CN109371803A - 一种钢板梁的加工方法 - Google Patents

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徐昕宇
曾永平
陈克坚
陶奇
陈星宇
郑晓龙
杨国静
苏延文
董俊
庞林
周川江
颜永逸
刘力维
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2/00—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure
    • E01D2/04—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure of the box-girder type

Abstract

本发明公开了一种钢板梁的加工方法，包括以下步骤：通过整体轧制获得整体轧制钢板梁；将整体轧制钢板梁的腹板按照切割轨迹进行切割，形成两块单元板，其中，切割轨迹包括若干个相互连接的轨迹单元，每个轨迹单元包括高处切割线，低处切割线以及连接高处切割线和低处切割线的连接切割线，高处切割线和低处切割线均为水平线，且高处切割线和低处切割线的长度相等；将两块单元板进行错位拼装，将高处切割线和低处切割线对齐后进行对接焊，得到增大梁高后的钢板梁。通过本发明加工得到的钢板梁，采用工厂化整体轧制，无角焊缝存在，传力性能优异；加工制作方便，便于运输，对接焊缝的焊接质量易于保障；缩短了焊缝长度，减小了用钢量，降低了成本。

Description

一种钢板梁的加工方法
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种钢板梁的加工方法。
背景技术
钢板梁在钢桥和钢混结合梁中应用广泛，尤其针对中大跨度的桥梁，对主梁的刚度和抗弯要求很高，其主梁的高度即钢梁的设计高度会达到大于2m的情况；但是在现有的加工技术下，仅1.2m梁高以下的钢板梁能通过整体轧制得到。如图1-图2所示，1.2m梁高以上的钢板梁都是通过把两个翼缘板2分别焊接在腹板1上成型的，这样一个钢板梁就包括4道角焊缝结构，虽然焊接的方式可以满足梁高的要求，但数量较多的角焊缝3不仅焊接强度大，而且焊接质量以及钢板梁的变形程度均难以保证，角焊缝3成为结构受力的薄弱区域，这种钢板梁的加工方式严重影响了桥梁结构的安全。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种钢板梁的加工方法，通过轧制工字形钢梁、切割、焊接等措施，高效地提高了铁路钢板梁梁高，解决了角焊缝焊接质量问题，同时降低了运输和加工难度，降低了成本，缩短了施工周期。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种钢板梁的加工方法，包括以下步骤：
步骤一：通过整体轧制获得整体轧制钢板梁；
步骤二：将所述整体轧制钢板梁的腹板按照切割轨迹进行切割，形成两块单元板，其中，所述切割轨迹包括若干个相互连接的轨迹单元，每个所述轨迹单元包括高处切割线，低处切割线以及连接所述高处切割线和低处切割线的连接切割线，所述高处切割线和低处切割线均为水平线，且所述高处切割线和低处切割线的长度相等；
步骤三：将所述两块单元板进行错位拼装，将所述高处切割线和低处切割线对齐后进行对接焊，得到增大梁高后的钢板梁。
通过本发明加工得到的钢板梁，采用工厂化整体轧制，腹板与翼缘板紧密连接，无角焊缝存在，传力性能优异；且加工制作方便，便于运输，对接焊缝的焊接质量易于保障；相对于传统的角焊缝连接，本发明大大缩短了焊缝长度，大大减少了焊接工作量；进一步的，不仅可以大幅提高钢板梁的高度，可以加工成型梁高超过2m的钢梁板，且增大梁高后的钢板梁的腹板存在空腔，减小了用钢量，降低了成本。
特别的，本发明所述的整体轧制钢板梁可以是工字形钢或H型钢，且工字钢或H型钢的上下两块翼缘板的宽度和厚度可相同也可不同。
优选的，每个所述连接切割线为直线或曲线，为了便于加工，优选为直线。
