CN110385379B - 一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构及装拆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构及装拆方法，所述厚钢板连接结构由厚钢板、楔形块及筋板组成；所述厚钢板的两端分别为直钩端和曲钩端，2块厚钢板连接时，其中一块厚钢板的直钩端与另一块厚钢板的曲钩端组成卡扣结构；楔形块插入2块厚钢板卡合后的剩余空间中对2块厚钢板的连接处进行楔紧固定。本发明适用于厚钢板间的快速无损对接和拆卸，其连接处的强度更接近钢板本体强度，且装拆效率高，可实现钢板的重复使用，能够大大降低工程成本。

Description

一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构及装拆方法

技术领域

本发明涉及钢结构制作安装技术领域，尤其涉及一种适用于造船、桥梁、大型海洋平台用的高连接强度易装拆的厚钢板连接结构及装拆方法。

背景技术

厚钢板包括中厚板和厚板，其中中厚板是指厚度在4.5～25mm之间的钢板，厚板是指厚度在25～100mm之间的钢板，厚钢板是造船、桥梁、大型海洋平台等建造时的主要结构件，通常厚钢板间的安装需要焊接、铆接或螺栓连接，服役期满后拆卸厚钢板时需要拆螺栓、切割等大量繁重的工作，大大增加了安装和拆卸的成本，降低了安装、拆卸工作的效率。

此外，焊接的焊缝缺陷和热影响区使钢板使用性能降低，而铆接、螺栓连接常有局部应力集中现象，使得上述连接方式在连接处的强度均远低于本体强度，无法满足对强度要求高的受力结构的使用需求。而截至目前还没有更有效的钢板连接方式。

公开号为CN205887860U的中国专利公开了“一种新型单层厚板纵缝咬合机”，包括单层厚板存放架、载板台、吸盘、单层厚板吸附装置、滑轨、送板架、推送装置、支撑杆、卸料仓、第一驱动电机、第二驱动电机、咬合机体、气动控制箱、横梁、滑动板、固定板、固定螺栓、成型轴、金属条、燕尾槽、咬合轮与升降控制装置,咬合机体一侧设置有单层厚板吸附装置，咬合机体上设置有滑轨。该装置设置有四个咬合轮组，四个咬合轮组在钢板拼接咬合时分别带动钢板翻起和卷边咬合。但是其咬合处与钢板整体不在一个平面上，无法满足平整度要求。而以其咬合轮的强度无法在常温下将厚钢板边部卷起，即使连接效果理想，其拆卸时也不得不采用切割的方式。

公开号为CN105414363A的中国专利公开了“一种用挤压凸模连接金属薄板与厚板的方法”，其先用冲孔凸模在一金属厚板上均匀冲出多个直径较小的通孔；在另一金属薄板上按照相同位置冲出直径较大的通孔，薄板通孔与厚板通孔的轴线重合且数量相等；将金属厚板放在金属薄板上，使薄板通孔与厚板通孔的轴线上下对齐，用一外径大于厚板通孔，小于薄板通孔的挤压凸模，依次挤压所有的厚板通孔，挤压凸模将金属厚板通孔的边缘部分通过挤压，使其变形成一空心的突起部，该突起部穿过薄板通孔并向外延伸出一小段；将金属厚板、金属薄板整体运送至墩粗机上，将突起部的外露部分镦扁形成连接节点，从而将金属厚板、金属薄板牢固地连接在一起。该方法与铆接相类似，其连接处的强度仍然会低于整体强度，而且连接、拆卸的成本高、效率低。

发明内容

本发明提供了一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构及装拆方法，适用于厚钢板间的快速无损对接和拆卸，其连接处的强度更接近钢板本体强度，且装拆效率高，可实现钢板的重复使用，能够大大降低工程成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构，由厚钢板、楔形块及筋板组成；所述厚钢板的两端分别为直钩端和曲钩端，直钩端由厚钢板经同向两次90°弯折后形成，其与厚钢板本体共同组成U形卡槽；曲钩端由厚钢板经一次与直钩端折弯方向相反的90°弯折、再经三次与直钩端折弯方向相同的90°弯折后形成，其中三次同向弯折段共同组成C形卡槽；直钩端与曲钩端设于厚钢板同侧；曲钩端的一次弯折段与厚钢板本体之间设有筋板；2块厚钢板连接时，其中一块厚钢板的直钩端与另一块厚钢板的曲钩端组成卡扣结构，即直钩端的一次弯折段嵌入曲钩端的C形卡槽中，曲钩端的四次折弯段同时嵌入直钩段的U形卡槽中；楔形块插入2块厚钢板卡合后C形卡槽的剩余空间中对2块厚钢板的连接处进行楔紧固定。

