廖瑩
(齊魯交通養(yǎng)護(hù)股份有限公司,濟(jì)南250000)
鋼板梁由工型主梁?jiǎn)卧c橫向聯(lián)系梁?jiǎn)卧M合而成,工型主梁?jiǎn)卧獮楣ぷ中徒孛娴男问剑渲许敯迮c腹板、腹板與底板焊接形式主要為雙面腳焊縫或熔透角焊縫,本文主要針對(duì)這兩種焊接形式進(jìn)行工藝比選,確定一種高效、通用的焊接工藝。
圖1 主視圖
圖2 側(cè)視圖
本鋼梁模型為京滬改擴(kuò)建項(xiàng)目中鋼橋梁施工項(xiàng)目的人行天橋,鋼梁由工型梁?jiǎn)卧蜋M向聯(lián)系梁?jiǎn)卧M成。
圖3 工形梁主焊縫
①首先利用Tekla 等三維建模軟件建立三維模型,在Tekla 建模時(shí)要充分考慮鋼橋應(yīng)位于圓周曲線上,模型建立完成后,將其分解為可下料的工程圖紙。②焊接。本文研究了工型梁焊接工藝,主要通過(guò)研究焊接順序來(lái)確定工型梁焊接的最優(yōu)方案。
第一,鋼板材質(zhì)Q345D;第二,焊接采用門(mén)式埋弧焊機(jī);第三,焊接順序1-2-3-4、1-3-4-2、1-4-3-2。
鋼梁主梁的焊接為T(mén) 型角焊縫[1],焊縫應(yīng)力計(jì)算公式按照相關(guān)文獻(xiàn)給出的焊縫計(jì)算公式計(jì)算:σ=F/δh (1)
σ——焊縫應(yīng)力等于母材應(yīng)力[2];δ——豎板厚度,取t=14mm;h——焊縫有效長(zhǎng)度,取6.5m。
圖4 工形梁主焊縫焊接變形模擬
從圖中可以看出,焊接變形最大為在(b)焊接完成后,焊接變形4.59mm。
圖5 工形梁主焊縫焊接變形模擬
從圖中可以看出,焊接變形最大為在(b)焊接完成后,焊接變形7.84mm。
圖6 工形梁主焊縫焊接變形模擬
從圖中可以看出,焊接變形最大為在(b)焊接完成后,焊接變形6.71mm。
綜上所述,通過(guò)使用有限元分析軟件模擬焊接工序的調(diào)整,為使焊接變形較小,應(yīng)選擇第一種焊接順序。
利用有限元分析軟件進(jìn)行模擬分析。
圖7 工形梁主焊縫多道焊焊接變形模擬
從圖中可以看出,焊接變形依次6.68mm、5.00mm、3.64mm、2.92mm。由數(shù)據(jù)能看出,隨著焊接道數(shù)的增加,焊接變形情況為曲線下降的趨勢(shì)[3]。而從經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看[4],隨著焊接道數(shù)的增加,成本呈直線上升趨勢(shì),每增加一道,成本增加一倍。綜合考慮成本及變形因素,采用兩道或三道焊接成型工藝最優(yōu)。
本文利用有限元分析軟件分析鋼板梁主梁?jiǎn)卧骱缚p焊接順序及焊接道數(shù)對(duì)焊接變形的影響,得出按照主焊縫1-2-3-4 的順序可減小焊接變形;綜合考慮經(jīng)濟(jì)性及變形因素,可選用兩道或三道焊接形式。