一种曲面异型式内砼外钢主塔装饰板焊接施工方法

技术领域

本发明属于异型桥塔施工技术领域，具体涉及一种曲面异型式内砼外钢主塔装饰板焊接施工方法。

背景技术

桥塔结构一般用于悬索桥和斜拉桥，其作用在于支撑主缆，分担大缆所受的竖向力，在风力和地震力的作用下，对总体稳定提供保证。随着建筑水平和人们审美水平的提高，桥塔在建造时不仅需要具备支撑作用，还要具有一定的美化作用，曲面异型桥塔便是其中的一种，如图1所示，曲面异型桥塔的设置一是异型曲面扭转上升更加有利于斜拉索锚固点的布设；二是为了搭配人行悬挑休闲步道通过蝶形的索网形成更加美观的景观效果。

曲面异型桥塔近海人工岛跨海连接桥的曲面异型桥塔在建造时，桥塔装饰结构在地面拼装焊接完成后需要在桥塔上部进行上下节段的对接作业，因此在对接焊缝位置需要设置高空工装操作平台用于外部对接焊缝的焊接作业，工装操作平台不仅要求安全稳固，还要求安装拆卸方便、周转耗时短。由于曲面异型桥塔外曲面装饰板采用异型曲面钢板从塔底至塔顶扭转上升，对于这种情况，现有的工装操作平台施工及安装需要对不同节段针对性地搭设适配的工装操作平台，存在搭建繁琐、耗时长，施工成本过大，无法满足施工周期的问题。

因此，如何提供一种曲面异型式内砼外钢主塔装饰板焊接施工方法，成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种曲面异型式内砼外钢主塔装饰板焊接施工方法，本发明在充分考虑主塔钢结构高空施工的要求后，结合现场实际，保证安全的前提下提出了一种通过调节组装段来调整工装操作平台尺寸适配不同节段曲面装饰板的焊接施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种曲面异型式内砼外钢主塔装饰板焊接施工方法，包括以下施工步骤：

S01.搭建工装操作平台框架，工装操作平台框架由方管焊接而成，组装段之间采用钢板栓接，平台底部采用花纹板铺平，边缘与方管焊接固定，立面和侧面采用三防布全包；

S02.在工装操作平台的侧面和顶端分别设置耳板，用于工装操作平台的临时固定和倒链的悬挂，工装操作平台与曲面装饰板吊耳连接点采用插销连接；

S03.将工装操作平台分为三个组装段，三个组装段根据桥塔装饰结构外部尺寸的缩小而拆除；

S04.确定工装操作平台位置，按照桥塔装饰结构的分段原则，工装操作平台设置位置在上一节段的曲面装饰板外部，工装操作平台的下部距曲面装饰结构对接口1.2米的位置；

S05.为了减小风荷载对工装操作平台稳定性的影响，在操作平台下部设置直流电电磁铁，将工装操作平台下部吸附在曲面装饰板表面，使得工装操作平台不沿插销横截面进行转动；

S06.将工装操作平台随曲面装饰板整体吊装到位，通过插销将工装操作平台与曲面装饰板相连接，当上一节段曲面装饰板对接时，安装焊接人员在工装操作平台内进行码缝，焊接作业；

S07.当对接焊缝焊接完成后，安装焊接人员将倒链挂在工装操作平台的耳板上，然后登上笼梯，解开工装操作平台耳板与曲面装饰板吊耳处的插销，随工装操作平台中部设置的笼梯进入桥塔装饰结构内部，断开电磁铁电源，然后将上节段设置的倒链同时提升，直到工装操作平台到达上一节段工装操作平台与曲面装饰板吊耳连接的位置；

