本發(fā)明涉及一種焊接箱型構(gòu)件，尤其涉及一種大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件及其制作方法，屬于鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)隨著我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)得到迅速發(fā)展，大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件被廣泛應(yīng)用到大跨度鋼結(jié)構(gòu)，高層、超高層結(jié)構(gòu)中，它具有如下特點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能適應(yīng)大載荷、大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，被許多高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)，高聳鋼結(jié)構(gòu)工程所采用。

2、大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件截面大、重量重，箱型構(gòu)件拼裝及對(duì)接時(shí)有很大難度，采用傳統(tǒng)的方法很難保證構(gòu)件拼裝焊接后各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要研究新工藝，開(kāi)發(fā)新方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，有效的解決傳統(tǒng)工廠化生產(chǎn)的問(wèn)題，大大加快了制作的進(jìn)度，縮短了工期，同時(shí)合理的分段設(shè)計(jì)減少了焊接的難度及工作量的一種大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件及其制作方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：

一種大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件，包括箱型件，所述的箱型件的側(cè)壁設(shè)有牛腿組件，所述的箱型件中通過(guò)加強(qiáng)組件定位；

所述的牛腿組件包括與箱型件相固定的水平牛腿，所述的水平牛腿的上部與箱型件間、水平牛腿的底部與與箱型件間分別設(shè)有斜牛腿；

所述的加強(qiáng)組件包括橫隔板和縱向加勁板，所述的橫隔板呈間隔狀與箱型件固定，所述的縱向加勁板與若干橫隔板成垂直分布。

作為優(yōu)選，所述的水平牛腿中設(shè)有牛腿勁板，所述的箱型件的內(nèi)壁、水平牛腿的上部分別設(shè)有均勻分布的受力加強(qiáng)釘。

作為優(yōu)選，所述的箱型件由腹板和翼緣板拼裝而成。

一種大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件，按以下步驟進(jìn)行：

(1)、結(jié)構(gòu)分析：

大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件包括構(gòu)件主體、橫隔板、縱向加勁板、牛腿、牛腿勁板；構(gòu)件主體的橫截面為矩形，由厚鋼板組裝焊接而成；橫隔板置于構(gòu)件主體內(nèi)部，對(duì)應(yīng)牛腿相應(yīng)位置，與主體采用坡口焊及電渣焊的焊縫連接；縱向加勁板也置于構(gòu)件主體內(nèi)部，已優(yōu)化大截面構(gòu)件的受力情況；牛腿為h型構(gòu)件焊接在矩形構(gòu)件外表面；

牛腿包括：水平牛腿(用于鋼梁連接)，斜牛腿(用于豎向支撐連接)；

橫隔板上需開(kāi)灌漿孔，大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件空腔內(nèi)灌注素混凝土；

(2)、結(jié)構(gòu)部件制作：

按照加工圖紙要求下料切割鋼板，將鋼板壓制成：箱型構(gòu)件翼緣板、腹板、橫隔板、縱向加勁板、水平牛腿、斜牛腿和牛腿勁板；

箱型構(gòu)件的翼板、腹板采用直條切割機(jī)兩面同時(shí)垂直下料，對(duì)不規(guī)則件采用數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行下料，牛腿下料需要工藝拆分h型牛腿，牛腿翼緣板與腹板分別下料；

(3)、制作安裝胎架：

構(gòu)件組裝以下端面為胎模正造面，胎模與構(gòu)件接觸面采用機(jī)械加工，在承重鋼平臺(tái)上劃出構(gòu)件翼緣板的平面位置線(xiàn)、橫隔板位置線(xiàn)、牛腿位置線(xiàn)的投影線(xiàn)和胎架位置線(xiàn)，并以此為基準(zhǔn)設(shè)置胎架；

