CN111663429A - 一种蝶型连接节点构件的制作方法 - Google Patents

一种蝶型连接节点构件的制作方法 Download PDF

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CN111663429A CN202010415666.9A CN202010415666A CN111663429A CN 111663429 A CN111663429 A CN 111663429A CN 202010415666 A CN202010415666 A CN 202010415666A CN 111663429 A CN111663429 A CN 111663429A
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李玉梅
周军红
李大壮
李佳
王海涛
韩彬
张开璞
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Abstract

本发明涉及一种蝶型连接节点构件的制作方法，属于桥梁钢结构技术领域。在胎架上放置下部的塔顶壁板和下部的牛腿壁板并进行焊接，形成下壁板；根据图纸尺寸定位要求定位焊接塔顶翼板、塔顶腹板、塔顶隔板和中间腹板，后对第二牛腿腹板、第三牛腿腹板和第一牛腿腹板进行定位焊接；接着完成上部的塔顶壁板和上部的牛腿壁板的焊接，形成上壁板；并对上壁板进行定位焊；将完成的构件翻转180°，完成上壁板与各个零部件焊接；定位焊接中间连接件；定位焊接第四牛腿腹板；按上述步骤完成另一多腔体异型牛腿箱体；并将其与中间连接件焊接。本申请不仅结构简单，装配便捷，便于焊接；而且提高了钢结构桥的节点连接强度和刚度。

Description

一种蝶型连接节点构件的制作方法
技术领域
本发明涉及一种蝶型连接节点构件的制作方法，属于桥梁钢结构技术领域。
背景技术
平转桥是指桥跨结构通过平面内转动的方式开启的活动桥，适用于运输繁忙的河道上，以便于船舶顺利通过，减小了桥墩尺寸，拓宽了桥下通道，此桥梁主梁用钢量较大，其桥跨结构在桥梁开启时为两翼均处于悬臂状态，闭合时为连续梁结构。埃及平转桥工程是埃及跨苏伊士运河旧桥延伸线路上新建铁路桥，新建桥梁分为东、西两跨，跨径组合为150米+340米+150米，高63.1米，宽10.2米，总用钢量约为14000吨。在苏伊士运河工程的钢顶端结构桥节点需要与桥梁钢桁架上弦杆，直腹杆和风撑三方向进行连接，构成左右对称受力体系，其节点构件外侧六个箱体板厚空间小，无法进行外侧施焊，采用何种装配流程、焊接方法来完成构件制作是重点和难点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种蝶型连接节点构件的制作方法，结构简单、装配便捷，便于焊接。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种蝶型连接节点构件，包括中间连接板和多腔体异型牛腿箱体，所述多腔体异型牛腿箱体对称设于中间连接板两侧，所述多腔体异型牛腿箱体包括塔顶箱体和异型牛腿箱体；
所述塔顶箱体包括塔顶翼板和塔顶腹板，所述塔顶翼板竖向设于两上下平行布置的塔顶壁板之间，所述塔顶腹板设于塔顶翼板下方，所述塔顶翼板、塔顶腹板和塔顶壁板之间围设成塔顶腔体，所述塔顶腔体内设有塔顶隔板，所述塔顶隔板设于塔顶腹板与塔顶翼板之间；
