CN109465576B - 钢结构拼缝的缺陷校正装置及其校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢结构安装调节技术领域，公开了一种钢结构拼缝的缺陷校正装置及其校正方法。本发明包括校正支架、千斤顶和顶撑钢板，校正支架设置在高差较低的第一钢结构边沿，顶撑钢板设置在高差较高的第二钢结构边沿；校正支架包括两个对称设置的三角形框架和连接两个三角形框架的水平横梁；三角形框架底端均通过铰支座与第一钢结构可转动连接，相邻三角形框架之间连接有水平横梁；水平横梁中部设置有加劲板。本发明结构简单，一次临时固定可实现竖直与水平方向的距离调节，承载力好，稳定性强。

Description

钢结构拼缝的缺陷校正装置及其校正方法

技术领域

本发明涉及钢结构安装调节技术领域，特别是涉及一种钢结构拼缝的缺陷校正装置及其校正方法。

背景技术

钢结构的预制构件由于加工制作的误差或者是在吊装及焊接的过程中由于外力拉扯产生变形，都会导致构件在组装时焊接缝隙不满足焊接要求或影响焊缝质量，需要对构件定位进行矫正处理，否则焊接连接组装质量无法得到保证，存在一定的安全隐患，会影响结构整体性及受力性能。

目前在施工现场，大多会借助微调工具对拼缝间距进行调节，但是已有的微调工具调节均只能进行一个方向上的距离调节，竖直或水平，但是实际钢构件之间的拼缝大多同时兼有水平和竖直方向上的偏差缺陷，因此，在同一拼缝处可能需要同时使用多个不同的微调工具进行调节，并进行多次工具的安装和拆卸，不仅工序繁琐，费时费力，而且多次的临时焊接会对构件表面造成损伤，甚至影响构件的受力性能。

另外，现有的微调工具结构单薄，本身的承载力较差，在受力较大或构件偏差较大的情况下，在受力校正的过程中，容易出现损坏或断裂，无法有效的矫正构件间存在的误差缺陷，而且存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明提供一种结构简单，一次临时固定可实现竖直与水平方向的距离调节，承载力好，稳定性强的钢结构拼缝的缺陷校正装置及其校正方法。

解决的技术问题是：现有拼缝的距离调节工具只能进行一个方向上的距离调节，使用便捷性差，安拆工序繁琐，费时费力，会对构件表面造成损伤，甚至影响构件的受力性能，工具本身承载力差。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置，包括校正支架、千斤顶和顶撑钢板，校正支架设置在高差较低的第一钢结构边沿，顶撑钢板设置在高差较高的第二钢结构边沿；其特征在于：所述校正支架包括两个对称设置的三角形框架和连接两个三角形框架的水平横梁；

两个三角形框架沿拼缝间隔并列排布，每个三角形框架由竖向肢板、水平肢板和斜向拉板围合而成，竖向肢板和斜向拉板的底端均通过铰支座与第一钢结构可转动连接，水平肢板的自由端伸向第二钢结构的上方，相邻两个斜向拉板之间连接有水平横梁；

水平横梁的板面倾斜设置、且与斜向拉板的倾斜方向一致，两端分别与两侧的斜向拉板顶端固定，与斜向拉板组成门形框架，水平横梁中部设置有加劲板；

铰支座包括与第一钢结构顶面临时点焊连接的底板，位于底板上竖直设置的座板，以及水平穿设在座板上的连接螺栓，连接螺栓依次穿过座板、竖向肢板和斜向拉板后通过锁紧螺母固定。

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置，进一步的，所述竖向肢板的底端边沿与底板上表面之间留有缝隙，底端靠近拼缝一角倒圆角设置，倒圆角的半径为竖向肢板宽度的0.4-0.6倍。

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置，进一步的，所述斜向拉板为厚度18-20mm的钢板条带，与竖向肢板之间的夹角为30-40°，斜向拉板的水平中轴线与水平肢板自由端边沿的距离为80-100m。

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置，进一步的，所述校正支架用于竖向高差调节时，三角形框架竖直设置，竖向肢板垂直于第一钢结构表面，水平肢板的自由端伸向第二钢结构的上方，千斤顶竖直设置在第二钢结构上，千斤顶的顶部托座位于水平肢板的正下方、贴合水平肢板下端面设置。

