一种钢桥梁U形肋衬垫组焊工装及组焊方法与流程

一种钢桥梁u形肋衬垫组焊工装及组焊方法
技术领域
1.本发明属于桥面板单元u形肋的焊接技术领域，具体涉及一种钢桥梁u形肋衬垫组焊工装及组焊方法。


背景技术：

2.现有钢箱梁桥面板由桥面板及u形肋焊接而成，在桥位现场u形肋采用焊接或高强度螺栓连接，焊接时在焊缝根部贴钢衬垫。由于现场只能单面焊，采用背面贴钢衬垫在坡口侧完成对接焊的焊接。但是，u形衬垫在组装时不能很好贴合u形肋，普遍存在组装间隙，特别是圆弧部位的组装间隙，组装间隙的存在大大降低了该细节的疲劳强度。为此，国内大型项目多采用高强度螺栓连接，来确保连接部位的抗疲劳能力，但是高强度螺栓连接制造工艺复杂，现场操作难度大，施工成本高。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种钢桥梁u形肋衬垫组焊工装及组焊方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
4.一种钢桥梁u形肋衬垫组焊工装，包括：底板、支撑板、第一导向块、凸轮以及第一顶紧杆；其中，
5.所述底板的两侧分别固定有所述支撑板，所述支撑板之间固定有若干所述第一导向块，所述第一顶紧杆插装在所述第一导向块上的通孔中并且可沿着所述通孔移动；所述凸轮安装在所述支撑板中央之间，且可在所述支撑板之间形成的腔体内做圆周运动，且当所述凸轮远端转动到与所述第一顶紧杆内端接触时，所述凸轮推动所述第一顶紧杆沿所述第一导向块上的通孔向外移动顶紧衬垫，使所述衬垫紧贴在u形肋对接焊缝的根部。
6.进一步地，所述支撑板之间至少固定有五个所述第一导向块，其中所述支撑板中部之间水平固定有两个所述第一导向块，所述支撑板顶部圆角之间分别固定有一个所述第一导向块，所述支撑板顶部中央之间固定有一个所述第一导向块，并使所述第一导向块的内端间隔分布在所述凸轮的外围。
7.进一步地，还包括双连杆、第二导向块以及第二顶紧杆；所述第二导向块固定在所述底板的两端，所述第二顶紧杆插装在所述第二导向块上的通孔中并可沿着所述通孔移动；所述双连杆的两端分别与所述第二顶紧杆的内端铰接，且所述双连杆在初始位置时其中部铰接点高于两端铰接点，当所述凸轮远端转动到与所述双连杆中部的铰接点接触时，推动所述双连杆的中部铰接点向下移动，进而通过其两端铰接点推动所述第二顶紧杆分别沿所述第二导向块上的通孔向外移动顶紧衬垫，使衬垫紧贴在u形肋对接焊缝的根部。
8.进一步地，所述第一顶紧杆包括固定板、垂直固定在所述固定板外端的固定杆以及垂直固定在所述固定板内端的夹板；所述固定杆的外端设有挡环，所述夹板之间装有滚轮，所述固定杆插装在所述第一导向块上的通孔中并通过所述挡环限位。
9.本发明还提供了一种利用钢桥梁u形肋衬垫组焊工装进行钢桥梁u形肋衬垫组焊
的方法，包括：
10.步骤1：将衬垫压弯成型，使其形状与桥面板与u形肋组成的箱口形状适配，并将压弯成型的衬垫放置在所述箱口内，再将所述组焊工装放入压弯成型的衬垫内，并将所述组焊工装调整至初始状态；
11.步骤2：将凸轮旋转到竖直向下的位置，使凸轮远端推动双连杆顶部向下移动，使双连杆两端向外移动，进而推动第二顶紧杆向外移动顶紧衬垫两端，使衬垫紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将衬垫两端定位，并对衬垫左端进行定位焊接；
12.步骤3：顺时针旋转凸轮至支撑板左侧中部的位置，使凸轮远端推动第一顶紧杆向外移动顶紧衬垫左侧中部，使衬垫左侧中部紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将衬垫左侧中部定位，并对衬垫左侧中部进行定位焊接；
13.步骤4：继续顺时针旋转凸轮至支撑板左上角的位置，使凸轮远端推动第一顶紧杆向外移动顶紧衬垫左上角，使衬垫左上角紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将衬垫左上角定位，并对衬垫左上角进行定位焊接；
