CN109848627A - 一种适用于钢拱架连接板的定位卡具及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于隧道初期支护中钢拱架连接钢板焊接时的定位施工技术领域，公开了一种适用于钢拱架连接板的定位卡具及施工方法，包括卡板、限位板和底托，卡板与连接垫板的尺寸对应，卡板上开有U型结构的卡槽，卡槽与钢拱架的拱架相对应，限位板的一个端面固定在卡板的中间板的外侧中部，限位板的前后两侧突出于卡板用于对连接垫板进行限位，底托固定在卡板的其中一个侧壁的外壁上，限位板与底托共同对连接垫板构成限位。本发明创造改善工作效率，使用定位卡具在保证连接质量的同时，大大缩短了连接垫板焊接前的定位校正时间及现场拼装时间，节约了人工成本，加快了施工进度。

Description

一种适用于钢拱架连接板的定位卡具及施工方法

技术领域

本发明属于隧道初期支护中钢拱架连接钢板焊接时的定位施工技术领域，涉及一种适用于钢拱架连接板的定位卡具及施工方法。

背景技术

随着国家高速、铁路网络的建设，隧道工程日趋增多。隧道工程多采用新奥法施工，如何确保隧道施工安全，提高隧道施工质量是工程建设人员的重要课题之一。隧道初期支护是新奥法施工的重要一环，初期支护中的钢拱架是抑制围岩变形的重要结构。因施工需要，钢拱架均在钢筋加工场分段加工，现场采用高强螺栓连接，钢拱架连接钢板的连接质量直接影响钢拱架的受力情况及现场拼装的难易程度。施工中经常因连接钢板定位不准确导致焊接错位，拱架的拼装偏差过大，不能充分发挥钢拱架的刚性支撑作用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于钢拱架连接板的定位卡具及施工方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于钢拱架连接板的定位卡具，包括卡板、限位板和底托，卡板与连接垫板的尺寸对应，卡板上开有U型结构的卡槽，卡槽与钢拱架的拱架相对应，限位板的一个端面固定在卡板的中间板的外侧中部，限位板的前后两侧突出于卡板用于对连接垫板进行限位，底托固定在卡板的其中一个侧壁的外壁上，限位板与底托共同对连接垫板构成限位。

进一步的，卡槽两侧的卡板上各开有一对沿着卡槽长度方向分布的螺栓孔，螺栓孔与连接垫板上预留的螺栓孔相对应。

进一步的，卡板为方形结构。

进一步的，卡槽为矩形结构。

进一步的，限位板的另外一个端面上固定有便于卡具操作的把手。

进一步的，底托为矩形钢板，底托突出于卡板且与卡板垂直，底托的长度与卡板的长度相同，底托的两个端面与卡板的端面齐平。

进一步的，限位板的高度小于卡板的高度。

一种适用于钢拱架连接板的定位卡具的施工方法，包括以下步骤：

S1：按照图纸标示的连接垫板尺寸用钢板制作连接垫板，充当卡板的基板；

S2：在基板上标出钢拱架端头同连接垫板连接区域，根据钢拱架所使用型钢的截面尺寸，将钢板面切割成U型卡槽，完成卡板的制作；

S3：制作限位板、底托和把手；

S4：限位板、底托与卡板用焊接工艺连接，完成卡具制作；

S5：检验卡具制作质量；

S6：按照图纸要求制作钢拱架及连接垫板，在拱架端头安装连接垫板定位卡具，将连接垫板安放在卡具底托上，连接垫板紧靠限位板，连接垫板的内侧紧靠卡板和拱架端头，焊接连接垫板。

进一步的，步骤S5中的检验方法为将连接垫板安放在底托上，并紧靠限位板，连接垫板预留螺栓孔与卡板上的螺栓孔完全重合则为合格。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明创造结构简单，制作方便，便于操作，成本低；

(2)本发明创造改善工作效率，使用定位卡具在保证连接质量的同时，大大缩短了连接垫板焊接前的定位校正时间及现场拼装时间，节约了人工成本，加快了施工进度；

(3)本发明创造提高钢拱架连接垫板焊接质量，保证钢拱架拼装后的线形顺直，充分发挥钢拱架的刚性支撑作用,确保施工安全。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明创造实施例的主视图；

