CN114043170B - 一种六边形钢箱拱制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六边形钢箱拱制造方法，该方法包括按照如下步骤依次进行六边形钢箱拱的制造以达到提高结构线形及锚固区域的制造精度的目的：板单元制造、组焊顶板及横隔板、组焊上腹板单元、组焊第一下腹板单元及底板单元、组焊吊杆锚固板、组焊第二侧下腹板单元、端面加工、钢箱拱匹配拼装。本申请提供的六边形钢箱拱制造方法，有利于提高结构线形及锚固区域的制造精度，保证了焊接质量以及吊杆锚固角度控制，提高了钢箱拱的整体质量。提高了钢箱拱的截面尺寸精度、吊杆锚固角度控制，保证了拱肋的整体线形精度及工程质量。值得大面积推广使用。

Description

一种六边形钢箱拱制造方法

技术领域

本发明涉及钢箱拱制造技术领域，特别是涉及一种六边形钢箱拱制造方法。

背景技术

钢箱拱的制造技术是桥梁结构行业的重要技术。主拱采用六边形钢箱拱，计算跨度为227米，矢高为41.273米，矢跨比为1/5.5，主拱两片拱肋内倾9°设置，拱轴线采用二次抛物线。拱肋横桥向拱脚间距16.712米，拱顶间距3.638米。主拱采用全焊接六边形断面，等高布置，横断面高和宽均为2.7米。对结构制造精度提出了更高的要求，也就是结构线形及锚固区域的制造精度问题，如果不事先对制造精度进行控制，拱肋将无法精确定位拼装，吊杆连接也受影响。

现有技术主要通过将拱肋直接拼装，然后直接组装、焊接。该方式不仅截面尺寸精度及吊杆锚固角度难以控制，而且对整体线形精度也无法保证。

发明内容

本发明提供了一种六边形钢箱拱制造方法。

本发明提供了如下方案：

一种六边形钢箱拱制造方法，包括按照如下步骤依次进行六边形钢箱拱的制造以达到提高结构线形及锚固区域的制造精度的目的：

板单元制造、组焊顶板及横隔板、组焊上腹板单元、组焊第一下腹板单元及底板单元、组焊吊杆锚固板、组焊第二侧下腹板单元、端面加工、钢箱拱匹配拼装。

优选地：所述板单元包括顶板单元、底板单元、腹板单元、隔板单元，所述板单元制造包括：

在采用数控火焰切割机在切割弯扭零部件时，使用数控火焰切割机的自动划线功能同时进行划线。

优选地：所述组焊顶板及横隔板包括：

将顶板置于胎架上，将顶板的基准头与胎架上的基线精确对正并固定；划横隔板位置线，组焊横隔板，并控制横隔板角度且采用临时支撑固定横隔板。

优选地：所述组焊上腹板单元包括：

以基准头为基准划线组对腹板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接腹板与顶板焊缝，然后再焊接其与横隔板焊缝，两边同时施焊并且保持焊接方向一致。

优选地：所述组焊第一下腹板单元及底板单元包括：

以基准头为基准划线组对第一腹板单元及底板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接上、下腹板的对接焊缝，然后再焊接腹板与底板的焊缝，最后再焊接其与横隔板焊缝，两边同时施焊并且焊接方向一致。

优选地：所述组焊吊杆锚固板包括：

组焊吊杆锚固板，定位及角度检测无误后方可施焊，保证熔透焊接质量并控制锚固板焊接变形。

优选地：所述组焊第二侧下腹板单元包括：

组焊第二侧下腹板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接上、下腹板的对接焊缝，然后再焊接腹板与底板的焊缝，最后再焊接其与横隔板焊缝，以减少焊接热变形对梁段几何尺寸的影响。