14.步骤5：继续将凸轮顺时针旋转至竖直朝上的位置，使凸轮远端推动第一顶紧杆向外移动顶紧衬垫顶部中央，使衬垫顶部中央紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将衬垫顶部中央定位，并对衬垫顶部中央进行定位焊接；
15.步骤6：继续顺时针旋转凸轮至支撑板右上角的位置，使凸轮远端推动第一顶紧杆向外移动顶紧衬垫右上角，使衬垫右上角紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将衬垫右上角定位，并对衬垫右上角进行定位焊接；
16.步骤7：继续顺时针旋转凸轮至支撑板右侧中部的位置，使凸轮远端推动第一顶紧杆向外移动顶紧衬垫右侧中部，使衬垫右侧中部紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将衬垫右侧中部定位，并对衬垫右侧中部进行定位焊接；
17.步骤8：继续顺时针将凸轮旋转到竖直向下的位置，使凸轮远端推动双连杆顶部向下移动，使双连杆两端向外移动，进而推动第二顶紧杆向外移动顶紧衬垫两端，使衬垫紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将衬垫两端定位，并对衬垫右端进行定位焊接。
18.本发明的有益效果：
19.1、该组焊工装借助盘形凸轮，通过盘形凸轮旋转在不同部位将钢衬垫与u形肋顶紧后定位焊，有效控制了u形肋与钢衬垫的组装间隙，为后续焊接提供条件，提高焊缝的抗疲劳性能；
20.2、该组焊工装顶紧效果良好，避免了传统组焊方法存在较大组装间隙的问题，且现场操作难度小，施工成本小。
21.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
22.图1为本发明的结构示意图；
23.图2为本发明的内部结构示意图；
24.图3为顶紧杆的结构示意图；
25.图4～图11为实施例2中组焊方法的步骤示意图。
26.附图标记说明：
[0027]1‑
底板；2
‑
支撑板；3
‑
第一导向块；4
‑
第一顶紧杆；5
‑
凸轮；6
‑
钢衬垫；7
‑
u形肋；8
‑
双连杆；9
‑
第二导向块；10
‑
第二顶紧杆；4
‑1‑
固定板；4
‑2‑
固定杆；4
‑3‑
夹板；4
‑4‑
挡环；4
‑5‑
滚轮。
具体实施方式
[0028]
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0029]
实施例1
[0030]
请同时参见图1～图3，本发明实施例提供了一种钢桥梁u形肋衬垫组焊工装，具体包括：底板1、两块支撑板2、第一导向块3、第一顶紧杆4以及凸轮5；其中，
[0031]
所述底板1的两侧分别固定有所述支撑板2，所述支撑板2之间固定有托干第一导向块3，所述第一顶紧杆4插装在所述第一导向块3上的通孔中并且可沿着所述通孔移动；所述凸轮5安装在所述支撑板2中央之间，且可在所述支撑板2之间形成的腔体内做圆周运动，且当所述凸轮5远端转动到与所述第一顶紧杆4内端接触时，所述凸轮5推动所述第一顶紧杆4沿所述第一导向块3上的通孔向外移动顶紧钢衬垫6，使所述钢衬垫6紧贴在u形肋7对接焊缝的根部；其中，所述凸轮5为盘形凸轮5。
[0032]
进一步地，所述支撑板2之间固定有五个所述第一导向块3，其中所述支撑板2中部之间水平固定有两个所述第一导向块3，所述支撑板2顶部圆角之间分别固定有一个所述第一导向块3，所述支撑板2顶部中央之间固定有一个所述第一导向块3，并使所述第一导向块3的内端间隔分布在所述凸轮5的外围。
[0033]
具体地，所述第一顶紧杆4包括固定板4
‑
1、垂直固定在所述固定板4
‑
1外端的固定杆4
‑
2、以及垂直固定在所述固定板4
‑
1内端的夹板4
‑
3，所述固定杆4
‑
2的外端设有挡环4
‑
4，所述夹板4
‑
3之间装有滚轮4
‑
5，所述固定杆4
‑
2自内向外插装在所述第一导向块3上的通孔中并通过所述挡环4
‑
4限位。
[0034]
