一種大跨度主桁、橋面板一體化制造及副桁鉆孔精度控制技術的制作方法
【專利摘要】一種大跨度主桁、橋面板一體化制造及副桁鉆孔精度控制技術，包括在高大的腹板與頂板主焊縫的焊接操作空間不足、焊縫長度較長的情況下，通過搭設船型焊接平臺解決實現主焊縫的埋弧焊接技術；主桿件與邊縱梁一體化制造過程中主桿件腹板孔群極邊孔距控制技術；主桿件與邊縱梁一體化制造外形尺寸控制技術；邊縱梁鋼錨箱安裝技術；上下弦桿、腹桿、邊縱梁、鋼錨箱三角試拼技術；副桁桿件與節點板孔群匹配精度控制技術。實現了主弦桿頂板與腹桿在操作空間不足情況下的埋弧焊接，提高了焊接效率，保證了焊接質量；在一體化制造過程中通過對主弦桿腹板孔群的極邊孔距公差進行控制，及副桁桿件與接頭板的孔群匹配精度控制，保證了桿件的制孔精度，提高了現場架設的效率。
【專利說明】
一種大跨度主桁、橋面板一體化制造及副桁鉆孔精度控制技術
技術領域
[0001]本發明涉及一種大跨度主桁、橋面板一體化制造及副桁鉆孔精度控制技術。
【背景技術】
[0002]隨著國內城市現代化的進程和城市容量的擴大，國家大規模基礎設施建設的投入及橋梁鋼結構技術的逐步成熟，國內跨區域的公路、鐵路建設所涉及的跨江、跨海大橋，開始越來越多的采用鋼結構。近十年來我國大跨徑橋梁的建設進入了一個輝煌的時期，出現了一大批結構新穎、技術復雜、設計和施工難度大和科技含量高的大跨徑橋梁，有的已經在世界橋梁建設中占了很重要的地位。
[0003]大跨度主桁、橋面板一體化制造技術，目的在于通過對制造工法的研究，實現整體節點主桁桿件與正交異性鋼橋面的整體制造。主要采用“主桁桿件與橋面板單獨制造，整體總拼”的方案。
[0004]與整體制造相比，采用主桁桿件與橋面板單獨預制的方法，由于單構件零件數量少，制造工期短，減少了整體制造的等待時間，大大縮短了桿件的制造周期，加快了桿件的周轉速度，更有利于整體工期的控制；另外由于單獨預制，單構件外形尺寸小、重量輕，有利于桿件在制造過程中的翻身，可以使桿件獲得更好的焊接工位，更有利于桿件焊縫質量的控制。
[0005]副桁制孔精度控制技術的研究，是在一些條件復雜的情況下，為了滿足制孔精度的要求，采用的通過立體試拼的方法進行制孔，從而保證制孔精度要求的技術。這種技術能夠更有效的保證桿件的制孔技術，但是由于采用的是立體試拼過程中的制孔，制孔周期長，費用高。此方法適用于情況復雜、精度要求高的場合。
【發明內容】
[0006]本發明其目的就在于提供一種大跨度主桁、橋面板一體化制造及副桁鉆孔精度控制技術，實現了主弦桿頂板與腹桿在操作空間不足情況下的埋弧焊接，提高了焊接效率，保證了焊接質量;在一體化制造過程中通過對主弦桿腹板孔群的極邊孔距公差進行控制，及副桁桿件與接頭板的孔群匹配精度控制，保證了桿件的制孔精度，提高了現場架設的效率。
[0007]實現上述目的而采取的技術方案，包括:
I)整體節點主桿件與鋼橋面邊縱梁的一體化制造
①整體節點主桿件的制造
a、頂板、腹板單元件的預制；
b、主桿件的組拼焊接及焊后檢驗；
C、腹板節點側孔群的制孔，非節點側定位孔的制孔； d、主桿件上各類接頭板的拼裝、焊接；
②邊縱梁的制造 a、腹板、橫梁或橫肋、頂板單元件的預制；
b、邊縱梁的組拼焊接及焊后檢驗；
③邊縱梁與主桿件的整體總拼，實現一體化制造
a、各類焊縫的焊接；
b、未鉆孔的部位進彳丁制孔；
所述整體節點主桿件與鋼橋面邊縱梁一體化制造技術主要控制點包括:
1.主桿件拼裝過程中，高大腹板與頂板的主焊縫在操作空間狹小的情況下通過搭設船型焊接平臺，實現高大腹板與頂板的主焊縫焊接；
Π.主桿件與邊縱梁總體拼裝過程中，主桿件腹板孔群極邊孔距公差的控制，主要采取的方法是:主桿件制造完成后，主桿件節點側孔群先鉆孔，非節點側鉆定位孔，用于后期匹配制造，主桿件與邊縱梁總拼完成后完成非節點側剩余孔群制孔；
m.一體化制造完成后桿件外形尺寸的控制，主桿件與邊縱梁一體化制造完成后上弦桿；
2)鋼錨箱的制造
a、在邊縱梁腹板單元件制造時，拼焊安裝在腹板上的鋼錨箱；
b、在邊縱梁頂板單元件制作時，拼裝與頂板焊接的橋面連接板；
C、在邊縱梁與主桿件總拼時，完成鋼錨箱的剩余焊縫焊接，并安裝錨管；
邊縱梁上的鋼錨箱制造技術控制點包括:各板件的拼裝順序;熔透焊縫的焊接質量控制;鋼錨箱的角度控制；
I)副桁制孔精度控制 ①拼裝上弦主桿件、腹桿、下弦桿；
①上弦主桿件、腹桿、下弦桿試拼線型檢驗與調整；
②拼裝邊縱梁；
③拼裝副桁桿件；
④副桁桿件三角線型控制，進行數據測量，將空間數據轉換成平面數據；
⑤副桁桿件的制孔；
副桁制孔精度控制技術控制點包括:上下弦桿、腹桿平面拼裝線性控制;拼裝邊縱梁時的安全防護措施;拼裝副桁時三角線型的控制及空間的數據進行平面數據的轉換技術;副桁制孔精度的控制技術。
[0008]有益效果
與現有技術相比本發明具有以下優點。
[0009]在主桁、橋面板、錨箱一體化桿件組拼焊接技術研究過程中，用分體式桿件制造工藝技術，各部位分開制造，逐步控制各部位的制造精度，最終完成整體桿件的總拼，實現一體化桿件的精度要求，這種方案縮短了桿件的制造工期，節約了勞動了，提高了工人的工作效率。在主桿件與邊縱梁一體化制造過程中，通過船型焊接的設計，有效的解決了高大腹板與頂板操作空間狹小的問題，用埋弧焊接代替了 C02氣體保護焊，保證了焊接質量，焊縫外觀成型美觀，同時提高了焊接效率，節約了制造成本。
[0010]在錨箱與桿件的熔透焊質量及整體精度的控制工藝研究過程中，針對鋼錨箱焊接操作空間位置較小、焊接量大、精度要求高的問題，采用退焊、預設反變形量、分化制造過程等方法保證鋼錨箱熔透焊的焊縫質量及外形控制精度，大大減少了焊縫返修的返工量，節約了制造成本。
[0011]在副桁桿件與接頭板孔群精度配合精度控制過程中，采用空間孔群精度的控制技術，采用先孔法、后孔法相結合的方式，逐步控制孔群精度。一體化桿件成形后，采用大型空間鉆孔胎架進行后孔，最終確保一體化桿件的整體孔群精度。本工藝的成功應用，確保了桿件的制造質量，實現了無一塊拼接板實配的施工目標，保證了鋼梁順利進行，線形準確到位。
[0012]通過制造工藝創新改進，提高了公司鋼梁制造水平，確保了鋼梁的整體制造質量，同時也為鋼桁梁制造技術增添了新的內容，促進了鋼桁梁制造業的發展。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發明作進一步詳述。
[0014]圖1為本發明中船型焊接胎架示意圖；
圖2為本發明中主桿件總拼前制孔示意圖；
圖3為本發明中一體化制造完成后上弦桿示意圖；
圖4為本發明中腹板單元上拼裝鋼錨箱示意圖；
圖5為本發明中副桁桿件與斜拉橋邊縱梁副桁接頭板匹配制孔示意圖。
【具體實施方式】
[0015]—種大跨度主桁、橋面板一體化制造及副桁鉆孔精度控制技術，包括:
I)整體節點主桿件與鋼橋面邊縱梁的一體化制造