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置，进一步的，所述顶撑钢板垂直于第二钢结构表面、且垂直于拼缝长度方向设置在第二钢结构边沿，顶撑钢板的板面与加劲板的板面位于同一平面内。

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置，进一步的，所述校正支架用于水平差距调节时，三角形框架水平设置，水平肢板的自由端与第二钢结构上表面接触设置，千斤顶水平设置在第二钢结构上，千斤顶的底座顶撑在水平横梁中部加劲板位置，顶部托座与顶撑钢板远离拼缝一侧的侧立端面贴合设置。

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置，进一步的，所述水平横梁与斜向拉板之间还设置有加腋钢板。

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置，进一步的，所述加劲板为厚度不小于20mm的矩形钢板，垂直于水平横梁的板面设置，宽度与水平横梁的宽度一致，高度不超过加劲板宽度的0.8倍，加劲板端面与水平横梁的板面焊接固定。

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置，进一步的，所述连接螺栓为M24扭剪型高强螺栓。

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置的校正方法，包括以下步骤：

步骤一、在工厂预制校正支架、铰支座和顶撑钢板；

步骤二、进行测量和定位，将铰支座点焊固定在第一钢结构表面；

步骤三、三角形框架竖直设置，底部与铰支座铰接固定；

步骤四、在第二钢结构上靠近拼缝处竖直设置千斤顶，使千斤顶的顶部托座位于一侧水平肢板正下方且贴合水平肢板的下端面设置；

步骤五、调节千斤顶的高度，千斤顶带动水平肢板向上抬升，进而带动与竖向肢板连接的高差较低的第一钢结构向上抬升，同时千斤顶下压高差较高的第二钢结构下降，两幅钢结构一抬一压，抵消错台高度差，使相邻两个钢结构上表面位于同一水平面上；

步骤六、拆卸千斤顶，松动锁紧螺母，水平放倒校正支架，使其跨过拼缝水平放置在第二钢结构上；

步骤七、根据校正支架的位置，在第二钢结构表面上设置顶撑钢板；

步骤八、在校正支架内水平设置千斤顶，使千斤顶的底座与水平横梁和加劲板贴合设置，顶部托座与顶撑钢板侧立端面贴合设置；

步骤九、调节千斤顶顶升，带动水平横梁向远离第一钢结构一侧移动，进而带动与斜向钢板连接的第一钢结构向第二钢结构一侧移动，同时顶撑带动与顶撑钢板固定的第二钢结构向第一钢结构一侧移动，一左一右，移动消除相邻钢结构拼缝的水平差距，直至拼缝宽度满足焊接要求；

步骤十、在拼缝处以卡板临时焊接固定，拆除校正装置，焊接相邻钢结构。

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置及其校正方法与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置结构简单，由钢板条带制作而成，与待校正的钢结构表面临时焊接固定，可以重复使用；校正支架与第一钢结构铰接固定，通过简单的调节，即可实现其在竖直和水平的两个不同的工作状态，不用拆卸，一次安装，即可实现竖直和水平两个不同方向的拼缝距离调节，适用于各种拼缝调节情况，应用范围广泛，使用便捷高效，避免了构件与钢结构表面的多处、重复点焊固定，大大简化了施工工序，提高了校正的效率，避免了对钢结构的损伤。还可以在施工现场取材制作，经济便捷，可操作性强。

本发明校正支架将三角形框架和门形框架相结合，大大提高了整体框架的刚度和稳定性，使其在竖直方向和水平方向的承载力均较强，可以安全的适用于距离较大的拼缝的调节或需要较大受力的钢构件之间的调节。

本发明的拼缝缺陷校正方法简单便捷，一次安装，即可实现两个方向的调节，通过千斤顶的顶升对钢结构的位置进行微调，操作难度低，实用性强。

下面结合附图对本发明的钢结构拼缝的缺陷校正装置及其校正方法作进一步说明。

附图说明

图1为校正支架的结构示意图；

图2为校正支架的主视图；

图3为三角形框架底部与铰支座连接的细节结构示意图；

图4为调节高差时的使用状态示意图；

图5为调节水平差距时的使用状态示意图。

附图标记：

1-三角形框架；11-竖向肢板；12-水平肢板；13-斜向拉板；2-水平横梁；3-千斤顶；4-顶撑钢板；5-铰支座；51-底板；52-座板；53-连接螺栓；54-锁紧螺母；6-加劲板；7-加腋钢板；81-第一钢结构；82-第二钢结构；9-拼缝。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置包括校正支架、千斤顶3和顶撑钢板4，校正支架设置在高差较低的第一钢结构81边沿，包括两个对称设置的三角形框架1和连接两个三角形框架1的水平横梁2，三角形框架1底部通过铰支座5与第一钢结构81可转动连接；顶撑钢板4设置在高差较高的第二钢结构82边沿。