所述异型牛腿箱体包括两牛腿壁板，所述牛腿壁板分别与对应侧的塔顶壁板固定连接，两所述牛腿壁板之间围设第一牛腿腹板、第二牛腿腹板、第三牛腿腹板和第四牛腿腹板，所述第一牛腿腹板与塔顶腹板之间设有封板，所述第一牛腿腹板、第二牛腿腹板、封板与牛腿壁板之间围设成第二牛腿箱体；第三牛腿腹板、第四牛腿腹板与牛腿壁板之间围设成第三牛腿箱体，所述第二牛腿箱体与第三牛腿箱体之间设置中间腹板，所述中间腹板竖向固定于两牛腿壁板上。
所述塔顶腹板包括第一塔顶腹板和第二塔顶腹板，所述第一塔顶腹板与第二塔顶腹板为一体成型折弯件，所述第一塔顶腹板与中间连接板的夹角为90°，第二塔顶腹板的延长线与中间连接板之间的夹角为60～65°。
所述第二牛腿腹板与中间腹板之间的夹角为5～8°，所述第三牛腿腹板与中间腹板之间的夹角为5～8°，第四牛腿腹板与中间连接板之间的夹角为6～10°。
所述封板与塔顶腹板折弯处连接，且所述封板的延长线与中间连接板之间的夹角为18°～22°，所述封板与第一牛腿腹板之间的夹角为32～40°。
所述塔顶箱体的中心线与中间连接板之间的夹角为60～65°，所述第二牛腿箱体的中心线与中间连接板之间的夹角为18～23°，所述第三牛腿箱体的中心线与中间连接板之间的夹角为6～10°。
一种蝶型连接节点构件的制作方法，所述制作方法步骤如下：
步骤一：在胎架上放置下部的塔顶壁板和下部的牛腿壁板，并对其进行不等厚全熔透对接焊，形成下壁板；焊后对焊缝进行探伤检测；
步骤二：根据图纸尺寸定位要求定位焊接塔顶翼板，塔顶翼板与塔顶壁板之间为T接焊缝；
步骤三：定位焊接塔顶腹板，塔顶腹板与塔顶壁板之间为单面熔深焊；
步骤四：定位焊接若干塔顶隔板；靠外侧的塔顶隔板与塔顶壁板、塔顶腹板之间焊缝要求为全熔透一级焊缝，塔顶隔板一侧坡口焊，另一侧进行清根焊；靠内侧的塔顶隔板与塔顶壁板、塔顶腹板之间为双面角焊缝；
步骤五：定位焊接中间腹板，中间腹板与塔顶壁板之间为T接焊缝；
步骤六：根据图纸尺寸定位要求分别组装第二牛腿腹板和第三牛腿腹板；第二牛腿腹板和第三牛腿腹板与中间腹板之间的焊缝为CP一级全熔透焊；
步骤七：定位组装封板；封板与塔顶腹板、塔顶壁板、牛腿壁板之间的焊缝均为CP一级全熔透焊；
步骤八：定位组装第一牛腿腹板，第一牛腿腹板与封板、牛腿壁板之间均为双面角焊缝；
步骤九：定位组装上部的塔顶壁板和上部的牛腿壁板，按步骤一对上部的塔顶壁板和上部的牛腿壁板进行焊接，形成上壁板；并对上壁板进行定位焊；
步骤十：将步骤九完成后的构件进行180°翻身，上部的塔顶壁板和上部的牛腿壁板按步骤二～步骤八的要求与上述零部件进行焊接，焊后进行焊缝探伤检测；
步骤十一：定位组焊中间连接件；中间连接件与上壁板和下壁板之间的焊缝为CP一级全熔透焊；
步骤十二：根据图纸尺寸定位要求定位组装第四牛腿腹板，第四牛腿腹板的焊缝均为CP一级全熔透焊；
步骤十三：另一多腔体异型牛腿箱体按步骤一～步骤十、步骤十二要求组焊完成；
步骤十四：将另一多腔体异型牛腿箱体中的上壁板和下壁板与中间连接件的焊接按步骤十一进行组焊，焊后进行焊缝探伤检测；
步骤十五：待所有零部件焊接完成后进行构件完整性验收，验收参照钢结构质量验收规范要求执行。
所述步骤一中的T接焊缝为部分熔透焊，坡口形式为双面半熔透坡口。
所述步骤五中的T接焊缝为部分熔透焊，坡口形式为双面部分熔透坡口，中间腹板一侧的熔深为12～16mm，中间腹板另一侧的熔深为4～8mm。
所述步骤十和步骤十四中焊接完成后对局部区域采用火工矫正，矫正温度600℃～800℃。
