CN112122861B - 一种钢结构桥梁桁架焊接工装及焊接工艺 - Google Patents

一种钢结构桥梁桁架焊接工装及焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢结构桥梁桁架焊接工装及焊接工艺，包括安装支架、安装框、底边固定装置、腰部角度控制装置和支撑梁角度控制装置。本发明可以解决传统的钢结构桥梁桁架焊接时通常通过人工对桁架焊接角度进行对准，以至于桁架的焊接角度易出现偏差，影响桥梁质量，而且钢结构桥梁桁架焊接时所使用的焊接工装对桁架进行角度固定时，由于不足够稳定，使得焊接工装在使用焊接时角度和位置发生偏差，影响桥梁质量，以及钢结构桥梁桁架焊接时的工作空间小，工作效率较低的问题。本发明提供的焊接工装通过腰部角度控制装置和支撑梁角度控制装置来对桁架的角度进行准确的调整并固定，而且本焊接工装结构稳定，不影响焊接工作，提高工作效率。

Description

一种钢结构桥梁桁架焊接工装及焊接工艺
技术领域
本发明涉及钢结构焊接技术领域，具体的说是一种钢结构桥梁桁架焊接工装及焊接工艺。
背景技术
钢结构桥梁，主要承重结构采用钢材的桥梁，即钢结构桥梁、钢桥，其中桁架作为上部结构主要承重构件的桥梁。桁架桥一般由主桥架、上下水平纵向联结系、桥门架和中间横撑架以及桥面系组成。在桁架中，弦杆是组成桁架外围的杆件，包括上弦杆和下弦杆，连接上、下弦杆的杆件叫腹杆，按腹杆方向之不同又区分为斜杆和竖杆。弦杆与腹杆所在的平面就叫主桁平面。大跨度桥架的桥高沿跨径方向变化，形成曲弦桁架；中、小跨度采用不变的桁高，即所谓平弦桁架或直弦桁架，这种钢结构桥梁桁架通常采用铆接和焊接。
然而传统的钢结构桥梁桁架焊接时存在以下问题：一、传统的钢结构桥梁桁架焊接时通常通过人工对桁架焊接时的角度进行对其，以至于桁架的焊接角度易出现偏差，影响桥梁质量；二、传统的钢结构桥梁桁架焊接时所使用的焊接工装对桁架进行角度固定时，由于不足够稳定，使得焊接工装在使用焊接时角度和位置发生偏差，影响桥梁质量；三、传统的钢结构桥梁桁架焊接时的工作空间小，工作效率较低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种钢结构桥梁桁架焊接工装，可以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种钢结构桥梁桁架焊接工装，包括安装支架、安装框、底边固定装置、腰部角度控制装置和支撑梁角度控制装置，所述安装支架之间对称安装在底板上，安装框安装在安装支架之间，安装框为矩形框，安装框的上下两侧安装有底边固定装置，腰部角度控制装置安装在安装框左右两侧，支撑梁角度控制装置设置在安装框中部位置，其中：
所述底边固定装置包括一号滑动槽、驱动电机、螺纹杆、一号推动杆和一号固定块，所述一号滑动槽开设在安装框左右侧相对面的上下两侧，在一号滑动槽相对外侧的安装框外壁上安装有驱动电机，螺纹杆设置在驱动电机的输出轴上，且螺纹杆通过轴承置于一号滑动槽内，一号推动杆的两端开设有螺纹孔，一号推动杆两端通过螺纹分别螺接在安装框左右两侧对应的螺纹杆上，且一号推动杆两端与一号滑动槽滑动接触，一号推动杆上对称设置有一号固定块；
所述腰部角度控制装置包括电动推杆、安装架、旋转板、二号推动杆和二号固定块，所述电动推杆安装在安装框左右两侧的外侧壁上，且电动推杆的伸缩杆滑动穿过安装框侧壁的一端安装有安装架，安装架为匚形结构，旋转板为半圆形结构，且旋转板转动安装在安装架内，二号推动杆安装在旋转板圆弧的另一侧，二号推动杆上对称设置有二号固定块；
所述支撑梁角度控制装置包括安装板、安装圆盘、环形滑槽、弧形滑块和三号固定块，所述安装板通过螺丝安装在安装框上下两侧的中部位置，安装圆盘安装在安装板的中部位置，安装圆盘的外侧开设有环形滑槽，环形滑槽为T形结构，且在环形滑槽内滑动设置有与环形滑槽配合的四个弧形滑块，每个弧形滑块上均安装有三号固定块。