如图1和图2所示，两个三角形框架1沿拼缝9间隔并列排布，每个三角形框架1由竖向肢板11、水平肢板12和斜向拉板13围合而成。

校正支架用于竖向高差调节时，三角形框架1竖直设置，竖向肢板11垂直于第一钢结构81表面设置，竖向肢板11底端与铰支座5铰接，竖向肢板11底端靠近拼缝9一角倒圆角设置，倒圆角的半径为竖向肢板11宽度的0.4-0.6倍，竖向肢板11可在第一钢结构81表面向第二钢结构82一侧转动，由竖直状态改变为接近水平的状态，以配合实现不同方向上的拼缝9微调节；竖向肢板11的高度为500-700mm；竖向肢板11顶端与水平肢板12固定端焊接固定，水平肢板12的自由端伸向第二钢结构82的上方，竖向肢板11和水平肢板12均为宽度不小于100mm、厚度不小于15mm的钢板条带；斜向拉板13为厚度18-20mm的钢板条带，底端与竖向肢板11的底端焊接、并与铰支座5铰接，顶端与水平肢板12焊接固定，斜向拉板13与竖向肢板11之间的夹角为30-40°，斜向拉板13的水平中轴线与水平肢板12自由端边沿的距离为80-100mm，既可以为竖向调节高差时放置千斤顶提供位置，又可以保证三角形框架放倒在第二钢结构82上进行水平调节时，水平横梁正好位于千斤顶底座中心处，斜向拉板13的宽度为70-80mm，相邻两个斜向拉板13之间连接有水平横梁2。斜向拉板13在进行竖向调节时，可以加强整体框架结构的稳定性，提高水平肢板12的承载力，在放倒校正支架进行水平调节时，与水平横梁2形成门形框架，成为水平调节的传力构件。

如图4所示，进行相邻钢结构拼缝9竖向高差距离调整时，千斤顶3竖直设置在第二钢结构82上，千斤顶3的顶部托座位于水平肢板12的正下方、贴合水平肢板12下端面设置。

水平横梁2为厚度不小于20mm的钢板条带，宽度为60-80mm，水平横梁2的板面倾斜设置、且与斜向拉板13的倾斜方向一致，水平横梁2两端分别与两侧的斜向拉板13焊接固定，与斜向拉板13组成门形框架，水平横梁2中部设置有加劲板6，加劲板6为厚度不小于20mm的矩形钢板，垂直于水平横梁2的板面设置在朝向第一钢结构81一侧的板面上，宽度与水平横梁2的宽度一致，高度不超过加劲板6宽度的0.8倍，加劲板6端面与水平横梁2的板面焊接固定。

水平横梁2与斜向拉板13之间还设置有加腋钢板7，加腋钢板7为厚度不小于15mm的三角形钢板，两直角端面分别与水平横梁2和斜向拉板13焊接固定，可有效提高水平横梁2与斜向拉板13之间的连接牢固性，提高校正支架水平拉扯的承载力，同时增加三角形框架1和门形框架的稳定性。

如图3所示，铰支座5包括与第一钢结构81顶面临时点焊连接的底板51，位于底板51上竖直设置的座板52，以及水平穿设在座板52上的连接螺栓53，连接螺栓53依次穿过座板52、竖向肢板11和斜向拉板13后通过锁紧螺母54固定，连接螺栓53为M24扭剪型高强螺栓，竖向肢板11的底端边沿与底板51上表面之间留有缝隙，缝隙的宽度不大于1mm，可以确保校正支架在竖直设置调整相邻钢构件上下差距时，可以稳定的抵在底板51上，不会发生向远离拼缝9一侧倾倒的情况，又便于松动锁紧螺母54放倒校正支架。

顶撑钢板4为厚度不小于18mm的矩形钢板，垂直于第二钢结构82表面、且垂直于拼缝9长度方向设置在第二钢结构82边沿，用于做水平调节时顶撑千斤顶3的顶部托座，顶撑钢板4的板面与加劲板6的板面位于同一平面内。

