鋼箱梁曲線板製作方法

2023-06-11 07:33:21 1

專利名稱：鋼箱梁曲線板製作方法
技術領域：
本發明涉及一種曲線板製作方法，尤其是一種鋼箱梁曲線板製作方法。
背景技術：
鋼箱梁因結構簡單、易於製造、抗風性能好等原因被廣泛使用於大型橋梁，橋梁外 觀設計主要為流線型扁平翼狀，底板多為斜度坡型或曲線型，並且加裝通長加勁肋。常見的 鋼箱梁底板採用雙曲線設計，對製作過程中焊接帶來的變形控制要求高。
焊接變形在焊接製造中不可避免，它不但影響結構的外觀質量和尺寸精度，而且 嚴重影響結構的力學性能，降低結構承載能力。尤其是在曲線結構焊接中，由於組拼和矯正 難度較大，一旦變形量稍大，必將影響鋼箱梁整體結構合理性，甚至報廢整片鋼箱梁。
鋼箱梁曲線板鋼板上加焊長條加勁加勁肋，焊縫連續性和密集性提升，使焊縫線 性能量增大，鋼板橫向和縱向產生較大彎曲應力，從而導致鋼板彎曲變形。
鋼板彎曲通常採用先卷制或壓制曲線板，後做支撐固定進行拼裝的方法，焊接完 後，由於可控性不強，每件構件變形量不同，均需矯正，耗時耗力。發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種減小成品構件矯正量或不矯正的鋼箱梁 曲線板製作方法。
本發明解決其技術問題所採用的鋼箱梁曲線板製作方法，包括以下步驟
A、對需要進行卷制的鋼板按所需長度進行切割並開好對接坡口 ；
B、對切割好的鋼板按設計方向進行卷制，卷制的鋼板分為內弧板和外弧板兩類， 內弧板為在整個加工完畢後加勁肋焊接在內弧面的鋼板；外弧板為在整個加工完畢後加勁 肋焊接在外弧面的鋼板；卷制時鋼板的弧度需通過以下方式進行控制
若卷制的鋼板為內弧板，則卷制的內弧度半徑需大於內弧板的設計內弧度半徑， 其差值為內弧板的焊接收縮量；
若卷制的鋼板為外弧板，則卷制的外弧度半徑需小於外弧板的設計外弧度半徑， 其差值為外弧板的焊接收縮量；
C、對卷制好的鋼板進行軸向焊接拼接和周向焊接拼接，從而形成所需尺寸的弧線 板；軸向焊接拼接即指內弧板與內弧板之間沿長度方向縱向拼接成合適的長度，或者外弧 板與外弧板之間沿長度方向縱向拼接呈合適的長度；周向焊接拼接是指內弧板和外弧板在 其圓弧面周向方向進行橫向拼接，從而形成一個較大的圓弧面；
D、在弧線板上劃線組拼加勁肋並進行焊接，最終形成鋼箱梁曲線板。
進一步的是，在進行C、D步驟之前，製作反變形胎架，反變形胎架上設置有夾持弧 形面，該夾持弧形面的形狀與C步驟中的弧線板下表面形狀相匹配；在C步驟中，利用反變 形胎架將卷制好的鋼板夾持拼接；在D步驟中，利用反變形胎架將弧線板夾持，然後劃線組 拼加勁肋。
進一步的是，所述反變形胎架包括底板和控制墊板，所述控制墊板在底板上設置 一排，並且所有控制墊板的頂面形成夾持弧形面。
進一步的是，所述控制墊板為可伸縮結構。
進一步的是，在C步驟中，首先進行軸向焊接拼接，然後再進行周向焊接拼接。
進一步的是，在D步驟之後，還包括F步驟焊接完成，取出鋼箱梁曲線板，進行測 量，檢查弧度是否合適，若不合適，則對鋼箱梁曲線板進行矯正，並通過矯正值對B步驟中 的焊接收縮量進行修正。
進一步的是，在D步驟中，加勁肋按排進行焊接布置，在焊接過程中，所有焊縫焊 接時的焊接方向均保持一致。按排進行焊接布置即將所有的加勁肋在弧線板排列成至少一 排。
進一步的是，在D步驟中，加勁肋沿長度方向設置有兩道焊縫，分別稱為左焊縫和 右焊縫，並將左焊縫的一側稱為左側，在焊接過程中，首先焊接所有加勁肋的左焊縫，然後 再焊接所有加勁肋的右焊縫。
進一步的是，在焊接所有加勁肋的左焊縫時，採用以下順序進行焊接首先焊接最 左側加勁肋的左焊縫；然後再焊接最右側加勁肋的左焊縫；然後焊接第二右側加勁肋的左 焊縫；再焊接第二左側加勁肋的左焊縫；以此類推焊接完所有的加勁肋左焊縫。