作为本发明的一种优选技术方案，所述旋转板外侧开设有周向均匀设置的一号锁紧孔，与一号锁紧孔对应位置的安装架上开设有一号通孔，一号锁紧销同时滑动插入一号通孔与一号锁紧孔内对旋转板限制转动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装圆盘对应环形滑槽底部之间开设有均匀周向布置的二号通孔，与二号通孔对应位置的弧形滑块上开设有二号锁紧孔，二号锁紧销同时滑动插入二号通孔与二号锁紧孔内把弧形滑块限制在环形滑槽内防止其之间发生相对滑动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述三号固定块包括固定框、一号伸缩槽、锯齿槽、锁紧框、二号伸缩槽、安装槽、按压框、一号伸缩弹簧、连杆、锯齿卡块和二号伸缩弹簧，所述固定框为匚形结构，固定框的匚形结构两端对称开设有一号伸缩槽，一号伸缩槽的相对外侧壁设置有锯齿槽，锁紧框为匚形结构，且锁紧框与一号伸缩槽滑动配合，锁紧框内开设有匚形结构的二号伸缩槽，二号伸缩槽内滑动设置有按压框，按压框顶部设置有突起，且突起与锁紧框对应位置上开设有与之配合滑动的孔，二号伸缩槽上侧与按压框之间设置有一号伸缩弹簧，二号伸缩槽匚形结构的两端均开设有安装槽，安装槽的相对外侧铰接在锯齿卡块的下端，锯齿卡块外侧壁设置有锯齿状突起且与锯齿槽相互配合，锯齿卡块上端铰接有连杆，连杆与按压框匚形结构的两端铰接，锯齿卡块的内壁与安装槽内壁之间设置有二号伸缩弹簧。
作为本发明的一种优选技术方案，所述一号固定块、二号固定块的结构与三号固定块相同，且一号固定块和二号固定块的固定框底部安装有滑动框,一号固定块和二号固定块通过滑动框分别滑动设置在一号推动杆和二号推动杆上。
本发明的有益效果是：
1.本发明可以解决传统的钢结构桥梁桁架焊接时存在以下问题：一、传统的钢结构桥梁桁架焊接时通常通过人工对桁架焊接角度进行对准，以至于桁架的焊接角度易出现偏差，影响桥梁质量；二、传统的钢结构桥梁桁架焊接时所使用的焊接工装对桁架进行角度固定时，由于不足够稳定，使得焊接工装在使用焊接时角度和位置发生偏差，影响桥梁质量；三、传统的钢结构桥梁桁架焊接时的工作空间小，工作效率较低。本发明提供的焊接工装通过腰部角度控制装置和支撑梁角度控制装置来对桁架的角度进行准确的调整并固定，而且本焊接工装结构稳定，不影响焊接工作，提高工作效率。
2.本发明通过人工调整旋转板的角度，先将桁架通过二号固定块固定，并将一号锁紧销同时滑动插入一号通孔与一号锁紧孔内对旋转板限制转动，使得二号推动杆的角度固定，再通过电动推杆工作推动二号固定块带动桁架到一定的位置，使得桁架按照一定角度稳定固定在设定位置上。
3.本发明通过人工调整三号固定块在安装圆盘上的角度来对桁架框内的支撑梁桁架进行角度的控制，并通过二号锁紧销同时滑动插入二号通孔与二号锁紧孔内把弧形滑块限制在环形滑槽内防止其之间发生相对滑动，使得三号固定块位置和角度固定，以达到固定支撑梁桁架的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明图1的A处局部放大图；
图3是本发明图1的B处局部放大图；
图4是本发明环形滑槽、弧形滑块、二号通孔、二号锁紧孔和二号锁紧销的安装结构剖视图；
图5是本发明三号固定块的结构示意图；
图6是本发明图5的C处局部放大图；
图7是本发明一号固定块和二号固定块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参阅1-7所示，一种钢结构桥梁桁架焊接工装，包括安装支架1、安装框2、底边固定装置3、腰部角度控制装置4和支撑梁角度控制装置5，所述安装支架1之间对称安装在底板11上，安装框2安装在安装支架1之间，安装框2为矩形框，安装框2的上下两侧安装有底边固定装置3，腰部角度控制装置4安装在安装框2左右两侧，支撑梁角度控制装置5设置在安装框2中部位置，其中：