如图5所示，进行相邻钢结构拼缝9水平距离调整时，放倒三角形框架1，使门形框架趋近于水平向设置，千斤顶3水平设置，底座顶撑在水平横梁2中部加劲板6位置，顶部托座与顶撑钢板4远离拼缝9一侧的侧立端面贴合设置。

使用本发明钢结构拼缝的缺陷校正装置对钢结构拼缝进行校正的校正方法，具体包括以下步骤：

步骤一、在工厂预制校正支架、铰支座5和顶撑钢板4；

步骤二、进行测量和定位，将铰支座5点焊固定在第一钢结构81表面；

步骤三、将三角形框架1底部与铰支座5铰接，确保三角形框架1竖直设置，通过锁紧螺母54锁紧固定，使水平肢板12水平伸向第二钢结构82上方；

步骤四、在第二钢结构82上靠近拼缝9处竖直设置千斤顶3，使千斤顶3的顶部托座位于一侧水平肢板12正下方且贴合水平肢板12的下端面设置；

步骤五、调节千斤顶3的高度，千斤顶3带动水平肢板12向上抬升，进而带动与竖向肢板11连接的高差较低的第一钢结构81向上抬升，同时在千斤顶3的反作用力作用下，其所在的高差较高的第二钢结构82会略微下降，两幅钢结构一抬一压，抵消错台高度差，使相邻两个钢结构上表面位于同一水平面上；

步骤六、拆卸千斤顶3，松动锁紧螺母54，水平放倒校正支架，使其跨过拼缝9水平放置在第二钢结构82上；

步骤七、根据校正支架的位置，在第二钢结构82表面上点焊设置顶撑钢板4，确保顶撑钢板4的板面与加劲板6的板面位于同一平面内；

步骤八、在校正支架内水平设置千斤顶3，使千斤顶3的底座与水平横梁2和加劲板6贴合设置，顶部托座与顶撑钢板4侧立端面贴合设置；

步骤九、调节千斤顶3顶升，带动水平横梁2向远离第一钢结构81一侧移动，进而带动与斜向钢板连接的第一钢结构81向第二钢结构82一侧移动，同时千斤顶推动与顶撑钢板4固定的第二钢结构82向第一钢结构81一侧移动，一左一右，移动消除相邻钢结构拼缝9的水平差距，直至拼缝9宽度满足焊接要求；

步骤十、在拼缝9处以卡板临时焊接固定，拆除校正装置，焊接相邻钢结构，整套校正装置可重复使用。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.钢结构拼缝的缺陷校正装置，包括校正支架、千斤顶（3）和顶撑钢板（4），校正支架设置在高差较低的第一钢结构（81）边沿，顶撑钢板（4）设置在高差较高的第二钢结构（82）边沿；其特征在于：所述校正支架包括两个对称设置的三角形框架（1）和连接两个三角形框架（1）的水平横梁（2）；

两个三角形框架（1）沿拼缝（9）间隔并列排布，每个三角形框架（1）由竖向肢板（11）、水平肢板（12）和斜向拉板（13）围合而成，竖向肢板（11）和斜向拉板（13）的底端均通过铰支座（5）与第一钢结构（81）可转动连接，水平肢板（12）的自由端伸向第二钢结构（82）的上方，相邻两个斜向拉板（13）之间连接有水平横梁（2）；

水平横梁（2）的板面倾斜设置、且与斜向拉板（13）的倾斜方向一致，两端分别与两侧的斜向拉板（13）顶端固定，与斜向拉板（13）组成门形框架，水平横梁（2）中部设置有加劲板（6）；

铰支座（5）包括与第一钢结构（81）顶面临时点焊连接的底板（51），位于底板（51）上竖直设置的座板（52），以及水平穿设在座板（52）上的连接螺栓（53），连接螺栓（53）依次穿过座板（52）、竖向肢板（11）和斜向拉板（13）后通过锁紧螺母（54）固定。

2.根据权利要求1所述的钢结构拼缝的缺陷校正装置，其特征在于：所述竖向肢板（11）的底端边沿与底板（51）上表面之间留有缝隙，底端靠近拼缝（9）一角倒圆角设置，倒圆角的半径为竖向肢板（11）宽度的0.4-0.6倍。