(4)、箱型構(gòu)件下翼緣板1b定位：

將下翼緣板1b用桁車(chē)吊放到胎架上，對(duì)準(zhǔn)端面企口位置線(xiàn)、中心線(xiàn)的投影線(xiàn)后固定在胎架上；

(5)、縱向加勁板組裝：

在箱型構(gòu)件腹板1c上定位縱向加勁板需焊接位置，然后進(jìn)行組裝，組裝焊接定位焊采用手工焊；

(6)、箱型構(gòu)件腹板1c組裝：

底板上組裝兩塊箱型構(gòu)件腹板1c，調(diào)整箱型構(gòu)件腹板1c和下翼緣板1b之間的垂直度不得大于1mm；然后將箱型構(gòu)件腹板1c和下翼緣板1b進(jìn)行定位焊接，定位焊接采用c02氣保護(hù)焊；當(dāng)定位焊上有氣孔或裂紋時(shí)，必須清除后重新焊；

(7)、橫隔板的組裝：將橫隔板插入由下翼緣板1b及腹板1c組成的槽型構(gòu)件中，對(duì)準(zhǔn)其位置線(xiàn)，橫隔板與箱型構(gòu)件腹板1c采用c02氣保護(hù)焊，焊兩道全熔透剖口焊縫；

(8)、隱蔽驗(yàn)收：

檢查腹板1c位置、腹板1c與下翼緣板1b的垂直度、腹板1c與下翼緣板1b的全熔透焊縫ut檢測(cè)、焊縫外觀質(zhì)量檢查、構(gòu)件內(nèi)雜物；驗(yàn)收合格后方允許組裝上翼緣板1a；

(9)、箱型構(gòu)件上翼緣板1a組裝：

將上翼緣板1a吊上，調(diào)節(jié)其與腹板1c的垂直度不得大于1mm，然后將其與腹板1c固定，固定定位焊同樣采用c02氣保護(hù)焊；焊縫采用全熔透坡口焊，由于壁厚較大，采取焊前預(yù)熱及焊接后熱措施；焊接完成后形成一個(gè)“口”字形；

(10)、橫隔板的組裝：

箱型構(gòu)件組裝完畢后，對(duì)橫隔板中，隔板與上翼緣1a及下翼緣1b連接處采用電渣焊；

(11)、箱體本體矯正：

箱體本體焊接完成后，在水平胎架上進(jìn)行初步測(cè)量，對(duì)箱體本體變形處如直線(xiàn)度、局部平整度、旁彎進(jìn)行矯正；矯正采用火焰矯正，其溫度值應(yīng)控制在750～900℃之間，同一部位加熱矯正不得超過(guò)2次，矯正后，應(yīng)緩慢冷卻，不得用水驟冷；

(12)、箱體本體端部端銑加工：

采用端面銑床對(duì)箱體本體兩端面進(jìn)行機(jī)加工，使箱體本體端面與箱體中心線(xiàn)垂直，保證箱體的幾何長(zhǎng)度、垂直度；

(13)、水平牛腿、斜牛腿及牛腿筋板的自身組裝：

根據(jù)零件圖定位，將下料所得的h型牛腿構(gòu)件的翼緣及腹板進(jìn)行組裝，組裝方式采用常規(guī)的h型構(gòu)件組裝，固定定位焊同樣采用c02氣保護(hù)焊；焊縫采用全熔透坡口焊；

(14)、裝焊牛腿：

各個(gè)牛腿以箱體頂部的端銑面為裝配基準(zhǔn)，確定各牛腿的裝配位置線(xiàn)，然后在箱體壁板上劃線(xiàn)，對(duì)各個(gè)牛腿位置進(jìn)行定位，最后進(jìn)行組裝焊接，定位焊采用手工焊，焊縫為全熔透剖口焊，按生產(chǎn)要求控制牛腿的相對(duì)位置、垂直度。