所述底边固定装置3包括一号滑动槽31、驱动电机32、螺纹杆33、一号推动杆34和一号固定块35，所述一号滑动槽31开设在安装框2左右侧相对面的上下两侧，在一号滑动槽31相对外侧的安装框2外壁上安装有驱动电机32，螺纹杆33设置在驱动电机32的输出轴上，且螺纹杆33通过轴承置于一号滑动槽31内，一号推动杆34的两端开设有螺纹孔，一号推动杆34两端通过螺纹分别螺接在安装框2左右两侧对应的螺纹杆33上，且一号推动杆34两端与一号滑动槽31滑动接触，一号推动杆34上对称设置有一号固定块35。
所述三号固定块55包括固定框551、一号伸缩槽552、锯齿槽553、锁紧框554、二号伸缩槽555、安装槽556、按压框557、一号伸缩弹簧558、连杆559、锯齿卡块5510和二号伸缩弹簧5511，所述固定框551为匚形结构，固定框551的匚形结构两端对称开设有一号伸缩槽552，一号伸缩槽552的相对外侧壁设置有锯齿槽553，锁紧框554为匚形结构，且锁紧框554与一号伸缩槽552滑动配合，锁紧框554内开设有匚形结构的二号伸缩槽555，二号伸缩槽555内滑动设置有按压框557，按压框557顶部设置有突起，且突起与锁紧框554对应位置上开设有与之配合滑动的孔，二号伸缩槽555上侧与按压框557之间设置有一号伸缩弹簧558，二号伸缩槽555匚形结构的两端均开设有安装槽556，安装槽556的相对外侧铰接在锯齿卡块5510的下端，锯齿卡块5510外侧壁设置有锯齿状突起且与锯齿槽553相互配合，锯齿卡块5510上端铰接有连杆559，连杆559与按压框557匚形结构的两端铰接，锯齿卡块5510的内壁与安装槽556内壁之间设置有二号伸缩弹簧5511。所述一号固定块35、二号固定块45的结构与三号固定块55相同，且一号固定块35和二号固定块45的固定框551底部安装有滑动框6,一号固定块35和二号固定块45通过滑动框6分别滑动设置在一号推动杆34和二号推动杆44上。
具体工作时，一号固定块35与三号固定块55的锁紧原理相同，通过调整在一号固定块35的位置，使得一号固定块35以一号推动杆34中间对称，通过人工将桁架两侧放入固定框551中，且桁架两端以一号推动杆34中间对称，将锁紧框554对应插入一号伸缩槽552中，当将锁紧框554的匚形结构两端在一号伸缩槽552内到一定位置时，锯齿槽553于锯齿卡块5510配合锁紧，使得锁紧框554被锁紧，从而将桁架固定在固定框551与锁紧框554之间；在需要解除对桁架的固定时，通过人工按动按压框557顶部的突起，使得按压框557通过连杆559带动锯齿卡块5510向安装槽556内转动，锯齿卡块5510与锯齿槽553分离，使得锁紧框554取消被锁紧的状态，将锁紧框554从一号伸缩槽552中抽出，从而解除对桁架的固定。当一号固定块35将桁架固定完成后，驱动电机32工作，驱动电机32的输出轴转动带动螺纹杆33转动，一号推动杆34两端被螺纹杆33通过螺纹传动方式带动，并使得一号推动杆34相对运动，一号推动杆34通过一号固定块35带动桁架相对运动，当桁架运动到一定位置时驱动电机32停止工作。
所述腰部角度控制装置4包括电动推杆41、安装架42、旋转板43、二号推动杆44和二号固定块45，所述电动推杆41安装在安装框2左右两侧的外侧壁上，且电动推杆41的伸缩杆滑动穿过安装框2侧壁的一端安装有安装架42，安装架42为匚形结构，旋转板43为半圆形结构，且旋转板43转动安装在安装架42内，二号推动杆44安装在旋转板43圆弧的另一侧，二号推动杆44上对称设置有二号固定块45。所述旋转板43外侧开设有周向均匀设置的一号锁紧孔431，与一号锁紧孔431对应位置的安装架42上开设有一号通孔421，一号锁紧销46同时滑动插入一号通孔421与一号锁紧孔431内对旋转板43限制转动。
