一种钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置及其夹持方法与流程

本发明涉及钢板梁桥制造技术领域，具体涉及一种钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置及其夹持方法。

背景技术：

在曲线钢板梁桥制造中，制造线形大部分都位于圆曲线、缓和曲线、以及竖曲线上，且零部件数量较多，整体线型比较复杂。对于梁高大于2米的钢构件，由于桥位作业空间受限以及受到架设工况等因素的制约，导致现场焊接作业难度加大，从而影响吊装节段的桥位环缝焊接质量、以及无损检测施工质量。因此，如何采取合理可行的工艺措施确保钢板组合梁的制造质量满足标准要求，是保证曲线钢板梁桥吊装节段成桥线型的关键。

技术实现要素：

针对上述背景技术中存在的问题，本发明提出了一种可以循环使用，现场便于拆装，有利于节约生产制造成本，提高现场生产效率，且为桥位高空作业提供了安全保障，安全可靠、方便易行、实用性强，能保证钢板梁桥吊装节段的制造质量及架设精度满足标准要求的钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置及其夹持方法。

本发明的技术方案如下：

上述的钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置，包括立架、横梁、吊耳板和夹紧机构；所述立架竖直放置且包括第一立架和第二立架，所述第一立架与所述第二立架彼此成对称布置；所述横梁匹配水平安装于所述第一立架与第二立架的顶部；所述第一立架与所述第二立架彼此成相向的一侧顶端匹配安装有所述吊耳板；所述夹紧机构匹配安装于所述第一立架与所述第二立架彼此成相向的一侧中段之间；钢板梁吊装节段通过所述夹紧机构被夹固于所述第一立架与第二立架之间。

所述钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置，其中：所述第一立架为长方体框架结构且由四根第一立柱、第一爬梯、第一封底板和第一挡板组成；四根所述第一立柱成矩阵分布，位于所述第一立架左侧的两根所述第一立柱的上端高出位于所述第一立架右侧的两根所述第一立柱的顶端；位于所述第一立架左侧、前侧和后侧的相邻两根所述第一立柱之间水平连接有多个所述第一爬梯；所述第一封底板匹配水平安装于四根所述第一立柱的底端；所述第一立架左侧、前侧和后侧的外壁均匹配安装有所述第一挡板；

所述第二立架为长方体框架结构且由四根第二立柱、第二爬梯、第二封底板和第二挡板组成；四根所述第二立柱成矩阵分布，位于所述第二立架右侧的两根所述第二立柱高出位于所述第二立架左侧的两根所述第二立柱；位于所述第二立架右侧、前侧和后侧的相邻两根所述第二立柱之间水平连接有多个所述第二爬梯；所述第二封底板匹配水平安装于四根所述第二立柱的底端；所述第二立架右侧、前侧和后侧的外壁均匹配安装有所述第二挡板。

所述钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置，其中：所述横梁具有一对且分别水平连接在所述第一立架左侧的两根所述第一立柱的顶端与第二立架右侧的两根所述第二立柱的顶端之间。

所述钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置，其中：所述吊耳板具有两对，其中一对所述吊耳板分别匹配安装在所述第一立架右侧的两根所述第一立柱的顶端，另一对所述吊耳板分别匹配安装在所述第二立架左侧的两根所述第一立柱的顶端。

所述钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置，其中：所述夹紧机构包括第一夹紧组件和第二夹紧组件；所述第一夹紧组件匹配安装在所述第一立架右侧的所述第一立柱的中段外壁，所述第二夹紧组件匹配安装在所述第二立架左侧的所述第二立柱的中段外壁；所述第一夹紧组件与所述第二夹紧组件彼此成左右相对设置；一对所述第一夹紧组件与一对所述第二夹紧组件顶紧钢板梁吊装节段的腹板两侧。

所述钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置，其中：所述第一夹紧组件包括第一底夹紧板、第一中夹紧板、第一顶夹紧板、第一顶紧螺栓和第一连接螺栓；所述第一底夹紧板通过所述第一连接螺栓配以所述第一连接螺母匹配固定在所述第一立架的右侧中段外壁；所述第一中夹紧板具有一对且对称垂直固定于所述第一底夹紧板的顶面；所述第一顶夹紧板匹配固定于一对所述第一中夹紧板的顶端并与所述第一底夹紧板保持平行；所述第一顶紧螺栓自所述第一顶夹紧板的底部向顶部方向穿出且穿出端匹配安装有所述第一顶紧螺母，所述第一顶紧螺栓的顶端顶紧于所述钢板梁吊装节段的左侧面。

