CN216939066U - 一种精密拼装u肋和横隔板的工装 - Google Patents
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Abstract
针对U肋与横隔板槽口拼装间隙过大,影响角焊缝焊接的效率和质量,并最终影响正交异性钢桥面板的疲劳性能以及桥梁的使用问题,本实用新型公开了一种精密拼装U肋和横隔板的工装,其通过卡模以及标准块的组合使用,能有效控制翼板与槽口侧壁之间的间隙宽度,不仅能提高拼装效率,有效减少堆焊量,降低制造成本,提高拼装精度,有效提升正交异性钢桥面板的疲劳性能,最终保证桥梁的使用和运营安全。
Description
技术领域
本实用新型属于正交异性钢桥面板拼装技术领域,具体涉及一种精密拼装U肋和横隔板的工装。
背景技术
正交异性钢桥面板以其承载能力高、重量轻、安装时间短等优点已得到广泛的使用。然而由于正交异性钢桥面板几何结构复杂,U肋与横隔板槽口因安装误差导致两者之间存在一定偏角时,会影响正交异性钢桥面板的U肋与横隔板连接部位的疲劳性能。
如图1所示,U肋的主体结构为U肋1,其底部为钢板2,其侧壁为翼板3;横隔板的主体结构为横隔板4,其开设有横隔板槽口5,横隔板槽口5的侧面为槽口侧壁6,横隔板槽口5的底部为过焊孔7。
现有技术中,U肋和横隔板的拼装工艺为:
(1)按照U肋的尺寸,加上翼板与槽口侧壁之间的间隙宽度δ,以此加工横隔板,并切出相应的横隔板槽口和过焊孔;
(2)然后将横隔板卡接在U肋上,再按照角焊缝的设计尺寸进行焊接。
现有技术中,一般要求翼板与槽口侧壁之间的间隙宽度δ在2mm以内,间隙宽度δ超过2mm时,需将超过的部位进行焊接堆焊,堆焊完成后再探伤,探伤合格后,再利用半自动切割机将堆焊侧切割到拼装允许范围,再进行拼装。
但是,在现实的拼装过程中,由于U肋和横隔板存在以下现实因素:目前成品U肋来料存在偏差,每根U肋的偏差情况不一致,有局部开口宽度、左右肢高以及旁弯等各种偏差情况;同时横隔板槽口在数控下料时也存在偏差;虽然单个零件的偏差在允许范围内,但在拼装时会出现累计偏差,导致U肋与横隔板槽口组拼时出现一侧密贴一侧出现间隙过大,或两侧均出现间隙过大的问题。
上述现实因素导致的累计偏差使翼板与槽口侧壁之间的间隙宽度δ存在较大的波动,间隙宽度δ超过2mm的部位较多,导致需堆焊-探伤-切割工艺的焊接部位也较多,严重影响U肋和横隔板的拼装效率,同时对U肋与横隔板连接部位的疲劳性能存在较大的负面影响。
发明内容
针对U肋与横隔板槽口拼装间隙过大,影响角焊缝焊接的效率和质量,并最终影响正交异性钢桥面板的疲劳性能以及桥梁的使用问题,本实用新型公开了一种精密拼装U肋和横隔板的工装,其通过卡模以及标准块的组合使用,能有效控制翼板与槽口侧壁之间的间隙宽度,不仅能提高拼装效率,有效减少堆焊量,降低制造成本,提高拼装精度,有效提升正交异性钢桥面板的疲劳性能,最终保证桥梁的使用和运营安全。
一种精密拼装U肋和横隔板的工装,所述工装的主体为卡模8,所述卡模8上有若干平行的分隔板9;所述分隔板9之间形成容置空间;所述容置空间中2侧均安装模型块11,所述模型块11的形状为直角梯形,所述模型块11的斜面为模型块接触面12,所述模型块接触面12的倾斜度与所述U肋的翼板3相同;所述工装还包括在所述卡模8外部使用的标准块14;所述标准块14包括标准块接触面15和标准块画线面16。
使用上述工装的工艺方法具体如下:
(1)根据U肋的尺寸和间距,加工出不同规格的卡模8,所述卡模8上有若干平行的分隔板9;
(2)根据U肋的尺寸,加工模型块11,所述模型块11的形状为直角梯形,所述模型块11的斜面为模型块接触面12,所述模型块接触面12的倾斜度与所述U肋的翼板3相同;加工所述模型块11时,所述模型块11需放量,放量长度为r,使所述模型块11安装在所述卡模8内时,所述模型块接触面12与所述U肋的翼板3之间有较大的间隙,以便容纳不同偏差的U肋;
(3)根据U肋的尺寸和安装间距,对横隔板进行首次加工,并对横隔板槽口5的宽度采用负公差下料,负公差下料的具体方法为:所述横隔板的槽口侧壁6外延,外延长度为d;