具体工作时，一号固定块35与三号固定块55的锁紧原理相同，调整二号固定块45位置，使得二号固定块45以二号推动杆44中间对称，通过二号固定块45将桁架固定，且桁架两端以二号推动杆44中间对称，二号固定块45工作原理与一号固定块35工作原理相同，通过人工调整旋转板43的角度，并将一号锁紧销46同时滑动插入一号通孔421与一号锁紧孔431内对旋转板43限制转动，使得二号推动杆44的角度固定，再通过电动推杆41工作推动桁架相对运动到一定的位置，使得桁架按照一定角度稳定固定在设定位置上，且腰部的桁架与底边的桁架两端对齐，并形成等腰梯形结构；
所述支撑梁角度控制装置5包括安装板51、安装圆盘52、环形滑槽53、弧形滑块54和三号固定块55，所述安装板51通过螺丝安装在安装框2上下两侧的中部位置，安装圆盘52安装在安装板51的中部位置，安装圆盘52的外侧开设有环形滑槽53，环形滑槽53为T形结构，且在环形滑槽53内滑动设置有与环形滑槽53配合的四个弧形滑块54，每个弧形滑块54上均安装有三号固定块55。所述安装圆盘52对应环形滑槽53底部之间开设有均匀周向布置的二号通孔521，与二号通孔521对应位置的弧形滑块54上开设有二号锁紧孔541，二号锁紧销56同时滑动插入二号通孔521与二号锁紧孔541内把弧形滑块54限制在环形滑槽53内防止其之间发生相对滑动。
具体工作时，通过人工调整四个三号固定块55，三号固定块55带动弧形滑块54在环形滑槽53内滑动，当四个三号固定块55相互调整到一定位置时，通过二号锁紧销56同时滑动插入二号通孔521与二号锁紧孔541内把弧形滑块54限制在环形滑槽53内防止其之间发生相对滑动，使得三号固定块55位置和角度固定，将四个支撑梁桁架按照合适位置分别安装到四个三号固定块55上，使得四个支撑梁桁架一端相交于一点，且支撑梁桁架另一端与已形成等腰梯形结构的桁架四个拐角相交，此时桁架完成固定，最后进行焊接工作。
此外，本实施例还提供了一种钢结构桥梁桁架焊接工装的焊接工艺，主要由上述一种钢结构桥梁桁架焊接工装配合完成，包括以下步骤：
第一步；通过底边固定装置3将桁架的底边位置固定；
第二步；通过腰部角度控制装置4控制腰部的桁架角度，且使得边部的桁架与腰部的桁架之间形成等腰体型结构；
第三步：通过支撑梁角度控制装置5调整支撑梁桁架，使得支撑梁桁架对边部的桁架与腰部的桁架之间形成等腰体型结构的四个拐角固定，使得等腰体型结构内部形成三角形的稳定结构；
第四步：对桁架的每个连接点进行焊接。
在对桁架焊接时，先对梯形结构的拐角和四个支撑梁桁架一端相交的一点正面进行焊接，使得梯形桁架与支撑梁桁架之间形成的结构固定，此时解除三号固定块55对支撑梁桁架的固定，并将支撑梁角度控制装置5拆除，从而对四个支撑梁桁架一端相交的一点背面进行焊接。以免支撑梁角度控制装置5遮挡焊接工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种钢结构桥梁桁架焊接工装，包括安装支架(1)、安装框(2)、底边固定装置(3)、腰部角度控制装置(4)和支撑梁角度控制装置(5)，其特征在于：所述安装支架(1)对称安装在底板(11)上，安装框(2)安装在安装支架(1)之间，安装框(2)为矩形框，安装框(2)的上下两侧安装有底边固定装置(3)，腰部角度控制装置(4)安装在安装框(2)左右两侧，支撑梁角度控制装置(5)设置在安装框(2)中部位置，其中：
所述底边固定装置(3)包括一号滑动槽(31)、驱动电机(32)、螺纹杆(33)、一号推动杆(34)和一号固定块(35)，所述一号滑动槽(31)开设在安装框(2)左右侧相对面的上下两侧，在一号滑动槽(31)相对外侧的安装框(2)外壁上安装有驱动电机(32)，螺纹杆(33)设置在驱动电机(32)的输出轴上，且螺纹杆(33)通过轴承置于一号滑动槽(31)内，一号推动杆(34)的两端开设有螺纹孔，一号推动杆(34)两端通过螺纹分别螺接在安装框(2)左右两侧对应的螺纹杆(33)上，且一号推动杆(34)两端与一号滑动槽(31)滑动接触，一号推动杆(34)上对称设置有一号固定块(35)；
