專利名稱：一種核電站環(huán)吊牛腿及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核電站安全殼內(nèi)環(huán)形吊車的支撐構(gòu)件，尤其是一種核電站環(huán)吊牛腿，同時(shí)還涉及其制作方法，屬于建筑施工設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
核電站環(huán)吊牛腿是安全殼內(nèi)環(huán)形吊車需要可靠的支撐構(gòu)件，通常錨固在安全殼的混凝土中，制造質(zhì)量要求很高。環(huán)吊牛腿的主體結(jié)構(gòu)為一箱式框架，凈重約4噸，焊縫絕大部分為全熔透形式，焊接工作量大，焊接變形控制難度大，焊接應(yīng)力大，焊縫容易產(chǎn)生裂紋。由于箱形結(jié)構(gòu)的焊接量大，拘束度大，很容易產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力和焊接變形。申請?zhí)枮?01010187940. 8的中國專利曾公開了一種可以有效解決上述問題的牛腿及其制造方法，但該牛腿不僅結(jié)構(gòu)較為 復(fù)雜，而且需要借助防焊接變形工裝，需要逐件拼焊，難以預(yù)制，不能滿足工期緊、環(huán)境較為惡劣的施工需求。如何在保持原有強(qiáng)度和剛性的前提下，通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)，以更快的預(yù)制速度制作出符合要求的牛腿成為有必要研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提出一種具有足夠強(qiáng)度和剛性、并且變形容易控制的核電站環(huán)吊牛腿，從而可以在預(yù)制過程中完成主要焊接工作量，便于快速施工，同時(shí)給出其制作方法。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的核電站環(huán)吊牛腿由背部勁板、位于背部勁板正面朝前延伸的承重箱體以及加強(qiáng)板、封口板構(gòu)成；
所述背部勁板由背面焊接固定筋板的垂向主板構(gòu)成；所述筋板包括門形框、位于門形框下部的水平主筋、位于門形框中部的垂向主筋、位于垂向中心筋和門形框兩側(cè)之間的兩垂向副筋、以及分別位于兩垂向副筋下端對應(yīng)固定承重箱體中部位置的兩水平副筋；
所述承重箱體主要由水平主板、位于水平主板下面兩側(cè)且具有下倒角斜邊的兩垂向側(cè)板、位于兩垂向側(cè)板倒角斜邊之間的傾斜板、位于水平主板和傾斜板后邊之間的垂向接板、位于水平主板下表面前側(cè)兩垂向側(cè)板之間的筋板組焊接構(gòu)成；所述筋板組包括與水平主板平行的水平副板以及位于水平主板和水平副板之間的至少兩個(gè)連接筋板；
組合時(shí)，所述承重箱體的水平主板以及兩垂向側(cè)板的后邊分別與背部勁板的垂向主板正面焊接固連；
所述加強(qiáng)板包括分別位于水平主板上表面兩側(cè)以及背部勁板的垂向主板正面之間的兩三角板；
所述封口板包括覆蓋在兩三角板上且延伸到水平主板上表面和背部勁板的垂向主板正面的上封板、位于傾斜板后邊和兩垂向側(cè)板之間且朝后延伸到背部勁板的底封板、以及位于傾斜板前邊和兩垂向側(cè)板之間且朝上延伸到水平副板的前封板。本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)不僅可以保證核電站環(huán)吊牛腿具有足夠的強(qiáng)度和剛性，而且可以預(yù)制主要構(gòu)件，現(xiàn)場簡單拼焊即可，從而大大減小現(xiàn)場施工的工作量，加快施工進(jìn)程，同時(shí)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以盡可能減小或補(bǔ)償焊接變形，保證施工質(zhì)量。本發(fā)明進(jìn)一步的完善是所述承重箱體下邊緣的位置與所述水平主筋的位置對應(yīng)，所述兩垂向側(cè)板、兩三角板的位置與所述門形框兩側(cè)的位置對應(yīng)，所述上封板上邊緣的位置與所述門形框上邊的位置對應(yīng)。這樣，可以使垂向主板兩面的焊接應(yīng)力相對應(yīng)抵消，從而保證長期使用也基本不變形。本發(fā)明的核電站環(huán)吊牛腿制作時(shí)采用全熔透焊接，按以下步驟進(jìn)行
