CN102815603A - 一种核电站环吊牛腿及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种核电站环吊牛腿，同时还涉及其制作方法，属于建筑施工设施技术领域。该牛腿由背部劲板、承重箱体以及加强板、封口板构成。制作时采用全熔透焊接，下料后先预制背部劲板和承重箱体，再进行现场组焊。本发明不仅可以保证核电站环吊牛腿具有足够的强度和刚性，而且可以预制主要构件，现场简单拼焊即可，从而大大减小现场施工的工作量，加快施工进程，同时其结构设计可以尽可能减小或补偿焊接变形，保证施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种核电站安全壳内环形吊车的支撑构件，尤其是一种核电站环吊牛腿，同时还涉及其制作方法，属于建筑施工设施技术领域。
背景技术
核电站环吊牛腿是安全壳内环形吊车需要可靠的支撑构件，通常锚固在安全壳的混凝土中，制造质量要求很高。
环吊牛腿的主体结构为一箱式框架，净重约4吨，焊缝绝大部分为全熔透形式，焊接工作量大，焊接变形控制难度大，焊接应力大，焊缝容易产生裂纹。由于箱形结构的焊接量大，拘束度大，很容易产生很大的焊接应力和焊接变形。申请号为201010187940.8的中国专利曾公开了一种可以有效解决上述问题的牛腿及其制造方法，但该牛腿不仅结构较为复杂，而且需要借助防焊接变形工装，需要逐件拼焊，难以预制，不能满足工期紧、环境较为恶劣的施工需求。如何在保持原有强度和刚性的前提下，通过结构改进，以更快的预制速度制作出符合要求的牛腿成为有必要研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，通过结构改进，提出一种具有足够强度和刚性、并且变形容易控制的核电站环吊牛腿，从而可以在预制过程中完成主要焊接工作量，便于快速施工，同时给出其制作方法。
为了达到以上目的，本发明的核电站环吊牛腿由背部劲板、位于背部劲板正面朝前延伸的承重箱体以及加强板、封口板构成；
所述背部劲板由背面焊接固定筋板的垂向主板构成；所述筋板包括门形框、位于门形框下部的水平主筋、位于门形框中部的垂向主筋、位于垂向中心筋和门形框两侧之间的两垂向副筋、以及分别位于两垂向副筋下端对应固定承重箱体中部位置的两水平副筋；
所述承重箱体主要由水平主板、位于水平主板下面两侧且具有下倒角斜边的两垂向侧板、位于两垂向侧板倒角斜边之间的倾斜板、位于水平主板和倾斜板后边之间的垂向接板、位于水平主板下表面前侧两垂向侧板之间的筋板组焊接构成；所述筋板组包括与水平主板平行的水平副板以及位于水平主板和水平副板之间的至少两个连接筋板；
组合时，所述承重箱体的水平主板以及两垂向侧板的后边分别与背部劲板的垂向主板正面焊接固连；
所述加强板包括分别位于水平主板上表面两侧以及背部劲板的垂向主板正面之间的两三角板；
所述封口板包括覆盖在两三角板上且延伸到水平主板上表面和背部劲板的垂向主板正面的上封板、位于倾斜板后边和两垂向侧板之间且朝后延伸到背部劲板的底封板、以及位于倾斜板前边和两垂向侧板之间且朝上延伸到水平副板的前封板。
本发明的上述结构不仅可以保证核电站环吊牛腿具有足够的强度和刚性，而且可以预制主要构件，现场简单拼焊即可，从而大大减小现场施工的工作量，加快施工进程，同时其结构设计可以尽可能减小或补偿焊接变形，保证施工质量。
本发明进一步的完善是：所述承重箱体下边缘的位置与所述水平主筋的位置对应，所述两垂向侧板、两三角板的位置与所述门形框两侧的位置对应，所述上封板上边缘的位置与所述门形框上边的位置对应。这样，可以使垂向主板两面的焊接应力相对应抵消，从而保证长期使用也基本不变形。
本发明的核电站环吊牛腿制作时采用全熔透焊接，按以下步骤进行：
第一步、下料制备组成背部劲板、承重箱体、加强板、封口板的各板件；
第二步、预制背部劲板和承重箱体，分别组焊制备背部劲板和承重箱体；
第三步、现场组焊，将承重箱体的水平主板以及两垂向侧板的后边分别与背部劲板的垂向主板正面焊接固连；将作为加强板的两三角板分别焊接固连在水平主板上表面两侧与背部劲板正面之间；将上封板覆盖焊接固连在两三角板上以及水平主板上表面和背部劲板正面，将底封板焊接固连在倾斜板后边和两垂向侧板之间以及背部劲板正面，将前封板焊接固连在倾斜板前边和两垂向侧板之间以及水平副板下表面。