所述腰部角度控制装置(4)包括电动推杆(41)、安装架(42)、旋转板(43)、二号推动杆(44)和二号固定块(45)，所述电动推杆(41)安装在安装框(2)左右两侧的外侧壁上，且电动推杆(41)的伸缩杆滑动穿过安装框(2)侧壁的一端安装有安装架(42)，安装架(42)为匚形结构，旋转板(43)为半圆形结构，且旋转板(43)转动安装在安装架(42)内，二号推动杆(44)安装在旋转板(43)圆弧的另一侧，二号推动杆(44)上对称设置有二号固定块(45)；
所述支撑梁角度控制装置(5)包括安装板(51)、安装圆盘(52)、环形滑槽(53)、弧形滑块(54)和三号固定块(55)，所述安装板(51)通过螺丝安装在安装框(2)上下两侧的中部位置，安装圆盘(52)安装在安装板(51)的中部位置，安装圆盘(52)的外侧开设有环形滑槽(53)，环形滑槽(53)为T形结构，且在环形滑槽(53)内滑动设置有与环形滑槽(53)配合的四个弧形滑块(54)，每个弧形滑块(54)上均安装有三号固定块(55)。
2.根据权利要求1所述一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述旋转板(43)外侧开设有周向均匀设置的一号锁紧孔(431)，与一号锁紧孔(431)对应位置的安装架(42)上开设有一号通孔(421)，一号锁紧销(46)同时滑动插入一号通孔(421)与一号锁紧孔(431)内对旋转板(43)限制转动。
3.根据权利要求1所述一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述安装圆盘(52)对应环形滑槽(53)底部开设有均匀周向布置的二号通孔(521)，与二号通孔(521)对应位置的弧形滑块(54)上开设有二号锁紧孔(541)，二号锁紧销(56)同时滑动插入二号通孔(521)与二号锁紧孔(541)内把弧形滑块(54)限制在环形滑槽(53)内防止其之间发生相对滑动。
4.根据权利要求1所述一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述三号固定块(55)包括固定框(551)、一号伸缩槽(552)、锯齿槽(553)、锁紧框(554)、二号伸缩槽(555)、安装槽(556)、按压框(557)、一号伸缩弹簧(558)、连杆(559)、锯齿卡块(5510)和二号伸缩弹簧(5511)，所述固定框(551)为匚形结构，固定框(551)的匚形结构两端对称开设有一号伸缩槽(552)，一号伸缩槽(552)的相对外侧壁设置有锯齿槽(553)，锁紧框(554)为匚形结构，且锁紧框(554)与一号伸缩槽(552)滑动配合，锁紧框(554)内开设有匚形结构的二号伸缩槽(555)，二号伸缩槽（555）内滑动设置有按压框(557)，按压框(557)顶部设置有突起，且突起与锁紧框(554)对应位置上开设有与之配合滑动的孔，二号伸缩槽(555)上侧与按压框(557)之间设置有一号伸缩弹簧(558)，二号伸缩槽(555)匚形结构的两端均开设有安装槽(556)，安装槽(556)的相对外侧铰接在锯齿卡块(5510)的下端，锯齿卡块(5510)外侧壁设置有锯齿状突起且与锯齿槽(553)相互配合，锯齿卡块(5510)上端铰接有连杆(559)，连杆(559)与按压框(557)匚形结构的两端铰接，锯齿卡块(5510)的内壁与安装槽(556)内壁之间设置有二号伸缩弹簧(5511)。
5.根据权利要求4所述一种钢结构桥梁桁架焊接工装，其特征在于：所述一号固定块(35)、二号固定块(45)的结构与三号固定块(55)相同，且一号固定块(35)和二号固定块(45)的固定框(551)底部安装有滑动框(6),一号固定块(35)和二号固定块(45)通过滑动框(6)分别滑动设置在一号推动杆(34)和二号推动杆(44)上。
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