[发明专利]钢拱箱无翻转焊接方法及无翻转焊接的钢箱拱

说明书

提供一种钢拱箱无翻转焊接方法及无翻转焊接的钢箱拱，包括如下步骤：制定方案‑设计焊接坡口‑焊接工艺试验‑优化完善焊接坡口‑钢拱箱焊接组装‑对焊接坡口进行检验。本发明实现钢箱拱的焊接制作；同时采用改进型焊接坡口设计，将仰位焊变为俯位焊，解决钢箱拱翻转焊接费工费时费力，安全风险大，场地受限，设备投资过大的技术问题；实现钢箱拱的现场无翻转全位置焊接操作，起到降本增效，降低安全风险，降低焊接难度，提高焊接质量的目的。

技术领域

本发明属于钢拱箱制造技术领域，具体涉及一种钢拱箱无翻转焊接方法及无翻转焊接的钢箱拱。

背景技术

大型钢箱拱节段一般由顶板1、底板2、外腹板3、内腹板4、角部壁板5和隔板6等结构组成八边形构造(参见图1)。其中，各构件拼焊连接制作时，出于受力需要，其棱角焊缝一般均要求采用全熔透焊缝。因为全熔透焊缝传力效果好，但是该焊缝焊接要求高，焊接难度大。以顶、底板板厚36-60mm，角部壁板5板厚为30-40mm的钢箱拱节段为例：焊接坡口设计较为简单，只需要焊接坡口的方向朝向箱外侧即可，通过翻转钢箱拱即可达到所有焊缝在俯位置焊接的要求。因此，根据常规坡口设计方法，(如图2、图3所示)内腹板4与角部壁板5的焊接坡口应该开设在薄板的角部壁板5上。但是，如果钢箱拱不采用翻转焊接，此位置焊缝就需要在仰位焊接(结合图1)；(如图4、图5所示)而顶板1、底板2与角部壁板5的焊缝也需要在仰位焊接，而仰位焊接难度大，焊后焊缝外观成型较差，且焊接效率低，占用大量人工，焊接质量得不到保障。因此，通常对钢箱拱节段焊接制造时，都要采用翻转焊接技术，这样做的主要目的是为了将仰位焊缝变为俯位置焊接，从而达到降低操作难度，保证焊接质量的目的。因为从理论和实践上来说，翻转焊接技术采用的平位或横位焊接质量稳定，施工速度快。

但是，现有翻转焊接技术对制造现场起重能力和场地面积要求很高，一次性投入太大，安全风险高。大型钢箱拱属于超大超重构件，如果翻转作业，首先需要有满足吊装能力的起重设备，以及足够的作业场地，并且要投入大量的辅助人员，安全风险大。从施工实际出发，仅为构件的焊接作业而投入大量施工机具，经济性并不高，还要承担一定的安全管理风险。对此，现提出如下技术方案。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种钢拱箱无翻转焊接方法及无翻转焊接的钢箱拱，实现钢箱拱的无翻转焊接制作；同时采用改进型焊接坡口设计，将仰位焊变为俯位焊，解决钢箱拱翻转焊接费工费时费力，安全风险大，场地受限，设备投资过大的技术问题。

本发明采用的技术方案：钢拱箱无翻转焊接方法，包括如下步骤：

S001、制定钢拱箱焊接方案；

S002、分析钢拱箱不同位置的焊接特点，设计全俯位焊接坡口；

S003、根据设计的全俯位焊接坡口进行焊接工艺试验；

S004、根据试验结果，对焊接坡口进行优化完善；

S005、按照优化后的焊接坡口进行钢拱箱无翻转的焊接组装；

S006、根据钢拱箱施工标准对焊接坡口进行检验。

上述技术方案中，进一步地：步骤S005中的焊接坡口包括外腹板与角部壁板的焊接坡口Ⅰ；底板上端、顶板上端与角部壁板的焊接坡口Ⅱ；底板下端、顶板下端与角部壁板的焊接坡口Ⅲ；内腹板与角部壁板的焊接坡口Ⅳ；焊接坡口Ⅰ、焊接坡口Ⅱ均为坡口方向朝外的单面坡口结构；焊接坡口Ⅲ为双面K型坡口结构；焊接坡口Ⅳ为坡口方向朝内的单面坡口结构，且焊接坡口Ⅳ外侧设有衬垫。