优选地：所述端面加工包括：

钢拱肋节段组焊、修整、焊缝检侧合格后，对非基准端进行端部二次切割；将钢拱肋节段四角支撑放置在划线平台上，调平后在靠近拱肋中部位置划出垂直拱肋中轴线的围线，根据端部切割划线图给定尺寸划出端部切割围线；切割时割具的角度保持于拱肋切割面平行。

优选地：所述钢箱拱匹配拼装包括：

在主拱构件制造完成后，按照制造规范要求进行试拼装；检查构件拼接处有无相互抵触情况，当发现构件尺寸有误时，在试拼装场进行修正和调整，从而达到避免在高空调整、减少高空作业难度和加快安装速度、确保全桥钢梁构件的顺利架设的目的。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种六边形钢箱拱制造方法，在一种实现方式下，该方法可以包括按照如下步骤依次进行六边形钢箱拱的制造以达到提高结构线形及锚固区域的制造精度的目的：板单元制造、组焊顶板及横隔板、组焊上腹板单元、组焊第一下腹板单元及底板单元、组焊吊杆锚固板、组焊第二侧下腹板单元、端面加工、钢箱拱匹配拼装。本申请提供的六边形钢箱拱制造方法，有利于提高结构线形及锚固区域的制造精度，保证了焊接质量以及吊杆锚固角度控制，提高了钢箱拱的整体质量。提高了钢箱拱的截面尺寸精度、吊杆锚固角度控制，保证了拱肋的整体线形精度及工程质量。值得大面积推广使用。

当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种六边形钢箱拱制造方法组装顺序示意图；

图2是本发明实施例提供的拼装胎架示意图；

图3是本发明实施例提供的连续拼装顺序图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3，为本发明实施例提供的一种六边形钢箱拱制造方法，如图1、图2、图3所示，该方法可以包括：

按照如下步骤依次进行六边形钢箱拱的制造以达到提高结构线形及锚固区域的制造精度的目的：

板单元制造、组焊顶板及横隔板、组焊上腹板单元、组焊第一下腹板单元及底板单元、组焊吊杆锚固板、组焊第二侧下腹板单元、端面加工、钢箱拱匹配拼装。

本申请实施例提供的六边形钢箱拱制造方法，有利于提高六边形钢箱拱的结构线形及锚固区域的制造精度，保证了焊接质量以及吊杆锚固角度控制，提高了钢箱拱的整体质量。

具体的，所述板单元包括顶板单元、底板单元、腹板单元、隔板单元，所述板单元制造包括：

在采用数控火焰切割机在切割弯扭零部件时，使用数控火焰切割机的自动划线功能同时进行划线。

所述组焊顶板及横隔板包括：

将顶板置于胎架上，将顶板的基准头与胎架上的基线精确对正并固定；划横隔板位置线，组焊横隔板，并控制横隔板角度且采用临时支撑固定横隔板。

所述组焊上腹板单元包括：

以基准头为基准划线组对腹板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接腹板与顶板焊缝，然后再焊接其与横隔板焊缝，两边同时施焊并且保持焊接方向一致。

所述组焊第一下腹板单元及底板单元包括：

以基准头为基准划线组对第一腹板单元及底板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接上、下腹板的对接焊缝，然后再焊接腹板与底板的焊缝，最后再焊接其与横隔板焊缝，两边同时施焊并且焊接方向一致。

所述组焊吊杆锚固板包括：

组焊吊杆锚固板，定位及角度检测无误后方可施焊，保证熔透焊接质量并控制锚固板焊接变形。

所述组焊第二侧下腹板单元包括：

组焊第二侧下腹板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接上、下腹板的对接焊缝，然后再焊接腹板与底板的焊缝，最后再焊接其与横隔板焊缝，以减少焊接热变形对梁段几何尺寸的影响。

所述端面加工包括：

钢拱肋节段组焊、修整、焊缝检侧合格后，对非基准端进行端部二次切割；将钢拱肋节段四角支撑放置在划线平台上，调平后在靠近拱肋中部位置划出垂直拱肋中轴线的围线，根据端部切割划线图给定尺寸划出端部切割围线；切割时割具的角度保持于拱肋切割面平行。