图2为本发明创造实施例的俯视图；

图3为本发明创造实施例的右视图；

图4为本发明创造实施例操作时的主视图；

图5为本发明创造实施例操作时的俯视图；

图6为本发明创造实施例操作时的右视图；

图7为本发明创造实施例的施工流程图。

附图标记说明：

1、卡板；11、卡槽；12、螺栓孔；2、限位板；3、底托；4、把手；5、连接垫板；6、工字钢。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1至6所示，一种适用于钢拱架连接板的定位卡具，包括卡板1、限位板2和底托3。卡板1为方形结构，卡板1上开有U型结构的卡槽11，卡槽11为矩形结构，卡槽11与工字型钢相配合，卡板1的尺寸与连接垫板5的尺寸相对应。限位板2的一个端面固定在卡板1的中间板的外侧中部，限位板2的高度小于卡板1的高度，限位板2的宽度比卡板1的宽度宽，限位板2的前后两侧突出于卡板1用于对连接垫板5进行限位。限位板2的另外一个端面上固定有便于卡具操作的把手4。

底托3固定在卡板1的其中一个侧壁的外壁上，底托3为矩形钢板，底托3突出于卡板1且与卡板1垂直，底托3的长度与卡板1的长度相同，底托3的两个端面与卡板1的端面齐平。限位板2与底托3共同对连接垫板5构成限位，限位板2从水平方向上定位连接垫板5，底托3从垂直方向上定位连接垫板5。

卡槽11两侧的卡板1上各开有一对沿着卡槽11长度方向分布的螺栓孔12，螺栓孔12相对于卡槽11对称。螺栓孔12与连接垫板5上预留的螺栓孔12相对应。

如图7所示，本发明创造的制作方法：

(1)按照图纸标示的连接垫板5尺寸用钢板制作连接垫板5，充当卡板1的基板。

(2)在基板上标出钢拱架端头同连接垫板5连接区域，根据钢拱架所使用型钢的截面尺寸，将钢板面切割成U型卡槽11，连接区采用切割机从连接垫板5一端切割出U型卡槽11，完成卡板1的制作。

(3)采用钢板制作限位板2及底托3，采用光圆钢筋制作把手4。

(4)限位板2、底托3与卡板1用焊接工艺连接，在限位板2上焊接操作把手4，完成卡具制作。

(5)检验卡具制作质量，将连接垫板5安放在底托3上，并紧靠限位板2，连接垫板5预留螺栓孔12与卡板1上的螺栓孔12完全重合方可使用。

(6)按照图纸要求制作钢拱架及连接垫板5，在拱架端头安装连接垫板5定位卡具，将连接垫板5安放在卡具底托3上，并紧靠限位板2，焊接连接垫板5。

具体的实施例，隧道Ⅴ级围岩设计为I20a钢拱架，连接垫板5尺寸为220mm×220mm，连接垫板5厚度为1cm。

(1)将厚度为1cm的钢板切割成220mm×220mm的钢垫板，在切割好的钢垫板上按照图纸标示冲钻Φ22螺栓孔12，完成连接垫板5制作，取一块连接垫板5充当卡板1基板。

(2)在基板上标出I20a端头同连接垫板5连接区域，采用切割机从连接垫板5一端割出U型卡槽11，完成卡板1的制作。

(3)采用5mm钢板制作限位板2及底托3，采用Φ10mm光圆钢筋制作把手4。

(4)限位板2、底托3与卡槽11用焊接工艺连接，在限位板2上焊接操作把手4，完成卡具制作。

(5)连接垫板5卡具检验，将连接垫板5安放在底托3上，并紧靠限位板2，连接垫板5预留螺栓孔12与卡板1螺栓孔12完全重合方可作为定位卡具使用。

(6)按照图纸要求加工钢拱架，拱架为工字型钢，在工字钢6端头安装定位卡具，底托3在外侧，将连接垫板5安放在定位卡具底托3上，且与定位卡具四边对齐，连接垫板5紧靠限位板2，连接垫板5内侧紧贴卡板1和工字钢6端头，并检查预留螺栓孔12是否完全重合，检验合格方可进行后续加工。连接垫板5与工字钢6连接部位采用二氧化碳保护焊点焊，点焊固定牢固后，取下定位卡具，采用二氧化碳保护焊焊接牢固，完成钢拱架拼装作业。