本發(fā)明采用合理的焊接順序，采用對(duì)稱(chēng)焊，對(duì)收縮量大的部位先焊，進(jìn)一步保證了制作構(gòu)件的質(zhì)量；利用合理的矯正方法，減小分段加工過(guò)程中的焊接變形，同時(shí)保證大尺度構(gòu)件的外形精度；嚴(yán)格控制加工過(guò)程中精度以及總體尺寸等，保證現(xiàn)場(chǎng)安裝的方便快捷以及安裝質(zhì)量，同時(shí)減少拼裝工作量。箱型構(gòu)件內(nèi)灌注混凝土，可發(fā)揮鋼的抗彎和約束作用、發(fā)揮混凝土的抗剪和吸熱作用，起到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震、防火的綜合效果。

本發(fā)明為典型的超高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，所提供的大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件及其制作方法可以推廣到其他高層建筑結(jié)構(gòu)的建造。

本發(fā)明提供一種大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件及其制作方法，結(jié)構(gòu)緊湊，進(jìn)一步提升制作工藝，提升產(chǎn)品檔次。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中a-a剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖2中b-b剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖2中c-c剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

實(shí)施例1：如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，一種大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件，包括箱型件1，所述的箱型件1的側(cè)壁設(shè)有牛腿組件，所述的箱型件1中通過(guò)加強(qiáng)組件定位；

所述的牛腿組件包括與箱型件1相固定的水平牛腿2，所述的水平牛腿2的上部與箱型件1間、水平牛腿2的底部與與箱型件1間分別設(shè)有斜牛腿3；

所述的加強(qiáng)組件包括橫隔板4和縱向加勁板5，所述的橫隔板4呈間隔狀與箱型件1固定，所述的縱向加勁板5與若干橫隔板4成垂直分布。

所述的水平牛腿2中設(shè)有牛腿勁板6，所述的箱型件1的內(nèi)壁、水平牛腿2的上部分別設(shè)有均勻分布的受力加強(qiáng)釘7。

所述的箱型件1由腹板8和翼緣板9拼裝而成。

一種大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件，按以下步驟進(jìn)行：

(1)、結(jié)構(gòu)分析：

大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件包括構(gòu)件主體、橫隔板、縱向加勁板、牛腿、牛腿勁板；構(gòu)件主體的橫截面為矩形，由厚鋼板組裝焊接而成；橫隔板置于構(gòu)件主體內(nèi)部，對(duì)應(yīng)牛腿相應(yīng)位置，與主體采用坡口焊及電渣焊的焊縫連接；縱向加勁板也置于構(gòu)件主體內(nèi)部，已優(yōu)化大截面構(gòu)件的受力情況；牛腿為h型構(gòu)件焊接在矩形構(gòu)件外表面；

牛腿包括：水平牛腿(用于鋼梁連接)，斜牛腿(用于豎向支撐連接)；

橫隔板上需開(kāi)灌漿孔，大截面厚壁焊接箱型構(gòu)件空腔內(nèi)灌注素混凝土；

(2)、結(jié)構(gòu)部件制作：

按照加工圖紙要求下料切割鋼板，將鋼板壓制成：箱型構(gòu)件翼緣板、腹板、橫隔板、縱向加勁板、水平牛腿、斜牛腿和牛腿勁板；

箱型構(gòu)件的翼板、腹板采用直條切割機(jī)兩面同時(shí)垂直下料，對(duì)不規(guī)則件采用數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行下料，牛腿下料需要工藝拆分h型牛腿，牛腿翼緣板與腹板分別下料；

(3)、制作安裝胎架：

構(gòu)件組裝以下端面為胎模正造面，胎模與構(gòu)件接觸面采用機(jī)械加工，在承重鋼平臺(tái)上劃出構(gòu)件翼緣板的平面位置線(xiàn)、橫隔板位置線(xiàn)、牛腿位置線(xiàn)的投影線(xiàn)和胎架位置線(xiàn)，并以此為基準(zhǔn)設(shè)置胎架；