①整體節點主桿件的制造
a、頂板、腹板單元件的預制；
b、主桿件的組拼焊接及焊后檢驗；
C、腹板節點側孔群的制孔，非節點側定位孔的制孔； d、主桿件上各類接頭板的拼裝、焊接；
②邊縱梁的制造
a、腹板、橫梁或橫肋、頂板單元件的預制；
b、邊縱梁的組拼焊接及焊后檢驗；
③邊縱梁與主桿件的整體總拼，實現一體化制造
a、各類焊縫的焊接；
b、未鉆孔的部位進彳丁制孔；
所述整體節點主桿件與鋼橋面邊縱梁一體化制造技術主要控制點包括:
1.主桿件拼裝過程中，高大腹板與頂板的主焊縫在操作空間狹小的情況下通過搭設船型焊接平臺，實現高大腹板與頂板的主焊縫焊接；
Π.主桿件與邊縱梁總體拼裝過程中，主桿件腹板孔群極邊孔距公差的控制，主要采取的方法是:主桿件制造完成后，主桿件節點側孔群先鉆孔，非節點側鉆定位孔，用于后期匹配制造，主桿件與邊縱梁總拼完成后完成非節點側剩余孔群制孔；
m.一體化制造完成后桿件外形尺寸的控制，主桿件與邊縱梁一體化制造完成后上弦桿；
2)鋼錨箱的制造
a、在邊縱梁腹板單元件制造時，拼焊安裝在腹板上的鋼錨箱；
b、在邊縱梁頂板單元件制作時，拼裝與頂板焊接的橋面連接板；
C、在邊縱梁與主桿件總拼時，完成鋼錨箱的剩余焊縫焊接，并安裝錨管；
邊縱梁上的鋼錨箱制造技術控制點包括:各板件的拼裝順序;熔透焊縫的焊接質量控制;鋼錨箱的角度控制；
2)副桁制孔精度控制
①拼裝上弦主桿件、腹桿、下弦桿；
②上弦主桿件、腹桿、下弦桿試拼線型檢驗與調整；
③拼裝邊縱梁；
④拼裝副桁桿件；
⑤副桁桿件三角線型控制，進行數據測量，將空間數據轉換成平面數據；
⑥副桁桿件的制孔；
副桁制孔精度控制技術控制點包括:上下弦桿、腹桿平面拼裝線性控制;拼裝邊縱梁時的安全防護措施;拼裝副桁時三角線型的控制及空間的數據進行平面數據的轉換技術;副桁制孔精度的控制技術。
[0016]大跨度主桁、橋面板一體化制造工藝其主要控制點是通過工法的研究確定桿件的整體制造方案，實現桿件的外形尺寸的控制、保證桿件的整體孔群制孔精度、解決高大腹板與頂板在操作空間不足時的主焊縫焊接問題。
[0017]副桁鉆孔精度控制技術其主要特點是實現副桁與接頭板的孔群匹配精度控制，實現鋼錨箱的安裝精度控制技術
I)在高大的腹板與頂板主焊縫的焊接操作空間不足、焊縫長度較長的情況下，如果按照常規做法采用平位焊接，就難以實施埋弧焊接；為了保證焊縫的焊接質量、提高焊接效率，可以通過搭設船型焊接平臺、優化焊接設備，解決高大的腹板與頂板主焊縫的焊接操作空間不足時實現埋弧焊接的問題。
[0018]2)主桿件與邊縱梁的整體制造方案是:主桿件與邊縱梁單獨預制，然后進行主桿件與邊縱梁的整體焊接。在制造過程中由于主桿件與邊縱梁之間通過焊接連接，需要保證主桿件腹板上孔群的極邊孔距公差在允許范圍內。
[0019]3)邊縱梁鋼錨箱位置結構復雜，邊縱梁腹板外側連接鋼錨箱，內側對應副桁節點板;鋼錨箱的焊接有很多密集熔透焊縫，焊接收縮與變形會影響內側副桁節點板的孔群精度。通過合理制定各板件的焊接順序和焊接時機，將鋼錨箱的制造進行分解，從而簡化錨箱的制造難度。
[0020]4)副桁與上下弦接頭板采用的是插入式連接。由于上弦副桁接頭板位置結構復雜，對于采用先孔法的接頭板采用“主桁三角立體試拼，高空一對一匹配鉆制孔”技術實現接頭板與副桁桿件孔群的匹配精度。
[0021 ] 制造步驟及制造工藝
(I)整體節點主桿件與鋼橋面邊縱梁的一體化制造步驟包括:
①整體節點主桿件的制造 a、頂板、腹板單元件的預制；
b、主桿件的組拼焊接及焊后檢驗；
C、腹板節點側孔群的制孔，非節點側定位孔的制孔； d、主桿件上各類接頭板的拼裝、焊接。
[0022]②邊縱梁的制造
a、腹板、橫梁(橫肋)、頂板單元件的預制；
b、邊縱梁的組拼焊接及焊后檢驗；
③邊縱梁與主桿件的整體總拼，實現一體化制造
a、各類焊縫的焊接；
b、未鉆孔的部位進行制孔。
[0023]整體節點主桿件與鋼橋面邊縱梁一體化制造技術主要控制點包括:主桿件拼裝過程中，高大腹板與頂板的主焊縫在操作空間狹小的情況下通過搭設船型焊接平臺，實現高大腹板與頂板的主焊縫焊接;主桿件與邊縱梁總體拼裝過程中，主桿件腹板孔群極邊孔距公差的控制;一體化制造完成后桿件外形尺寸的控制。
[0024](2)鋼錨箱的制造步驟包括:
a、在邊縱梁腹板單元件制造時，拼焊安裝在腹板上的鋼錨箱
b、在邊縱梁頂板單元件制作時，拼裝與頂板焊接的橋面連接板
C、在邊縱梁與主桿件總拼時，完成鋼錨箱的剩余焊縫焊接，并安裝錨管。
[0025]邊縱梁上的鋼錨箱制造技術主要控制點包括:各板件的拼裝順序;熔透焊縫的焊接質量控制;鋼錨箱的角度控制。
[0026]( 3 )副桁制孔精度控制的步驟包括:
①拼裝上弦主桿件、腹桿、下弦桿
②上弦主桿件、腹桿、下弦桿試拼線型檢驗與調整
③拼裝邊縱梁
④拼裝副桁桿件
⑤副桁桿件三角線型控制，進行數據測量，將空間數據轉換成平面數據
⑥副桁桿件的制孔
副桁制孔精度控制技術主要控制點包括:上下弦桿、腹桿平面拼裝線性控制;拼裝邊縱梁時的安全防護措施;拼裝副桁時三角線型的控制及空間的數據進行平面數據的轉換技術;副桁制孔精度的控制技術。
實施例
[0027]I)整體節點主桿件與鋼橋面邊縱梁的一體化制造步驟包括:
①整體節點主桿件的制造
a、頂板、腹板單元件的預制；
b、主桿件的組拼焊接及焊后檢驗；
C、腹板節點側孔群的制孔，非節點側定位孔的制孔； d、主桿件上各類接頭板的拼裝、焊接。
[0028]②邊縱梁的制造 a、腹板、橫梁(橫肋)、頂板單元件的預制；
b、邊縱梁的組拼焊接及焊后檢驗；
③邊縱梁與主桿件的整體總拼，實現一體化制造
a、各類焊縫的焊接；
b、未鉆孔的部位進行制孔。
[0029]整體節點主桿件與鋼橋面邊縱梁一體化制造技術主要控制點包括:
1.主桿件拼裝過程中，高大腹板與頂板的主焊縫在操作空間狹小的情況下通過搭設船型焊接平臺，實現高大腹板與頂板的主焊縫焊接。如圖1所示，為船型焊接胎架，此胎架可用于兩根桿件同時施焊，其中圖1中的①為所搭設的胎架，②為埋弧焊機工作平臺，③表示鋼梁所放置的位置。
[0030]Π.主桿件與邊縱梁總體拼裝過程中，主桿件腹板孔群極邊孔距公差的控
制。主要采取的方法是:主桿件制造完成后，主桿件節點側孔群先鉆孔，非節點側鉆定位孔(用于后期匹配制造)，如圖2所示;主桿件與邊縱梁總拼完成后完成非節點側剩余孔群制孔。
[0031 ] m.一體化制造完成后桿件外形尺寸的控制，如圖3所示，為主桿件與邊縱梁一體化制造完成后上弦桿。
[0032]2)鋼錨箱的制造步驟包括:
a、在邊縱梁腹板單元件制造時，拼焊安裝在腹板上的鋼錨箱，如圖4所示。
[0033]b、在邊縱梁頂板單元件制作時，拼裝與頂板焊接的橋面連接板
C、在邊縱梁與主桿件總拼時，完成鋼錨箱的剩余焊縫焊接，并安裝錨管。
[0034]邊縱梁上的鋼錨箱制造技術主要控制點包括:各板件的拼裝順序;熔透焊縫的焊接質量控制;鋼錨箱的角度控制。