S08.重复此安装过程完成桥塔所有曲面装饰板的安装焊接作业；

S09.工装操作平台的拆除，应先解除工装操作平台与曲面装饰板的约束，然后断开电磁铁约束，最后在塔吊的配合下拆除提升倒链装置，由塔吊吊至地面存放处。

进一步的，第一次安装工装操作平台时应在地面进行调试，安装。

进一步的，S01中所述方管的尺寸为40×40×4mm，所述花纹板的厚度为3mm。

进一步的，S01中组装段的方管端部设置有方形法兰连接接头，所述方形法兰连接接头通过四组螺栓相连接，实现组装段的快速拆装。

进一步的，S03中三个所述组装段的组装长度分别为1m、2m和1m，组装起来整体工装操作平台尺寸为1.5×1.2×4m。

进一步的，S05中所述直流电电磁铁的型号为KK-P120/40，用于为工装操作平台提供垂直与外曲面装饰板表面300kg的吸力。

进一步的，S05中所述直流电电磁铁设置有备用电源，所述备用电源为24V电池，用于停电或极端天气下作业人员的应急操作。

进一步的，S07中所述笼梯设置在施工平台的中间位置，所述笼梯的底部放置在工装操作平台上，顶部通过挂钩与钢结构相连接，加点焊固定。

进一步的，所述倒链的一端设置在工装操作平台的耳板上，所述倒链的另一端连接在桥塔外侧曲面装饰板上设置的吊耳上，用于工装操作平台的上升。

本发明的有益效果为：

1、针对桥塔外曲面装饰板采用异型曲面钢板从塔底至塔顶扭转上升的情况，工装操作平台配备了组装段，通过调节组装段来调整工装操作平台的尺寸，让工装操作平台能适配不同节段的桥塔曲面异型式外装饰板，提供外部环缝焊接高空作业平台的同时，减少了材料消耗；

2、在保证安全的前提下，通过调节组装段来改变工装操作平台的尺寸，缩短了其拆卸、安装的时间；

3、采用工装操作平台与曲面装饰板吊耳连接的方式来固定平台，用塔吊来完成工装操作平台提升、固拆，整个过程更加的便捷，进一步压缩了施工周期；

4、在操作平台下部设置直流电电磁铁，将操作平台下部吸附在曲面装饰结构表面，使得工装操作平台不沿插销横截面进行转动，提高了工装操作平台的抗风能力。

附图说明

图1为本发明曲面异型式内砼外钢主塔主体结构示意图；

图2为本发明工装操作平台示意图；

图3为本发明工装操作平台俯视图；

图4为本发明工装操作平台框架正视图；

图5为本发明工装操作平台框架左视图；

图6为本发明方形法兰连接接头正视图；

图7为本发明方形法兰连接接头对接示意图。

图中：1-塔体；2-工装操作平台框架；3-分隔缝；4-方管；5-方形法兰连接接头；6-耳板；7-倒链；8-笼梯；9-直流电电磁铁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“内”、“外”、“一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种曲面异型式内砼外钢主塔装饰板焊接施工方法，包括以下施工步骤：

S01.搭建工装操作平台框架2，用于塔体1曲面装饰板分隔缝3的焊接，工装操作平台框架2由40×40×4mm的方管4焊接而成，组装段之间的方管4端部设置有方形法兰连接接头5，其采用四组螺栓相连接，实现组装段的快速拆装，平台底部采用3mm的花纹板铺平，边缘与方管4焊接固定，立面和侧面采用三防布全包；

S02.在工装操作平台的侧面和顶端分别设置耳板6，用于工装操作平台的临时固定和倒链7的悬挂，工装操作平台与曲面装饰板吊耳连接点采用插销连接，倒链7使用时一端设置在工装操作平台的耳板6上，倒链7的另一端连接在桥塔外侧曲面装饰板上设置的吊耳上，用于工装操作平台的上升；

S03.将工装操作平台分为三个组装段，三个组装段的组装长度分别为1m、2m和1m，组装起来整体工装操作平台尺寸为1.5×1.2×4m，三个组装段可根据桥塔装饰结构外部尺寸的缩小而拆除；

S04.确定工装操作平台位置，按照桥塔装饰结构的分段原则，工装操作平台设置位置在上一节段的曲面装饰板外部，工装操作平台的下部距曲面装饰结构对接口1.2米的位置；

S05.为了减小风荷载等因素对工装操作平台稳定性的影响，在操作平台下部设置直流电电磁铁9，将工装操作平台下部吸附在曲面装饰板表面，使得工装操作平台不沿插销横截面进行转动，直流电电磁铁9的型号为KK-P120/40，用于为工装操作平台提供垂直与外曲面装饰板表面300kg的吸力，直流电电磁铁9设置有备用电源，备用电源为24V电池，用于停电或极端天气下作业人员的应急操作；