所述钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置，其中：所述第二夹紧组件包括第二底夹紧板、第二中夹紧板、第二顶夹紧板、第二顶紧螺栓和第二连接螺栓；所述第二底夹紧板通过所述第二连接螺栓配以所述第二连接螺母匹配固定在所述第二立架的右侧中段外壁；所述第二中夹紧板具有一对且对称垂直固定于所述第二底夹紧板的顶面；所述第二顶夹紧板匹配固定于一对所述第二中夹紧板的顶端并与所述第二底夹紧板保持平行；所述第二顶紧螺栓自所述第二顶夹紧板的底部向顶部方向穿出且穿出端匹配安装有所述第二顶紧螺母，所述第二顶紧螺栓的顶端顶紧于所述钢板梁吊装节段的右侧面。

一种钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置的夹持方法，具体包括以下步骤：

（1）先将一节钢板梁吊装节段吊置在桥位施工测点上，检测平面线形和竖向拱度，调整好后就位；再将另一节钢板组合梁吊装节段吊置在桥位施工测点上，检测平面线形、竖向拱度以及钢板组合梁吊装节段的钢主梁顶底腹板的对接间隙和对接错台，调整好后就位，以满足成桥架设线形精度要求；

（2）接着将两节钢板组合梁吊装节段的顶板固定，将所述夹具装置吊置在两节钢板组合梁吊装节段的接口处，用卡兰将所述夹具装置与两节钢板组合梁吊装节段的顶板卡固，并将所述夹具装置夹紧固定在钢梁杆件上；

（3）将第一底夹紧板和第二底夹紧板分别提前固接在第一立柱和第二立柱上，然后分别拧紧第一连接螺栓和第二连接螺栓，将第一夹紧组件的一端与第一立柱栓接，将第一夹紧组件另一端的第一顶紧螺栓拧紧，将第二夹紧组件一端与第二立柱栓接，将第二夹紧组件另一端的第二顶紧螺栓拧紧，使得第一夹紧组件和第二夹紧组件分别传力第一顶紧螺栓和第二顶紧螺栓顶紧两节钢板梁吊装节段的钢主梁腹板焊缝两侧，调整就位后将钢板梁吊装节段顶紧卡固；

（4）再将所述夹具装置在预先定位好的两个相邻钢板梁吊装节段的接口处，钢板梁吊装节段调整就位后使夹紧机构顶紧卡固在腹板两侧；

（5）一个桥位环缝焊接、探伤完成后，可拆卸第一连接螺栓、第二连接螺栓、第一顶紧螺栓和第二顶紧螺栓，将所述夹具装置吊置在下一处的两节钢板梁吊装节段的接口处，重复前述步骤（1）-（4）。

有益效果：

本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置结构设计简单、合理，针对钢板梁桥制造特点，通过设计与制造合理可行的夹具，保证了钢板组合梁的现场焊接质量、钢桥梁的制造质量以及曲线钢板梁桥的制造线形和架设精度标准要求；本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置在现场施焊环缝接口处的焊缝时可以循环使用，现场便于拆装，有利于节约生产制造成本，提高现场生产效率，且为桥位高空作业提供了安全保障，本发明使用安全可靠、方便易行、实用性强，值得推广使用。

本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置的夹持方法操作流程简单，便于吊装节段在桥位环缝焊接以及无损检测作业现场实施，使各项工艺参数能够满足标准要求，确保了大型钢板组合梁吊装节段桥位架设精度满足标准要求，提高了钢桥梁制造的现场焊接质量。

附图说明

图1为本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置的主视图。

图2为本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置的a-a方向视图。

图3为本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置的b-b方向视图。

图4为本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置的图4中e区域放大图。

图5为本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置的c-c方向视图。

图6为本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置的d-d方向视图。

图7为本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置的左视图。

图8为本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置改制后用于钢板组合梁桥桥位横梁的环缝焊接的结构主视图。