(4)、箱型構(gòu)件下翼緣板1b定位：

將下翼緣板1b用桁車(chē)吊放到胎架上，對(duì)準(zhǔn)端面企口位置線(xiàn)、中心線(xiàn)的投影線(xiàn)后固定在胎架上；

(5)、縱向加勁板組裝：

在箱型構(gòu)件腹板1c上定位縱向加勁板需焊接位置，然后進(jìn)行組裝，組裝焊接定位焊采用手工焊；

(6)、箱型構(gòu)件腹板1c組裝：

底板上組裝兩塊箱型構(gòu)件腹板1c，調(diào)整箱型構(gòu)件腹板1c和下翼緣板1b之間的垂直度不得大于1mm；然后將箱型構(gòu)件腹板1c和下翼緣板1b進(jìn)行定位焊接，定位焊接采用c02氣保護(hù)焊；當(dāng)定位焊上有氣孔或裂紋時(shí)，必須清除后重新焊；

(7)、橫隔板的組裝：將橫隔板插入由下翼緣板1b及腹板1c組成的槽型構(gòu)件中，對(duì)準(zhǔn)其位置線(xiàn)，橫隔板與箱型構(gòu)件腹板1c采用c02氣保護(hù)焊，焊兩道全熔透剖口焊縫；

(8)、隱蔽驗(yàn)收：

檢查腹板1c位置、腹板1c與下翼緣板1b的垂直度、腹板1c與下翼緣板1b的全熔透焊縫ut檢測(cè)、焊縫外觀質(zhì)量檢查、構(gòu)件內(nèi)雜物；驗(yàn)收合格后方允許組裝上翼緣板1a；

(15)、箱型構(gòu)件上翼緣板1a組裝：

將上翼緣板1a吊上，調(diào)節(jié)其與腹板1c的垂直度不得大于1mm，然后將其與腹板1c固定，固定定位焊同樣采用c02氣保護(hù)焊；焊縫采用全熔透坡口焊，由于壁厚較大，采取焊前預(yù)熱及焊接后熱措施；焊接完成后形成一個(gè)“口”字形；

(16)、橫隔板的組裝：

箱型構(gòu)件組裝完畢后，對(duì)橫隔板中，隔板與上翼緣1a及下翼緣1b連接處采用電渣焊；

(17)、箱體本體矯正：

箱體本體焊接完成后，在水平胎架上進(jìn)行初步測(cè)量，對(duì)箱體本體變形處如直線(xiàn)度、局部平整度、旁彎進(jìn)行矯正；矯正采用火焰矯正，其溫度值應(yīng)控制在750～900℃之間，同一部位加熱矯正不得超過(guò)2次，矯正后，應(yīng)緩慢冷卻，不得用水驟冷；

(18)、箱體本體端部端銑加工：

采用端面銑床對(duì)箱體本體兩端面進(jìn)行機(jī)加工，使箱體本體端面與箱體中心線(xiàn)垂直，保證箱體的幾何長(zhǎng)度、垂直度；

(19)、水平牛腿、斜牛腿及牛腿筋板的自身組裝：

根據(jù)零件圖定位，將下料所得的h型牛腿構(gòu)件的翼緣及腹板進(jìn)行組裝，組裝方式采用常規(guī)的h型構(gòu)件組裝，固定定位焊同樣采用c02氣保護(hù)焊；焊縫采用全熔透坡口焊；

(20)、裝焊牛腿：

各個(gè)牛腿以箱體頂部的端銑面為裝配基準(zhǔn)，確定各牛腿的裝配位置線(xiàn)，然后在箱體壁板上劃線(xiàn)，對(duì)各個(gè)牛腿位置進(jìn)行定位，最后進(jìn)行組裝焊接，定位焊采用手工焊，焊縫為全熔透剖口焊，按生產(chǎn)要求控制牛腿的相對(duì)位置、垂直度。