CN114799621A - 一种大型桥梁钢箱梁块体组焊工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种既能够有效提高了焊缝质量和提升了生产效率的大型桥梁钢箱梁块体组焊工艺，根据结构特点通过对钢箱梁节段采用合理分块分步制造的方式，实现将腹板单元与顶板单元倒置组焊成一个块体，翻身后作为一个整体参与钢箱梁节段的总体组装，采用该拼装工艺可以将钢箱梁制造时难度较大的仰位焊接转换为平位焊接，不仅大幅度提高了焊缝的焊接质量，也缩短了单个钢箱梁节段制造周期，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种既能够有效提高了焊缝质量和提升了生产效率的大型桥梁钢箱梁块体组焊工艺，属于钢结构桥梁制造领域。
背景技术
一般钢箱梁生产都是在总拼胎架上按照先铺底板单元→再立隔板→组装腹板→扣顶板的流程依次进行，因此腹板与顶板之间的焊缝通常都是在总拼胎架上仰位的状态下进行焊接，如图10所示。其存在的缺陷是：此类钢箱梁生产制造过程中，由于两侧腹板与箱梁桥面顶板之间的焊缝一般都在钢箱梁总拼胎架上完成施焊，而此时焊缝位于焊接人员头部以上的位置，故需要采用仰位的焊接工艺，众所周知仰焊是焊接全位置中难度最大的一种焊接，由于熔池位置在焊件下面，焊材熔滴金属的重力会阻碍熔滴过渡，熔池金属也受自身重力作用下坠，熔池体积越大温度越高，则熔池表面张力越小，故仰焊时焊缝背面容易产生凹陷，正面焊道出现焊瘤，焊道形成困难，更重要的是上所述焊接操作受不便以及重力的影响将直接增加造成焊缝内部质量隐患的概率，而焊缝质量的高低又直接影响到一座桥梁安全性和使用寿命，因此在钢箱梁制造中避免在仰位进行焊接作业一直以来是本领域的难题。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种能够从根本上解决同类钢箱梁总体拼装时腹板与顶板焊缝仰位焊接的难题，通过先将腹板与顶板组焊成块体并采用倒装的方式，将原本难度较大的仰位焊接转换成了相对容易的平位焊接，达到有效提高了焊缝质量和提升了生产效率的大型桥梁钢箱梁块体组焊工艺。
设计方案：为了实现本发明的设计目的。本发明在技术方案设计上，本发明钢箱梁由底板单元、隔板单元、腹板单元和顶板单元组成，一般钢箱梁生产都是在总拼胎架上按照先铺底板单元→再立隔板→组装腹板→扣顶板的流程依次进行，因此腹板与顶板之间的焊缝通常都是在总拼胎架上仰位的状态下进行焊接，如图10所示。
1、本发明将顶板在与腹板焊缝左右两侧断开，如图1中悬臂顶板1、块体顶板2和箱梁顶板3依次连续分布，其中块体顶板2为本腹板块体所包含的顶板单元，该顶板单元与腹板单独组焊成块体，在钢箱梁总拼阶段将腹板连同顶板单元作为一个块体整体吊装入胎进行组装，如图2所示。图2中顶板1、顶板2以及顶板3，其中1和3位于顶板2的左右两侧，顶板2也才是本说明中腹板块体的组成部分。
顶板在与腹板焊缝左右两侧断开，然后与腹板单独组焊成块体，在钢箱梁总拼阶段将腹板连同顶板单元作为一个块体整体吊装入胎进行组装，如图3和图4所示。
该腹板块体采用先倒装然后整体翻身的制作工艺，即先将制作完成的顶板单元U肋朝上平铺在专用组装平台上，然后将制作完成的腹板单元竖直向下与顶板单元进行组装，经检测合格后在水平位置焊接腹板与顶板间的纵向焊缝，如图5所示。