图9为本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置改制后用于钢板组合梁桥桥位横梁的环缝焊接的图8中e-e方向视图。

图10为本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置改制后用于钢板组合梁桥桥位横梁的环缝焊接的图8中f-f方向视图。

具体实施方式

如图1至7所示，本发明钢板组合梁桥吊装节段焊接夹具装置，包括立架1、横梁2、吊耳板3和夹紧机构4。

该立架1竖直放置且包括第一立架11和第二立架12，该第一立架11与第二立架12的结构完全相同且彼此成对称布置。

该第一立架11为长方体框架结构且由四根第一立柱111、第一爬梯112、第一封底板113和第一挡板114组成；该四根第一立柱11成矩阵分布，位于第一立架11左侧的两根第一立柱111上端高出位于第一立架11右侧的两根第一立柱111上端；位于第一立架11的左侧、前侧和后侧的相邻两根第一立柱111之间水平连接有多个第一爬梯112，该多个第一爬梯112至上而下均匀分布；该第一封底板113匹配水平安装于四根第一立柱111的底端；该第一挡板114匹配安装在第一立架11的左侧、前侧和后侧外壁上。

该第二立架12为长方体框架结构且由四根第二立柱121、第二爬梯122、第二封底板123和第二挡板124组成；该四根第一立柱11成矩阵分布，位于第二立架12右侧的两根第二立柱121上端高出位于第二立架12左侧的两根第二立柱121上端；位于第二立架12的右侧、前侧和后侧的相邻两根第二立柱121之间水平连接有多个第二爬梯122，该多个第二爬梯122至上而下均匀分布；该第二封底板123匹配水平安装于四根第二立柱121的底端；该第二挡板124匹配安装在第二立架12的右侧、前侧和后侧外壁上。

该横梁2具有一对且分别水平安装于该立架1的顶部；该一对横梁2分别水平连接在第一立架11左侧的两根第一立柱111顶端与第二立架12右侧的两根第二立柱121顶端之间。

该吊耳板3具有两对，其中一对吊耳板3分别匹配安装在位于第一立架11右侧的两根第一立柱111的顶端，另一对吊耳板3分别匹配安装在位于第二立架12左侧的两根第一立柱111的顶端。

该夹紧机构4匹配安装于该立架1的第一立架11和第二立架12的中段之间；其中，该夹紧机构4包括一对第一夹紧组件41和一对第二夹紧组件42，该第一夹紧组件41与第二夹紧组件42彼此成相对设置且结构完全相同；一对第一夹紧组件41匹配安装在位于第一立架11右侧的两根第一立柱111的中段外壁，一对第二夹紧组件42匹配安装在第二立架12左侧的两根第二立柱121的中段外壁；一对第一夹紧组件41与一对第二夹紧组件42顶紧钢板梁吊装节段5腹板两侧，达到控制对接错台的目的，满足组装要求。

每个第一夹紧组件41包括第一底夹紧板411、第一中夹紧板412、第一顶夹紧板413、一对第一顶紧螺栓414和一对第一连接螺栓415；该第一底夹紧板411由一对叠放的垫板组成且通过一对第一连接螺栓415配以一对第一连接螺母416匹配固定在位于第一立架11右侧的第一立柱111中段外壁；该第一中夹紧板412具有一对且对称垂直固定于第一底夹紧板411的顶面；该第一顶夹紧板413匹配固定于该一对第一中夹紧板412的顶端并与第一底夹紧板411保持平行；该一对第一顶紧螺栓414自第一顶夹紧板413的底部向顶部方向穿出且穿出端匹配安装有一对第一顶紧螺母417，该一对第一顶紧螺栓415的顶端顶紧于钢板梁吊装节段5的左侧面。

每个第二夹紧组件42包括第二底夹紧板421、第二中夹紧板422、第二顶夹紧板423、一对第二顶紧螺栓424和一对第二连接螺栓425；该第二底夹紧板421由一对叠放的垫板组成且通过一对第二连接螺栓425配以一对第二连接螺母426匹配固定在位于第一立架11右侧的第一立柱111中段外壁；该第二中夹紧板422具有一对且对称垂直固定于第二底夹紧板421的顶面；该第二顶夹紧板423匹配固定于该一对第二中夹紧板422的顶端并与第二底夹紧板421保持平行；该第二顶紧螺栓424自一对第二顶夹紧板423的底部向顶部方向穿出且穿出端匹配安装有一对第二顶紧螺母427，该一对第二顶紧螺栓424的顶端顶紧于钢板梁吊装节段5的钢主梁右侧面。

