控制焊接收缩及横坡精度的横隔板及其制作方法与流程

1.本发明属于钢箱梁横坡式横隔板制造技术领域，具体涉及一种控制焊接收缩及横坡精度的横隔板及其制作方法。


背景技术：

2.随着我国钢桥梁制造技术的发展，为了满足交通运输需求，节约制作成本，越来越多的跨江跨海大桥采用钢箱梁结构形式。其中，一般截面钢箱梁板单元分块少，熔透焊缝数量少，焊接变形对钢箱梁桥面横坡精度基本没有影响，因此横隔板按理论尺寸制作，保证钢箱梁结构组装几何尺寸就可以控制钢箱梁桥面横坡精度。
3.但是，对于大型宽幅的钢箱梁桥而言，钢箱梁板单元分块数量多，熔透焊缝数量多，如：宜宾临港公铁两用长江大桥所采用的整体式钢箱梁：梁高5m，桥面宽63.9m，桥面具有双向2％的横坡；其顶板被划分为26块板单元，其底板被划分为23块板单元，顶、底板单元先接宽、再总拼，对接焊缝仍近30余条，横隔板焊接变形及残余应力大，如果横隔板按理论尺寸制作，焊接变形及桥面横坡制作精度严重超差，最凸显的问题在于(1)钢箱梁总拼板单元对接焊接产生上翘变形；(2)钢箱梁横隔板单元焊接导致横隔板u肋槽口间距收缩变形严重；因此钢箱梁横隔板制作质量无法满足设计及相关规范的要求。对此，现提出如下技术方案。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题：提供一种控制焊接收缩及横坡精度的横隔板及其制作方法，通过预设向下旋转i％的工艺横坡，利用反变形原理，抵消钢箱梁总拼焊接产生的上翘变形；通过对横隔板u肋槽口间距的设计理论值增加预留工艺量a，以合理消化隔板单元焊接导致的u肋槽口间距收缩变形；解决大型宽幅钢箱梁总拼焊接变形导致的板单元装配精度差以及桥面横坡精度不易控制的难题。
5.本发明采用的技术方案：控制焊接收缩及横坡精度的横隔板制作方法，包括如下步骤：
6.s001、按设计尺寸确定横隔板设计结构，根据底板横向分块数量及位置确定工艺横坡起点，其中横隔板设计结构对称中心线处的高为h；
7.s002、以工艺横坡起点为原点，将隔板设计结构整体绕工艺横坡起点向下旋转i％坡度；i％坡度用于抵消板单元对接焊接产生的上翘变形量。
8.s003、将旋转后的横隔板顶边与对称中心线延长相交得到横隔板工艺结构，横隔板工艺结构中的横隔板顶边延长线的长为
△
，横隔板工艺结构中的对称中心线线延长的长为h。
9.s004、根据横隔板顶边延长线
△
值对相应顶板制造宽度进行补偿，其中，
△
≈h
×
i％；且横隔板端头、工艺横坡起点位置以及横隔板底边的角度以及高度均为设计理论值不变。
10.s005、将横隔板u肋槽口间距根据设计理论值增加预留工艺量a制作横隔板u肋槽口，增加的预留工艺量a用于抵消隔板单元焊接导致的u肋槽口间距收缩变形量。
11.上述技术方案中，优选地：步骤s002中，当钢箱梁桥面宽度为50m～70m，顶板或底板横向分块数量为20～30时，i＝0.13。
12.上述技术方案中，优选地：步骤s002中，当钢箱梁桥面宽度为40m～50m，顶板或底板横向分块数量为15～20时，i＝0.12。
13.上述技术方案中，优选地：步骤s002中，当钢箱梁桥面宽度为25m～40m，顶板或底板横向分块数量为10～15时，i＝0.11。
14.上述技术方案中，优选地：步骤s002中，当钢箱梁桥面宽度小于25m，顶板或底板横向分块数量小于10时，i＝0。
15.上述技术方案中，优选地：步骤s005中，预留工艺量a为0.2～0.5mm。
16.还包括一种控制焊接收缩及横坡精度的横隔板制作方法所制作的控制焊接收缩及横坡精度的横隔板，横隔板对称中心线高的设计理论值为h；以工艺横坡起点为原点，将横隔板整体绕工艺横坡起点向下旋转i％坡度，旋转后的横隔板顶边与对称中心线延长相交得到的横隔板顶边延长线的长为
△
，延长相交得到的对称中心线线延长的长为h，且
△
≈h
×
i％；i％坡度等于板单元对接焊接产生的上翘变形量；其中横隔板端头、工艺横坡起点位置以及横隔板底边角度以及高度均为设计理论值；横隔板的u肋槽口间距为设计理论值增加预留工艺量a；预留工艺量a等于隔板单元焊接导致的u肋槽口间距收缩变形量。
17.本发明与现有技术相比的优点：
18.1、本发明横隔板工艺结构，有效解决了大型宽幅钢箱梁总拼焊接变形，导致板单元装配精度差、桥面横坡精度不易控制的难题，满足了钢箱梁桥面流畅排水的需求，提高了桥梁结构安全性及使用寿命。
19.2、本发明通过预设向下旋转i％的工艺横坡，利用反变形原理，抵消钢箱梁总拼焊接产生的上翘变形；本发明通过对横隔板u肋槽口间距的设计理论值增加预留工艺量a，合理消化隔板单元焊接导致的u肋槽口间距收缩变形问题。
附图说明
20.图1为本发明横隔板工艺结构图；
21.图2为本发明制作方法步骤s001状态图；
22.图3为本发明制作方法步骤s002状态图；
23.图4为本发明制作方法步骤s003状态图；
24.图5为本发明制作方法步骤s004状态图；
