一種正交異性加勁板的加勁u肋雙面焊結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種正交異性加勁板的加勁U肋雙面焊結(jié)構(gòu)，加勁U肋與鋼面板之間采用第一角焊縫、第一角焊縫雙面焊的連接，其加勁U肋與鋼面板之間采用第二角焊縫、第二角焊縫雙面焊的連接。加勁U肋與鋼面板之間通過(guò)第一角焊縫、第二角焊縫外側(cè)角焊縫，加勁U肋與鋼面板之間通過(guò)第一角焊縫、第二角焊縫內(nèi)側(cè)角焊縫。加勁U肋與鋼面板之間通過(guò)第一角焊縫、第二角焊縫外側(cè)角焊縫開(kāi)坡口，第一角焊縫、第二角焊縫內(nèi)側(cè)角焊縫不開(kāi)坡口。構(gòu)造簡(jiǎn)單，實(shí)施方便，改善了正交異性鋼板結(jié)構(gòu)的焊縫及焊縫部位鋼面板及U肋的受力性能，提高了U肋與頂板間的焊接強(qiáng)度，改善了局部汽車、飛機(jī)輪載下鋼面板與其U肋間焊接部位的耐疲勞性能。
【專利說(shuō)明】
一種正交異性加勁板的加勁U肋雙面焊結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域，更具體涉及一種正交異性加勁板的加勁U肋雙面焊結(jié)構(gòu)，適用于橋梁工程及艦船工程。
【背景技術(shù)】
[0002]正交異性鋼橋面板作為目前大、中跨徑鋼橋橋面系的一種重要結(jié)構(gòu)形式，由于其具有自重輕、極限承載力大、適用范圍廣、施工周期短和梁高小、造型美觀等特點(diǎn)，受到了各國(guó)橋梁設(shè)計(jì)者的青睞，其應(yīng)用已成為衡量一個(gè)國(guó)家鋼橋設(shè)計(jì)和制造水平的標(biāo)志。然而，隨著交通流量的增加，特別是重型車輛和超載車輛的增加，疲勞問(wèn)題日益突出，調(diào)研結(jié)果顯示，國(guó)內(nèi)外大量正交異性鋼橋面板在運(yùn)營(yíng)期內(nèi)均不同程度地出現(xiàn)了疲勞開(kāi)裂問(wèn)題。對(duì)于起降艦載機(jī)的艦船，其甲板采用類似的正交異性鋼板結(jié)構(gòu)也同樣存在疲勞耐久性問(wèn)題。
[0003]由于傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)對(duì)操作空間的要求，正交異性橋面系U肋內(nèi)側(cè)與頂板間空間狹小無(wú)法施焊，只能采用U肋外側(cè)單面焊。頂板與U肋單側(cè)壁間相當(dāng)于T型接頭，U肋外側(cè)單面焊導(dǎo)致未施焊內(nèi)側(cè)存在天然缺口，該處應(yīng)力集中無(wú)法消除，且焊縫形心與U肋單側(cè)肋板形心存在偏心，由此U肋側(cè)板軸向力勢(shì)必對(duì)面板及U肋側(cè)板產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力。
[0004]本發(fā)明利用現(xiàn)代高端智能技術(shù)，將小型焊接機(jī)器人送入U(xiǎn)肋內(nèi)部實(shí)施U肋內(nèi)側(cè)與頂板間角焊縫的焊接，U肋外部與頂板間角焊縫按傳統(tǒng)自動(dòng)焊接工藝完成，從而實(shí)現(xiàn)了正交異性鋼橋面U肋內(nèi)外雙面角焊縫焊。本發(fā)明要求U肋內(nèi)焊機(jī)器人系統(tǒng)同時(shí)具備焊接、探傷及缺陷修復(fù)三種功能以保障內(nèi)部焊縫的焊接質(zhì)量。與傳統(tǒng)的單面焊相比，U肋雙面焊技術(shù)首先消除了U肋內(nèi)側(cè)與頂板間的開(kāi)放性間隙(缺口，應(yīng)力集中)、避免了外側(cè)單面焊接時(shí)因U肋鈍邊制造誤差而導(dǎo)致的透焊缺陷，其次增加了焊縫截面積，再者雙焊縫形心與U肋肋板形心基本對(duì)應(yīng)。因此采用雙面焊提高了 U肋與頂板間的連接強(qiáng)度，顯著改善了焊縫及焊縫部位鋼面板及U肋的受力性能，特別有利于改善局部汽車、飛機(jī)輪載下鋼面板與其U肋間焊接部位的耐疲勞性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是在于提供了一種正交異性加勁板的加勁U肋雙面焊結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，實(shí)施方便，改善了正交異性鋼板結(jié)構(gòu)的焊縫及焊縫部位鋼面板及U肋的受力性能，提高了 U肋與頂板間的焊接強(qiáng)度，改善了局部汽車、飛機(jī)輪載下鋼面板與其U肋間焊接部位的耐疲勞性能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種正交異性加勁板的加勁U肋雙面焊結(jié)構(gòu)，它由鋼面板、加勁U肋、第一角焊縫(夕卜側(cè))、第二角焊縫(外側(cè))、第一角焊縫(內(nèi)側(cè))、第二角焊縫(內(nèi)側(cè))組成，其特征在于:其加勁U肋與鋼面板之間采用第一角焊縫(內(nèi)側(cè))、第一角焊縫(外側(cè))雙面焊的連接，其加勁U肋與鋼面板之間采用第二角焊縫(內(nèi)側(cè))、第二角焊縫(外側(cè))雙面焊的連接，較現(xiàn)有的正交異性U肋加勁鋼板技術(shù)僅采用外側(cè)單面角焊縫增加了內(nèi)側(cè)角焊縫。
