CN114619205A - 多法兰连接的大型钢结构制造方法 - Google Patents

Abstract

一种多法兰连接的大型钢结构制造方法，分别采用分节、法兰加工、连接、临时拼装、拆分、铣面和组装，将水电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁分成中间节和侧节，侧节位于中间节两端，采用两个法兰为一组并进行固连，再将中间节和侧节与大梁底板及两组法兰连接成一个整体，进行焊接后退火消除应力，之后对两组法兰进行分离，使四个法兰分别连接在中间节和侧节的端头上，再对法兰铣面后将中间节和侧节进行重新组装，克服了整体制造时不能精准配钻孔的问题，保证了各个法兰面上的孔位能够精准对应，减小了整体误差。

Description

多法兰连接的大型钢结构制造方法

技术领域

本发明属于大型钢结构制造技术领域，涉及一种多法兰连接的大型钢结构制造方法。

背景技术

在大型钢结构制造过程中，受运输及现场安装吊装等条件限制，在设计上采用分节制造，现场组装连接安装的方式。因节间连接法兰面多采用螺栓连接形式，分节制造的钢结构必须确保在安装现场组装时整体结构的受力工况，其连接面贴合紧密，并通过铰制螺栓孔对其连接面定位，所以保证两个连接面的螺栓孔完全对齐非常重要。

大型钢结构在工厂制造过程中连接法兰面的制造精度要求较高。结构分节制造，节间连接法兰面采用螺栓连接较常见，在各领域有广泛的应用，在水电站大型闸门制造中尤为普遍。比如水电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁就是采用这种形式。

对于结构复杂的大型钢结构件，各分节制造完成后，例如水电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁，由于其空间受限，无法再利用机床、摇臂钻等设备进行整体配钻螺栓孔，而各节单独划线钻孔再组装在一起又存在一定的误差，很容易出现节间螺栓孔无法对正穿装的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多法兰连接的大型钢结构制造方法，分别采用分节、法兰加工、连接、临时拼装、拆分、铣面和组装，将水电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁分成中间节和侧节，侧节位于中间节两端，采用两个法兰为一组并进行固连，再将中间节和侧节与大梁底板及两组法兰连接成一个整体，进行焊接后退火消除应力，之后对两组法兰进行分离，使四个法兰分别连接在中间节和侧节的端头上，再对法兰铣面后将中间节和侧节进行重新组装，克服了整体制造时不能精准配钻孔的问题，保证了各个法兰面上的孔位能够精准对应，减小了整体误差。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种多法兰连接的大型钢结构制造方法，它包括如下步骤：

步骤1，分节，将水电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁分成中间节和侧节，侧节位于中间节两侧；

步骤2，法兰加工，将两个法兰叠合在一起形成一组，对四周边沿采用点焊固定；采用机床对两个法兰钻孔；共加工两组，也即是四个法兰，每两个为一组；

步骤3，连接，每组法兰的四角采用定位销定位，其余孔采用工艺螺栓临时固定；

步骤4，临时拼装，将两个侧节和一个中间节卧拼成一个整体，卧拼过程中两组法兰参与其中，分别位于中间节两端的侧节之间；

步骤5，拆分，拆除两组法兰上的定位销和工艺螺栓，并打磨掉每组法兰侧面的点焊，将两个侧节和中间节分离；

步骤6，铣面，采用铣床分别对中间节和侧节端头的法兰端面进行铣面；

步骤7，组装，分别将铣面后的两个侧节放置于中间节两端，对应的法兰相互贴合，再采用标准螺栓穿过法兰连接成一个整体。

在步骤4中，临时拼装主要包括如下步骤：

步骤4-1，在三段结构的大梁底板上侧面画拼装位置线；

步骤4-2，按照大梁底板上的拼装位置线将腹板和隔板及内部零件组装在一起；

步骤4-3，将两组法兰分别置入中间节两端的分节处，并与中间节和侧节连接；

步骤4-4，将三段大梁盖板覆盖于中间节和侧节上部与其连接。

在步骤4-3和步骤4-4中，两组法兰始终保持连接状态，在其连接状态下将各法兰的端面与对应的中间节和侧节焊接，并对其余的腹板和隔板及内部零件进行焊接，形成一个整体后退火消除应力。

本发明的主要有益效果在于：

采用将电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁分成三段，分别为位于中间节两端的侧节，从而克服整体制造时超过机床加工范围的问题。

采用两个法兰为一组固连成一个整体，在中间节和侧节临时拼装过程中，两组法兰参与拼装形成一个整体结构的临时电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁。

对临时电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁焊接后退火消除应力，之后再拆除两组法兰，使四个法兰分别与中间节和侧节连接，之后再分别对中间节和侧节端头的法兰进行铣面，以适应机床的加工范围。

在中间节和侧节端头的法兰进行铣面后再采用标准件将其连接成一个整体的电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明两个法兰叠合加工的结构示意图。

图2为本发明一组法兰固连后的状态图。

图3为本发明大梁底板划线图。

图4为本发明大梁内部构件连接后的状态图。

图5为本发明两组法兰与中间节和侧节连接后的状态图。

图6为图5大梁盖板连接后的状态图。

图7为本发明拆分后的状态图。

图中：中间节1，侧节2，法兰3，定位销4，工艺螺栓5，大梁底板6，大梁盖板7。

具体实施方式

如图1~图7中，一种多法兰连接的大型钢结构制造方法，它包括如下步骤：

步骤1，分节，将水电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁分成中间节1和侧节2，侧节2位于中间节1两侧；此步骤的目的在于，在制造前，将水电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁分解成三段设计，以克服整体超机床加工范围的问题。