進一步的是，在焊接所有加勁肋的右焊縫時，採用以下順序進行焊接首先焊接最 右側加勁肋的右焊縫；然後再焊接最左側加勁肋的右焊縫；然後焊接第二左側加勁肋的右 焊縫；再焊接第二右側加勁肋的右焊縫；以此類推焊接完所有的加勁肋右焊縫。
本發明的有益效果是由於在卷制鋼板採用了內放外收的方法，即對內弧板的內 弧度半徑進行放大，對外弧板的外弧度半徑進行減小，對曲線板進行提前焊接收縮量補充 控制。這樣在之後的焊接過程中，焊接的收縮量正好被這部分預留的補償量補償。最終形 成的鋼箱梁曲線板尺寸更加接近設計的尺寸，因此減少了矯正量甚至不需要進行矯正。曲 線板的拼接以及加勁肋的焊接均可以在反變形胎架上進行，反變形胎架的夾持弧形面預留 了補償量，使得曲線板能夠按照卷制時的弧度進行操作，從而有效的補償後續的焊接收縮。


圖1是本發明內弧板加工時的示意圖2是本發明外弧板加工時的示意圖3是內弧板的卷制示意圖4是外弧板的卷制示意圖5是反變形胎架的示意圖6是D步驟的焊接工序示意圖中零部件、部位及編號內弧板1、外弧板2、加勁肋3、反變形胎架4、底板5、控 制墊板6、固定卡板7、橫向固定結構8、內弧板實際捲曲線9、內弧板設計捲曲線10、外弧板 實際捲曲線11、外弧板設計捲曲線12。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
如圖1所示，本發明包括以下步驟
A、對需要進行卷制的鋼板按所需長度進行切割並開好對接坡口 ；由於鋼箱梁曲線板本身長度較長，受卷制長度影響，很難一次卷制而成，因此一般在長度方向將鋼板切斷， 長度方向即捲曲後弧面的軸向方向，在後續的工藝中再將各部分焊接成一個整體，也就是將一個大弧面分段捲曲成型。
B、對切割好的鋼板按設計方向進行卷制，鋼箱梁曲線板一般呈雙曲線狀，因此卷制的鋼板分為內弧板I和外弧板2兩類，內弧板I為在整個加工完畢後加勁肋3焊接在內弧面的鋼板；外弧板2為在整個加工完畢後加勁肋3焊接在外弧面的鋼板；卷制時鋼板的弧度需通過以下方式進行控制
若卷制的鋼板為內弧板I，則卷制的內弧度半徑需大於內弧板I的設計內弧度半徑，其差值為內弧板I的焊接收縮量；內弧板I的設計內弧度半徑即為在整個鋼箱梁曲線板加工完畢後內弧板I部分的內弧度半徑，本工藝參見圖3所示，內弧板實際捲曲線9的內圓弧半徑大於內弧板設計捲曲線10內圓弧半徑，在後續的焊接收縮影響會使內弧板I的實際內弧度半徑趨近於設計內弧度半徑，即圖3中的內弧板實際捲曲線9趨近於內弧板設計捲曲線10 ；
若卷制的鋼板為外弧板2，則卷制的外弧度半徑需小於外弧板2的設計外弧度半徑，其差值為外弧板2的焊接收縮量；外弧板2的設計外弧度半徑即為在整個鋼箱梁曲線板加工完畢後外弧板2部分的外弧度半徑，本工藝參見圖4所示，外弧板實際捲曲線11的外圓弧半徑大於內弧板設計捲曲線12內圓弧半徑，在後續的焊接收縮影響會使外弧板2的實際外弧度半徑趨近於設計外弧度半徑，即圖3中的內外弧板實際捲曲線11趨近於外弧板設計捲曲線12 ；
內弧板I和外弧板2的焊接收縮量可通過下列方法進行確認，並可根據經驗進行修正
1、對焊縫橫向收縮近似值及公式
y=l. OlXe' (O. 0464x)
上式中y =收縮近似值；e = 2. 718282 ；x =板厚。
2、下表為焊縫縱向收縮變形量的近似值(mm/m)
權利要求