[0007]所述的加勁U肋與鋼面板之間通過(guò)第一角焊縫、第二角焊縫外側(cè)角焊縫是主受力焊縫，所述的加勁U肋與鋼面板之間通過(guò)第一角焊縫、第二角焊縫內(nèi)側(cè)角焊縫為輔助受力焊縫。
[0008]所述的加勁U肋與鋼面板之間通過(guò)第一角焊縫、第二角焊縫外側(cè)角焊縫必須開(kāi)坡口以滿足熔深度多70%的要求，并保留鈍邊尺寸多1.5mm，第一角焊縫、第二角焊縫內(nèi)側(cè)角焊縫不開(kāi)坡口，要求施焊前加勁U肋I與鋼面板2之間盡可能密貼，其間隙原則上要求<1_。
[0009]正交異性加勁板其鋼面板和縱、橫加勁肋均采用可焊性好的結(jié)構(gòu)鋼。正交異性加勁板，其加勁U肋與鋼面板之間采用內(nèi)、外側(cè)雙面焊的連接方式?？紤]到外側(cè)焊縫施焊及檢測(cè)方便，技術(shù)成熟，本發(fā)明將外側(cè)焊縫設(shè)計(jì)為主受力焊縫(多70%熔透率坡口焊縫)，內(nèi)側(cè)焊縫為輔助受力焊縫;外側(cè)焊縫設(shè)坡口，鈍邊尺寸多1.5_，施焊時(shí)加勁U肋與鋼面板之間盡可能密貼，其間隙<lmm，這兩個(gè)要求是為了保證內(nèi)側(cè)焊縫的質(zhì)量;加勁U肋高度一般在290 —310mm，上口寬290 — 310mm，下底寬170— 190mm，U肋內(nèi)側(cè)焊縫施焊及檢測(cè)空間狹小，傳統(tǒng)手工及機(jī)器均無(wú)法操作，本發(fā)明要求U肋內(nèi)側(cè)焊縫施焊、檢測(cè)及缺陷修復(fù)采用小型化現(xiàn)代智能機(jī)器人來(lái)完成。
[0010]本發(fā)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
(I)增加U肋內(nèi)偵U焊縫，消除了U肋內(nèi)側(cè)與頂板間的開(kāi)放性間隙，一方面消除了局部應(yīng)力集中效應(yīng)，另一方面避免了外側(cè)單面焊接時(shí)因U肋鈍邊制造誤差而導(dǎo)致的透焊缺陷。
[0011 ] (2)在結(jié)構(gòu)外載荷相同的情況下，增加U肋內(nèi)側(cè)焊縫，相應(yīng)增加了總焊縫截面積，較僅單面焊時(shí)的焊縫截面應(yīng)力顯著降低。
[0012](3)在結(jié)構(gòu)外載荷相同的情況下，增加U肋內(nèi)側(cè)焊縫，使得雙焊縫形心與U肋的單側(cè)肋板形心基本對(duì)應(yīng)，顯著降低了該處鋼面板及U肋側(cè)板的附加彎曲應(yīng)力。
[0013](4)理論計(jì)算和當(dāng)前試驗(yàn)成果表明，鋼結(jié)構(gòu)正交異性加勁板的加勁U肋采用本發(fā)明雙面焊連接較傳統(tǒng)的單面焊連接，加勁U肋與鋼面板連接部位的耐動(dòng)載疲勞壽命可以提高
1.0倍。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為一種鋼結(jié)構(gòu)正交異性加勁板的加勁U肋雙面焊連接構(gòu)造示意圖。
[0015]圖2為圖1中的A放大示意圖。
[0016]其中:1-鋼面板、2-加勁U肋、3-第一角焊縫(外側(cè))、3_第二角焊縫(外側(cè))、4_第一角焊縫(內(nèi)側(cè))、4_第二角焊縫(內(nèi)側(cè))。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖1和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例1:
根據(jù)圖1、圖2可知，一種正交異性加勁板的加勁U肋雙面焊結(jié)構(gòu)，它由鋼面板1、加勁U肋
2、第一角焊縫3(外側(cè))、第二角焊縫3(外側(cè))、第一角焊縫4(內(nèi)側(cè))、第二角焊縫4(內(nèi)側(cè))組成，其特征在于:所述的加勁U肋2與鋼面板I之間采用第一角焊縫3(內(nèi)側(cè))、第一角焊縫(夕卜偵D雙面焊的連接，加勁U肋2與鋼面板I之間采用第二角焊縫3(內(nèi)側(cè))、第二角焊縫(外側(cè))雙面焊的連接，較現(xiàn)有的正交異性U肋加勁鋼板技術(shù)僅采用外側(cè)單面角焊縫增加了內(nèi)側(cè)角焊縫，顯著改善了鋼結(jié)構(gòu)正交異性加勁板的加勁U肋與鋼面板連接部位的耐動(dòng)載疲勞性能。