本发明的使用方法为：

首先，将本发明的夹具吊置在预先定位好的两个相邻吊装节段钢构件5接口处，横梁2架立在钢板梁吊装节段5的上翼缘板的接口处，本发明的夹具的中心线对正钢板梁吊装节段5的纵横基线，调整就位后将本发明的夹具与钢板梁吊装节段5的上翼缘板卡固；

然后，将撑板件8提前固接在两侧纵梁件4上，再将另一撑板件8、件9与撑杆件10提前组焊成为一个合件，拧紧纵梁两侧的连接螺栓，将合件与纵梁件4栓接，合件另一端拧紧顶紧螺栓，使得合件传力顶紧螺栓顶紧钢主梁的腹板焊缝两侧，调整就位后顶紧卡固。

按照焊接工艺要求，对钢板梁吊装节段5之间对接焊缝，按照腹板、下翼缘板、上翼缘板的顺序进行焊接，并对焊缝进行无损检测，实现钢板梁吊装节段5桥位环缝焊接、探伤作业。

本发明用于焊接钢板组合梁桥吊装节段的夹具装置的夹持方法，具体包括以下步骤：

（1）先将一个钢板梁吊装节段5吊置在桥位施工测点上，检测平面线形和竖向拱度，调整好后就位；再将另一个钢板组合梁吊装节段5吊置在桥位施工测点上，检测平面线形、竖向拱度以及钢板组合梁吊装节段5的钢主梁顶底腹板的对接间隙和对接错台，调整好后就位，满足成桥架设线形精度要求，用马板将两节钢板组合梁吊装节段5的顶板固定；

（2）将本发明的夹具装置吊置在两节钢板组合梁吊装节段5的接口处，用卡兰将本发明的夹具装置与两节钢板组合梁吊装节段5的顶板卡固，并将本发明的夹具装置夹紧固定在两节钢板组合梁吊装节段5的钢梁杆件上；

（3）将第一底夹紧板411和第二底夹紧板421提前固接在两侧的第一立柱111和第二立柱121上，再将第一底夹紧板411、第一中夹紧板412与第一顶夹紧板413提前焊接成为一个合件即第一夹紧组件41，再将第二底夹紧板421、第二中夹紧板422与第二顶夹紧板423提前焊接成为一个合件即第二夹紧组件42，然后拧紧第一立柱111和第二立柱121两侧的第一连接螺栓415和第二连接螺栓425，将第一夹紧组件41一端与第一立柱111栓接，将第一夹紧组件41的另一端拧紧第一顶紧螺栓414，将第二夹紧组件42一端与第二立柱121栓接，将第二夹紧组件42的另一端拧紧第二顶紧螺栓424，使得第一夹紧组件41和第二夹紧组件42分别传力第一顶紧螺栓414和第二顶紧螺栓424，顶紧两节钢板梁吊装节段5的钢主梁腹板焊缝两侧，调整就位后将钢板梁吊装节段5顶紧卡固；

（4）按照焊接工艺要求，根据钢板梁吊装节段5的腹板、下翼缘板、上翼缘板的顺序进行桥位环缝焊接、无损检测作业等，以保证焊缝质量；

（5）一个桥位环缝焊接、探伤完成后，可拆卸第一连接螺栓415、第二连接螺栓425、第一顶紧螺栓414和第二顶紧螺栓424，将本发明的夹具装置吊置在下一处两节钢板梁吊装节段5的接口处，进行下一个梁段桥位环缝焊接和探伤作业，最终实现钢板组合梁桥吊装节段桥位环口焊接、无损检测等高空作业的目的，保证钢板组合梁桥吊装节段的架设精度。

如图8-10所示，本发明还可用于夹持横梁杆件桥位环缝施焊。

本发明可以循环使用，现场便于拆装，有利于节约生产制造成本，提高现场生产效率，且为桥位高空作业提供了安全保障，安全可靠、方便易行、实用性强，能保证钢板梁桥吊装节段的制造质量及架设精度满足标准要求。