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摘要:整体节点制孔工装的设计,有效的解决了孔群间定位的精度,可满足多台钻床同时施工,提高了钻孔速度。
关键词:整体节点整体胎模制孔精度
中宁黄河特大桥钢桁梁为栓焊结构。桁架节点与弦杆设计为整体焊接节点,整体节点与斜杆、横梁、平联等多根杆件栓接联接。整体节点长度14.8米、高度2.9米、重约27.2吨,与腹杆、横梁、平联杆件均是全截面连接。因此连接部位上的孔群尺寸精度直接影响桁架各杆件之间的连接以及桥梁的几何尺寸。为此,设计了一套后孔法整体式加工孔群的工装,即保证了孔群间制造精度,又可用多台钻床同时钻孔,提高钻孔的效率,保证钢梁的制造周期。
整体钻孔工装设计制作分四大部件,即模架一、模架二、底座和桁架。模架一和模架二分别固定在底座上,中间用桁架连接。如下图:
1、底座平面的加工
工装的使用,要保证胎模底座的平面度,采用整体加工的方法获得。底座长15米,系[36a槽钢与钢板组焊,采取先加工底座一端的平面,再以此面为基准面,调头加工出另一端的底座平面。如图:
2、模板的制孔
单块模板平面加工后,与衬板销栓连为一体,按设计的孔群要求整体镗孔。单块模板的精度均在允差范围之内。如下图所示。
3、模架的拼装
模板制作后,用定位棒通过孔固定模板,与底座销栓接,组装后模板上各孔之间的公差均在目标设定的允差范围之内。
4、两个模架在底座上的定位
先定位一端模架,另一端以定位好的模架为基准,通过测量两模架之间的对角线来确定其相对位置,边测量边调整,调整到位后用定位螺栓将两模架与底座栓接牢固,保证模架一和模架二之间的相对精度。所达到的效果非常好。
5、整体钻孔工装的刚度
整体钻孔工装的模架较高底座较长,使用中承受钻孔的侧压力、杆件自重产生的挠度变形和因吊装不当对模架的冲击外力。模架的底座,经计算采用了[36a抵抗挠度变形,底座板用δ24加工到δ20,既保证了平面的加工,又保证了底座的刚度。模架的模板支撑选用[10的槽钢作为模架的骨架,并按孔的分布,增加纵横加强筋板,抵抗模架的侧向变形。模架与底座上固定后,再用桁架将两模架与底座连接牢固,构成整体结构,使钻孔胎模的整体刚度能够满足要求,能够抵抗弦杆钻孔时的各种外力。如图所示。
整体节点钻孔工装使用方便,在整体节点上划出基准线,放入工装胎模中,钻出每个连接部位的4~6个定位孔,再用局部平面样板多台钻床同时钻出剩余孔。提高了钻孔工效,用整体钻孔工装,保证了连接孔群尺寸精度。
使用过程中工艺设计人员进行了统计,采用整体式钻孔工艺所制造的弦杆螺栓孔全部达到标准,所有螺栓孔距的精度均在要求的允差范围之内,且杆件在试拼时通孔率也达到100%。对今后同类型的钢梁制孔提供参考方法。
参考文献:
[1].中宁黄河特大桥L=96m双线简支钢桁梁施工设计图铁道部第三设计院,2006
[2]《铁路钢桥制造规范》(Q/CR9211-2015).北京:中国铁道出版社,2015.