内嵌弦杆的钢箱梁制造方法与流程

1.本发明属于固定建筑物箱型梁技术领域，具体涉及一种内嵌弦杆的钢箱梁制造方法。


背景技术：

2.近年来，桁结构形式的钢桥梁设计新颖、造型美观，因此越来越受欢迎。如图1所示的传统钢箱梁结构形式，由中间底板单元1、中间隔板单元2、中间顶板单元3、边底板单元5、边隔板单元6、边顶板单元7以及边腹板单元8组成。可见，现有钢箱梁整体由各种板单元组成，各板单元之间不含内嵌弦杆。而如图2所示含内嵌弦杆类桁架钢箱梁，由中间底板单元1、中间隔板单元2、中间顶板单元3、弦杆4、边底板单元5、边隔板单元6、边顶板单元7、边腹板单元8组成。内嵌弦杆4作为钢箱梁整体的一部分构件，由于具有一定倾角，且弦杆4内嵌在钢箱梁里，与钢箱梁各种板单元一起组成钢箱梁整体。这种结构形式的钢箱梁，如何控制内嵌弦杆4的内倾角精度是控制难点；同时如何控制因内嵌弦杆4存在而导致的焊接变形，以及钢箱梁整体的焊接质量，是亟待解决的问题。对此，现提出如下技术方案。


