CN113857707A - 一种全焊多边形钢塔安装轴线焊接纠偏方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全焊多边形钢塔安装轴线焊接纠偏方法，钢塔环口焊缝焊接前，观测后安装钢塔节段顶端监控点与下端监控点连线与已安装塔段轴线的相对关系来判断后装塔段安装轴线偏位及偏位发生的方向；纠正偏差，钢塔环口焊接顺序应从轴线偏位反方向且距离轴线最远的侧壁板焊缝开始焊接；观测偏位回归情况，若未回归重复②和③，每次焊接填充不超过剩余应填充量的1/3，焊接完后再次观测，若回归从偏位侧内或外壁板开始，轴线两侧由外及内依次、对称焊接；焊接过程多次观测轴线偏位情况，若发生偏位则从偏位反方向侧距离轴线由远及近的焊接顺序进行动态调整直至焊接结束；钢塔横桥向安装轴线出现偏差，即向上游侧或下游侧倾斜，则重复步骤②、③、④。

Description

一种全焊多边形钢塔安装轴线焊接纠偏方法
技术领域
本发明涉及一种利用“先焊先收缩、后焊受限制”的焊接收缩基本原理，通过动态调整钢塔环口焊缝焊接顺序的方法进行安装轴线纠偏的全焊多边形钢塔安装轴线焊接纠偏方法，属桥梁钢结构焊接技术领域。
背景技术
近年来，桥梁建设中钢桥占比逐渐提升，桥梁用钢塔以其柔性好、加工精度高、易于实现工厂化、桥位安装快速及绿色环保等优点正在逐步取代砼结构成为桥塔的主流。在桥梁钢塔发展初期阶段，桥梁钢塔采用节段工厂制造，桥位逐段安装方式。我国早期几座钢塔就采用塔段间金属接触传力、拼接板栓接的连接方式，这无疑增加了钢塔节段桥位安装难度及桥梁总体工程量。相比，全焊钢塔具备生产周期短、制造精度易保证、成塔后外表美观等优势。
2021年，常泰长江大桥的开工建设，大跨径钢桥主塔采用全焊钢塔的时代来临。常泰长江大桥钢塔的外观设计同大多数钢塔类似，采用多变形结构，塔段间采用全焊接连接，无论栓接还是焊接钢塔，安装轴线精度要求一致。但是，通常情况下，钢塔塔段在安装过程中，轴线偏差不可避免，如何利用焊接收缩原理来修正、纠偏轴线安装偏差是全焊钢塔的技术难点，相较于栓接钢塔技术成熟性，全焊钢塔安装轴线偏差纠偏技术亟待研发。
发明内容
设计目的：针对背景技术存在的问题，设计一种利用“先焊先收缩、后焊受限制”的焊接收缩基本原理，通过动态调整钢塔环口焊缝焊接顺序的方法进行安装轴线纠偏的全焊多边形钢塔安装轴线焊接纠偏方法。
设计方案：为了实现上述设计目的。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
1. 利用“先焊先收缩、后焊受限制”的焊接收缩基本原理，通过动态调整钢塔环口焊缝焊接顺序的方法进行安装轴线的纠偏，其具体步骤如下：
①钢塔环口焊缝焊接前，通过观测后安装钢塔节段顶端监控点与下端监控点连线与已安装塔段轴线的相对关系来判断后装塔段安装轴线偏位情况，同时可判断偏位发生的方向。
②纠正钢塔纵桥向安装轴线偏差，钢塔环口焊接顺序应从轴线偏位反方向且距离轴线最远的侧壁板焊缝开始焊接，焊接操作应两人同时对称从焊缝中心向两侧施焊。焊接填充达到该条焊缝应填充量的1/3时，依次焊接相邻角壁板和内（外）壁板焊缝，焊接填充量相同；
③观测偏位回归情况，若未回归，重复②、③，每次焊接填充不超过剩余应填充量的1/3，焊接完后再次观测；若回归，从偏位侧内（外）壁板开始，轴线两侧由外及内依次、对称焊接。
④焊接过程中应多次观测轴线偏位情况，若发生偏位，采用从偏位反方向侧距离轴线由远及近的焊接顺序进行动态调整，直至焊接结束；
⑤钢塔横桥向安装轴线出现偏差时，即向上游侧或下游侧倾斜，则重复步骤②、③、④。
2. 若同时出现两个方向的安装偏位，按照上述步骤先纠正纵桥向偏位，再纠正横桥向偏位；