第一步、下料制備組成背部勁板、承重箱體、加強(qiáng)板、封口板的各板件；
第二步、預(yù)制背部勁板和承重箱體，分別組焊制備背部勁板和承重箱體； 第三步、現(xiàn)場組焊，將承重箱體的水平主板以及兩垂向側(cè)板的后邊分別與背部勁板的垂向主板正面焊接固連；將作為加強(qiáng)板的兩三角板分別焊接固連在水平主板上表面兩側(cè)與背部勁板正面之間；將上封板覆蓋焊接固連在兩三角板上以及水平主板上表面和背部勁板正面，將底封板焊接固連在傾斜板后邊和兩垂向側(cè)板之間以及背部勁板正面，將前封板焊接固連在傾斜板前邊和兩垂向側(cè)板之間以及水平副板下表面。采用上述組對和焊接順序，可以確保制成品的強(qiáng)度和剛性，有助于減小或補(bǔ)償焊接變形，且工藝簡單，從而有利保證了最終質(zhì)量。


下面結(jié)合附圖的優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖I為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例背部勁板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例承重箱體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例現(xiàn)場組焊過程立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
本實(shí)施例的核電站環(huán)吊牛腿經(jīng)過估算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合設(shè)計(jì)而成，由背部勁板I、位于背部勁板正面朝前延伸的承重箱體2以及加強(qiáng)板、封口板構(gòu)成(參見圖4)。背部勁板I的具體結(jié)構(gòu)如圖I所示，由背面焊接固定筋板的垂向主板1-1構(gòu)成。筋板包括門形框1-2、位于門形框1-2下部的水平主筋1-3、位于門形框中部的兩根間隔分布垂向主筋1-4、位于垂向中心筋1-4和門形框1-2兩側(cè)之間的兩垂向副筋1-5、以及分別位于兩垂向副筋1-5下端對應(yīng)固定承重箱體中部位置的的兩水平副筋1-6。此背部勁板在背面復(fù)合框格結(jié)構(gòu)筋板的加固作用下，零件組合焊接后具有很高的強(qiáng)度和剛性，特別適合正面與承重箱體組焊后承載較大的懸臂載荷。承重箱體2的具體結(jié)構(gòu)如圖2、3所示，主要構(gòu)件有水平主板2-1，位于水平主板2-1下面兩側(cè)的兩垂向側(cè)板2-2—此垂向側(cè)板具有與底邊夾角為150° ±5°的下倒角斜邊a以及與下倒角斜邊a夾角為165° ±5°的相鄰傾角斜邊b，位于兩垂向側(cè)板2_2倒角斜邊之間的傾斜板2-4，位于水平主板2-1和傾斜板2-4后邊之間的垂向接板2-3，以及位于水平主板2-1下表面前側(cè)兩垂向側(cè)板2-2之間的筋板組。筋板組包括與水平主板2-1平行的水平副板2-5以及位于水平主板2-1和水平副板2-5之間的三個(gè)等間隔分布的垂向連接筋板2-6和最里端的傾斜連接筋板2-7，該傾斜連接筋板的延長線與傾斜板2-4垂直。該承重箱體的垂向側(cè)板設(shè)計(jì)使其近乎等強(qiáng)度懸臂梁，節(jié)省材料，減小自重，結(jié)構(gòu)十分合理。組合時(shí)，承重箱體2的水平主板2-1以及兩垂向側(cè)板2-2的后邊分別與背部勁板I的垂向主板1-1正面焊接固連。此時(shí)，承重箱體2下邊緣的位置與背部勁板I水平主筋
1-3的位置對應(yīng)，兩垂向側(cè)板2-2的位置與門形框1-2兩側(cè)的位置對應(yīng)。加強(qiáng)板包括分別位于水平主板2-1上表面兩側(cè)以及背部勁板I的垂向主板1-1正面(即背部勁板正面)之間的兩三角板3。組合時(shí)，此兩三角板的位置也與門形框1-2兩側(cè)的位置對應(yīng)。封口板包括覆蓋在兩三角板3上且延伸到水平主板2-1上表面和背部勁板I的垂向主板1-1正面的上封板4、位于傾斜板2-4后邊和兩垂向側(cè)板2-2之間且朝后延伸到背部勁板I的底封板5、以及位于傾斜板2-4前邊和兩垂向側(cè)板2-2之間且朝上延伸到水平副板