所述步骤十一中先焊接中间连接件靠近塔顶壁板顶部的焊缝，且分两次进行焊接，焊接顺序为：内侧打底填充焊、外侧清根、外侧打底填充焊、内侧填充盖面、外侧填充盖面；后焊接中间连接件靠近塔顶壁板底部的焊缝，并采用与靠近塔顶壁板顶部的焊缝相同的焊接顺序。
与现有技术相比，本发明的优点在于：一种蝶型连接节点构件的制作方法，不仅结构简单，装配便捷，便于焊接；而且通过设置预设角度的多个连接口，使得连接口直接与其他刚性构件直接进行刚性连接，避免了刚结构节点与其他部件之间直接倾斜连接时带来的连接强度和刚度不够高的问题，提高了钢结构桥的节点连接强度和刚度。
附图说明
图1为本发明实施例一种蝶型连接节点构件的示意图；
图2为本发明实施例一种蝶型连接节点构件的三维图；
图3为本发明实施例一种蝶型连接节点构件的内部示意图；
图4～图10为本发明实施例一种蝶型连接节点构件的制作步骤示意图；
图中100中间连接板、200多腔体异型牛腿箱体、210塔顶箱体、211塔顶壁板、212塔顶翼板、213第一塔顶腹板、214第二塔顶腹板、215塔顶隔板、220异型牛腿箱体、221牛腿壁板、222封板、223第一牛腿腹板、224第二牛腿腹板、225第三牛腿腹板、226第四牛腿腹板、227中间腹板。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、2、3所示，本实施例中的一种蝶型连接节点构件的制作方法，包括厚度为90mm的高强度钢板制成的中间连接板100和多腔体异型牛腿箱体200，多腔体异型牛腿箱体200对称设于中间连接板100两侧，多腔体异型牛腿箱体200包括塔顶箱体210和异型牛腿箱体220，塔顶箱体210设置在异型牛腿箱体220顶端，两者通过不等厚对接熔透焊固定。
塔顶箱体210包括塔顶翼板212和塔顶腹板，塔顶翼板212竖向设于两上下平行布置的塔顶壁板211之间，塔顶腹板设于塔顶翼板212下方，塔顶翼板212、塔顶腹板和塔顶壁板211之间围设成塔顶腔体。塔顶腔体内设有两个塔顶隔板215，且两个塔顶隔板215分别设于塔顶腹板与塔顶翼板212之间。
上述塔顶腹板包括第一塔顶腹板213和第二塔顶腹板214，第一塔顶腹板213与第二塔顶腹板214为一体成型折弯件，第一塔顶腹板213与中间连接板100之间的夹角为90°，两者固定连接，第二塔顶腹板214与中间连接板100之间的夹角为61°。
异型牛腿箱体220包括两牛腿壁板221，牛腿壁板221分别与对应侧的塔顶壁板211固定连接，两牛腿壁板221之间围设第一牛腿腹板223、第二牛腿腹板224、第三牛腿腹板225和第四牛腿腹板226，第一牛腿腹板223与塔顶腹板通过封板222连接，封板222固定于塔顶腹板折弯处，使得封板222的延长线与中间连接板100之间的夹角为20°，封板222与第一牛腿腹板223之间的夹角为34°。第一牛腿腹板223、第二牛腿腹板224、封板222与牛腿壁板221之间围设成第二牛腿箱体。第三牛腿腹板225、第四牛腿腹板226与牛腿壁板221之间围设成第三牛腿箱体。第二牛腿箱体与第三牛腿箱体之间设置中间腹板227，中间腹板227竖向固定于两牛腿壁板221上，使得第二牛腿腹板224与中间腹板227之间的夹角为7°，第三牛腿腹板225与中间腹板227之间的夹角为6°。
上述第四牛腿腹板226与中间连接板100之间的夹角为8°。
塔顶箱体210的中心线与中间连接板100之间的夹角为61°，第二牛腿箱体的中心线与中间连接板之间的夹角为20°，所述第三牛腿箱体的中心线与中间连接板之间的夹角为8°。