1.鋼箱梁曲線板製作方法，其特徵在於包括以下步驟 A、對需要進行卷制的鋼板按所需長度進行切割並開好對接坡口； B、對切割好的鋼板按設計方向進行卷制，卷制的鋼板分為內弧板(1)和外弧板(2)兩類，內弧板(1)為在整個加工完畢後加勁肋(3)焊接在內弧面的鋼板；外弧板(2)為在整個加工完畢後加勁肋(3)焊接在外弧面的鋼板；卷制時鋼板的弧度需通過以下方式進行控制 若卷制的鋼板為內弧板(1)，則卷制的內弧度半徑需大於內弧板(I)的設計內弧度半徑，其差值為內弧板(1)的焊接收縮量； 若卷制的鋼板為外弧板(2)，則卷制的外弧度半徑需小於外弧板(2)的設計外弧度半徑，其差值為外弧板(2)的焊接收縮量； C、對卷制好的鋼板進行軸向焊接拼接和周向焊接拼接，從而形成所需尺寸的弧線板； D、在弧線板上劃線組拼加勁肋(3)並進行焊接，最終形成鋼箱梁曲線板。
2.如權利要求1所述的鋼箱梁曲線板製作方法，其特徵在於在進行C、D步驟之前，製作反變形胎架(4)，反變形胎架(4)上設置有夾持弧形面，該夾持弧形面的形狀與C步驟中的弧線板下表面形狀相匹配；在(步驟中，利用反變形胎架(4)將卷制好的鋼板夾持拼接；在D步驟中，利用反變形胎架(4)將弧線板夾持，然後劃線組拼加勁肋(3)。
3.如權利要求2所述的鋼箱梁曲線板製作方法，其特徵在於所述反變形胎架(4)包括底板(5 )和控制墊板(6 )，所述控制墊板(6 )在底板(5 )上設置一排，並且所有控制墊板(6 )的頂面形成夾持弧形面。
4.如權利要求3所述的鋼箱梁曲線板製作方法，其特徵在於所述控制墊板(6)為可伸縮結構。
5.如權利要求1所述的鋼箱梁曲線板製作方法，其特徵在於在C步驟中，首先進行軸向焊接拼接，然後再進行周向焊接拼接。
6.如權利要求1所述的鋼箱梁曲線板製作方法，其特徵在於在D步驟之後，還包括F步驟焊接完成，取出鋼箱梁曲線板，進行測量，檢查弧度是否合適，若不合適，則對鋼箱梁曲線板進行矯正，並通過矯正值對B步驟中的焊接收縮量進行修正。
7.如權利要求1所述的鋼箱梁曲線板製作方法，其特徵在於在D步驟中，加勁肋(3)按排進行焊接布置，在焊接過程中，所有焊縫焊接時的焊接方向均保持一致。
8.如權利要求7所述的鋼箱梁曲線板製作方法，其特徵在於在D步驟中，加勁肋(3)沿長度方向設置有兩道焊縫，分別稱為左焊縫和右焊縫，並將左焊縫的一側稱為左側，在焊接過程中，首先焊接所有加勁肋(3)的左焊縫，然後再焊接所有加勁肋(3)的右焊縫。
9.如權利要求8所述的鋼箱梁曲線板製作方法，其特徵在於在焊接所有加勁肋(3)的左焊縫時，採用以下順序進行焊接首先焊接最左側加勁肋(3)的左焊縫；然後再焊接最右側加勁肋(3)的左焊縫；然後焊接第二右側加勁肋(3)的左焊縫；再焊接第二左側加勁肋(3)的左焊縫；以此類推焊接完所有的加勁肋(3)左焊縫。
10.如權利要求8或9所述的鋼箱梁曲線板製作方法，其特徵在於在焊接所有加勁肋(3)的右焊縫時，採用以下順序進行焊接首先焊接最右側加勁肋(3)的右焊縫；然後再焊接最左側加勁肋(3)的右焊縫；然後焊接第二左側加勁肋(3)的右焊縫；再焊接第二右側加勁肋(3)的右焊縫；以此類推焊接完所有的加勁肋(3)右焊縫。
全文摘要
本發明公開了一種曲線板製作方法，尤其是一種鋼箱梁曲線板製作方法。本發明提供了一種減小成品構件矯正量或不矯正的鋼箱梁曲線板製作方法，由於在卷制鋼板採用了內放外收的方法，即對內弧板的內弧度半徑進行放大，對外弧板的外弧度半徑進行減小，對曲線板進行提前焊接收縮量補充控制。這樣在之後的焊接過程中，焊接的收縮量正好被這部分預留的補償量補償。最終形成的鋼箱梁曲線板尺寸更加接近設計的尺寸，因此減少了矯正量甚至不需要進行矯正。曲線板的拼接以及加勁肋的焊接均可以在反變形胎架上進行，反變形胎架的夾持弧形面預留了補償量，使得曲線板能夠按照卷制時的弧度進行操作，從而有效的補償後續的焊接收縮。
文檔編號B23K31/02GK103028914SQ20121057910
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者冉懿, 周勝, 楊海軍, 杜光輝, 謝斌 申請人:中國十九冶集團有限公司