CN111644731A - 减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法。包括如下步骤，提供水平放置的底板和竖直放置的纵梁，将所述纵梁沿底板设置方向设置，且所述纵梁的底端和所述底板的顶端对接，将所述纵梁和所述底板的对接端面从中间向两边同时施焊本发明提供的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法通过调整杆件焊接顺序，优化桥梁制造胎架，调整制造预拱度数值，钢桥结构设计优化，制造工艺优化等措施减小焊接变形顽疾，成功减小了钢混组合桥梁焊接变形较大的问题，从而提高了工作效率，实现了快速化施工。

Description

减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法

技术领域

本发明涉及桥梁制造领域，尤其涉及一种减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法。

背景技术

前钢混组合桥梁在我国的应用实践尚处于起步阶段，主要的发展是在铁路桥领域，结构形式类似于早期的多主梁形式的钢板梁桥，设置复杂的横梁、横撑及加劲装置。钢混组合桥梁在我国公路桥的应用较少，主要是在中小跨度桥梁中，多见于匝道桥、引桥和跨线桥结构。我国建造钢混组合桥梁缺乏相关的设计和建造经验。

由于钢混组合桥梁的特殊结构设计(以成都天府机场高速公路钢混组合桥梁为例)，钢板薄，焊缝多，多为一级熔透焊，在制造过程中出现了较大的焊接变形，严重影响了桥梁线型及几何尺寸的控制，阻碍了快速化施工，同时也使人工、焊材、机械等成本均大幅增加。

产生焊接变形原因分析

1、主要受力杆件采用的钢板厚度较薄；

2、钢板焊接绝大部分为熔透焊，产生较大焊接应力；

3、结构设计不合理，尤其是顶板采用“网格”形式，产生了非常多的焊缝，而且非常密集；

4、设计顶板为不等厚对接焊缝，且为熔透焊缝，焊接形式采用上平齐，预留6mm间隙，背面贴陶质衬垫，单面焊双面成型方式；

5、焊接顺序；

6、焊接电流、电压、速度的控制；

以上原因均可造成杆件产生较大焊接变形。

产生焊接变形的后果

1、较大焊接应力使桥梁发生“上翘”现象，从而减小桥梁预拱度值，致使其达不到设计及规范要求；

2、影响桥梁线型；

3、桥梁纵向收缩量增大；

4、桥梁横向会发生移位；

5、焊接变形会使杆件发生塑性弯曲变形。

因此，对钢混组合桥梁焊接变形关键问题的分析和研究是非常有必要的。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种减小焊接过程中产生较大焊接变形的切实可行的方法，成功解决了钢混组合桥梁焊接量大，焊接变形大而引起较大焊接变形的问题，同时提高工作效率，实现快速化施工。

本发明提供的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法包括提供水平放置的底板和竖直放置的纵梁，将所述纵梁沿底板设置方向设置，且所述纵梁的底端和所述底板的顶端对接，将所述纵梁和所述底板的对接端面从中间向两边同时施焊；

提供横隔板、顶板、腹板，所述横隔板的底端和所述底板的顶端对接，且所述横隔板和所述纵梁对接形成L形，所述腹板和所述纵梁平行间隔设置且所述顶板的底端和所述底板的顶端对接，所述顶板为多个，沿所述底板设置方向且和所述底板平行间隔设置，所述隔板、腹板、纵梁的顶端和所述顶板的底面对接，将所述隔板、腹板、纵梁和所述顶板的对接端面从中间向两边同时对称施焊，形成单个箱梁块体；

提供若干箱梁块体，将若干箱梁块体的顶板的长边端依次对接，所述顶板从所述箱梁块体中间向两头同时施焊；

将多个所述顶板依次焊接形成横向焊缝；

顶板焊接完且冷却后，再进行焊接剪力键，剪力键先进行花焊在进行对接焊，焊接顺序从所述箱梁块体中心向两端头对称焊接，完成箱体焊接，将所述箱体整体上胎架。

优选的，焊接均采用埋弧焊焊接。

优选的，所述胎架的搭设应采用H型钢、工字钢或槽钢，且设置横向限位装置，防止胎架整体横向移动；且对地样线标识清楚基准点、纵横基准线、地板边缘线、分段线及端口线。

优选的，在总拼时，所述底板对接缝、腹板对接缝位置处应设置支撑件，然后进行焊接。

优选的，所述顶板施焊时在顶板的两头增加5吨～10吨的配重。

优选的，胎架设置膨胀螺栓，地面生根。

优选的，焊接时在焊缝处采用临时加劲防止焊接变形。

优选的，通过火焰矫正焊接变形；

优选的，针对焊接变形致使预拱度减小的问题，可加大设计预拱度值和制造预拱度值。

优选的，所述顶板的厚度为10mm或14mm。

与相关技术相比较，本发明提供的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法通过调整杆件焊接顺序，优化桥梁制造胎架，调整制造预拱度数值，钢桥结构设计优化，制造工艺优化等措施减小焊接变形顽疾，成功减小了钢混组合桥梁焊接变形较大的问题，从而提高了工作效率，实现了快速化施工。

附图说明

图1为本发明提供的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法一种较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

本发明提供的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，请参阅图1，该方法包括提供水平放置的底板1和竖直放置的纵梁2，将所述纵梁 2沿底板1设置方向设置，且所述纵梁2的底端和所述底板1的顶端对接，将所述纵梁2和所述底板1的对接端面从中间向两边同时施焊；