优选的，所述直线包括竖直线和斜线，为了进一步增大空腔的面积，降低用钢量，优选为斜线。
优选的，每个所述轨迹单元的两条所述连接切割线相对于所述高处切割线轴对称设置，此时，加工完成的钢梁板为对称结构，性能更佳。
优选的，所述高处切割线距离所述整体轧制钢板梁的翼缘板的距离等于所述低处切割线距离所述整体轧制钢板梁的翼缘板的距离，此时，切割形成的两块单元板的大小、形状一致，便于拼装加工。
优选的，所述对接焊为全熔透对接焊，进一步增大连接强度，满足桥梁钢梁板的强度要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
通过本发明加工得到的钢板梁，采用工厂化整体轧制，腹板与翼缘板紧密连接，无角焊缝存在，传力性能优异；且加工制作方便，便于运输，对接焊缝的焊接质量易于保障；相对于传统的角焊缝连接，本发明大大缩短了焊缝长度，大大减少了焊接工作量；进一步的，不仅可以大幅提高钢板梁的高度，可以加工成型梁高超过2m的钢梁板，且增大梁高后的钢板梁的腹板存在空腔，减小了用钢量，降低了成本。
附图说明：
图1是背景技术中所述的现有的焊接而成的钢板梁的正视图。
图2是背景技术中所述的现有的焊接而成的钢板梁的侧视图。
图1-图2中标记：1-腹板，2-翼缘板，3-角焊缝。
图3是本发明所述的一种整体轧制钢板梁的正视图。
图4是本发明所述的一种整体轧制钢板梁的侧视图。
图5是本发明实施例1所述的将整体轧制钢板梁按照切割轨迹进行切割的示意图。
图6是本发明实施例1所述的切割轨迹的示意图。
图7是本发明实施例1所述的将切割后两个单元板错位安装的示意图。
图8是本发明实施例1所述的将切割后两个单元板错位安装并进行对接焊的示意图。
图9是图7的侧视图。
图10是本发明实施例2所述的将整体轧制钢板梁按照切割轨迹进行切割的示意图。
图11是本发明实施例2所述的将切割后两个单元板错位安装并进行对接焊的示意图。
图12是本发明实施例3所述的将整体轧制钢板梁按照切割轨迹进行切割的示意图。
图13是本发明实施例3所述的将切割后两个单元板错位安装并进行对接焊的示意图。
图14是本发明实施例4所述的将整体轧制钢板梁按照切割轨迹进行切割的示意图。
图15是本发明实施例4所述的将切割后两个单元板错位安装并进行对接焊的示意图。
图16是本发明实施例5所述的将整体轧制钢板梁按照切割轨迹进行切割的示意图。
图17是本发明实施例5所述的将切割后两个单元板错位安装并进行对接焊的示意图。
图18是本发明所述的整体轧制钢板梁的上下两块翼缘板的宽度不一致时的示意图。
图3-图18中标记：1-整体轧制钢板梁，11-单元板，2-切割轨迹，21-轨迹单元，22-高处切割线，23-低处切割线，24-连接切割线，3-对接焊缝，4-空腔。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种钢板梁的加工方法，包括以下步骤：
步骤一：通过整体轧制获得整体轧制钢板梁1，如图3-图4所示，此时，整体轧制钢板梁1的腹板和翼缘板之间没有了角焊缝，减少了结构受力的薄弱环节。
步骤二：如图5所示，将所述整体轧制钢板梁1的腹板按照切割轨迹2进行切割，形成两块单元板11。其中，如图6所示，所述切割轨迹2包括若干个相互连接的轨迹单元21，每个所述轨迹单元21包括高处切割线22，低处切割线23，连接所述高处切割线22和低处切割线23的连接切割线24，所述高处切割线22和低处切割线23均为水平线，且所述高处切割线22和低处切割线23的长度相等，即L1＝L2。具体的，在本实施例中，每个所述连接切割线24为斜线，每个所述轨迹单元21的两条所述连接切割线24相对于所述高处切割线22轴对称设置，且所述高处切割线22距离所述整体轧制钢板梁1的翼缘板的距离等于所述低处切割线23距离所述整体轧制钢板梁1的翼缘板的距离，即D1＝D2。
步骤三：如图7所示，将所述两块单元板11进行错位拼装，将所述高处切割线22和低处切割线23对齐后进行全熔透对接焊，得到增大梁高后的钢板梁，如图8-图9所示。此时，对接焊缝3的长度远远小于传统的角焊缝的长度，减少了焊接工作量，且钢板梁腹板处形成了空腔4，在满足结构强度要求的基础上，减少了用钢量，降低了施工成本。