进一步地，所述组焊工装还包括双连杆8、第二导向块9以及第二顶紧杆10；所述第二导向块9焊接在所述底板1两端，且中部设置有通孔，所述第二顶紧杆10插装在所述通孔并可沿所述通孔移动；所述双连杆8的两端分别与所述第二顶紧杆10的内端铰接，且所述双连杆8在初始位置时其中部铰接点高于两端铰接点，当所述凸轮5远端转动到与所述双连杆8中部的铰接点接触时，推动所述双连杆8的中部铰接点向下移动，进而通过其两端铰接点推动所述第二顶紧杆10分别沿所述第二导向块9上的通孔向外移动顶紧钢衬垫6，使钢衬垫6紧贴在u形肋7对接焊缝的根部。
[0035]
为了减轻整个组焊工装的重量，可在不影响使用的情况下，在支撑板左右两侧开孔，在减轻了重量的同时，还可以监测凸轮的运转方向，从而便于在合适的时机进行定位焊。
[0036]
通过凸轮旋转在不同部位将钢衬垫与u形肋顶紧后定位焊，通过顶紧减小了u形肋与钢衬垫的组装间隙，为后续焊接提供了条件，提高了焊缝的抗疲劳性能。
[0037]
实施例2
[0038]
本发明实施例提供了一种钢桥梁u形肋衬垫的组焊方法，该组焊方法利用实施例1所述的组焊工装来实现，请参见图4～图11，具体包括以下步骤：
[0039]
步骤1：将钢衬垫压弯成型，使其形状与桥面板与u形肋组成的箱口形状适配，并将压弯成型的衬垫放置在所述箱口内，再将所述组焊工装放入压弯成型的钢衬垫内，与桥面板形成的空腔内初步定位，并将所述组焊工装调整至初始状态，如图4所示；
[0040]
步骤2：将凸轮旋转到竖直向下的位置，使凸轮远端推动双连杆顶部向下移动，使双连杆两端向外移动，进而推动第二顶紧杆向外移动顶紧钢衬垫两端，实现组焊工装在u形肋中的分中定位，并将钢衬垫下部紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将钢衬垫两端定位，并对钢衬垫左端进行定位焊接，如图5所示；
[0041]
步骤3：顺时针旋转凸轮到支撑板左侧中部的位置，使凸轮远端推动第一顶紧杆向外移动顶紧钢衬垫左侧中部，使钢衬垫左侧中部紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将钢衬垫左侧中部定位，并对钢衬垫左侧中部进行定位焊接，如图6所示；
[0042]
步骤4：继续顺时针旋转凸轮到支撑板左上角的位置，使凸轮远端推动第一顶紧杆向外移动顶紧钢衬垫左上角，使钢衬垫左上角紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将钢衬垫左上角定位，并对钢衬垫左上角进行定位焊接，如图7所示；
[0043]
步骤5：继续旋转凸轮到竖直朝上的位置，即支撑板顶部的位置，使凸轮远端推动第一顶紧杆向外移动顶紧钢衬垫顶部中央，使钢衬垫顶部中央紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将钢衬垫顶部中央定位，并对钢衬垫顶部中央进行定位焊接，如图8所示；
[0044]
步骤6：继续顺时针旋转凸轮到支撑板右上角的位置，使凸轮远端推动第一顶紧杆向外移动顶紧钢衬垫右上角，使钢衬垫右上角紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将钢衬垫右上角定位，并对钢衬垫右上角进行定位焊接，如图9所示；
[0045]
步骤7：继续顺时针旋转凸轮到支撑板右侧中部的位置，使凸轮远端推动第一顶紧杆向外移动顶紧钢衬垫右侧中部，使钢衬垫右侧中部紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将钢衬垫右侧中部定位，并对钢衬垫右侧中部进行定位焊接，如图10所示；
[0046]
步骤8：继续顺时针将凸轮旋转到竖直向下的位置，使凸轮远端推动双连杆顶部向下移动，使双连杆两端向外移动，进而推动第二顶紧杆向外移动顶紧钢衬垫两端，使钢衬垫紧贴在u形肋对接焊缝的根部，将钢衬垫两端定位，并对钢衬垫右端进行定位焊接，如图11所示；
[0047]
步骤9：将组焊工装移出，完成钢衬垫的定位组装。
[0048]
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0049]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。