采用上述组对和焊接顺序，可以确保制成品的强度和刚性，有助于减小或补偿焊接变形，且工艺简单，从而有利保证了最终质量。
附图说明
下面结合附图的优选实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例背部劲板的立体结构示意图。
图2为本发明一个实施例承重箱体的立体结构示意图。
图3为图2的剖视结构示意图。
图4为本发明一个实施例现场组焊过程立体结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的核电站环吊牛腿经过估算和实验相结合设计而成，由背部劲板1、位于背部劲板正面朝前延伸的承重箱体2以及加强板、封口板构成（参见图4）。
背部劲板1的具体结构如图1所示，由背面焊接固定筋板的垂向主板1-1构成。筋板包括门形框1-2、位于门形框1-2下部的水平主筋1-3、位于门形框中部的两根间隔分布垂向主筋1-4、位于垂向中心筋1-4和门形框1-2两侧之间的两垂向副筋1-5、以及分别位于两垂向副筋1-5下端对应固定承重箱体中部位置的的两水平副筋1-6。此背部劲板在背面复合框格结构筋板的加固作用下，零件组合焊接后具有很高的强度和刚性，特别适合正面与承重箱体组焊后承载较大的悬臂载荷。
承重箱体2的具体结构如图2、3所示，主要构件有水平主板2-1，位于水平主板2-1下面两侧的两垂向侧板2-2——此垂向侧板具有与底边夹角为150°±5°的下倒角斜边a以及与下倒角斜边a夹角为165°±5°的相邻倾角斜边b，位于两垂向侧板2-2倒角斜边之间的倾斜板2-4，位于水平主板2-1和倾斜板2-4后边之间的垂向接板2-3，以及位于水平主板2-1下表面前侧两垂向侧板2-2之间的筋板组。筋板组包括与水平主板2-1平行的水平副板2-5以及位于水平主板2-1和水平副板2-5之间的三个等间隔分布的垂向连接筋板2-6和最里端的倾斜连接筋板2-7,该倾斜连接筋板的延长线与倾斜板2-4垂直。该承重箱体的垂向侧板设计使其近乎等强度悬臂梁，节省材料，减小自重，结构十分合理。
组合时，承重箱体2的水平主板2-1以及两垂向侧板2-2的后边分别与背部劲板1的垂向主板1-1正面焊接固连。此时，承重箱体2下边缘的位置与背部劲板1水平主筋1-3的位置对应，两垂向侧板2-2的位置与门形框1-2两侧的位置对应。
加强板包括分别位于水平主板2-1上表面两侧以及背部劲板1的垂向主板1-1正面（即背部劲板正面）之间的两三角板3。组合时，此两三角板的位置也与门形框1-2两侧的位置对应。
封口板包括覆盖在两三角板3上且延伸到水平主板2-1上表面和背部劲板1的垂向主板1-1正面的上封板4、位于倾斜板2-4后边和两垂向侧板2-2之间且朝后延伸到背部劲板1的底封板5、以及位于倾斜板2-4前边和两垂向侧板2-2之间且朝上延伸到水平副板2-5的垂向前封板6。上封板4上边缘的位置与门形框1-2上边的位置对应。
上述垂向主板正面和背面对应位置的构件可以有效减小先后焊接的变形，抵消焊接应力，从而使制成品长期承载使用也不会出现明显形变。
本实施例的核电站环吊牛腿制作时采用全熔透焊接，按以下具体步骤进行（参见图4）：
第一步、下料
制备组成背部劲板、承重箱体、加强板、封口板的各板件；
第二步、预制背部劲板和承重箱体
背部劲板的预制工序为：将门形框焊接固定在垂向主板背面，将水平主筋焊接固定在垂向主板背面门形框下部，将垂向主筋焊接固定在垂向主板背面门形框中部，将两垂向副筋分别焊接固定在垂向主板背面的垂向中心筋和门形框两侧之间，将两水平副分别筋焊接固定在垂向主板背面两垂向副筋下端对应固定承重箱体中部位置；
承重箱体的预制工序为：将水平主板下面两侧分别焊接固连两垂向侧板，将倾斜板焊接固定在两垂向侧板的倒角斜边之间，将垂向接板焊接在水平主板和倾斜板后边之间，将筋板组焊接固连在水平主板下表面前侧以及两垂向侧板之间；
第三步、现场组焊
将承重箱体的水平主板以及两垂向侧板的后边分别与背部劲板的垂向主板正面焊接固连；
将作为加强板的两三角板分别焊接固连在水平主板上表面两侧与背部劲板正面之间；
