[发明专利]一种波浪腹板箱型截面梁及隔板焊接的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种波浪腹板箱型截面梁及隔板焊接的制作方法，属于结构工程技术领域。

技术背景

波浪腹板工形构件是普通平腹板工形构件的一种改进形式，由辊轧成型的波浪形腹板与平翼缘板通过高频连续焊接组成。作为一种新型高效型材，波浪腹板工形构件有以下特点：（1）波浪形腹板在沿波浪方向具有极小的抗压刚度，沿构件纵向几乎不承受法向应力，不会在轴向荷载下发生鼓曲；（2）由平腹板辊轧成型的波浪板，受剪局部屈曲荷载比原平腹板高出几十倍；（3）波浪形板大大提高了腹板的面外刚度，即便对于腹板较薄且高度较高的构件，也能在运输与安装过程中保证其截面形状不发生改变，同时也规避了平腹板构件为采用较薄的腹板而需要设置大量横向加劲肋的问题。由于以上受力特点，波浪形腹板厚度可做得较薄，一般为1.5～6mm，采用波浪腹板工形构件的门式刚架比传统平腹板门式刚架可节约20%～30％的钢材。目前波浪腹板工形构件已广泛用于德国、奥地利、美国、澳大利亚等国家，近几年也逐渐开始应用于我国的工业建筑。

研究表明，波浪腹板工形构件的剪力几乎完全由波浪腹板承担。对于实际工程中需要承担较大剪力荷载的波浪腹板构件，需要相应增加波浪腹板厚度以满足抗剪强度，但这势必增大波浪腹板的辊轧成型难度。如果在平翼缘板间焊接两个波浪腹板形成波浪腹板箱型截面梁，通过增加腹板数量以提高抗剪强度，则利用现有的波浪腹板成型设备即可方便完成辊轧。虽然平腹板箱型截面梁目前已有较为成熟的制作方法，但并不适用于波浪腹板箱型截面梁，原因是：（1）平腹板钢箱梁的腹板与翼缘根据强度要求采用全焊透坡口或局部焊透坡口焊接连接，而波浪腹板箱型梁的焊接轨迹线为类正弦曲线的波浪形，难以加工出焊接坡口，一般采用角焊缝连接；（2）为保证连接强度要求，厚度超过4mm的波浪腹板应与平翼缘通过双面角焊缝连接，波浪腹板箱型截面梁内部的波浪形角焊缝焊接难度较大，手工电弧焊将极大增加成本和工作量，也难以保证焊接质量。此外，为满足受力和构造要求，波浪腹板箱型截面梁需要设置若干横隔板，目前也尚无合理的波浪腹板箱型截面梁横隔板加工工艺。

本发明提出一种波浪腹板箱型截面梁及隔板焊接的制作方法，其基本思路是将两个波浪腹板工形构件通过翼缘板直接对接焊接组成一个波浪腹板箱型截面梁，梁内的横隔板由两个波浪腹板工形构件的加劲肋通过熔嘴电渣焊组成。本发明具有以下几个优点：（1）限制了单个波浪腹板厚度，从而降低了波浪腹板的辊轧成型难度；（2）可充分利用目前较为成熟的波浪腹板工形构件制作工艺和加工设备，节约新设备的研发和制造成本；（3）波浪腹板与平翼缘板的双面角焊缝均可通过焊接机械手沿波浪形轨迹线自动完成焊接，提高了焊接效率并保证了焊接质量，便于工业化生产；（4）可实现横隔板的准确定位，熔嘴电渣焊接方法简便，具有较强的可操作性。

发明内容

本发明提出一种波浪腹板箱型截面梁及隔板焊接的制作方法，其特征在于，所加工的波浪腹板箱型截面梁由上平翼缘板、下平翼缘板、两个波浪腹板以及若干横隔板组成，其中波浪腹板箱型截面梁由两个波浪腹板工形构件通过平翼缘板直接对接焊接组成，箱型截面梁内的横隔板由两个波浪腹板工形构件的加劲肋通过熔嘴电渣焊接组成。所述波浪腹板箱型截面梁制作方法通过以下步骤实现：

步骤（1）：制作两个波浪腹板工形构件，其步骤如下：

步骤（1.1）：利用下料机完成上、下平翼缘板以及平腹板的下料；

步骤（1.2）：在所述上、下平翼缘板一侧边缘加工出单面坡口；

步骤（1.3）：将所述平腹板在波浪腹板成型机上辊轧形成符合设计波长与设计波幅的波浪腹板；

步骤（1.4）：按照工形构件成型位形组装所述上、下平翼缘板与所述波浪腹板，利用自动焊接机在所述波浪腹板的一侧（腹板厚度小于4mm时）或两侧（腹板厚度等于或大于4mm时）高频连续焊接角焊缝，使所述上、下平翼缘板与所述波浪腹板连接组成波浪腹板工形构件；

步骤（2）：在所述波浪腹板工形构件上焊接加劲肋以及熔嘴电渣焊盖板，其步骤如下：

步骤（2.1）：根据所述波浪腹板箱型截面梁横隔板的布置位置，在所述波浪腹板工形构件的对应位置分别焊接一个加劲肋，所述加劲肋应布置在平翼缘板加工成单面坡口的同一侧，所述加劲肋与工形构件上、下平翼缘板通过双面坡口焊接，并与波浪腹板通过角焊缝焊接；

步骤（2.2）：针对其中一个所述波浪腹板工形构件，在其每个加劲肋的边缘分别布置两个熔嘴电渣焊盖板，所述熔嘴电渣焊盖板与加劲肋通过手工电弧焊焊一道角焊缝连接，可采用间断焊；