CN110640406B - 厚板小空间箱型牛腿制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种厚板小空间箱型牛腿结构的制作方法，1)将工字型腹板尺寸在原基础上在上下翼缘板方向一侧各加宽20mm，并将上下翼缘板宽度方向按照1/2尺寸加20mm尺寸进行下料；2)按照上下翼缘板的弯度要求制作上胎块、下胎块，上胎块与下胎块之间形成弧形压缝，对上、下翼缘板进行压弯作业；3)装配组对箱型牛腿的十字型腹板，采用热输入小的CO₂气体保护焊自动小车进行十字缝对称焊接；4)整体装配箱型腹板及翼缘板，组拼完成后在十字箱上侧两洞口内和下侧两洞口内分别加装匹配的支撑体，然后对腹板和翼缘板进行焊接；5)箱型整体焊接完后，待构件缓冷到常温后，将支撑体拆卸下。此方法减小变形、减少修复，加工精度较高。

Description

厚板小空间箱型牛腿制作方法

技术领域

本发明属于建筑钢结构制造技术，具体涉及一种厚板小空间箱型牛腿的制作方法。

背景技术

多单体复杂异形钢结构牛腿结构复杂，其特点为：基本全部采用小截面“田”字型异形箱型结构，牛腿盖板为折弯结构，节点复杂，装配过程繁琐，焊接等级要求高，焊接量大且较多部位施焊空间狭小，焊接变形大，校正困难，外形几何尺寸控制难。而且牛腿的制作直接影响各单体钢柱的整体结构质量，是工程施工的重点也是难点。

通常在制作此类箱型牛腿结构过程中，存在以下缺点：1)现有技术是先组对成“工”字型，焊接探伤合格后再组对成“王”字型，再次焊接探伤合格最后组对成“田”字型。整个装配过程繁琐，每次装配完成后焊接变形较大，修复困难，效率较低。2)现有技术为控制焊接变形，在多次装配过程中均需在零部件里侧加斜支撑，虽能控制一部分焊接变形，但是侧弯较大，而且焊完要将斜支撑切掉、打磨处理，费时费力，而且单体制作工序较多，增加反复装配、焊接、探伤的次数，大大降低了加工的效率。因此现有的此类箱型牛腿结构施工存在着很大问题，造成了工序的浪费和人力的浪费，制作效率也较低，形不成流水作业，通常会造成铆焊工序的窝工以及不能按时完成工程履约要求。

发明内容

为解决现有施工中的问题，本发明提供一种变形小、修复容易，加工精度较高的施工方法。

为了达到上述发明目的，本发明提出的具体解决方案是：

一种厚板小空间箱型牛腿结构的制作方法，包括如下步骤：

1)将工字型腹板尺寸在原基础上在上下翼缘板方向一侧各加宽20mm，并将上下翼缘板宽度方向按照1/2尺寸加20mm尺寸进行下料，将箱型牛腿整体制作成挑檐结构；

2)按照上下翼缘板的弯度要求制作上胎块、下胎块，上胎块与下胎块之间形成弧形压缝，对上、下翼缘板进行压弯作业；

3)装配组对箱型牛腿的十字型腹板，采用热输入小的CO₂气体保护焊自动小车进行十字缝对称焊接；

4)整体装配箱型腹板及翼缘板，组拼完成后在十字箱上侧两洞口内和下侧两洞口内分别加装匹配的支撑体，然后对腹板和翼缘板进行焊接；

5)箱型整体焊接完后，待构件缓冷到常温后，将支撑体拆卸下。

本发明采用了分步整体组焊的方法，辅助加工胎具，并在翼缘板折弯处增加一道加劲板，有效的控制了结构焊接的焊接变形，节省了因修理焊接变形而造成的费用，保证了此种厚板小空间箱型牛腿的制作精度，提高了工作效率。

本发明解决了多单体复杂异形钢结构箱型牛腿由于施焊空间限制带来的不便，以及焊接变形较大的难题。采用分步整体组焊的方法，辅助防焊接变形的加固胎具，使焊接过程中的变形小，甚至没有变形，保证了构件的制作精度，节省了修理焊接变形的大量工作，节省了时间，提高了工作效率，大大的降低了制作成本。

附图说明

图1为压弯胎具正面结构；

图2为压弯胎具侧面结构；

图3(a)为防焊接变形的胎具结构；

图3(b)为防焊接变形的胎具结构侧面图；

图4为本发明为牛腿结构整体图；

图5为传统做法的“田”字型箱型牛腿结构；

图6为本发明做法的“田”字型箱结构图。

图中：上胎块1、下胎块2、压合缝3、支撑体4、上下翼缘板5、工字型腹板6。

具体实施方式

箱型牛腿结构，在目前建筑结构中应用的越来越普遍。而“田”字型箱型结构其截面尺寸小施焊空间小，在焊接过程中变形较大，难以控制，后续修复量也较大，直接影响构件整体的制作质量。此类箱型牛腿结构特殊，构件制作效率低，施工生产难度大。