提供横隔板3、顶板4、腹板5，所述横隔板3的底端和所述底板1的顶端对接，且所述横隔板3和所述纵梁2对接形成L形，所述腹板5和所述纵梁2平行间隔设置且所述顶板4的底端和所述底板1 的顶端对接，所述顶板4为多个，沿所述底板1设置方向且和所述底板1平行间隔设置，所述隔板、腹板5、纵梁2的顶端和所述顶板4 的底面对接，将所述隔板、腹板5、纵梁2和所述顶板4的对接端面从中间向两边同时对称施焊，形成单个箱梁块体6；

提供若干箱梁块体6，将若干箱梁块体6的顶板4的长边端依次对接，所述顶板4从所述箱梁块体6中间向两头同时施焊；

将多个所述顶板4依次焊接形成横向焊缝；

顶板4焊接完且冷却后，再进行焊接剪力键，剪力键先进行花焊在进行对接焊，焊接顺序从所述箱梁块体6中心向两端头对称焊接，完成箱体焊接，将所述箱体整体上胎架。

焊接均采用埋弧焊焊接。

所述胎架的搭设应采用H型钢、工字钢或槽钢，且设置横向限位装置，防止胎架整体横向移动；且对地样线标识清楚基准点、纵横基准线、地板边缘线、分段线及端口线。

胎架是控制钢混组合桥梁整个线型、几何尺寸的基础，是钢梁制作时必须严格控制都的先决条件，胎架位于钢混组合梁制作时桥梁底部。

在总拼时，所述底板1对接缝、腹板5对接缝位置处应设置支撑件，然后进行焊接。支撑为H型钢、角钢或者槽钢，设置在焊缝两侧。

所述顶板4施焊时在顶板4的两头增加5吨～10吨的配重；配重设置在钢混组合两端头。

胎架设置膨胀螺栓，地面生根。膨胀螺栓设置在胎架上，可间隔设置，主要是将钢梁胎架和地面连接，使其固定，防止横向及纵向移动。

焊接时在焊缝处采用临时加劲防止焊接变形。临时加劲为板肋结构，设置在钢梁块体接口处。

通过火焰矫正焊接变形；通过对焊接变形的起始位置进行800摄氏度左右的火焰加热，改变钢材金相组织结构，减小变形量，使其线型恢复。

针对焊接变形致使预拱度减小，可加大设计预拱度值和制造预拱度值；在进行设计预拱度和制造预拱度设置时，考虑制作过程中焊接变形对预拱度的影响，可适当加大预拱度值。一般30m以下跨径，在设计预拱度值的基础上加大10mm制造预拱度，40m以下跨径，在设计预拱度值的基础上加大15mm制造预拱度，50m以下跨径，在设计预拱度值的基础上加大20mm制造预拱度，50m以上跨径，在设计预拱度值的基础上加大25mm制造预拱度。

所述顶板4、底板1、腹板5、隔板，最薄10mm，最厚25mm；具体的，承受力位置处为14mm厚钢板，不承受力位置处为10mm厚钢板，可节省钢材。

本申请的焊接电流、电压、速度的控制参数，如下：

与相关技术相比较，本发明提供的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法通过调整杆件焊接顺序，优化桥梁制造胎架，调整制造预拱度数值，钢桥结构设计优化，制造工艺优化等措施减小焊接变形顽疾，成功减小了钢混组合桥梁焊接变形较大的问题，从而提高了工作效率，实现了快速化施工。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供水平放置的底板和竖直放置的纵梁，将所述纵梁沿底板设置方向设置，且所述纵梁的底端和所述底板的顶端对接，将所述纵梁和所述底板的对接端面从中间向两边同时施焊；

提供横隔板、顶板、腹板，所述横隔板的底端和所述底板的顶端对接，且所述横隔板和所述纵梁对接形成L形，所述腹板和所述纵梁平行间隔设置且所述顶板的底端和所述底板的顶端对接，所述顶板为多个，沿所述底板设置方向且和所述底板平行间隔设置，所述隔板、腹板、纵梁的顶端和所述顶板的底面对接，将所述隔板、腹板、纵梁和所述顶板的对接端面从中间向两边同时对称施焊，形成单个箱梁块体；

提供若干箱梁块体，将若干箱梁块体的顶板的长边端依次对接，所述顶板从所述箱梁块体中间向两头同时施焊；

将多个所述顶板依次焊接形成横向焊缝；

顶板焊接完且冷却后，再进行焊接剪力键，剪力键先进行花焊在进行对接焊，焊接顺序从所述箱梁块体中心向两端头对称焊接，完成箱体焊接，将所述箱体整体上胎架。

2.根据权利要求1所述的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，其特征在于，焊接均采用埋弧焊焊接。

3.根据权利要求1所述的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，其特征在于，所述胎架的搭设应采用H型钢、工字钢或槽钢，且设置横向限位装置，防止胎架整体横向移动；且对地样线标识清楚基准点、纵横基准线、地板边缘线、分段线及端口线。

4.根据权利要求1所述的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，其特征在于，在总拼时，所述底板对接缝、腹板对接缝位置处应设置支撑件，然后进行焊接。

5.根据权利要求1所述的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，其特征在于，所述顶板施焊时在顶板的两头增加5吨～10吨的配重。

6.根据权利要求1所述的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，其特征在于，胎架设置膨胀螺栓，地面生根。

7.根据权利要求1所述的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，其特征在于，焊接时在焊缝处采用临时加劲防止焊接变形。

8.根据权利要求1所述的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，其特征在于，通过火焰矫正焊接变形。

9.根据权利要求1所述的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，其特征在于，针对焊接变形致使预拱度减小的问题，可加大设计预拱度值和制造预拱度值。

10.根据权利要求1所述的减小钢混组合桥梁制造焊接变形方法，其特征在于，所述顶板的厚度为10mm或14mm。

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