效果是采用本實(shí)用新型加熱結(jié)構(gòu)能達(dá)到初步釋放焊接殘余應(yīng)力的效果，局部消除加勁焊后的角變形。
文檔編號(hào)E01D2/04GK201686936SQ20102016709
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者何楊, 華奕, 曹國(guó)華, 楊元錄 申請(qǐng)人:江蘇中泰鋼結(jié)構(gòu)股份有限公司