[0035]3)副桁制孔精度控制的步驟包括:
①拼裝上弦主桿件、腹桿、下弦桿。
[0036]②上弦主桿件、腹桿、下弦桿試拼線型檢驗與調整。
[0037]③拼裝邊縱梁。
[0038]④拼裝副桁桿件。
[0039]⑤副桁桿件三角線型控制，進行數據測量，將空間數據轉換成平面數據。
[0040]⑥副桁桿件的制孔。如圖5
副桁制孔精度控制技術主要控制點包括:上下弦桿、腹桿平面拼裝線性控制;拼裝邊縱梁時的安全防護措施;拼裝副桁時三角線型的控制及空間的數據進行平面數據的轉換技術;副桁制孔精度的控制技術。
【主權項】
1.一種大跨度主桁、橋面板一體化制造及副桁鉆孔精度控制技術，其特征在于，包括: 1)整體節點主桿件與鋼橋面邊縱梁的一體化制造 ①整體節點主桿件的制造 a、頂板、腹板單元件的預制； b、主桿件的組拼焊接及焊后檢驗； C、腹板節點側孔群的制孔，非節點側定位孔的制孔； d、主桿件上各類接頭板的拼裝、焊接； ②邊縱梁的制造 a、腹板、橫梁或橫肋、頂板單元件的預制； b、邊縱梁的組拼焊接及焊后檢驗； ③邊縱梁與主桿件的整體總拼，實現一體化制造 a、各類焊縫的焊接； b、未鉆孔的部位進彳丁制孔； 所述整體節點主桿件與鋼橋面邊縱梁一體化制造技術主要控制點包括: 1.主桿件拼裝過程中，高大腹板與頂板的主焊縫在操作空間狹小的情況下通過搭設船型焊接平臺，實現高大腹板與頂板的主焊縫焊接； Π.主桿件與邊縱梁總體拼裝過程中，主桿件腹板孔群極邊孔距公差的控制，主要采取的方法是:主桿件制造完成后，主桿件節點側孔群先鉆孔，非節點側鉆定位孔，用于后期匹配制造，主桿件與邊縱梁總拼完成后完成非節點側剩余孔群制孔；m.一體化制造完成后桿件外形尺寸的控制，主桿件與邊縱梁一體化制造完成后上弦桿； 2)鋼錨箱的制造 a、在邊縱梁腹板單元件制造時，拼焊安裝在腹板上的鋼錨箱； b、在邊縱梁頂板單元件制作時，拼裝與頂板焊接的橋面連接板； C、在邊縱梁與主桿件總拼時，完成鋼錨箱的剩余焊縫焊接，并安裝錨管； 邊縱梁上的鋼錨箱制造技術控制點包括:各板件的拼裝順序;熔透焊縫的焊接質量控制;鋼錨箱的角度控制； 副桁制孔精度控制 拼裝上弦主桿件、腹桿、下弦桿； 上弦主桿件、腹桿、下弦桿試拼線型檢驗與調整； 拼裝邊縱梁； 拼裝副桁桿件； 副桁桿件三角線型控制，進行數據測量，將空間數據轉換成平面數據； 副桁桿件的制孔； 副桁制孔精度控制技術控制點包括:上下弦桿、腹桿平面拼裝線性控制;拼裝邊縱梁時的安全防護措施;拼裝副桁時三角線型的控制及空間的數據進行平面數據的轉換技術;副桁制孔精度的控制技術。
【文檔編號】E01D19/14GK106078114SQ201610576481
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月21日 公開號201610576481.X, CN 106078114 A, CN 106078114A, CN 201610576481, CN-A-106078114, CN106078114 A, CN106078114A, CN201610576481, CN201610576481.X
【發明人】徐慰玉, 徐玉強, 黃勇, 閆冬俠, 馬得利, 韋文俊, 張燕, 王秋萍, 李敏, 葛星, 郭紅艷, 胡益華
【申請人】中鐵九橋工程有限公司, 中鐵科工集團有限公司