上述中间连接板100与两塔顶壁板211和两牛腿壁板221之间通过熔透焊缝进行焊接连接；第一牛腿腹板223、第二牛腿腹板224、第三牛腿腹板225、第四牛腿腹板226与牛腿壁板221之间为熔透焊缝；塔顶隔板215与塔顶翼板212、塔顶腹板和塔顶壁板211之间为熔透焊缝；封板222与塔顶腹板、第一牛腿腹板223之间为角焊缝。
本申请中的塔顶箱体作为第一连接口，第一连接口与中间连接板之间的夹角为第一夹角，用于钢结构桥顶部时，可以用于连接其他刚性构件。第二牛腿箱体作为第二连接口，第二连接口与中间连接板之间的夹角为第二夹角，用于连接钢结构桥上的其他刚性构件。第三牛腿箱体作为第三连接口，第三连接口与中间连接板之间的夹角为第三夹角，用于连接钢结构桥上的其他刚性构件。
一种蝶型连接节点构件的制作方法的制作方法，具体步骤如下：
步骤一：参见图4，在胎架上放置厚度为90mm的下部的塔顶壁板和厚度为60mm的下部的牛腿壁板，并对其进行不等厚全熔透对接焊，形成下壁板。采用双面X型坡口形式进行焊接，此处焊缝要求为全熔透一级焊缝。如果焊接过程中产生变形，可以在变形位置用火工适当进行矫正，焊后24小时对焊缝进行探伤检测。
步骤二：参见图5，根据图纸尺寸定位要求组装定位塔顶翼板，保证塔顶翼板垂直于塔顶壁板，确认无误后进行焊接。塔顶翼板与塔顶壁板之间为T接焊缝，焊缝要求为部分熔透焊，坡口形式为为双面半熔透坡口。
步骤三：定位组装塔顶腹板；塔顶腹板先进行折弯加工，保证第一塔顶腹板与第二塔顶腹板之间的折弯角度，塔顶腹板竖向设于下部的塔顶壁板上，塔顶腹板与塔顶壁板采用单面熔深焊。
步骤四：定位组装2块塔顶隔板；塔顶隔板竖向设置在下部的塔顶壁板上，且保证与塔顶翼板和塔顶腹板之间的夹角；靠外的一塔顶隔板与塔顶壁板、塔顶腹板之间焊缝要求为全熔透一级焊缝，塔顶隔板一侧坡口焊，另一侧进行清根焊；靠内的另一塔顶隔板与塔顶壁板、塔顶腹板之间为双面角焊缝。
步骤五：定位组装中间腹板，中间腹板竖向设于下部的塔顶壁板，中间腹板与塔顶壁板之间采用T接焊缝，T接焊缝要求为部分熔透焊，坡口形式为双面部分熔透坡口，中间腹板一侧熔深为15mm，中间腹板另一侧熔深为6mm。
步骤六：参见图6，根据图纸尺寸定位要求分别组装第二牛腿腹板和第三牛腿腹板；第二牛腿腹板和第三牛腿腹板分别竖向设于下部的牛腿壁板上，第二牛腿腹板和第三牛腿腹板与中间腹板之间的焊缝要求为CP一级全熔透焊。为了保证焊接角度，第二牛腿腹板和第三牛腿腹板需作反向延长，再开设焊接坡口，为了便于焊接采用了衬垫焊与清根焊相结合的方法进行焊接，保证CP一级全熔透焊焊接要求。
步骤七：定位组装封板；封板竖向设于塔顶壁板和牛腿壁板上，且保证封板与塔顶腹板之间夹角，封板与塔顶腹板、塔顶壁板、牛腿壁板之间的焊缝要求均为CP一级全熔透焊。
步骤八：定位组装第一牛腿腹板；第一牛腿腹板竖向设于牛腿壁板上，第一牛腿腹板与封板、下部的牛腿壁板之间均为双面角焊缝。
步骤九：参见图7，定位组装上部的塔顶壁板和牛腿壁板，按步骤一焊接要求对塔顶壁板和牛腿壁板进行不等厚全熔透对接焊，形成上壁板，对上壁板进行定位焊，保证上壁板与各腹板、隔板的垂直度。
步骤十：将步骤九完成后的构件进行180°翻身，上部的塔顶壁板和上部的牛腿壁板按步骤二～步骤八的要求与上述零部件进行焊接。焊接完成后对局部区域采用火工矫正，矫正温度700℃，不得有过烧现象，严禁用水冷却，焊后24小时进行焊缝探伤检测。