将上封板覆盖焊接固连在两三角板上以及水平主板上表面和背部劲板正面，将底封板焊接固连在倾斜板后边和两垂向侧板之间以及背部劲板正面，将前封板焊接固连在倾斜板前边和两垂向侧板之间以及水平副板下表面。
这种先组合后封闭的焊接工艺不仅便于全熔透焊接，可以实现接缝处的双侧焊接操作，而且有利于借助最终形成的封闭空间框架结构来进一步提高强度、增加刚性。
各构件焊接前宜进行消氢热处理。整件制成后，宜进行消应力热处理。
反复实践证明，与现有技术相比，本实施例通过分部制作，减少了构件之间的相互制约以及单个构件上的局部焊接热输入量，有益于构件的热变形控制，有效解决了封闭式构造的焊接困难的问题，显著减小了焊接变形，保证了产品的同质性和工期，能够大大降低建造成本。
Claims (8)
1.一种核电站环吊牛腿，由背部劲板、位于背部劲板正面朝前延伸的承重箱体以及加强板、封口板构成；其特征在于：
所述背部劲板由背面焊接固定筋板的垂向主板构成；所述筋板包括门形框、位于门形框下部的水平主筋、位于门形框中部的垂向主筋、位于垂向中心筋和门形框两侧之间的两垂向副筋、以及分别位于两垂向副筋下端对应固定承重箱体中部位置的两水平副筋；
所述承重箱体主要由水平主板、位于水平主板下面两侧且具有下倒角斜边的两垂向侧板、位于两垂向侧板倒角斜边之间的倾斜板、位于水平主板和倾斜板后边之间的垂向接板、位于水平主板下表面前侧两垂向侧板之间的筋板组焊接构成；所述筋板组包括与水平主板平行的水平副板以及位于水平主板和水平副板之间的至少两个连接筋板；
组合时，所述承重箱体的水平主板以及两垂向侧板的后边分别与背部劲板的垂向主板正面焊接固连；
所述加强板包括分别位于水平主板上表面两侧以及背部劲板的垂向主板正面之间的两三角板；
所述封口板包括覆盖在两三角板上且延伸到水平主板上表面和背部劲板的垂向主板正面的上封板、位于倾斜板后边和两垂向侧板之间且朝后延伸到背部劲板的底封板、以及位于倾斜板前边和两垂向侧板之间且朝上延伸到水平副板的前封板。
2.根据权利要求1所述的核电站环吊牛腿，其特征在于：所述承重箱体下边缘的位置与所述水平主筋的位置对应，所述两垂向侧板、两三角板的位置与所述门形框两侧的位置对应，所述上封板上边缘的位置与所述门形框上边的位置对应。
3.根据权利要求2所述的核电站环吊牛腿，其特征在于：所述垂向侧板具有与底边夹角为150°±5°的下倒角斜边以及与下倒角斜边夹角为165°±5°的相邻倾角斜边。
4.根据权利要求3所述的核电站环吊牛腿，其特征在于：所述筋板组包括位于所述水平主板和水平副板之间的三个等间隔分布的垂向连接筋板和最里端的倾斜连接筋板,所述倾斜连接筋板的延长线与所述倾斜板垂直。
5.根据权利要求4所述的核电站环吊牛腿，其特征在于：所述垂向主筋为间隔分布的两根。
6. 根据权利要求1或2所述核电站环吊牛腿的制作方法，制作时采用全熔透焊接，其特征在于按以下步骤进行：
第一步、下料制备组成背部劲板、承重箱体、加强板、封口板的各板件；
第二步、预制背部劲板和承重箱体，分别组焊制备背部劲板和承重箱体；
第三步、现场组焊，将承重箱体的水平主板以及两垂向侧板的后边分别与背部劲板的垂向主板正面焊接固连；将作为加强板的两三角板分别焊接固连在水平主板上表面两侧与背部劲板正面之间；将上封板覆盖焊接固连在两三角板上以及水平主板上表面和背部劲板正面，将底封板焊接固连在倾斜板后边和两垂向侧板之间以及背部劲板正面，将前封板焊接固连在倾斜板前边和两垂向侧板之间以及水平副板下表面。
7.根据权利要求6所述核电站环吊牛腿的制作方法，其特征在于：所述第二步中背部劲板的预制工序为：将门形框焊接固定在垂向主板背面，将水平主筋焊接固定在垂向主板背面门形框下部，将垂向主筋焊接固定在垂向主板背面门形框中部，将两垂向副筋分别焊接固定在垂向主板背面的垂向中心筋和门形框两侧之间，将两水平副分别筋焊接固定在垂向主板背面两垂向副筋下端对应固定承重箱体中部位置。
8.根据权利要求7所述核电站环吊牛腿的制作方法，其特征在于：所述第二步中承重箱体的预制工序为：将水平主板下面两侧分别焊接固连两垂向侧板，将倾斜板焊接固定在两垂向侧板的倒角斜边之间，将垂向接板焊接在水平主板和倾斜板后边之间，将筋板组焊接固连在水平主板下表面前侧以及两垂向侧板之间。
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