所述楔形块与C形卡槽剩余空间之间采用间隙配合或过盈配合连接，楔形块的长度与C形卡槽的长度相同。

一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构，还设有加强筋板，所述加强筋板设于2块厚钢板卡扣结构的外侧，分别与卡扣结构中一块厚钢板上直钩端对应的厚钢板本体、另一块厚钢板上曲钩端对应的第三弯折段焊接固定。

所述厚钢板是厚度≥4.5mm的钢板。

所述一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构的装拆方法，包括如下步骤：

一、组装；

1)制备厚钢板：利用热轧余热或再加热，将厚钢板本体的一端或相邻两端弯折后形成直钩端，将厚钢板本体的另一端或剩余两端弯折后形成曲钩端，并根据需要沿曲钩端纵向焊接若干个筋板；

2)根据直钩端和曲钩端的配合尺寸，制备楔形块；

3)用起重机将一块厚钢板抬起，与另一块厚钢板进行对接，其中一块厚钢板的直钩端与另一块厚钢板的曲钩端咬合在一起组成卡扣结构；

4)将楔形块锲入2块厚钢板卡合后C形槽的剩余空间中，完成组装后的2块厚钢板间的上表面平齐；

5)使用填缝剂将楔形块与2块厚钢板之间的缝隙密实；

二、拆卸；

先将楔形块取出，然后沿卡合方向的反向窜动厚钢板使卡扣结构松开，使用磁盘吊车将厚钢板依次拆下吊离。

对于设有加强筋板的厚钢板连接结构，组装时在步骤4)后增加焊接加强筋板的过程；折卸时先将加强筋板切割掉，然后再将楔形块取出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)厚钢板连接处的强度与厚钢板本体相近或相同，且强度远大于焊接、铆接等连接方式；

2)能够实现快速安装和拆卸，无需焊接、切割等操作，施工效率高；

3)厚钢板可重复使用，大大降低了工程成本。

附图说明

图1为本发明所述厚钢板的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明所述四端分别弯折的厚钢板的俯视图。

图4为楔形块的结构示意图。

图5为厚钢板组装过程示意图一。

图6为厚钢板组装过程示意图二。

图7为厚钢板组装过程示意图三。

图8为厚钢板组装后的结构示意图一(不设加强筋板)。

图9为厚钢板组装后的结构示意图二(设加强筋板)。

图10为厚钢板组装后的立体结构示意图。

图中：1.厚钢板 2.楔形块 3.直钩端 4.曲钩端 5.筋板 6.加强筋板

m：厚钢板的长度(不含直钩端和曲钩端) n：厚钢板的宽度 s：厚钢板的厚度 a：直钩端第二折弯段与厚钢板本体的间距/曲钩端第二折弯段与第四折弯段的间距 b：直钩端第二折弯段的长度/曲钩端第四折弯段的长度 c：曲钩端第一折弯段与第三折弯段的间距f：直钩端第一折弯段的长度/曲钩端第一折弯段的长度

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图10所示，本发明所述一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构，由厚钢板1、楔形块2及筋板5组成；所述厚钢板1的两端分别为直钩端3和曲钩端4，如图1、图2所示，直钩端3由厚钢板1经同向两次90°弯折后形成，其与厚钢板本体共同组成U形卡槽；曲钩端4由厚钢板1经一次与直钩端3折弯方向相反的90°弯折、再经三次与直钩端3折弯方向相同的90°弯折后形成，其中三次同向弯折段共同组成C形卡槽；直钩端3与曲钩端4设于厚钢板1同侧；曲钩端4的一次弯折段与厚钢板本体之间设有筋板5；2块厚钢板1连接时，其中一块厚钢板1的直钩端3与另一块厚钢板1的曲钩端4组成卡扣结构，即直钩端3的一次弯折段嵌入曲钩端4的C形卡槽中，曲钩端4的四次折弯段同时嵌入直钩段1的U形卡槽中；楔形块2插入2块厚钢板1卡合后C形卡槽的剩余空间中对2块厚钢板1的连接处进行楔紧固定(如图8所示)。

所述楔形块2与C形卡槽的剩余空间之间采用间隙配合或过盈配合连接，楔形块2的长度与C形卡槽的长度相同。

一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构，还设有加强筋板6，所述加强筋板6设于2块厚钢板卡扣结构的外侧，分别与卡扣结构中一块厚钢板1上直钩端3对应的厚钢板本体、另一块厚钢板1上曲钩端4对应的第三弯折段焊接固定(如图9所示)。

