一种钢桁梁上加劲节点板及焊接方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202310663181.5 | 申请日 | 2023-06-06 | 公开(公告)号 | CN116607396A | 公开(公告)日 | 2023-08-18 |
| 申请人 | 中铁大桥勘测设计院集团有限公司; | 发明人 | 张锐; 康晋; 徐伟; 鲍莉霞; 傅战工; 周子明; 廖贵星; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 钢 桁梁上加劲 节点 板及 焊接 方法，涉及 桥梁 施工技术领域，包括：设置有上 弦杆 的钢桁梁，所述上弦杆上设置有焊接机构；所述焊接机构包括多个上焊接部和多个下焊接部，多个所述上焊接部沿钢桁梁方向平行设置在上弦杆上端面，多个所述下焊接部沿钢桁梁方向平行设置在上弦杆下端面，所述上焊接部包括上加劲节点板。本发明的有益效果是：通过焊接机构和上弦杆，实现预制时能分批制造，然后分批运输直现场，在焊接的过程中，利用顶推过程中各杆件应 力 交替变化，计算确定上加劲节点板A处与上弦杆连接 位置 应力 最小阶段，在该阶段通过顶落梁措施消除上加劲节点板A与上弦杆连接位置应力，达到焊接位置无应力状态。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钢桁梁上加劲节点板，其特征在于，包括：设置有上弦杆(2)的钢桁梁，所述上弦杆(2)上设置有焊接机构； |
||||||
| 说明书全文 | 一种钢桁梁上加劲节点板及焊接方法技术领域背景技术[0002] 桁梁中，节点是杆件交汇的地方，在节点处需设置节点板，以连接杆件，传递和平衡杆件内力，节点板是钢桁梁极为重要的构件，带上加劲的连续钢桁梁在上加劲区域，其上弦杆不仅与主桁腹杆连接，也与加劲弦连接，故此处的上弦杆不仅在下方设置节点板与主桁腹杆连接，也在上方设置节点板与加劲弦连接； [0003] 钢结构制造通常采用无应力焊接，即各板件均在自由状态进行焊接，制造完成后结构内部无次内力，为实现无应力制造，保证焊接质量，上、下节点板通常在工厂与上弦杆整体制造，此类构件尺寸过大，对运输条件要求较高，若要减小构件尺寸，需要将上节点板与上弦杆分开制造，单独运输至桥位进行现场焊接，因现场上弦杆已安装完成，承受荷载，很难实现无应力焊接，对焊接工作带来挑战。 发明内容[0004] 本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种钢桁梁上加劲节点板及焊接方法。 [0005] 第一方面，本发明提供一种钢桁梁上加劲节点板，包括：设置有上弦杆的钢桁梁，所述上弦杆上设置有焊接机构； [0006] 所述焊接机构包括多个上焊接部和多个下焊接部，多个所述上焊接部沿钢桁梁方向平行设置在上弦杆上端面，多个所述下焊接部沿钢桁梁方向平行设置在上弦杆下端面。 [0007] 进一步地，所述上焊接部包括上加劲节点板，所述上加劲节点板的下端面与上弦杆焊接，所述上加劲节点板为圆台形，且侧面为内凹的弧形结构。 [0008] 进一步地，所述下焊接部包括下加劲节点板，所述下加劲节点板的形状与上焊接部形状相同呈设置在上弦杆的下端面。 [0009] 进一步地，所述焊接机构设置在钢桁梁的上弦杆上，且焊接机构的上焊接部与下焊接部中心对应。 [0010] 进一步地，所述钢桁梁还包括支撑机构，所述支撑机构包括： [0011] 多个腹杆，设置在下焊接部的下端面； [0012] 下弦杆，沿上弦杆长度方向平行设置，且多个腹杆等距离设置在下弦杆的上端面；以及 [0013] 多个桥墩，间距设置在下弦杆的下端面。 [0014] 进一步地，所述钢桁梁还包括多个加劲竖杆和加劲弦杆，多个所述加劲竖杆的底部分别与多个上焊接部的上端面相接，所述加劲弦杆设置在加劲竖杆的顶端。 [0015] 第二方面，本发明还提出钢桁梁上加劲节点板的焊接方法，包括上述任一方案的钢桁梁上加劲节点板，还包括以下步骤： [0016] 将上弦杆与上焊接部的上加劲节点板分离制造，并顶推施工无加劲钢桁梁，计算确定上加劲节点板连接部与上弦杆连接位置应力最小阶段； [0017] 重复以上步骤，完成其余上加劲节点板连接部的焊接； [0018] 顶推钢桁梁至合拢，搭设支架，施工上加劲。 [0019] 进一步地，将上弦杆与上加劲节点板分离制造后，单独运输至现场； [0020] 进行顶推施工无加劲钢桁梁时，仅安装并顶推上弦杆、下弦杆、腹杆、桥面系。 [0021] 进一步地，计算确定上加劲节点板连接部与上弦杆连接位置应力最小阶段，采用有限元方法进行计算； [0022] 顶落梁措施，在支承点处设置千斤顶，试算确定顶落梁位置和顶落梁高度，通过千斤顶调整支承点高度，达到焊接位置无应力状态； [0023] 对应节点板焊接结束后，调整千斤顶，使梁体支承回到原位置。 [0024] 进一步地，通过试算确定每个上加劲节点板的焊接时机和顶落梁措施，以在顶推过程中适时暂停顶推，进行焊接； [0025] 搭设支架，施工上加劲，在合拢之后，利用焊接完成的节点板，连接加劲竖杆和加劲弦，完成上加劲施工。 [0026] 与现有技术相比，本发明的优点如下：通过焊接机构和上弦杆，实现预制时能分批制造，然后分批运输直现场，在焊接的过程中，利用顶推过程中各杆件应力交替变化，计算确定上加劲节点板A处与上弦杆连接位置应力最小阶段，在该阶段通过顶落梁措施消除上加劲节点板A与上弦杆连接位置应力，达到焊接位置无应力状态。附图说明 [0027] 图1是本发明整体正面示意图。 [0028] 图2是本发明杆件顶推工作示意图。 [0029] 图3是图2中放大示意图。 [0030] 图4是本发明焊接流程示意图。 [0031] 图中： [0032] 1、下弦杆； [0033] 2、上弦杆； [0034] 3、腹杆； [0035] 4、加劲竖杆； [0036] 5、加劲弦杆； [0037] 6、桥墩； [0038] 7、上加劲节点板； [0039] 8、下加劲节点板。 具体实施方式[0040] 现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。 [0041] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。 [0042] 注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。 [0043] 钢结构制造通常采用无应力焊接，即各板件均在自由状态进行焊接，制造完成后结构内部无次内力，为实现无应力制造，保证焊接质量，上、下节点板通常在工厂与上弦杆整体制造，此类构件尺寸过大，对运输条件要求较高，若要减小构件尺寸，需要将上节点板与上弦杆分开制造，单独运输至桥位进行现场焊接，因现场上弦杆已安装完成，承受荷载，很难实现无应力焊接，对焊接工作带来挑战。 [0044] 为了解决上述上弦杆存在的问题，本发明提出的一种钢桁梁上加劲节点板及焊接方法，参见图1‑3，本申请提供了一种钢桁梁上加劲节点板7，包括：设置有上弦杆2的钢桁梁，上弦杆2上设置有焊接机构； [0045] 焊接机构包括多个上焊接部和多个下焊接部，多个上焊接部沿钢桁梁方向平行设置在上弦杆2上端面，多个下焊接部沿钢桁梁方向平行设置在上弦杆2下端面。 [0046] 本申请中，一个上焊接部和和一个下焊接部形成一个焊接机构，焊接机构有多个，且沿上弦杆2长度方向等距离设置，上焊接部和下焊接部的中心位置相对应，使下焊接部能对上弦杆2进行顶推，方便后续上焊接部计算A处连接位置应力，便于后续进行焊接时，消除应力。 [0047] 在一种可能的实施方式中，下焊接部体积大于上焊接部，下焊接部下端面的两侧可开设安装口，安装口的大小与腹杆3相适配，安装口的内壁为光滑结构，便于后续结构与下焊接部进行安装。 [0048] 在上述实施例的基础上，本实施例中，上焊接部包括上加劲节点板7，上加劲节点板7的下端面与上弦杆2焊接，上加劲节点板7为圆台形，且侧面为内凹的弧形结构。 [0049] 本实施例中，上加劲节点板7可以为金属材料，与其他结构保持一致，上加劲节点板7的上端面与加劲竖杆4焊接，或为整体设置，上加劲节点板7上端面的形状与加劲竖杆4相同； [0050] 本申请中，上加劲节点板7为上窄下宽的圆台形，上加劲节点板7的下端面的外沿处突出设置在上弦杆2上，方便工作人员后续对上加劲节点板7与上弦杆2之间进行焊接。 [0051] 在一种可能的实施方式中，上加劲节点板7下端面的边缘可为方形或三角形等，但上加劲节点板7的上端面形状大小始终与加劲竖杆4相同。 [0052] 在上述实施例的基础上，本实施例中，下焊接部包括下加劲节点板8，下加劲节点板8的形状与上焊接部形状相同呈设置在上弦杆2的下端面。 [0053] 本实施例中，下加劲节点板8和上加劲节点板7的形状相同，但下加劲节点板8的大小大于上加劲节点板7，便于后续将腹杆3固定在下加劲节点板8内。 [0054] 本实施例中，焊接机构设置在钢桁梁的上弦杆上，且焊接机构的上焊接部与下焊接部中心对应。 [0055] 本申请中，钢桁梁整体中包含上弦杆2，上弦杆2属于钢桁梁其中一个结构，上弦杆2上设置的焊接机构能与钢桁梁的其他结构相连接。 [0056] 在上述实施例的基础上，本实施例中，钢桁梁还包括支撑机构，支撑机构包括：多个腹杆3，设置在下焊接部的下端面；下弦杆1，沿上弦杆2长度方向平行设置，且多个腹杆3等距离设置在下弦杆1的上端面；以及多个桥墩6，间距设置在下弦杆1的下端面。 [0057] 本实施例中，腹杆3设置在下加劲节点板8和下弦杆1之间，腹杆3两个为一组，设置在下加劲节点板8的内部，且与上弦杆2相接，两个腹杆3相互倾斜呈夹角设置在下加劲节点板8的内部，两个腹杆3相接的中心点与上加劲节点板7的中心点相对应。 [0058] 在上述实施例的基础上，本实施例中，钢桁梁还包括多个加劲竖杆4和加劲弦杆5，多个加劲竖杆4的底部分别与多个上焊接部的上端面相接，加劲弦杆5设置在加劲竖杆4的顶端。 [0059] 本实施例中，加劲竖杆4为多根平行设置在上加劲节点板7，与上加劲节点板7相吻合，多根加劲竖杆4的长度不同，多根加劲竖杆4逐渐增长或减短，长度变化大小相同，加劲弦杆5呈弧形分布，曲线的设置在多根加劲竖杆4的顶端，将多根加劲竖杆4进行连接。 [0060] 本申请实施例中还提供一种钢桁梁上加劲节点板及焊接方法，包括钢桁梁上加劲节点板，还包括以下步骤： [0061] 将上弦杆2与上焊接部的上加劲节点板7分离制造，并顶推施工无加劲钢桁梁，计算确定上加劲节点板7连接部与上弦杆2连接位置应力最小阶段； [0062] 重复以上步骤，完成其余上加劲节点板7连接部的焊接； [0063] 顶推钢桁梁至合拢，搭设支架，施工上加劲。 [0064] 在上述实施例的基础上，本实施例中，将上弦杆2与上加劲节点板7分离制造后，单独运输至现场； [0065] 进行顶推施工无加劲钢桁梁时，仅安装并顶推上弦杆2、下弦杆1、腹杆3、桥面系。 [0066] 在上述实施例的基础上，本实施例中，计算确定上加劲节点板7连接部与上弦杆2连接位置应力最小阶段，采用有限元方法进行计算； [0067] 顶落梁措施，在支承点处设置千斤顶，试算确定顶落梁位置和顶落梁高度，通过千斤顶调整支承点高度，达到焊接位置无应力状态； [0068] 对应节点板焊接结束后，调整千斤顶，使梁体支承回到原位置。 [0069] 在上述实施例的基础上，本实施例中，通过试算确定每个上加劲节点板7的焊接时机和顶落梁措施，以在顶推过程中适时暂停顶推，进行焊接； [0070] 搭设支架，施工上加劲，在合拢之后，利用焊接完成的节点板，连接加劲竖杆4和加劲弦，完成上加劲施工。 [0071] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0072] 需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 [0073] 以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