(4)将所述模型块11固定安装在所述卡模8内,然后将所述卡模8扣置在所述U肋上,并使所述卡模8与所述U肋的中心线重合;然后在所述卡模8外部使用固定宽度为w的标准块14,所述标准块14的使用方法为:以标准块接触面15密贴所述翼板3,同时抵接所述模型块11,然后依靠标准块画线面16进行画线,所述画线与所述翼板3平行并落在所述模型块11上;每件U肋的两边均进行画线;
(5)对每条U肋进行编号,量出并记录每条画线与所述模型块接触面12的距离s;
(6)通过对比s的理论值S与实际测量值s,可以计算得到所述槽口侧壁6需要切割的长度X;
(7)在所述横隔板槽口5中画出横隔板槽口中心线17,并使所述横隔板槽口中心线17与U肋纵向中心线18对齐,然后按照计算出的切割长度X切割所述槽口侧壁6,并加工相应规格的过焊孔7,得到与所述U肋严密配合的横隔板;
(8)然后将第(7)步加工得到的横隔板卡接在U肋上,再按照角焊缝的设计尺寸进行焊接。
进一步的,所述卡模8由铝板线切割而成,或由碳钢等离子切割而成。
进一步的,所述卡模8顶部安装若干把手10。
进一步的,所述模型块11上安装调节螺栓13,所述模型块11上开设螺纹通孔与所述调节螺栓13配合,所述分隔板9上也开设与所述调节螺栓13配合的螺纹孔。
进一步的,所述标准块14的形状为平行四边形。
进一步的,所述模型块接触面12进行机加工,保证所述模型块接触面12与所述U肋的翼板3之间密贴;经此加工的所述模型块11可替代所述标准块14进行画线作业。
本实用新型的优点:
1、本实用新型的工装设计简单、合理、安装操作方便,通过卡模以及标准块的组合使用,能对横隔板进行匹配切割,有效控制U肋与横隔板槽口间的拼装间隙,满足验收要求,并提高了制造精度,保证了焊缝质量,有效提升正交异性钢桥面板的疲劳性能,最终保证桥梁的使用和运营安全;
2、U肋与横隔板槽口间的拼装间隙得到精准控制,有效减少堆焊量,降低制造成本,提升拼装效率。
附图说明
图1为现有技术拼装方式的示意图;
图2为本实用新型拼装方式中横隔板槽口的加工示意图;
图3为本实用新型首次加工的横隔板的放大示意图;
图4为本实用新型槽口侧壁的切割快的放大示意图;
图5为本实用新型卡模与模型块组装后的示意图;
图6为本实用新型模型块的放大示意图;
图7为本实用新型卡模与U肋组合后的示意图;
图8为本实用新型实施例1画线工艺的示意图;
图9为本实用新型实施例2标准块的放大示意图;
图中,1-U肋,2-钢板,3-翼板,4-横隔板,5-横隔板槽口,6-槽口侧壁,7-过焊孔,8-卡模,9-分隔板,10-把手,11-模型块,12-模型块接触面,13-调节螺栓,14-标准块,15-标准块接触面,16-标准块画线面,17-横隔板槽口中心线,18-U肋纵向中心线
图中,α-为翼板与钢板之间的夹角;
δ-为翼板与槽口侧壁之间的间隙宽度;
L-为横隔板槽口理论开口长度;
d-为槽口侧壁外延长度;
X-为槽口侧壁切割长度;
r-为模型块放量的长度;
s-为画线与模型块接触面之间的实测距离;
w-为标准块的宽度;
具体实施方式
实施例1
一种精密拼装U肋和横隔板的工装,其主体为卡模8,卡模8上有若干平行的分隔板9,卡模8顶部安装若干把手10;分隔板9之间形成容置空间;容置空间中2侧均安装模型块11,模型块11的形状为直角梯形,模型块11的斜面为模型块接触面12,模型块接触面12的倾斜度与U肋的翼板3相同;模型块11上安装调节螺栓13,模型块11上开设螺纹通孔与调节螺栓13配合,分隔板9上也开设与调节螺栓13配合的螺纹孔;工装还包括在卡模8外部使用的模型块11,其模型块接触面12需进行机加工,保证模型块接触面12与U肋的翼板3之间密贴;经此加工的模型块11可替代标准块14进行画线作业。
使用上述工装的工艺方法具体如下:
(1)根据U肋的尺寸和间距,加工出不同规格的卡模8,卡模8由铝板线切割而成,卡模8上有若干平行的分隔板9,卡模8顶部安装若干把手10;