2-5的垂向前封板6。上封板4上邊緣的位置與門形框1-2上邊的位置對應(yīng)。上述垂向主板正面和背面對應(yīng)位置的構(gòu)件可以有效減小先后焊接的變形，抵消焊接應(yīng)力，從而使制成品長期承載使用也不會出現(xiàn)明顯形變。本實(shí)施例的核電站環(huán)吊牛腿制作時(shí)采用全熔透焊接，按以下具體步驟進(jìn)行(參見圖4)
第一步、下料
制備組成背部勁板、承重箱體、加強(qiáng)板、封口板的各板件；
第二步、預(yù)制背部勁板和承重箱體
背部勁板的預(yù)制工序?yàn)閷㈤T形框焊接固定在垂向主板背面，將水平主筋焊接固定在垂向主板背面門形框下部，將垂向主筋焊接固定在垂向主板背面門形框中部，將兩垂向副筋分別焊接固定在垂向主板背面的垂向中心筋和門形框兩側(cè)之間，將兩水平副分別筋焊接固定在垂向主板背面兩垂向副筋下端對應(yīng)固定承重箱體中部位置；
承重箱體的預(yù)制工序?yàn)閷⑺街靼逑旅鎯蓚?cè)分別焊接固連兩垂向側(cè)板，將傾斜板焊接固定在兩垂向側(cè)板的倒角斜邊之間，將垂向接板焊接在水平主板和傾斜板后邊之間，將筋板組焊接固連在水平主板下表面前側(cè)以及兩垂向側(cè)板之間；
第三步、現(xiàn)場組焊
將承重箱體的水平主板以及兩垂向側(cè)板的后邊分別與背部勁板的垂向主板正面焊接固連；
將作為加強(qiáng)板的兩三角板分別焊接固連在水平主板上表面兩側(cè)與背部勁板正面之
間；
將上封板覆蓋焊接固連在兩三角板上以及水平主板上表面和背部勁板正面，將底封板焊接固連在傾斜板后邊和兩垂向側(cè)板之間以及背部勁板正面，將前封板焊接固連在傾斜板前邊和兩垂向側(cè)板之間以及水平副板下表面。這種先組合后封閉的焊接工藝不僅便于全熔透焊接，可以實(shí)現(xiàn)接縫處的雙側(cè)焊接操作，而且有利于借助最終形成的封閉空間框架結(jié)構(gòu)來進(jìn)一步提高強(qiáng)度、增加剛性。各構(gòu)件焊接前宜進(jìn)行消氫熱處理。整件制成后，宜進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。反復(fù)實(shí)踐證明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例通過分部制作，減少了構(gòu)件之間的相互制約以及單個(gè)構(gòu)件上的局部焊接熱輸入量，有益于構(gòu)件的熱變形控制，有效解決了封閉式構(gòu)造的焊接困難的問題，顯著減小了焊接變形，保證了產(chǎn)品的同質(zhì)性和工期，能夠大大降低 建造成本。
權(quán)利要求
1.一種核電站環(huán)吊牛腿，由背部勁板、位于背部勁板正面朝前延伸的承重箱體以及加強(qiáng)板、封口板構(gòu)成；其特征在于 所述背部勁板由背面焊接固定筋板的垂向主板構(gòu)成；所述筋板包括門形框、位于門形框下部的水平主筋、位于門形框中部的垂向主筋、位于垂向中心筋和門形框兩側(cè)之間的兩垂向副筋、以及分別位于兩垂向副筋下端對應(yīng)固定承重箱體中部位置的兩水平副筋； 所述承重箱體主要由水平主板、位于水平主板下面兩側(cè)且具有下倒角斜邊的兩垂向側(cè)板、位于兩垂向側(cè)板倒角斜邊之間的傾斜板、位于水平主板和傾斜板后邊之間的垂向接板、位于水平主板下表面前側(cè)兩垂向側(cè)板之間的筋板組焊接構(gòu)成；所述筋板組包括與水平主板平行的水平副板以及位于水平主板和水平副板之間的至少兩個(gè)連接筋板； 組合時(shí)，所述承重箱體的水平主板以及兩垂向側(cè)板的后邊分別與背部勁板的垂向主板正面焊接固連； 所述加強(qiáng)板包括分別位于水平主板上表面兩側(cè)以及背部勁板的垂向主板正面之間的兩三角板； 