所述钢箱拱匹配拼装包括：

在主拱构件制造完成后，按照制造规范要求进行试拼装；检查构件拼接处有无相互抵触情况，当发现构件尺寸有误时，在试拼装场进行修正和调整，从而达到避免在高空调整、减少高空作业难度和加快安装速度、确保全桥钢梁构件的顺利架设的目的。

采用现有技术中的工艺方法进行测量获得一组检测数据，与采用本申请提供的工艺方法进行测量获得一组数据做对比，详见下表1：

表1六边形钢箱拱制造允许偏差对比表(mm)

通过两组数据的对比，最终得出采用本申请提供的工艺方法制造精度更高。

下面以本申请实施例提供的六边形钢箱拱制造方法，在深汕大桥项目中应用为例进行详细说明。

一、采用本申请实施例提供的方法制作深汕大桥节段号为G3(Z)-1的六边形钢箱拱，主要拼装制造方法包括如下步骤：

⑴板单元制造；⑵组焊顶板及隔板；⑶组焊上腹板；⑷组焊一侧下腹板及底板；⑸组焊吊杆锚固；⑹组焊另一侧下腹板；⑺端面加工；⑻钢箱拱匹配拼装。本发明的优点在于：采用六边形钢箱拱制造方法利于提高结构线形及锚固区域的制造精度，保证了焊接质量以及吊杆锚固角度控制，提高了钢箱拱的整体质量。进一步的，所述板单元制造包括：顶板单元、底板单元、隔板单元、腹板单元的制造等。

所述钢箱拱的制造方法包括如下步骤：

⑴板单元制造：通过零件的加工精度控制和各部分单元件的组焊精度控制，来达到钢箱拱整体精度控制的目标。分为顶板单元、底板单元、腹板单元、隔板单元等。弯扭零部件与一般平板不同，其上有众多的弯扭特征控制线，在钢板展开后有形成众多的弯扭特征点。采用一般划线方法不能满足弯扭零部件尺寸精度控制的要求；因此，在采用数控火焰切割机在切割的同时，应用其自动划线功能同时进行划线。自动划线即可以保证划线精度，又可以提高生产效率。

⑵组焊顶板及隔板：将顶板置于胎架上，将顶板的基准头与胎架上的基线精确对正，将其固定，精确划横隔板位置线，组焊隔板，重点控制隔板角度，采用临时支撑固定隔板。

⑶组焊上腹板：以基准头为基准精准划线组对腹板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接腹板与顶板焊缝，然后再焊接其与横隔板焊缝，要严格控制施焊顺序，两边同时施焊，并且焊接方向一致，以减少焊接热变形对梁段几何尺寸的影响。

⑷组焊一侧下腹板及底板：以基准头为基准精准划线组对一侧腹板单元及底板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接上、下腹板的对接焊缝，然后再焊接腹板与底板的焊缝，最后再焊接其与横隔板焊缝，要严格控制施焊顺序，两边同时施焊，并且焊接方向一致，以减少焊接热变形对梁段几何尺寸的影响。

⑸组焊吊杆锚固：组焊吊杆锚固板，精确定位，角度检测无误后方可施焊，内部施焊空间狭小，合理安装施焊顺序，保证熔透焊接质量，控制锚固板焊接变形。

⑹组焊另一侧下腹板：组焊另一侧腹板，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接上、下腹板的对接焊缝，然后再焊接腹板与底板的焊缝，最后再焊接其与横隔板焊缝，要严格控制施焊顺序，以减少焊接热变形对梁段几何尺寸的影响。

⑺端面加工：为保证钢拱肋整体几何尺寸，在钢拱肋节段组焊、修整、焊缝检侧合格后，对非基准端进行端部二次切割。将钢拱肋节段四角支撑放置在划线平台上，调平后在靠近拱肋中部位置划出垂直拱肋中轴线的围线，根据端部切割划线图给定尺寸划出端部切割围线。切割时割具的角度保持于拱肋切割面平行。