S06.将工装操作平台随曲面装饰板整体吊装到位，通过插销将工装操作平台与曲面装饰板相连接，当上一节段曲面装饰板对接时，安装焊接人员在工装操作平台内进行码缝，焊接作业；

S07.当对接焊缝焊接完成后，安装焊接人员将倒链挂在工装操作平台的耳板6上，然后登上笼梯8，笼梯8设置在施工平台的中间位置，笼梯8的底部放置在工装操作平台上，顶部通过挂钩与钢结构相连接，加点焊固定，解开工装操作平台耳板与曲面装饰板吊耳处的插销，随工装操作平台中部设置的笼梯8进入桥塔装饰结构内部，断开电磁铁电源，然后将上节段设置的倒链7同时提升，直到工装操作平台到达上一节段工装操作平台与曲面装饰板吊耳连接的位置；

S08.重复此安装过程完成桥塔所有曲面装饰板的安装焊接作业；

S09.工装操作平台的拆除，应先解除工装操作平台与曲面装饰板的约束，然后断开电磁铁约束，最后在塔吊的配合下拆除提升倒链7装置，由塔吊吊至地面存放处。

实施例1

本实施例为海南某近海人工岛跨海连接桥的施工方案，采用修建止水围堰的方式来提供施工时所需的干地施工条件。

本项目桥塔采用外曲面装饰板+内部核心混凝土塔柱，总高度86m，桥塔塔身67m，塔尖6m。桥塔塔身为钢筋混凝土核心筒+曲面装饰钢板结构，两者通过横隔板连接，曲面装饰板采用异型曲面钢板从塔底至塔顶扭转上升；塔尖共6m，桥塔装饰结构装饰板空间扭曲旋转上升，外形尺寸随高度的增加而减小，因此工装平台的设计不仅要考虑桥塔装饰结构装饰板横截面变小的变化，还要考虑因工装操作平台不断上升风荷载对操作平台的影响。

工装操作平台框架由40×40×4mm的方管焊接而成，组装段之间采用钢板栓接，平台底部采用3mm花纹板铺平，边缘与方管焊接固定，立面和侧面采用三防布全包，既能保护对接焊缝焊接时不收风的影响，又能起到焊接防火的作用。

桥塔外曲面装饰板工装操作平台分为3个组装段，组装长度分别是1m、2m和1m，组装起来整体工装平台尺寸为1.5×1.2×4m。

3个组装段可根据桥塔装饰结构外部尺寸的缩小而拆除，工装操作平台与曲面装饰板吊耳连接点采用插销连接。为了减小风荷载等因素对工装操作平台稳定性的影响，在工装操作平台下部设置直流电电磁铁，型号为KK-P120/40，可为工装操作平台提供垂直与外曲面装饰板表面300kg的吸力，将工装操作平台下部吸附在曲面装饰结构表面，使得工装操作平台不沿插销横截面进行转动。

第一次安装工装操作平台时应在地面进行调试，安装，然后随曲面装饰板整体吊装到位，当上一节段对接时，安装焊接人员可在工装操作平台内进行码缝，焊接作业，当对接焊缝焊接完成后，安装焊接人员应将倒链挂在工装操作平台的耳板上，然后登上笼梯，解开工装操作平台与曲面装饰板吊耳出的插销，随工装操作平台中部设置的笼梯进入桥塔装饰结构内部，断开电磁铁电源，然后将上节段设置的倒链同时提升，直到操作平台到达上一节段操作平台与曲面装饰板吊耳连接的位置。重复此安装过程完成桥塔所有曲面装饰板的安装焊接作业，其中工装平台组装最大长度为4米，曲面装饰板对接焊缝长度4.275米。

工装操作平台的拆除应先解除工装平台与曲面装饰板的约束，然后断开直流电电磁铁约束，最后在塔吊的配合下拆除提升倒链装置，由塔吊吊至地面存放处。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。