当整体轧制钢板梁1的梁高为1.2m的情况下，采用本发明所述的加工方法不仅可以加工出梁高大于1.2m的钢板梁，甚至可以加工出梁高大于或等于2m的钢板梁。在本实施例中，整体轧制钢板梁1的梁高为1.2m，切割轨迹2的D1＝D2＝0.15m，此时，拼装焊接加工出的钢板梁的梁高为2.1m。
特别的，整体轧制钢板梁1的上下两块翼缘板的宽度和厚度可相同也可不同，如图18所示，整体轧制钢板梁1的上下两块翼缘板的宽度不相同，此时，切割出的两个单元板11的翼缘板的宽度不同，同样的采用本发明所述的加工方法可以有效增大梁高。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，如图10所示，在对所述整体轧制钢板梁1的腹板进行切割时，所述高处切割线22距离所述整体轧制钢板梁1的翼缘板的距离不等于所述低处切割线23距离所述整体轧制钢板梁1的翼缘板的距离，即D1≠D2，此时，同样可以实现发明目的，得到增大梁高后的钢板梁(如图11所示)，不过，此时，空腔相对钢板梁水平中心线偏心设置，可能会影响钢板梁的整体性能和结构强度。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，如图12所示，在对所述整体轧制钢板梁1的腹板进行切割时，所述连接切割线24为竖直线。此时，加工得到的增大梁高后的钢板梁如图13所示，其所形成的空腔为矩形，同样可以实现发明目的。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，如图14所示，在对所述整体轧制钢板梁1的腹板进行切割时，所述连接切割线24为曲线。此时，加工得到的增大梁高后的钢板梁如图15所示，同样可以实现发明目的。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，如图16所示，在对所述整体轧制钢板梁1的腹板进行切割时，所述连接切割线24一条为曲线，另一条为直线。此时，加工得到的增大梁高后的钢板梁如图17所示，同样可以实现发明目的。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种钢板梁的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：通过整体轧制获得整体轧制钢板梁(1)；
步骤二：将所述整体轧制钢板梁(1)的腹板按照切割轨迹(2)进行切割，形成两块单元板(11)，其中，所述切割轨迹(2)包括若干个相互连接的轨迹单元(21)，每个所述轨迹单元(21)包括高处切割线(22)，低处切割线(23)以及连接所述高处切割线(22)和低处切割线(23)的连接切割线(24)，所述高处切割线(22)和低处切割线(23)均为水平线，且所述高处切割线(22)和低处切割线(23)的长度相等；
步骤三：将所述两块单元板(11)进行错位拼装，将所述高处切割线(22)和低处切割线(23)对齐后进行对接焊，得到增大梁高后的钢板梁。
2.根据权利要求1所述的一种钢板梁的加工方法，其特征在于，每个所述连接切割线(24)为直线或曲线。
3.根据权利要求2所述的一种钢板梁的加工方法，其特征在于，所述直线包括竖直线和斜线。
4.根据权利要求1所述的一种钢板梁的加工方法，其特征在于，每个所述轨迹单元(21)的两条所述连接切割线(24)相对于所述高处切割线(22)轴对称设置。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种钢板梁的加工方法，其特征在于，所述高处切割线(22)距离所述整体轧制钢板梁(1)的翼缘板的距离等于所述低处切割线(23)距离所述整体轧制钢板梁(1)的翼缘板的距离。
6.根据权利要求1-4任一所述的一种钢板梁的加工方法，其特征在于，所述对接焊为全熔透对接焊。
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