步骤2，法兰加工，将两个法兰3叠合在一起形成一组，对四周边沿采用点焊固定；采用机床对两个法兰3钻孔；共加工两组，也即是四个法兰3，每两个为一组；此步骤的目的在于，采用两个法兰3叠合在一起加工其上面的孔群，使两个相互对应的孔位不会发生偏差。

步骤3，连接，每组法兰3的四角采用定位销4定位，其余孔采用工艺螺栓5临时固定；此步骤的目的在于，提高每组法兰3的结构强度，提高临时拼装过程中的受力强度，并克服后期焊接过程中受热胀因素影响导致孔位错位的问题。

步骤4，临时拼装，将两个侧节2和一个中间节1卧拼成一个整体，卧拼过程中两组法兰3参与其中，分别位于中间节1两端的侧节2之间；此步骤的目的在于，保证后期整体组合时的一致性，已达到设计要求。

步骤5，拆分，拆除两组法兰3上的定位销4和工艺螺栓5，并打磨掉每组法兰3侧面的点焊，将两个侧节2和中间节1分离；此步骤的目的在于，形成分段节，便于后期铣面。

步骤6，铣面，采用铣床分别对中间节1和侧节2端头的法兰3端面进行铣面；此步骤的目的在于，保证后期组装时法兰3的面与面能够紧密接触。

步骤7，组装，分别将铣面后的两个侧节2放置于中间节1两端，对应的法兰3相互贴合，再采用标准螺栓穿过法兰3连接成一个整体。此步骤的目的在于将水电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁分段后再进行组装，便于机床加工，便于后期运输及安装。

优选的方案中，在步骤4中，临时拼装主要包括如下步骤：

步骤4-1，在三段结构的大梁底板6上侧面画拼装位置线；此步骤的目的在于划线控制各分节段的精度。

步骤4-2，按照大梁底板6上的拼装位置线将腹板和隔板及内部零件组装在一起；此步骤的目的在于，采用分段法构建各段内部结构。

步骤4-3，将两组法兰3分别置入中间节1两端的分节处，并与中间节1和侧节2连接；此步骤的目的在于，在分节处给法兰3预留拼装空间，同时又能在拼装时对法兰3进行微调。

步骤4-4，将三段大梁盖板7覆盖于中间节1和侧节2上部与其连接。

优选的方案中，在步骤4-3和步骤4-4中，两组法兰3始终保持连接状态，在其连接状态下将各法兰3的端面与对应的中间节1和侧节2焊接，并对其余的腹板和隔板及内部零件进行焊接，形成一个整体后退火消除应力。此步骤的目的在于整体焊接提高精度，焊接后消除应力避免后期组装时发生应力变形导致孔位偏差。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多法兰连接的大型钢结构制造方法，其特征是，它包括如下步骤：

步骤1，分节，将水电站泄洪洞弧形闸门支撑大梁分成中间节（1）和侧节（2），侧节（2）位于中间节（1）两侧；

步骤2，法兰加工，将两个法兰（3）叠合在一起形成一组，对四周边沿采用点焊固定；采用机床对两个法兰（3）钻孔；共加工两组，也即是四个法兰（3），每两个为一组；

步骤3，连接，每组法兰（3）的四角采用定位销（4）定位，其余孔采用工艺螺栓（5）临时固定；

步骤4，临时拼装，将两个侧节（2）和一个中间节（1）卧拼成一个整体，卧拼过程中两组法兰（3）参与其中，分别位于中间节（1）两端的侧节（2）之间；

步骤5，拆分，拆除两组法兰（3）上的定位销（4）和工艺螺栓（5），并打磨掉每组法兰（3）侧面的点焊，将两个侧节（2）和中间节（1）分离；

步骤6，铣面，采用铣床分别对中间节（1）和侧节（2）端头的法兰（3）端面进行铣面；

步骤7，组装，分别将铣面后的两个侧节（2）放置于中间节（1）两端，对应的法兰（3）相互贴合，再采用标准螺栓穿过法兰（3）连接成一个整体。

2.根据权利要求1所述的多法兰连接的大型钢结构制造方法，其特征是：在步骤4中，临时拼装主要包括如下步骤：

步骤4-1，在三段结构的大梁底板（6）上侧面画拼装位置线；

步骤4-2，按照大梁底板（6）上的拼装位置线将腹板和隔板及内部零件组装在一起；

步骤4-3，将两组法兰（3）分别置入中间节（1）两端的分节处，并与中间节（1）和侧节（2）连接；

步骤4-4，将三段大梁盖板（7）覆盖于中间节（1）和侧节（2）上部与其连接。

3.根据权利要求2所述的多法兰连接的大型钢结构制造方法，其特征是：在步骤4-3和步骤4-4中，两组法兰（3）始终保持连接状态，在其连接状态下将各法兰（3）的端面与对应的中间节（1）和侧节（2）焊接，并对其余的腹板和隔板及内部零件进行焊接，形成一个整体后退火消除应力。

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