3.根据权利要求1所述的钢结构拼缝的缺陷校正装置，其特征在于：所述斜向拉板（13）为厚度18-20mm的钢板条带，与竖向肢板（11）之间的夹角为30-40°，斜向拉板（13）的水平中轴线与水平肢板（12）自由端边沿的距离为80-100mm。

4.根据权利要求1所述的钢结构拼缝的缺陷校正装置，其特征在于：所述校正支架用于竖向高差调节时，三角形框架（1）竖直设置，竖向肢板（11）垂直于第一钢结构（81）表面，水平肢板（12）的自由端伸向第二钢结构（82）的上方，千斤顶（3）竖直设置在第二钢结构（82）上，千斤顶（3）的顶部托座位于水平肢板（12）的正下方、贴合水平肢板（12）下端面设置。

5.根据权利要求1所述的钢结构拼缝的缺陷校正装置，其特征在于：所述顶撑钢板（4）垂直于第二钢结构（82）表面、且垂直于拼缝（9）长度方向设置在第二钢结构（82）边沿，顶撑钢板（4）的板面与加劲板（6）的板面位于同一平面内。

6.根据权利要求5所述的钢结构拼缝的缺陷校正装置，其特征在于：所述校正支架用于水平差距调节时，三角形框架（1）水平设置，水平肢板（12）的自由端与第二钢结构（82）上表面接触设置，千斤顶（3）水平设置在第二钢结构（82）上，千斤顶（3）的底座顶撑在水平横梁（2）中部加劲板（6）位置，顶部托座与顶撑钢板（4）远离拼缝（9）一侧的侧立端面贴合设置。

7.根据权利要求1所述的钢结构拼缝的缺陷校正装置，其特征在于：所述水平横梁（2）与斜向拉板（13）之间还设置有加腋钢板（7）。

8.根据权利要求1所述的钢结构拼缝的缺陷校正装置，其特征在于：所述加劲板（6）为厚度不小于20mm的矩形钢板，垂直于水平横梁（2）的板面设置，宽度与水平横梁（2）的宽度一致，高度不超过加劲板（6）宽度的0.8倍，加劲板（6）端面与水平横梁（2）的板面焊接固定。

9.根据权利要求1所述的钢结构拼缝的缺陷校正装置，其特征在于：所述连接螺栓（53）为M24扭剪型高强螺栓。

10.使用权利要求1-9任意一项所述的钢结构拼缝的缺陷校正装置的校正方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、在工厂预制校正支架、铰支座（5）和顶撑钢板（4）；

步骤二、进行测量和定位，将铰支座（5）点焊固定在第一钢结构（81）表面；

步骤三、三角形框架（1）竖直设置，底部与铰支座（5）铰接固定；

步骤四、在第二钢结构（82）上靠近拼缝（9）处竖直设置千斤顶（3），使千斤顶（3）的顶部托座位于一侧水平肢板（12）正下方且贴合水平肢板（12）的下端面设置；

步骤五、调节千斤顶（3）的高度，千斤顶（3）带动水平肢板（12）向上抬升，进而带动与竖向肢板（11）连接的高差较低的第一钢结构（81）向上抬升，同时千斤顶（3）下压高差较高的第二钢结构（82）下降，两幅钢结构一抬一压，抵消错台高度差，使相邻两个钢结构上表面位于同一水平面上；

步骤六、拆卸千斤顶（3），松动锁紧螺母（54），水平放倒校正支架，使其跨过拼缝（9）水平放置在第二钢结构（82）上；

步骤七、根据校正支架的位置，在第二钢结构（82）表面上设置顶撑钢板（4）；

步骤八、在校正支架内水平设置千斤顶（3），使千斤顶（3）的底座与水平横梁（2）和加劲板（6）贴合设置，顶部托座与顶撑钢板（4）侧立端面贴合设置；

步骤九、调节千斤顶（3）顶升，带动水平横梁（2）向远离第一钢结构（81）一侧移动，进而带动与斜向钢板连接的第一钢结构（81）向第二钢结构（82）一侧移动，同时顶撑带动与顶撑钢板（4）固定的第二钢结构（82）向第一钢结构（81）一侧移动，一左一右，移动消除相邻钢结构拼缝（9）的水平差距，直至拼缝（9）宽度满足焊接要求；

步骤十、在拼缝（9）处以卡板临时焊接固定，拆除校正装置，焊接相邻钢结构。