所述封口板包括覆蓋在兩三角板上且延伸到水平主板上表面和背部勁板的垂向主板正面的上封板、位于傾斜板后邊和兩垂向側(cè)板之間且朝后延伸到背部勁板的底封板、以及位于傾斜板前邊和兩垂向側(cè)板之間且朝上延伸到水平副板的前封板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電站環(huán)吊牛腿，其特征在于所述承重箱體下邊緣的位置與所述水平主筋的位置對應(yīng)，所述兩垂向側(cè)板、兩三角板的位置與所述門形框兩側(cè)的位置對應(yīng)，所述上封板上邊緣的位置與所述門形框上邊的位置對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電站環(huán)吊牛腿，其特征在于所述垂向側(cè)板具有與底邊夾角為150° ±5°的下倒角斜邊以及與下倒角斜邊夾角為165° ±5°的相鄰傾角斜邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電站環(huán)吊牛腿，其特征在于所述筋板組包括位于所述水平主板和水平副板之間的三個(gè)等間隔分布的垂向連接筋板和最里端的傾斜連接筋板，所述傾斜連接筋板的延長線與所述傾斜板垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的核電站環(huán)吊牛腿，其特征在于所述垂向主筋為間隔分布的兩根。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述核電站環(huán)吊牛腿的制作方法，制作時(shí)采用全熔透焊接，其特征在于按以下步驟進(jìn)行 第一步、下料制備組成背部勁板、承重箱體、加強(qiáng)板、封口板的各板件； 第二步、預(yù)制背部勁板和承重箱體，分別組焊制備背部勁板和承重箱體； 第三步、現(xiàn)場組焊，將承重箱體的水平主板以及兩垂向側(cè)板的后邊分別與背部勁板的垂向主板正面焊接固連；將作為加強(qiáng)板的兩三角板分別焊接固連在水平主板上表面兩側(cè)與背部勁板正面之間；將上封板覆蓋焊接固連在兩三角板上以及水平主板上表面和背部勁板正面，將底封板焊接固連在傾斜板后邊和兩垂向側(cè)板之間以及背部勁板正面，將前封板焊接固連在傾斜板前邊和兩垂向側(cè)板之間以及水平副板下表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述核電站環(huán)吊牛腿的制作方法，其特征在于所述第二步中背部勁板的預(yù)制工序?yàn)閷㈤T形框焊接固定在垂向主板背面，將水平主筋焊接固定在垂向主板背面門形框下部，將垂向主筋焊接固定在垂向主板背面門形框中部，將兩垂向副筋分別焊接固定在垂向主板背面的垂向中心筋和門形框兩側(cè)之間，將兩水平副分別筋焊接固定在垂向主板背面兩垂向副筋下端對應(yīng)固定承重箱體中部位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述核電站環(huán)吊牛腿的制作方法，其特征在于所述第二步中承重箱體的預(yù)制工序?yàn)閷⑺街靼逑旅鎯蓚?cè)分別焊接固連兩垂向側(cè)板，將傾斜板焊接固定在兩垂向側(cè)板的倒角斜邊之間，將垂向接板焊接在水平主板和傾斜板后邊之間，將筋板組焊接固連在水平主板下表面前側(cè)以及兩垂向側(cè)板之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種核電站環(huán)吊牛腿，同時(shí)還涉及其制作方法，屬于建筑施工設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域。該牛腿由背部勁板、承重箱體以及加強(qiáng)板、封口板構(gòu)成。制作時(shí)采用全熔透焊接，下料后先預(yù)制背部勁板和承重箱體，再進(jìn)行現(xiàn)場組焊。本發(fā)明不僅可以保證核電站環(huán)吊牛腿具有足夠的強(qiáng)度和剛性，而且可以預(yù)制主要構(gòu)件，現(xiàn)場簡單拼焊即可，從而大大減小現(xiàn)場施工的工作量，加快施工進(jìn)程，同時(shí)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以盡可能減小或補(bǔ)償焊接變形，保證施工質(zhì)量。
文檔編號B66C5/00GK102815603SQ20121029660
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者陳明國, 徐濤, 王立國, 許開勛, 劉蘇楠 申請人:中國核工業(yè)華興建設(shè)有限公司