步骤十一：参见图8，定位组焊中间连接件；中间连接件竖向设于上壁板和下壁板之间，且中间连接件与上壁板和下壁板之间为CP一级全熔透焊，采用双面清根坡口，里面焊接外面清根。因板较厚，考虑整体焊接时易变形，进行分段焊接，先焊接中间连接件靠近塔顶壁板顶部的焊缝，且分两次进行焊接，焊接顺序为：内侧打底填充焊、外侧清根、外侧打底填充焊、内侧填充盖面、外侧填充盖面；后焊接中间连接件靠近塔顶壁板底部的焊缝，并采用与靠近塔顶壁板顶部的焊缝相同的焊接。
步骤十二：参见图9，根据图纸尺寸定位要求定位组装第四牛腿腹板，第四牛腿腹板竖向设于上下壁板之间，且保证第四牛腿腹板与中间腹板之间的角度，焊缝要求为CP一级全熔透焊。由于焊接空间较小，为了保证焊缝质量，第四牛腿腹板采用了衬垫焊与清根焊相结合的方法进行焊接。
步骤十三：另一多腔体异型牛腿箱体按步骤一～步骤十、步骤十二要求组焊完成。
步骤十四：参见图10，另一多腔体异型牛腿箱体中的上壁板和下壁板与中间连接件的焊接步骤十一的要求组焊，完成焊接。焊接完成后对局部区域采用火工矫正，矫正温度800℃，不得有过烧现象，严禁用水冷却，焊后24小时进行焊缝探伤检测。
步骤十五：待所有零部件焊接完成后进行构件完整性验收，验收参照钢结构质量验收规范要求执行。
在苏伊士运河工程的钢顶端结构桥节点需要与桥梁钢桁架上弦杆，直腹杆和风撑三方向进行连接，构成左右对称受力体系。因此本申请通过设置三个带有角度的连接口，即三个倾斜接口与桥梁钢桁架上弦杆，直腹杆和风撑进行接口刚性连接，更加适应实际情况需要，有助于提高桥梁连接强度。
本申请不仅结构简单、装配便捷，便于焊接；而且通过设置预设角度的多个连接口，使其直接与其他刚性构件进行刚性连接，避免了刚结构节点与其他部件之间直接倾斜连接时带来的连接强度和刚度不够高的问题，提高了钢结构桥的节点连接强度和刚度。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蝶型连接节点构件，其特征在于：包括中间连接板和多腔体异型牛腿箱体，所述多腔体异型牛腿箱体对称设于中间连接板两侧，所述多腔体异型牛腿箱体包括塔顶箱体和异型牛腿箱体；
所述塔顶箱体包括塔顶翼板和塔顶腹板，所述塔顶翼板竖向设于两上下平行布置的塔顶壁板之间，所述塔顶腹板设于塔顶翼板下方，所述塔顶翼板、塔顶腹板和塔顶壁板之间围设成塔顶腔体，所述塔顶腔体内设有塔顶隔板，所述塔顶隔板设于塔顶腹板与塔顶翼板之间；
所述异型牛腿箱体包括两牛腿壁板，所述牛腿壁板分别与对应侧的塔顶壁板固定连接，两所述牛腿壁板之间围设第一牛腿腹板、第二牛腿腹板、第三牛腿腹板和第四牛腿腹板，所述第一牛腿腹板与塔顶腹板之间设有封板，所述第一牛腿腹板、第二牛腿腹板、封板与牛腿壁板之间围设成第二牛腿箱体；第三牛腿腹板、第四牛腿腹板与牛腿壁板之间围设成第三牛腿箱体，所述第二牛腿箱体与第三牛腿箱体之间设置中间腹板，所述中间腹板竖向固定于两牛腿壁板上。
2.根据权利要求1所述的一种蝶型连接节点构件，其特征在于：所述塔顶腹板包括第一塔顶腹板和第二塔顶腹板，所述第一塔顶腹板与第二塔顶腹板为一体成型折弯件，所述第一塔顶腹板与中间连接板的夹角为90°，第二塔顶腹板的延长线与中间连接板之间的夹角为60～65°。
3.根据权利要求1所述的一种蝶型连接节点构件，其特征在于：所述第二牛腿腹板与中间腹板之间的夹角为5～8°，所述第三牛腿腹板与中间腹板之间的夹角为5～8°(6)，第四牛腿腹板与中间连接板之间的夹角为6～10°。