⑻钢箱拱匹配拼装：在主拱构件制造完成后，按照制造规范要求进行试拼装。试拼装以验证设计图纸的正确性、检验制造工艺的合理性、工艺装备的精确性；检查构件拼接处有无相互抵触情况。当发现构件尺寸有误时，即可在试拼装场进行修正和调整，从而避免在高空调整，减少高空作业难度和加快安装速度，确保全桥钢梁构件的顺利架设。

二、采用现有技术中的方法制作深汕大桥节段号为G4(Z)-1的六边形钢箱拱。

分别对采用本申请提供的方法以及现有技术中的方法制作获得的索塔钢锚箱的质量进行检测，获得的检测结果如表2、表3所示。

表2

表3

总之，本申请提供的六边形钢箱拱制造方法，有利于提高结构线形及锚固区域的制造精度，保证了焊接质量以及吊杆锚固角度控制，提高了钢箱拱的整体质量。提高了钢箱拱的截面尺寸精度、吊杆锚固角度控制，保证了拱肋的整体线形精度及工程质量。值得大面积推广使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种六边形钢箱拱制造方法，其特征在于，所述方法包括按照如下步骤依次进行六边形钢箱拱的制造以达到提高结构线形及锚固区域的制造精度的目的：

板单元制造、组焊顶板及横隔板、组焊上腹板单元、组焊第一下腹板单元及底板单元、组焊吊杆锚固板、组焊第二侧下腹板单元、端面加工、钢箱拱匹配拼装；

所述组焊顶板及横隔板包括：

将顶板置于胎架上，将顶板的基准头与胎架上的基线精确对正并固定；划横隔板位置线，组焊横隔板，并控制横隔板角度且采用临时支撑固定横隔板；

所述组焊上腹板单元包括：

以基准头为基准划线组对腹板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接腹板与顶板焊缝，然后再焊接其与横隔板焊缝，两边同时施焊并且保持焊接方向一致；

所述组焊第一下腹板单元及底板单元包括：

以基准头为基准划线组对第一下腹板单元及底板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接上、下腹板的对接焊缝，然后再焊接腹板与底板的焊缝，最后再焊接其与横隔板焊缝，两边同时施焊并且焊接方向一致；

所述组焊吊杆锚固板包括：

组焊吊杆锚固板，定位及角度检测无误后方可施焊，保证熔透焊接质量并控制锚固板焊接变形；

所述组焊第二侧下腹板单元包括：

组焊第二侧下腹板单元，并使其与横隔板严格密贴，施焊时先焊接上、下腹板的对接焊缝，然后再焊接腹板与底板的焊缝，最后再焊接其与横隔板焊缝，以减少焊接热变形对梁段几何尺寸的影响；

所述端面加工包括：

钢拱肋节段组焊、修整、焊缝检侧合格后，对非基准端进行端部二次切割；将钢拱肋节段四角支撑放置在划线平台上，调平后在靠近拱肋中部位置划出垂直拱肋中轴线的围线，根据端部切割划线图给定尺寸划出端部切割围线；切割时割具的角度保持与拱肋切割面平行；

所述钢箱拱匹配拼装包括：

在主拱构件制造完成后，按照制造规范要求进行试拼装；检查构件拼接处有无相互抵触情况，当发现构件尺寸有误时，在试拼装场进行修正和调整，从而达到避免在高空调整、减少高空作业难度和加快安装速度、确保全桥钢梁构件的顺利架设的目的。

2.根据权利要求1所述的六边形钢箱拱制造方法，其特征在于，所述板单元包括顶板单元、底板单元、腹板单元、隔板单元，所述板单元制造包括：

在采用数控火焰切割机在切割弯扭零部件时，使用数控火焰切割机的自动划线功能同时进行划线。