技术实现要素：

3.本发明解决的技术问题：提供一种内嵌弦杆的钢箱梁制造方法，采用合理的组装顺序和工艺流程，解决内嵌弦杆钢箱梁的制造难题，控制焊接变形，保证精度要求。
4.本发明采用的技术方案：内嵌弦杆的钢箱梁制造方法，包括如下步骤：
5.s1、以中间测量塔竖基准线为基准，将三块中间底板单元组成整体后在胎架上定位；
6.s2、将中间隔板单元在中间底板单元上定位后，以边测量塔竖基准线为基准，在中间隔板单元两侧分别定位弦杆；
7.s3、以边测量塔竖基准线为基准，在弦杆外侧分别先后定位边底板单元、边隔板单元、边顶板单元；
8.s4、在边底板单元、边隔板单元、边顶板单元外侧以边腹板块体竖基准线为基准，定位边腹板单元；
9.s5、以中间测量塔竖基准线为基准，在中间隔板单元顶端定位中间顶板单元。
10.上述技术方案中，进一步地：包括如下焊接顺序：
11.a、焊接中间底板单元以及边底板单元的对接焊缝；
12.b、焊接弦杆纵梁底板与中间底板单元以及边底板单元的对接焊缝；
13.c、焊接中间隔板单元与中间底板单元的角焊缝；焊接边隔板单元与边侧底板单元的角焊缝；
14.d、焊接边腹板单元与边底板单元坡口角焊缝及角焊缝；
15.e、焊接边腹板单元与边底板单元对接焊缝；
16.f、焊接边腹板单元与边隔板单元对接焊缝；
17.g、焊接弦杆下弦纵梁与边隔板单元和中隔板单元的角焊缝；
18.h、焊接边腹板单元与边隔板单元的翼板对接焊缝及角焊缝或熔透角焊缝；
19.i、焊接边隔板单元翼板与弦杆下弦纵梁的角焊缝；
20.j、焊接边腹板单元与边顶板单元的上对接焊缝；
21.k、焊接边顶板单元与弦杆纵梁顶板的对接焊缝；
22.l、焊接边腹板单元与边顶板单元的下对接焊缝；
23.m、焊接边顶板单元与边隔板单元的角焊缝或熔透角焊缝；
24.n、焊接边顶板单元与弦杆下弦纵梁侧接板的角焊缝；
25.o、焊接中间顶板单元的对接焊缝；
26.p、焊接中间顶板单元与弦杆纵梁顶板的对接焊缝；
27.q、焊接中间顶板单元接板与中间隔板单元的角焊缝；
28.r、焊接中间顶板单元接板与弦杆嵌部接板的对接焊缝；
29.s、焊接弦杆嵌部接板与弦杆下弦纵梁的角焊缝。
30.上述技术方案中，进一步地：内嵌弦杆的钢箱梁制造方法，包括预变形控制工艺，预变形控制工艺包括如下预变形工艺：
31.预变形工艺1：在弦杆外侧由边底板单元、边隔板单元、边顶板单元所组成的边箱室位置处，将边箱室下方胎架顶端的胎架平台从内向外整体连续向下预弯一定值a，该预弯值a用于保证边箱室与弦杆下弦纵梁焊接后整个钢箱梁桥面横坡度满足设计要求。
32.预变形工艺2：在弦杆内侧伸出纵梁底板的位置从外向内连续向上预弯一定值b,该预弯值b用于保证纵梁底板与中间底板单元总拼对接后的平面度。
33.上述技术方案中，进一步地：胎架由总拼胎架、胎架支撑板以及胎架平台组成；总拼胎架在地面水平设置，总拼胎架上水平端面垂直设有若干胎架支撑板；胎架支撑板定位支撑胎架平台；胎架平台用于定位内嵌弦杆的钢箱梁。
34.上述技术方案中，进一步地：内嵌弦杆的钢箱梁轮廓尺寸为宽24.7m，高3m，长16m；重量为320吨；预弯值a为4～5mm；预弯值b为2～3mm，预弯值b的预弯延伸长度为256mm。
35.本发明与现有技术相比的优点：
36.1、本发明采用从内向外，从下到上，最后中间的组装顺序对钢箱梁各单元进行组装，避免焊接变形难以控制的难题出现，保证弦杆内倾角度的精确控制。
37.2、本发明采用合理的焊接顺序，最大程度避免焊接变形问题的出现。
38.3、本发明采用预变形工艺，合理控制焊接变形，保证钢箱梁拼装定位后的尺寸精度符合设计要求。
39.4、本发明通过设置合理的组装顺序、工艺流程，合理的焊接顺序，预变形工艺等措施，解决内嵌弦杆钢箱梁的制造难题，控制了焊接变形，保证了精度要求。
附图说明
40.图1为现有技术下传统钢箱梁结构示意图；
41.图2为本发明待制作的内嵌弦杆的钢箱梁结构示意图；
42.图3为本发明内嵌弦杆的钢箱梁制造方法步骤s1状态图；
43.图4为本发明内嵌弦杆的钢箱梁制造方法步骤s2状态图；
44.图5为本发明内嵌弦杆的钢箱梁制造方法步骤s3状态图；
45.图6为本发明内嵌弦杆的钢箱梁制造方法步骤s4状态图；
46.图7为本发明内嵌弦杆的钢箱梁制造方法步骤s5状态图；
47.图8为本发明焊接顺序示意图；
48.图9为本发明预变形工艺1示意图；
49.图10为本发明图9预变形工艺1所用胎架结构示意图；
50.图11为本发明预变形工艺2示意图；
51.图12为本发明图11中预变形位置的局部放大细节图；
52.图中：1-中间底板单元，101-中间测量塔竖基准线；2-中间隔板单元；3-中间顶板单元；4-弦杆，401-边测量塔竖基准线，402-纵梁底板，403-下弦纵梁，404-纵梁顶板；5-边底板单元；6-边隔板单元；7-边顶板单元；8-边腹板单元，801-边腹板块体竖基准线；9-胎架，901-胎架平台，902-总拼胎架，903-胎架支撑板；10-边箱室。
具体实施方式
53.下面将结合本发明实施例中的附图2-12，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
54.本发明以澳氹四桥主桥钢箱梁的实例来介绍：(如图3至图7所示)内嵌弦杆的钢箱梁制造方法，包括如下步骤：
55.步骤s1、以中间测量塔竖基准线101为基准，将三块中间底板单元1组成整体后在胎架9上定位。