4.根据权利要求1所述的一种蝶型连接节点构件，其特征在于：所述封板与塔顶腹板折弯处连接，且所述封板的延长线与中间连接板之间的夹角为18～22°，所述封板与第一牛腿腹板之间的夹角为32～40°。
5.根据权利要求1所述的一种蝶型连接节点构件，其特征在于：所述塔顶箱体的中心线与中间连接板之间的夹角为60～65°，所述第二牛腿箱体的中心线与中间连接板之间的夹角为18～23°，所述第三牛腿箱体的中心线与中间连接板之间的夹角为6～10°。
6.基于权利要求1～5中任一所述的一种蝶型连接节点构件的制作方法，其特征在于：所述制作方法步骤如下：
步骤一：在胎架上放置下部的塔顶壁板和下部的牛腿壁板，并对其进行不等厚全熔透对接焊，形成下壁板；焊后对焊缝进行探伤检测；
步骤二：根据图纸尺寸定位要求定位焊接塔顶翼板，塔顶翼板与塔顶壁板之间为T接焊缝；
步骤三：定位焊接塔顶腹板，塔顶腹板与塔顶壁板之间为单面熔深焊；
步骤四：定位焊接若干塔顶隔板；靠外侧的塔顶隔板与塔顶壁板、塔顶腹板之间焊缝要求为全熔透一级焊缝，塔顶隔板一侧坡口焊，另一侧进行清根焊；靠内侧的塔顶隔板与塔顶壁板、塔顶腹板之间为双面角焊缝；
步骤五：定位焊接中间腹板，中间腹板与塔顶壁板之间为T接焊缝；
步骤六：根据图纸尺寸定位要求分别组装第二牛腿腹板和第三牛腿腹板；第二牛腿腹板和第三牛腿腹板与中间腹板之间的焊缝为CP一级全熔透焊；
步骤七：定位组装封板；封板与塔顶腹板、塔顶壁板、牛腿壁板之间的焊缝均为CP一级全熔透焊；
步骤八：定位组装第一牛腿腹板，第一牛腿腹板与封板、牛腿壁板之间均为双面角焊缝；
步骤九：定位组装上部的塔顶壁板和上部的牛腿壁板，按步骤一对上部的塔顶壁板和上部的牛腿壁板进行焊接，形成上壁板；并对上壁板进行定位焊；
步骤十：将步骤九完成后的构件进行180°翻身，上部的塔顶壁板和上部的牛腿壁板按步骤二～步骤八的要求与上述零部件进行焊接，焊后进行焊缝探伤检测；
步骤十一：定位组焊中间连接件；中间连接件与上壁板和下壁板之间的焊缝为CP一级全熔透焊；
步骤十二：根据图纸尺寸定位要求定位组装第四牛腿腹板，第四牛腿腹板的焊缝均为CP一级全熔透焊；
步骤十三：另一多腔体异型牛腿箱体按步骤一～步骤十、步骤十二要求组焊完成；
步骤十四：将另一多腔体异型牛腿箱体中的上壁板和下壁板与中间连接件的焊接按步骤十一进行组焊，焊后进行焊缝探伤检测；
步骤十五：待所有零部件焊接完成后进行构件完整性验收，验收参照钢结构质量验收规范要求执行。
7.根据权利要求6所述的一种蝶型连接节点构件的制作方法，其特征在于：所述步骤一中所述的T接焊缝为部分熔透焊，坡口形式为双面半熔透坡口。
8.根据权利要求6所述的一种蝶型连接节点构件的制作方法，其特征在于：所述步骤五中所述的T接焊缝为部分熔透焊，坡口形式为双面部分熔透坡口，中间腹板一侧的熔深为12～16mm，中间腹板另一侧的熔深为4～8mm。
9.根据权利要求6所述的一种蝶型连接节点构件的制作方法，其特征在于：所述步骤十和步骤十四中焊接完成后对局部区域采用火工矫正，矫正温度600℃～800℃。
10.根据权利要求6所述的一种蝶型连接节点构件的制作方法，其特征在于：所述步骤十一中先焊接中间连接件靠近塔顶壁板顶部的焊缝，且分两次进行焊接，焊接顺序为：内侧打底填充焊、外侧清根、外侧打底填充焊、内侧填充盖面、外侧填充盖面；后焊接中间连接件靠近塔顶壁板底部的焊缝，并采用与靠近塔顶壁板顶部的焊缝相同的焊接顺序。
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