本发明为解决上述技术问题，提出了一种厚板小空间箱型牛腿的制作方法。该方案总体构思是：一种厚板小空间箱型牛腿的制作方法：

1)将“工”字型腹板6尺寸在原基础上在上、下翼缘板方向一侧各加宽20mm，并将原上下翼缘板5宽度方向按照1/2尺寸加20mm尺寸进行下料，将箱型牛腿整体制作成挑檐结构。

2)使用专用的压弯胎具对上下翼缘板进行压弯作业。

3)装配组对“十”字型，采用热输入小的CO₂气体保护焊自动小车进行十字缝对称焊接。

4)整体装配箱型腹板及上下翼缘板5，组拼完成后固定支撑胎具进行结构焊接。

5)箱型整体焊接完后，待构件缓冷到常温后，将支撑胎具拆卸下。

下面结合附图1-6对本发明的技术方案详细说明，附图中示出了厚板小空间箱型牛腿的加工施工过程，附图仅表现了发明比较有代表性的一个实例。

1)结构图5、图6所示，图中无阴影的部分为箱型“工”字型结构，本发明相对于原始结构，“工”字型腹板6的尺寸在图5示出的原基础上于上下翼缘板5方向一侧各加宽20mm，本发明的上下翼缘板5宽度方向按照1/2尺寸也加20mm。箱型牛腿整体制作成挑檐结构。

2)本发明提供了专用于牛腿上下翼缘板5折弯的工具，具体是一种压弯胎具，如图1、2所示，它包括上胎块1、下胎块2，上胎块1底部设置为拱形曲面，下胎块2顶部设置为凹形曲面，拱形曲面与凹形曲面匹配构成压合缝3，压合缝曲度根据上下翼缘板的曲度设置。在对上下翼缘板5进行压弯作业时，直接将板材料放置到次压弯胎具中，一次完成压弯成型。

3)装配组对“十”字型，如图3所示，采用热输入小的CO₂气体保护焊自动小车进行十字缝对称焊接。

4)整体装配箱型腹板及上下翼缘板5，组拼完成后在十字箱洞口中安装本发明专门制作的防焊接变形的胎具，该防焊接变形的胎具为洞口形状支撑体，具体结构如图3所示，包括一端面板，端面板一面固接与洞口大小匹配的支撑体4，支撑体4同时匹配两个洞口，工字型腹板6上侧两洞口安装一个，下侧两洞口安装一个，在支撑胎具的固定下进行上下翼缘板的焊接。

本发明特别指出，在进行田字箱翼缘板焊接时，应按照以下顺利操作：

首先，为描述方便，将需要焊接的焊缝设定为四个焊接区，结合图6所示分别是①区、②区、③区、④区。采用两台CO₂气体保护焊自动小车同时同方向进行焊接。

(1)首先焊接①区，当焊缝①区焊接到坡口的1/3时，停止焊接；(2)箱型牛腿翻个焊接②区的焊缝，当焊缝②区焊接到坡口的1/3时，停止焊接；(3)翻个使③区焊缝水平朝上时，焊接③区的焊缝，当焊缝③区焊接到坡口的1/3时，停止焊接；(4)翻个焊接④区，当焊缝④区焊接到坡口的1/3时，停止焊接。重复(1)～(4)工序直到各区焊缝焊接完成为止。

本发明解决了厚板小空间箱型牛腿制作难度大、焊接变形大的难题。将箱型牛腿整体制作成挑檐结构，实现箱型牛腿全位置外部焊接，避免了小空间内部焊接的限制及不便返修的困难；采用分步整体组焊的方法，辅助防焊接变形的加固胎具，减少了焊接过程中的变形，甚至没有变形，保证了构件的制作精度，节省了修理焊接变形的大量工作；减少了多次装配、焊接、探伤的环节，节省了时间，提高了工作效率，大大的降低了制作成本。

Claims (1)

1.一种厚板小空间箱型牛腿结构的制作方法，包括如下步骤：

1)将原工字型腹板尺寸在原基础上在上下翼缘板方向一侧各加宽20mm，并将原上下翼缘板宽度方向按照1/2尺寸加20mm尺寸进行下料，将箱型牛腿整体制作成挑檐结构；

2)按照上下翼缘板的弯度要求制作上压合块、下压合块，上压合块与下压合块之间形成弧形压缝，对上、下翼缘板进行压弯作业；

3)装配组对箱型牛腿的十字型腹板，采用热输入小的CO₂气体保护焊自动小车进行十字缝对称焊接；

4)整体装配箱型腹板及翼缘板，组拼完成后在十字箱上侧两洞口内和下侧两洞口内分别加装匹配的支撑体，然后对腹板和翼缘板进行焊接；

5)箱型整体焊接完后，待构件缓冷到常温后，将支撑体拆卸下。

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