7)现场拼装，钢拱架运至施工现场后，按要求安设钢拱架，拱架间采用高强螺栓连接，完成钢拱架拼装作业。

本发明创造针对上述钢拱架连接钢板焊接质量控制，研发了连接钢板定位卡具，通过定位卡具定位后焊接的连接钢板，能够确保连接钢板与钢拱架的连接质量，做到精准定位，充分发挥钢拱架的刚性支撑作用。并可大大提高施工效率，保证钢拱架的安装质量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种适用于钢拱架连接板的定位卡具，其特征在于：包括卡板(1)、限位板(2)和底托(3)，卡板(1)与连接垫板(5)的尺寸对应，卡板(1)上开有U型结构的卡槽(11)，卡槽(11)与钢拱架的拱架相对应，限位板(2)的一个端面固定在卡板(1)的中间板的外侧中部，限位板(2)的前后两侧突出于卡板(1)用于对连接垫板(5)进行限位，底托(3)固定在卡板(1)的其中一个侧壁的外壁上，限位板(2)与底托(3)共同对连接垫板(5)构成限位。

2.根据权利要求1所述的适用于钢拱架连接板的定位卡具，其特征在于：卡槽(11)两侧的卡板(1)上各开有一对沿着卡槽(11)长度方向分布的螺栓孔(12)，螺栓孔(12)与连接垫板(5)上预留的螺栓孔(12)相对应。

3.根据权利要求1所述的适用于钢拱架连接板的定位卡具，其特征在于：卡板(1)为方形结构。

4.根据权利要求1所述的适用于钢拱架连接板的定位卡具，其特征在于：卡槽(11)为矩形结构。

5.根据权利要求1所述的适用于钢拱架连接板的定位卡具，其特征在于：限位板(2)的另外一个端面上固定有便于卡具操作的把手(4)。

6.根据权利要求1所述的适用于钢拱架连接板的定位卡具，其特征在于：底托(3)为矩形钢板，底托(3)突出于卡板(1)且与卡板(1)垂直，底托(3)的长度与卡板(1)的长度相同，底托(3)的两个端面与卡板(1)的端面齐平。

7.根据权利要求1所述的适用于钢拱架连接板的定位卡具，其特征在于：限位板(2)的高度小于卡板(1)的高度。

8.一种适用于钢拱架连接板的定位卡具的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：按照图纸标示的连接垫板(5)尺寸用钢板制作连接垫板(5)，充当卡板(1)的基板；

S2：在基板上标出钢拱架端头同连接垫板(5)连接区域，根据钢拱架所使用型钢的截面尺寸，将钢板面切割成U型卡槽(11)，完成卡板(1)的制作；

S3：制作限位板(2)、底托(3)和把手(4)；

S4：限位板(2)、底托(3)与卡板(1)用焊接工艺连接，完成卡具制作；

S5：检验卡具制作质量；

S6：按照图纸要求制作钢拱架及连接垫板(5)，在拱架端头安装连接垫板(5)定位卡具，将连接垫板(5)安放在卡具底托(3)上，连接垫板(5)紧靠限位板(2)，连接垫板(5)的内侧紧靠卡板(1)和拱架端头，焊接连接垫板(5)。

9.根据权利要求8所述的适用于钢拱架连接垫板(5)的定位卡具的施工方法，其特征在于：步骤S5中的检验方法为将连接垫板(5)安放在底托(3)上，并将连接垫板(5)紧靠限位板(2)，连接垫板(5)预留螺栓孔(12)与卡板(1)上的螺栓孔(12)完全重合则为合格。