所述厚钢板1是厚度≥4.5mm的钢板。

所述一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构的装拆方法，包括如下步骤：

一、组装；

1)制备厚钢板1：利用热轧余热或再加热，将厚钢板本体的一端或相邻两端弯折后形成直钩端3，将厚钢板本体的另一端或剩余两端弯折后形成曲钩端4(如图1-图3所示)，并根据需要沿曲钩4端纵向焊接若干个筋板5；

2)根据直钩端3和曲钩端4的配合尺寸，制备楔形块2(如图4所示)；

3)用起重机将一块厚钢板1抬起，与另一块厚钢板1进行对接，其中一块厚钢板1的直钩端3与另一块厚钢板1的曲钩端4咬合在一起组成卡扣结构(如图5-图6所示)；

4)将楔形块2锲入2块厚钢板1卡合后C形槽的剩余空间中，完成组装后的2块厚钢板1间的上表面平齐(如图7、图8所示)；

5)使用填缝剂将楔形块与2块厚钢板之间的缝隙密实；

二、拆卸；

先将楔形块取出，然后沿卡合方向的反向窜动厚钢板使卡扣结构松开，使用磁盘吊车将厚钢板依次拆下吊离。

对于设有加强筋板的厚钢板连接结构，组装时在步骤4)后增加焊接加强筋板的过程(如图9所示)；折卸时先将加强筋板切割掉，然后再将楔形块取出。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

本实施例中，厚钢板的厚度s＝50mm，其两端分别设直钩端和曲钩端。厚钢板的工作面尺寸为：m＝5500mm，n＝2000mm。

本实施例所述厚钢板的组装过程如下：

1)厚钢板1的制备：利用热轧余热将直钩端3和曲钩端4弯曲成型，并在曲钩端外侧与厚钢板本体之间沿厚钢板宽度方向焊接3个筋板5(如图1、2所示)，其它部位尺寸为：a＝51.5±0.5mm，b＝80±1mm，c＝2b+s+间隙＝215±1.0mm，f＝2s+a＝151.5±0.5mm。

2)楔形块的制备，楔形块的尺寸为：长度＝n＝2000mm，宽度＝c-b-s＝85±1mm，高度＝f＝151.5±0.5mm。

3)使用起重机将一块厚钢板抬起，与另一块厚钢板对接，其中一块厚钢板的直钩端与另一块厚钢板的曲钩端咬合在一起(如图4所示)。

4)将楔形块2锲入2块厚钢板卡合后C形槽的剩余空间中，楔形块与该剩余空间采用间隙配合。

5)使用填缝剂将楔形块2与2块厚钢板1之间的缝隙密实。

服役期满后的拆卸过程：先将楔形块2取出来，然后沿卡合方向的反向窜动厚钢板1使卡扣结构松开，再使用磁盘吊车将厚钢板依次拆下吊离。

本实施例中，厚钢板连接处的强度达到厚钢板本体强度的63％。

【实施例2】

本实施例中，厚钢板的厚度s＝20mm，其四端分别一一相对地设有直钩端和曲钩端。厚钢板的工作面尺寸为：m＝4500mm，n＝1800mm。

本实施例所述厚钢板的组装过程如下：

1)厚钢板1的制备：利用热轧余热将直钩端3和曲钩端4弯曲成型，并在2个曲钩端外侧与厚钢板本体之间沿厚钢板宽度方向焊接3个筋板5，沿厚钢板长度方向焊接4个筋板5(如图3所示)，其它部位尺寸为：a＝31.0±0.5mm，b＝35±1mm，c＝2b+s+间隙＝93±1.0mm，f＝2s+a＝71.0±0.5mm。