56.步骤s2、将中间隔板单元2在中间底板单元1上定位后，以边测量塔竖基准线401为基准，在中间隔板单元2两侧分别定位弦杆4。
57.步骤s3、以边测量塔竖基准线401为基准，在弦杆4外侧分别先后定位边底板单元5、边隔板单元6、边顶板单元7。
58.步骤s4、在边底板单元5、边隔板单元6、边顶板单元7外侧以边腹板块体竖基准线801为基准，定位边腹板单元8。
59.步骤s5、以中间测量塔竖基准线101为基准，在中间隔板单元2顶端定位中间顶板单元3。
60.可见，本发明采用从内向外，从下到上，最后中间的组装顺序对钢箱梁各单元进行组装，根据钢箱梁结构特点采用分块方法，采用上述组装顺序，具有可操作性以及控制焊接变形的目的；有效避免焊接变形难以控制的难题出现，保证弦杆内倾角度的精确控制。
61.(如图8所示)上述实施例中，进一步地：包括如下焊接顺序：
62.a、焊接中间底板单元1以及边底板单元5的对接焊缝。
63.b、焊接弦杆4纵梁底板402与中间底板单元1以及边底板单元5的对接焊缝。
64.c、焊接中间隔板单元2与中间底板单元1的角焊缝；焊接边隔板单元6与边侧底板单元5的角焊缝。
65.d、焊接边腹板单元8与边底板单元5坡口角焊缝及角焊缝。
66.e、焊接边腹板单元8与边底板单元5对接焊缝。
67.f、焊接边腹板单元8与边隔板单元6对接焊缝。
68.g、焊接弦杆4下弦纵梁403与边隔板单元6和中隔板单元2的角焊缝。其中，下弦纵梁403上端立位先焊接400～500mm后停止一段时间，再继续焊接。
69.h、焊接边腹板单元8与边隔板单元6的翼板对接焊缝及角焊缝或熔透角焊缝。
70.i、焊接边隔板单元8翼板与弦杆4下弦纵梁403的角焊缝。
71.j、焊接边腹板单元8与边顶板单元7的上对接焊缝。
72.k、焊接边顶板单元7与弦杆4纵梁顶板404的对接焊缝。
73.l、焊接边腹板单元8与边顶板单元7的下对接焊缝。
74.m、焊接边顶板单元7与边隔板单元6的角焊缝或熔透角焊缝。
75.n、焊接边顶板单元7与弦杆4下弦纵梁403侧接板的角焊缝。
76.o、焊接中间顶板单元3的对接焊缝。
77.p、焊接中间顶板单元3与弦杆4纵梁顶板404的对接焊缝。
78.q、焊接中间顶板单元3接板与中间隔板单元2的角焊缝。
79.r、焊接中间顶板单元3接板与弦杆4嵌部接板的对接焊缝。
80.s、焊接弦杆4嵌部接板与弦杆4下弦纵梁403的角焊缝。
81.可见，由于焊接会产生热量，有热量就会引起变形，因此采用上述焊接顺序，每一步焊接操作后都能尽量释放焊接后应力；采用上述焊接顺序，考虑到同步、同时、同向焊接操作的进行，因此可有效减少焊接变形问题的出现；可见，本发明采用上述合理的焊接顺序，可最大程度避免焊接变形问题的出现。
82.上述实施例中，进一步地：内嵌弦杆的钢箱梁制造方法，包括预变形控制工艺，所述预变形控制工艺包括如下预变形工艺：
83.(如图9所示)预变形工艺1：在弦杆4外侧由边底板单元5、边隔板单元6、边顶板单元7所组成的边箱室10位置处，将边箱室10下方胎架9顶端的胎架平台901从内向外整体连续向下预弯一定值a，该预弯值a用于保证边箱室10与弦杆4下弦纵梁403焊接后整个钢箱梁桥面横坡度满足设计要求。上述实施例中，进一步地：所述预弯值a为4～5mm。
84.(如图10所示)上述实施例中，进一步地：所述胎架9由总拼胎架902、胎架支撑板903以及胎架平台901组成；所述总拼胎架902在地面水平设置，所述总拼胎架902上水平端面垂直设有若干胎架支撑板903；若干胎架支撑板903从内向外的竖直支撑高度渐变递减，所述胎架支撑板903定位支撑倾斜向下的预变形的胎架平台901；所述胎架平台901用于定位内嵌弦杆的钢箱梁。
85.可见，通过将胎架9中的胎架平台901向下预弯4～5mm，钢箱梁边箱室10在胎架平台901上定位，从而带动钢箱梁边箱室10向下预弯4～5mm，解决整个钢箱梁桥面横坡度如何满足设计要求的问题。
86.(如图11、图12所示)预变形工艺2：在弦杆4内侧伸出纵梁底板402的位置从外向内连续向上预弯一定值b,该预弯值b用于保证纵梁底板402与中间底板单元1总拼对接后的平面度。
87.上述实施例中，进一步地：所述内嵌弦杆的钢箱梁轮廓尺寸为宽24.7m，高3m，长16m；重量为320吨；所述预弯值b为2～3mm，预弯值b的预弯延伸长度为256mm。
88.因为弦杆4纵梁底板402与右侧对应的中间底板单元1之间的对接焊缝焊接时，受热影响，此处焊缝会产生内凹的收缩变形，所以对胎架9预设向上的反变形，从而抵消钢箱梁的变形，用于保证钢箱梁焊接后，此位置的对接缝的平整度。
89.可见，本发明采用合理的预变形工艺，合理控制焊接变形，保证钢箱梁拼装定位后的尺寸精度符合设计要求。
90.综上所述，本发明通过设置合理的组装顺序、工艺流程，合理的焊接顺序，预变形工艺等措施，解决内嵌弦杆钢箱梁的制造难题；控制了焊接变形；保证了精度要求。采用本发明内嵌弦杆的钢箱梁制造方法，完全可满足钢箱梁精度要求，有效保证弦杆纵梁的几何尺寸和焊缝质量，大大提高了生产效率，具有极高的实用和推广价值，为以后同类钢构件的制造提供了参考，起到很好的借鉴作用。
91.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
92.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。