25.图6为本发明制作方法工艺流程图；
26.图中：1-横隔板设计结构，2-工艺横坡起点，3-对称中心线，4-横隔板顶边，5-横隔板工艺结构，401-横隔板顶边延长线，301-对称中心线线延长，6-横隔板u肋槽口间距。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图1-6，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。
28.(如图6所示)控制焊接收缩及横坡精度的横隔板制作方法，包括如下步骤：
29.(如图2)步骤s001、按设计尺寸确定横隔板设计结构1，根据底板横向分块数量及位置确定工艺横坡起点2，其中横隔板设计结构1对称中心线3处的高为h。
30.(如图3)步骤s002、以工艺横坡起点2为原点，将隔板设计结构1整体绕工艺横坡起点2向下旋转i％坡度；i％坡度用于抵消板单元对接焊接产生的上翘变形量。
31.实施例1：步骤s002中，当钢箱梁桥面宽度为50m～70m，顶板或底板横向分块数量为20～30时，i＝0.13。
32.实施例2：步骤s002中，当钢箱梁桥面宽度为40m～50m，顶板或底板横向分块数量为15～20时，i＝0.12。
33.其中，需要说明的是：当钢箱梁桥面宽度为50m，顶板或底板横向分块数量为20时，i＝0.13或i＝0.12。
34.实施例3：步骤s002中，当钢箱梁桥面宽度为25m～40m，顶板或底板横向分块数量为10～15时，i＝0.11。
35.需要说明的是：当钢箱梁桥面宽度为40m，顶板或底板横向分块数量为15时，i＝0.12或i＝0.11。
36.实施例4：步骤s002中，当钢箱梁桥面宽度小于25m，顶板或底板横向分块数量小于10时，i＝0。
37.需要说明的是：当钢箱梁桥面宽度为25m，顶板或底板横向分块数量为10时，i＝0.11或i＝0。
38.即表1：i值参数表
39.钢箱梁桥面宽度顶(底)板横向分块数量i值50m～70m20～300.1340m～50m15～200.1225m～40m10～150.11＜25m＜100
40.(如图4)步骤s003、将旋转后的横隔板顶边4与对称中心线3延长相交得到横隔板工艺结构5，所述横隔板工艺结构5中的横隔板顶边延长线401的长为
△
，所述横隔板工艺结构5中的对称中心线线延长301的长为h。
41.(如图5)步骤s004、根据横隔板顶边延长线401
△
值对相应位置顶板制造宽度进行补偿，其中，
△
≈h
×
i％；即
△
为h
×
i％结果的近似值，且横隔板端头、工艺横坡起点2位置以及横隔板底边的角度以及高度均为设计理论值不变(结合图1)。
42.(如图1)步骤s005、将横隔板u肋槽口间距6根据设计理论值增加预留工艺量a制作横隔板u肋槽口，增加的预留工艺量a用于抵消隔板单元焊接导致的u肋槽口间距收缩变形量。
43.上述实施例中，进一步地：步骤s005中，预留工艺量a为0.2～0.5mm。优选为0.3mm。
44.(结合图1)还包括一种控制焊接收缩及横坡精度的横隔板制作方法所制作的控制焊接收缩及横坡精度的横隔板。
45.需要说明的是：图1中的“设”均表示设计理论值。
46.所述横隔板对称中心线3高的设计理论值为h。
47.以工艺横坡起点2为原点，将横隔板整体绕工艺横坡起点2向下旋转i％坡度，旋转后的横隔板顶边4与对称中心线3延长相交得到的横隔板顶边延长线401的长为
△
，延长相交得到的对称中心线线延长301的长为h，且
△
≈h
×
i％；i％坡度等于板单元对接焊接产生的上翘变形量。
48.其中，横隔板端头、工艺横坡起点2位置以及横隔板底边角度以及高度均为设计理论值；所述横隔板的u肋槽口间距6为设计理论值增加预留工艺量a；预留工艺量a等于隔板单元焊接导致的u肋槽口间距收缩变形量。
49.本发明的工作原理为：本发明通过预设向下旋转i％的工艺横坡，利用反变形原理，抵消钢箱梁总拼焊接产生的上翘变形；本发明通过对横隔板u肋槽口间距的设计理论值增加预留工艺量a，合理消化隔板单元焊接导致的u肋槽口间距收缩变形问题。
50.通过以上描述可以发现：本发明横隔板工艺结构，有效解决了大型宽幅钢箱梁总拼焊接变形，导致板单元装配精度差、桥面横坡精度不易控制的难题，满足了钢箱梁桥面流畅排水的需求，提高了桥梁结构安全性及使用寿命。
51.综上所述，横隔板是钢箱梁制作的内胎，是控制钢箱梁段制造焊接变形及几何尺寸的关键之一。针对大型宽幅钢箱梁板单元分块数量多、焊接变形及横坡精度不易控制的问题，本发明利用预设反变形原理，通过预设工艺横坡及焊接收缩工艺量，将横隔板设计结构转化为工艺结构，控制钢箱梁制作焊接变形及横坡精度。
52.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。
53.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。