[发明专利]装配式钢箱组合梁用底箱的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种箱梁结构的加工方法，尤其是一种适用于工业化加工、结构稳定的装配式钢箱组合梁用底箱的加工方法。

背景技术

混凝土桥的病害多发及对混凝土结构耐久性的质疑，开始让工程界更多的关注较混凝土桥及钢结构桥梁更具有经济优势的钢-混凝土组合结构桥梁，如申请号为200920282539.5的专利公开的钢腹板混凝土组合箱梁，其包括钢制上翼板、钢管混凝土底箱、左右波形钢腹板构成的箱梁，在钢管混凝土底板中含有预应力筋。该钢-混凝土组合结构桥梁的上翼板、钢管混凝土底箱的钢结构部分、以及左右波形钢腹板等均在工厂中预制、拼装，有利于实现桥梁构件的预制化、工厂化、标准化生产，确保施工质量，且钢管混凝土底箱以钢与混凝土之间的组合使用大幅度降低了桥梁的自重，不超过普通钢筋混凝土桥梁自重的40%，这比传统的波形钢腹板桥梁减小20%～30%，降低了下部结构的工程量及规模，降低了工程造价，提高了抗震性能。但是由于钢管混凝土底箱为在钢制的底箱中混凝土灌注形成，其在受到荷载作用下、箱室腹腔内的混凝土与钢板之间存在相对滑移，从而对整体的结构稳定性产生不利影响，造成安全隐患。

申请号为201120053439.2的专利公开了一种用于钢箱叠合梁钢箱底板连接件，其在底箱腹腔内部设置有连接件作为结构筋组件，所述连接件直接放置在底箱中连接上下金属板，所述连接件可以采用桁架式结构或网式桁架式结构。但是底箱的跨径较大（一般为30m）、高度较小约为15cm、宽度约为1~2m，如何将连接件安装入底箱的狭长的腹腔内、如何能够将连接件稳定牢固地与底箱的上下钢板进行连接、以及如何能够防止底箱在加工过程中出现反拱现象等生产工艺的设计，是实际大规模预制钢箱梁中亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种装配式钢箱组合梁用底箱的加工方法，将底箱采用分体式加工，利用塞焊技术以及反变形技术有效解决了结构筋组件的定位、底箱变形等问题，形成了工艺简单、适于大规模工厂化生产的加工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种装配式钢箱组合梁用底箱的加工方法，所述底箱的结构中包括钢箱体、和设置在钢箱体内的结构筋组件，所述底箱的加工方法包括以下步骤：

A、将钢卷开卷、校平、并按照设计尺寸分别切割成等长的底板坯料和顶板坯料、再进行调质预处理；

B、将预处理后的底板坯料借助输送设备经分料区传输至冷压成型工序，借助成型设备将底板坯料的两侧边分别冷压成半圆弧状、形成两端横断面呈C型的底板；预处理后的顶板坯料传输至顶板开孔工序，在顶板与结构筋组件的拟焊接处开工艺通孔；同时，组焊与底板等长且高度匹配的结构筋组件；

C、将底板传输至底箱组焊工位、并借助工装限形定位，然后在底板上沿轴向方向焊接结构筋组件；

D、将开有工艺孔的顶板传输至底板上，借助工艺通孔实现破口焊完成顶板与结构筋组件的定位焊接，形成由底板、顶板和结构筋组件组成的双端面圆弧状扁箱体结构的钢箱体。

优选的，步骤B中底板的结构中位于两侧的半圆弧末端是一小段平行于底板下平面的延伸直边，该直边的宽度为2~20mm。在半圆弧的末端采用延伸的直边结构，保证了与顶板形成同曲率的平面破口对接焊，另一方面有利于底板与顶板的结构筋组件的定位与焊接，而在力学结构上使冲击负荷的应力避免传导到半圆弧这个薄弱环节。

优选的，所述结构筋组件的结构中包括上衬板和下衬板以及焊接在上衬板与下衬板之间的加工成波浪形的螺纹钢筋，预加工焊接形成桁架式结构。所述上衬板和下衬板采用方钢，一方面方钢的平面结构与底板或者/和顶板的接触面积较大，有利于焊接；另一方面的结构可以将顶板和底部的边缘分别搭接在方钢的平面上，有利于实现定位。

上述加工方法中将底箱分解为底板、顶板和结构筋组件分别进行加工，最后组焊在一起，不仅实现了各部件的定位，而且耐冲击能力增强，整体性好，韧性高，抗弯性强，尤其是底板的直线段与半圆弧段由一块钢板利用冷压技术成型，避免应力集中。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：（1）本发明采用工厂预制的方法解决了传统底箱施工复杂、工期长、自重大的缺点，有利于实现自动化生产加工、缩短工期并保障质量；（2）本发明采用分体加工、组合焊接定位方法实现了结构筋组件与底板和顶板的定位连接，使底箱的内部应力有效作用于整个箱体、提高了底箱结构的稳定性；（3）在进一步改进的方案中，底板的直线段与半圆弧段由一块钢板利用冷压技术成型，提高了箱体的整体抗冲击能力。

附图说明