(2)根据U肋的尺寸,加工模型块11,模型块11的形状为直角梯形,模型块11的斜面为模型块接触面12,模型块接触面12的倾斜度与U肋的翼板3相同;模型块11上安装调节螺栓13,模型块11上开设螺纹通孔与调节螺栓13配合,分隔板9上也开设与调节螺栓13配合的螺纹孔;加工模型块11时,模型块11需放量,放量长度为r,使模型块11安装在卡模8内时,模型块接触面12与U肋的翼板3之间有较大的间隙,以便容纳不同偏差的U肋;
(3)根据U肋的尺寸和安装间距,对横隔板进行首次加工,并对横隔板槽口5的宽度采用负公差下料,负公差下料的具体方法为:横隔板的槽口侧壁6外延,外延长度为d;
(4)将模型块11固定安装在卡模8内,然后将卡模8扣置在U肋上,并使卡模8与U肋的中心线重合;然后在卡模8外部使用模型块11,其中模型块接触面12进行机加工,保证模型块接触面12与U肋的翼板3之间密贴;使用模型块11进行画线的方法为:使模型块接触面12密贴翼板3,同时抵接卡模8内的模型块11,然后依靠远离翼板3的一面进行画线,画线与翼板3平行并落在卡模8内的模型块11上;每件U肋的两边均进行画线;
(5)对每条U肋进行编号,量出并记录每条画线与模型块接触面12的距离s;
(6)通过对比s的理论值S与实际测量值s,可以计算得到槽口侧壁6需要切割的长度X;
(7)在横隔板槽口5中画出横隔板槽口中心线17,并使横隔板槽口中心线17与U肋纵向中心线18对齐,然后按照计算出的切割长度X切割槽口侧壁6,并加工相应规格的过焊孔7,得到与U肋严密配合的横隔板;
(8)然后将第(7)步加工得到的横隔板卡接在U肋上,再按照角焊缝的设计尺寸进行焊接。
实施例2
一种精密拼装U肋和横隔板的工装,其主体为卡模8,卡模8上有若干平行的分隔板9,卡模8顶部安装若干把手10;分隔板9之间形成容置空间;容置空间中2侧均安装模型块11,模型块11的形状为直角梯形,模型块11的斜面为模型块接触面12,模型块接触面12的倾斜度与U肋的翼板3相同;模型块11上安装调节螺栓13,模型块11上开设螺纹通孔与调节螺栓13配合,分隔板9上也开设与调节螺栓13配合的螺纹孔;工装还包括在卡模8外部使用的形状为平行四边形的标准块14;标准块14包括标准块接触面15和标准块画线面16。
使用上述工装的工艺方法具体如下:
(1)根据U肋的尺寸和间距,加工出不同规格的卡模8,卡模8由铝板线切割而成,卡模8上有若干平行的分隔板9,卡模8顶部安装若干把手10;
(2)根据U肋的尺寸,加工模型块11,模型块11的形状为直角梯形,模型块11的斜面为模型块接触面12,模型块接触面12的倾斜度与U肋的翼板3相同;模型块11上安装调节螺栓13,模型块11上开设螺纹通孔与调节螺栓13配合,分隔板9上也开设与调节螺栓13配合的螺纹孔;加工模型块11时,模型块11需放量,放量长度为r,使模型块11安装在卡模8内时,模型块接触面12与U肋的翼板3之间有较大的间隙,以便容纳不同偏差的U肋;
(3)根据U肋的尺寸和安装间距,对横隔板进行首次加工,并对横隔板槽口5的宽度采用负公差下料,负公差下料的具体方法为:横隔板的槽口侧壁6外延,外延长度为d;
(4)将模型块11固定安装在卡模8内,然后将卡模8扣置在U肋上,并使卡模8与U肋的中心线重合;然后在卡模8外部使用固定宽度为w的标准块14,标准块14的形状为平行四边形;标准块14的使用方法为:以标准块接触面15密贴翼板3,同时抵接模型块11,然后依靠标准块画线面16进行画线,画线与翼板3平行并落在模型块11上;每件U肋的两边均进行画线;
(5)对每条U肋进行编号,量出并记录每条画线与模型块接触面12的距离s;
(6)通过对比s的理论值S与实际测量值s,可以计算得到槽口侧壁6需要切割的长度X;
(7)在横隔板槽口5中画出横隔板槽口中心线17,并使横隔板槽口中心线17与U肋纵向中心线18对齐,然后按照计算出的切割长度X切割槽口侧壁6,并加工相应规格的过焊孔7,得到与U肋严密配合的横隔板;
(8)然后将第(7)步加工得到的横隔板卡接在U肋上,再按照角焊缝的设计尺寸进行焊接。
上述第(6)步的计算公式为:
X=d+(s-S+δ)/sin(α)
式中,X-为槽口侧壁切割长度;
d-为槽口侧壁外延长度;
s-为画线与模型块接触面之间的实测距离;
S-为画线与模型块接触面之间的理论距离,S=w-r;