3. 当环口壁板、腹板焊接完成后，安装轴线仍稍有偏差的，按照环口焊缝焊接顺序焊接竖向加劲肋嵌补段，用加劲肋嵌补段焊缝的收缩进一步精确调整轴线偏位，其焊接顺序遵循钢塔壁板焊接顺序。
本发明与背景技术相比，通过焊前观测塔柱安装轴线偏位情况，制定合理的焊接顺序，利用焊接收缩原理修正轴线偏位，并通过后期焊接过程中的不断观察，动态调整焊接顺序，使钢塔安装轴线始终处于合格偏差范围，进而保证全焊钢塔安装轴线符合规定。
附图说明
图1是钢塔各部位名称及观测站位置示意图。
图2是钢塔纵桥向安装偏位示意图。
图3是偏位发生在大桩号侧时进行纠偏焊接的顺序示意图。
图4是纵桥向偏位纠正后的焊接顺序示意图。
图5是竖向加劲肋嵌补段。
具体实施方式
实施例1：参照附图1-5。一种全焊多边形钢塔安装轴线焊接纠偏方法，请参见图1，钢塔T1节段安装后，使用全站仪观测塔段外壁板及大桩号侧壁板顶端的监控点，发现横桥向无偏位，纵桥向产生向大桩号侧的转角，即钢塔T1节段安装轴线向大桩号侧倾斜，请参见图2。
进一步地，运用“先焊线收缩，后焊受限制”的焊接收缩基本原理，先焊接的焊缝处于相对自由收缩的状态，焊接收缩量较大。如图3所示，因此先焊接偏位反方向的壁板对接焊缝①，为确保安装轴线不产生横桥向偏位，焊接从该壁板中心线向两侧对称施焊，焊接速度保持一致。焊接量达到该焊缝应填充量的1/3时，对称施焊②和③。
进一步地，观察轴线偏位“回归”情况，未“回归”，观察偏位剩余大小，按照①、②、③顺序再焊接，焊接填充量根据偏位实际情况及不断观测情况进行调整，直至轴线偏差“回归”。
进一步地，为确保后续焊接操作不引起轴线再次偏位，焊接顺序调整如图4所示，沿横桥向对称施焊焊缝①，紧接着②...⑥；焊接过程多次观测，轴线发生纵向或横向偏位，通过调整①②，④⑤的先后顺序进行控制，直至环口壁板、腹板焊接结束。
进一步地，为精准调整安装轴线，可利用钢塔竖向加劲嵌补段对接焊缝的收缩微调，竖向加劲嵌补段焊接顺序遵循钢塔壁板焊接顺序。
需要理解到是：上述实施例虽然对本发明设计思路的作了详细的文字描述，但是这些文字的描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种全焊多边形钢塔安装轴线焊接纠偏方法，其特征是具体步骤如下：
①钢塔环口焊缝焊接前，通过观测后安装钢塔节段顶端监控点与下端监控点连线与已安装塔段轴线的相对关系来判断后装塔段安装轴线偏位情况，同时可判断偏位发生的方向；
②纠正钢塔纵桥向安装轴线偏差，钢塔环口焊接顺序应从轴线偏位反方向且距离轴线最远的侧壁板焊缝开始焊接，焊接操作应两人同时对称从焊缝中心向两侧施焊；
焊接填充达到该条焊缝应填充量的1/3时，依次焊接相邻角壁板和内或外壁板焊缝，焊接填充量相同；
③观测偏位回归情况，若未回归，重复②、③，每次焊接填充不超过剩余应填充量的1/3，焊接完后再次观测；若回归，从偏位侧内（外）壁板开始，轴线两侧由外及内依次、对称焊接；
④焊接过程中应多次观测轴线偏位情况，若发生偏位，采用从偏位反方向侧距离轴线由远及近的焊接顺序进行动态调整，直至焊接结束；
⑤钢塔横桥向安装轴线出现偏差时，即向上游侧或下游侧倾斜，则重复步骤②、③、④。
2.根据权利要求1所述的全焊多边形钢塔安装轴线焊接纠偏方法，其特征是：若同时出现两个方向的安装偏位，按照上述步骤先纠正纵桥向偏位，再纠正横桥向偏位。
3.根据权利要求1所述的全焊多边形钢塔安装轴线焊接纠偏方法，其特征是：当环口壁板、腹板焊接完成后，安装轴线仍稍有偏差的，按照环口焊缝焊接顺序焊接竖向加劲肋嵌补段，用加劲肋嵌补段焊缝的收缩进一步精确调整轴线偏位，其焊接顺序遵循钢塔壁板焊接顺序。
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