对于在倒置状态下制作完成的块体，设计专用的翻身吊具配合临时吊耳完成块体整体的翻身作业，如图6所示。
在块体完成翻身后，参与钢箱梁节段后续的整体组装。
本发明与背景技术相比，一是通过先将腹板与顶板组焊成块体并采用倒装的方式，将原本难度较大的仰位焊接转换成了相对容易的平位焊接，有效提高了焊缝质量，其焊缝外观检验和超声波检验一次合格率相比采用原仰焊工艺水平的基础上提升20%以上，工人焊接作业的难度系数降低约40%；二是块体在平位焊接时可以采用自动焊或半自动焊，提升了焊接速度以及项目自动化水平，其平位焊接的效率相比较仰焊提升幅度最少在50%以上；三是在资源充足的前提下可以批量组织块体的生产，预计至少缩短按常规制造工艺时每轮钢箱梁总拼周期的1/4，同时对加快进度缩短项目总工期也较为有利。
附图说明
图1是顶板在与腹板焊缝左右两侧断开示意图。
图2是从箱梁整体剥离出来的块体示意图。
图3是块体划分前示意图。
图4是块体划分后示意图。
图5是块体制作流程示意图。
图6是块体整体翻身示意图。
图7是底板单元、隔板单元、顶板单元在总拼胎架上组装成整体的过程流程示意图。
图8是专用组装平台示意图。
图9是翻身和转运吊具示意图。
图10是背景技术示意图。
具体实施方式
实施例1：参照附图1-9。一种大型桥梁钢箱梁块体组焊工艺，块体顶板中的顶板在与腹板焊缝左右两侧断开，然后与腹板单独组焊成块体，在钢箱梁总拼阶段将腹板连同顶板单元作为一个块体整体吊装入总拼胎架上进行组装；腹板块体采用先倒装然后整体翻身的制作工艺，即先将制作完成的顶板单元U肋朝上平铺在专用组装平台上，然后将制作完成的腹板单元竖直向下与顶板单元进行组装，经检测合格后在水平位置焊接腹板与顶板间的纵向焊缝；对于在倒置状态下制作完成的块体，采用翻身吊具配合临时吊耳完成块体整体的翻身作业；在块体完成翻身后，参与钢箱梁节段后续的整体组装。其总拼胎架上进行组装过程：
①胎架检测：每轮钢箱梁总拼前，应对胎架的精度复检一次，发现不合格部位必须经过整改后才可进行总拼作业；
② 底板定位：以中间和横向测量塔为基准，定位桥轴线处的中间底板单元，用马板将底板单元与胎架弹性码固，依次组装中间两侧底板单元；
③ 中横隔板组焊：以底板单元纵横基准线为基准，组装中横隔板单元，保证横隔板单元纵横向位置和垂直度等项点满足标准要求，组装尺寸检测合格后，焊接横隔板单元与底板单元的焊缝；
④组焊下弦纵梁：以桥梁中心线和横基线为基准，中隔板为胎，组装下弦纵梁，测量下弦纵梁腹板倾斜角度，当所有项点检查合格后，依次组焊下弦纵梁底板与箱梁底板及隔板对接焊缝；
⑤组焊两侧边底板单元：以下弦纵梁底板横基线以及两边测量塔为基准，定位两侧边底板单元，当所有项点检查合格后，组焊下弦纵梁底板与边底板对接焊缝；
⑥组焊腹板块体：以边侧测量塔及纵横基线为基准，组装腹板块体，注意控制腹板角度及焊接间隙；
⑦组焊边隔板单元：以下弦纵梁外侧腹板节点中心线以及腹板块体隔板位置为准，修正底板横基线，以底板U肋卡槽对正定位组装边隔板单元，保证边隔板单元纵横向位置和垂直度等项点满足标准要求，组装尺寸检测合格后，进行焊接；
⑧组装中间顶板单元，提前测量两下弦杆顶板间距，并配切顶板单元长边，使用经纬仪精准定位，重点控制中间顶板单元纵横基线与胎架纵横基线的对位精度；
⑨组焊下弦纵梁外侧顶板单元，使用经纬仪精准定位，重点控制两侧顶板单元纵基线与中间顶板纵基线的间距，横基线与中间顶板横基线的对位精度。