δ-为翼板与槽口侧壁之间的间隙宽度
α-为翼板与钢板之间的夹角;
w-为标准块的宽度;
r-为模型块放量的长度;
根据上述工艺方法和计算公式可以加工获得与U肋严密配合的横隔板,并可设置目标δ值,以此可加工不同验收标准的横隔板。
在现场拼装时,我司一般习惯于将模型块放量长度r定为30mm,槽口侧壁外延长度d定为10mm。
相比于实施例1,平行四边形的标准块的应用简化了画线的工艺,使画线标准,而且有助于进一步减小画线误差,使计算得到的槽口侧壁切割长度X更为精准。
实施例1和实施例2在现场拼装过程中,无需堆焊,整体拼装仅需要1-2小时的工时就可转下一道工序;而使用现有技术中传统的工艺方法,较多的U肋与横隔板槽口需进行堆焊,堆焊耗时在4小时左右,后续还需对焊缝探伤,探伤检测合格后配切,上述工序紧密配合,也需1天以上的时间,才能转一下道工序。
最后:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种精密拼装U肋和横隔板的工装,其特征在于:所述工装的主体为卡模,所述卡模上有若干平行的分隔板;所述分隔板之间形成容置空间;所述容置空间中2侧均安装模型块,所述模型块的形状为直角梯形,所述模型块的斜面为模型块接触面,所述模型块接触面的倾斜度与所述U肋的翼板相同;所述工装还包括在所述卡模外部使用的标准块;所述标准块包括标准块接触面和标准块画线面。
2.根据权利要求1所述的工装,其特征在于:所述模型块接触面进行机加工,保证所述模型块接触面与所述U肋的翼板之间密贴;经此加工的所述模型块替代所述标准块进行画线作业。
3.根据权利要求1所述的工装,其特征在于:所述卡模的材料为铝板或碳钢。
4.根据权利要求1所述的工装,其特征在于:所述卡模顶部安装若干把手。
5.根据权利要求1所述的工装,其特征在于:所述模型块上安装调节螺栓,所述模型块上开设螺纹通孔与所述调节螺栓配合,所述分隔板上也开设与所述调节螺栓配合的螺纹孔。
6.根据权利要求1所述的工装,其特征在于:所述标准块的形状为平行四边形。
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CN202220104667.6U CN216939066U (zh) | 2022-01-15 | 2022-01-15 | 一种精密拼装u肋和横隔板的工装 |
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CN202220104667.6U CN216939066U (zh) | 2022-01-15 | 2022-01-15 | 一种精密拼装u肋和横隔板的工装 |
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CN202220104667.6U Active CN216939066U (zh) | 2022-01-15 | 2022-01-15 | 一种精密拼装u肋和横隔板的工装 |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN117161619A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-12-05 | 中交二航局结构工程有限公司 | 一种钢桥u型肋对接自动焊接装置及其焊接方法 |
-
2022
- 2022-01-15 CN CN202220104667.6U patent/CN216939066U/zh active Active
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CN117161619A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-12-05 | 中交二航局结构工程有限公司 | 一种钢桥u型肋对接自动焊接装置及其焊接方法 |
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