[0019]所述的加勁U肋2與鋼面板I之間通過(guò)第一角焊縫3、第二角焊縫3外側(cè)角焊縫是主受力焊縫，所述的加勁U肋2與鋼面板I之間通過(guò)第一角焊縫4、第二角焊縫4內(nèi)側(cè)角焊縫為輔助受力焊縫。
[0020]所述的加勁U肋2與鋼面板I之間通過(guò)第一角焊縫3、第二角焊縫3外側(cè)角焊縫必須開(kāi)坡口以滿足熔深度多70%的要求，并保留鈍邊尺寸多1.5mm，第一角焊縫4、第二角焊縫4內(nèi)側(cè)角焊縫不開(kāi)坡口，要求施焊前加勁U肋2與鋼面板I之間盡可能密貼，其間隙原則上要求<1mm。本發(fā)明增加了 U肋內(nèi)側(cè)角焊縫，從而大大改善了正交異性加勁鋼板加勁U肋與鋼面板焊接部位抵抗動(dòng)載疲勞的性能，可顯著提高鋼結(jié)構(gòu)正交異性加勁板的抗疲勞耐久性，適用于橋梁工程的行車道鋼橋面板及艦船工程的艦載機(jī)起降甲板。
[0021](I)鋼面板I為結(jié)構(gòu)鋼，其乳制厚度應(yīng)多14mm，性能及加工精度應(yīng)滿足國(guó)家及交通運(yùn)輸部等相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
(2)加勁U肋2為結(jié)構(gòu)鋼，其厚度應(yīng)彡6mm，高度彡250mm，上口寬彡250mm左右，下底寬彡150mm，乳制成型，性能及加工精度應(yīng)滿足國(guó)家及交通運(yùn)輸部等相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在專用數(shù)控銑床上同時(shí)加工U肋兩側(cè)坡口，要求鈍邊尺寸多1.5mm;
(3)按設(shè)計(jì)要求在鋼面板上定位布置加勁U肋，加勁U肋與鋼面板之間盡可能密貼，其間隙(Imm;
(4)加勁U肋2在鋼面板I上定位后，先內(nèi)側(cè)施焊，按設(shè)計(jì)要求和相關(guān)焊縫檢驗(yàn)規(guī)程檢查焊縫質(zhì)量，對(duì)不合格焊縫進(jìn)行修復(fù)；
(5 )U肋內(nèi)側(cè)焊縫檢驗(yàn)合格后，再對(duì)加勁U肋2與鋼面板I間的外側(cè)施焊，按設(shè)計(jì)要求和相關(guān)焊縫檢驗(yàn)規(guī)程檢查焊縫質(zhì)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種正交異性加勁板的加勁U肋雙面焊結(jié)構(gòu)，它由鋼面板(1)、加勁U肋(2)、第一角焊縫(3)、第二角焊縫(3)、第一角焊縫(4)、第二角焊縫(4)組成，其特征在于:加勁U肋(2)與鋼面板(I)之間采用第一角焊縫)3)、第一角焊縫(3)雙面焊的連接，加勁U肋(2)與鋼面板(I)之間采用第二角焊縫(3)、第二角焊縫(3)雙面焊的連接，加勁U肋(2)與鋼面板(I)之間通過(guò)第一角焊縫(3)、第二角焊縫(3)外側(cè)角焊，加勁U肋(2)與鋼面板(I)之間通過(guò)第一角焊縫(4)、第二角焊縫(4)內(nèi)側(cè)角焊縫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正交異性加勁板的加勁U肋雙面焊結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的加勁U肋(2)與鋼面板(I)之間通過(guò)第一角焊縫(3)、第二角焊縫3外側(cè)角焊縫開(kāi)坡口，熔深度彡70%，鈍邊尺寸彡1.5mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正交異性加勁板的加勁U肋雙面焊結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第一角焊縫(4)、第二角焊縫(4)內(nèi)側(cè)角焊縫不開(kāi)坡口，加勁U肋(2)與鋼面板(I)之間密貝占，其間隙彡Imm0
【文檔編號(hào)】E01D101/30GK106043593SQ201610646358
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月9日 公開(kāi)號(hào)201610646358.0, CN 106043593 A, CN 106043593A, CN 201610646358, CN-A-106043593, CN106043593 A, CN106043593A, CN201610646358, CN201610646358.0
【發(fā)明人】陳毅明, 付坤, 馮鵬程, 南軍強(qiáng), 劉琪, 任蒙
【申請(qǐng)人】中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司, 中交城市軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限公司