为了保证上述工艺实现，本发明，主要采取了以下保证措施：
（1）对与腹板相连接的顶板及隔板接头部位进行合理划分制造，确保块体整体结构稳定，便于实际生产；
（2）通过顶板朝下倒装的方式制造，将原本位于高处的仰焊转换成处于低位的平位焊，在焊接操作人员较为舒适的位置采用质量更有保证的焊接工艺完成主焊缝的焊接；
（3）通过设计专用的组装平台和稳定的斜撑配合，确保块体在生产过程中结构整体的安全和稳定其组装平台示意图如图8所示；
（4）通过设计专用的翻身和转运吊具，确保制造完成的块体在整体翻身过程中的稳定性以及便利性，采用专用吊具还能有效保护构件与吊卡具直接接触的表面不被划伤，吊具如图9所示，进而保证最终制造的产品质量可靠稳定。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，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 (2)
1.一种大型桥梁钢箱梁块体组焊工艺，其特征是：块体顶板中的顶板在与腹板焊缝左右两侧断开，然后与腹板单独组焊成块体，在钢箱梁总拼阶段将腹板连同顶板单元作为一个块体整体吊装入总拼胎架上进行组装；
腹板块体采用先倒装然后整体翻身的制作工艺，即先将制作完成的顶板单元U肋朝上平铺在专用组装平台上，然后将制作完成的腹板单元竖直向下与顶板单元进行组装，经检测合格后在水平位置焊接腹板与顶板间的纵向焊缝；
对于在倒置状态下制作完成的块体，采用翻身吊具配合临时吊耳完成块体整体的翻身作业；
在块体完成翻身后，参与钢箱梁节段后续的整体组装。
2.根据权利要求1所述的大型桥梁钢箱梁块体组焊工艺，其特征是：
①胎架检测：每轮钢箱梁总拼前，应对胎架的精度复检一次，发现不合格部位必须经过整改后才可进行总拼作业；
② 底板定位：以中间和横向测量塔为基准，定位桥轴线处的中间底板单元，用马板将底板单元与胎架弹性码固，依次组装中间两侧底板单元；
③ 中横隔板组焊：以底板单元纵横基准线为基准，组装中横隔板单元，保证横隔板单元纵横向位置和垂直度等项点满足标准要求，组装尺寸检测合格后，焊接横隔板单元与底板单元的焊缝；
④组焊下弦纵梁：以桥梁中心线和横基线为基准，中隔板为胎，组装下弦纵梁，测量下弦纵梁腹板倾斜角度，当所有项点检查合格后，依次组焊下弦纵梁底板与箱梁底板及隔板对接焊缝；
⑤组焊两侧边底板单元：以下弦纵梁底板横基线以及两边测量塔为基准，定位两侧边底板单元，当所有项点检查合格后，组焊下弦纵梁底板与边底板对接焊缝；
⑥组焊腹板块体：以边侧测量塔及纵横基线为基准，组装腹板块体，注意控制腹板角度及焊接间隙；
⑦组焊边隔板单元：以下弦纵梁外侧腹板节点中心线以及腹板块体隔板位置为准，修正底板横基线，以底板U肋卡槽对正定位组装边隔板单元，保证边隔板单元纵横向位置和垂直度等项点满足标准要求，组装尺寸检测合格后，进行焊接；
⑧组装中间顶板单元，提前测量两下弦杆顶板间距，并配切顶板单元长边，使用经纬仪精准定位，重点控制中间顶板单元纵横基线与胎架纵横基线的对位精度；
⑨组焊下弦纵梁外侧顶板单元，使用经纬仪精准定位，重点控制两侧顶板单元纵基线与中间顶板纵基线的间距，横基线与中间顶板横基线的对位精度。
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