2)制备长度分别为m和n的两种楔形块，其长度分别为m＝4500mm，n＝2000mm；宽度＝c-b-s＝38±1mm，高度＝f＝71.0±0.5mm。

3)使用起重机将一块厚钢板抬起，与另一块厚钢板对接，其中一块厚钢板的直钩端与另一块厚钢板的曲钩端咬合在一起(如图4所示)。

4)将楔形块2锲入2块厚钢板卡合后C形槽的剩余空间中，楔形块与该剩余空间采用间隙配合。

5)使用填缝剂将楔形块2与2块厚钢板1之间的缝隙密实。

服役期满后的拆卸过程：先将对应连接处的楔形块2取出，然后沿卡合方向的反向窜动厚钢板1使卡扣结构松开，再使用磁盘吊车将厚钢板依次拆下吊离。

本实施例中，厚钢板连接处的强度达到厚钢板本体强度的61％。

【实施例3】

本实施例中，厚钢板的厚度s＝50mm，其两端分别设直钩端和曲钩端。厚钢板的工作面尺寸为：m＝5500mm，n＝2000mm。

本实施例所述厚钢板的组装过程如下：

1)厚钢板1的制备：利用热轧余热将直钩端3和曲钩端4弯曲成型(如图1所示)，并在曲钩端外侧与厚钢板本体之间沿厚钢板宽度方向焊接4个筋板5(如图1、2所示)，其它部位尺寸为：a＝51.5±0.5mm，b＝80±1mm，c＝2b+s+间隙＝215±1.0mm，f＝2s+a＝151.5±0.5mm。

2)楔形块的制备，楔形块的尺寸为：长度＝n＝2000mm，宽度＝c-b-s＝86±0.5mm，高度＝f＝151.5±0.5mm。

3)使用起重机将一块厚钢板抬起，与另一块厚钢板对接，其中一块厚钢板的直钩端与另一块厚钢板的曲钩端咬合在一起(如图4所示)。

4)将楔形块2锲入2块厚钢板卡合后C形槽的剩余空间中，楔形块与该剩余空间采用过盈配合。在一块厚钢板的直钩端与另一厚钢板本体之间沿钢板厚度方向焊接4个加强型筋板6。

5)使用填缝剂将楔形块2与2块厚钢板1之间的缝隙密实。

服役期满后的拆卸过程：先用手持式无齿锯切割机将加强型筋板6切割掉，再将楔形块2取出来，然后沿卡合方向的反向窜动厚钢板1使卡扣结构松开，再使用磁盘吊车将厚钢板依次拆下吊离。

本实施例中，厚钢板连接处的强度达到厚钢板本体强度的90％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构，其特征在于，由厚钢板、楔形块及筋板组成；所述厚钢板是厚度≥4.5mm的钢板；所述厚钢板的两端分别为直钩端和曲钩端，直钩端由厚钢板经同向两次90°弯折后形成，其与厚钢板本体共同组成U形卡槽；曲钩端由厚钢板经一次与直钩端折弯方向相反的90°弯折、再经三次与直钩端折弯方向相同的90°弯折后形成，其中三次同向弯折段共同组成C形卡槽；直钩端与曲钩端设于厚钢板同侧；曲钩端的一次弯折段与厚钢板本体之间设有筋板；2块厚钢板连接时，其中一块厚钢板的直钩端与另一块厚钢板的曲钩端组成卡扣结构，即直钩端的一次弯折段嵌入曲钩端的C形卡槽中，曲钩端的四次折弯段同时嵌入直钩段的U形卡槽中；楔形块插入2块厚钢板卡合后C形卡槽的剩余空间中对2块厚钢板的连接处进行楔紧固定；所述楔形块与C形卡槽剩余空间之间采用间隙配合或过盈配合连接，楔形块的长度与C形卡槽的长度相同。

2.根据权利要求1所述的一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构，其特征在于，还设有加强筋板，所述加强筋板设于2块厚钢板卡扣结构的外侧，分别与卡扣结构中一块厚钢板上直钩端对应的厚钢板本体、另一块厚钢板上曲钩端对应的第三弯折段焊接固定。

3.如权利要求1所述一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构的装拆方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、组装；

1)制备厚钢板：利用热轧余热或再加热，将厚钢板本体的一端或相邻两端弯折后形成直钩端，将厚钢板本体的另一端或剩余两端弯折后形成曲钩端，并根据需要沿曲钩端纵向焊接若干个筋板；

2)根据直钩端和曲钩端的配合尺寸，制备楔形块；

3)用起重机将一块厚钢板抬起，与另一块厚钢板进行对接，其中一块厚钢板的直钩端与另一块厚钢板的曲钩端咬合在一起组成卡扣结构；

4)将楔形块锲入2块厚钢板卡合后C形槽的剩余空间中，完成组装后的2块厚钢板间的上表面平齐；

5)使用填缝剂将楔形块与2块厚钢板之间的缝隙密实；

二、拆卸；

先将楔形块取出，然后沿卡合方向的反向窜动厚钢板使卡扣结构松开，使用磁盘吊车将厚钢板依次拆下吊离。

4.根据权利要求3所述一种高连接强度易装拆的厚钢板连接结构的装拆方法，其特征在于，对于设有加强筋板的厚钢板连接结构，组装时在步骤4)后增加焊接加强筋板的过程；折卸时先将加强筋板切割掉，然后再将楔形块取出。

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