專(zhuān)利名稱(chēng)：大直徑鋼圓筒的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大直徑鋼圓筒的制造方法。
背景技術(shù)：
在特種領(lǐng)域中往往會(huì)用到大直徑鋼圓筒，其直徑可達(dá)數(shù)十米，例如用于港珠澳大橋東西人工島的護(hù)壁鋼圓筒直徑達(dá)22m，高度達(dá)40.5m 50.5m不等。對(duì)于此類(lèi)大直徑鋼圓筒，傳統(tǒng)的制作方法有氣囊頂升法和單塊鋼板逐層拼接法，這兩種方法所使用的鋼板均需要卷圓之后才可進(jìn)行拼裝，并且由于是外場(chǎng)作業(yè)，受天氣影響較大，而且高空作業(yè)量大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，此外單個(gè)鋼圓筒的制作耗時(shí)非常長(zhǎng)，當(dāng)需求量較大時(shí)無(wú)法滿(mǎn)足短周期工程的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大直徑鋼圓筒的制造方法，工藝簡(jiǎn)單，能夠縮短工期。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種大直徑鋼圓筒的制造方法，包括:將預(yù)計(jì)要形成的鋼圓筒分拆為上段筒體和下段筒體，將所述上段筒體均分為多個(gè)矩形的上段板單元，將所述下段筒體均分為多個(gè)矩形的下段板單元，分別形成所述多個(gè)上段板單元和下段板單元；將所述多個(gè)上段板單元和下段板單元分別放置在弧形胎架上彎成弧形；將所述多個(gè)上段板單元吊裝在底面為正多邊形的內(nèi)模胎架上焊接形成上段筒體，將所述多個(gè)下段板單元吊裝在所述內(nèi)模胎架上焊接形成下段筒體；將所述上段筒體和下段筒體上下對(duì)接并焊接形成鋼圓筒?？蛇x地，所述制造方法還包括:提供矩形吊架，所述矩形吊架與所述鋼圓筒的底邊圓形內(nèi)接，所述矩形吊架的四個(gè)角的上方和下方分別設(shè)置有吊點(diǎn)；將所述鋼圓筒掛接在設(shè)置于矩形吊架下方的吊點(diǎn)上，將所述矩形吊架上方的吊點(diǎn)與浮吊吊鉤相連；驅(qū)動(dòng)所述浮吊對(duì)所述鋼圓筒進(jìn)行移位。可選地，將所述多個(gè)上段板單元和下段板單元分別放置在弧形胎架上彎成弧形包括:將所述多個(gè)上段板單元和下段板單元分別放置在弧形胎架上；在所述上段板單元和下段板單元上設(shè)置配重塊以將所述上段板單元和下段板單元與所述弧形胎架貼合?？蛇x地，在將所述上段板單元和下段板單元彎成弧形后，所述制造方法還包括:在所述上段板單元和下段板單元上設(shè)置產(chǎn)品橫肋和/或工藝橫肋以保持弧度?？蛇x地，在形成所述鋼圓筒之后將所述工藝橫肋拆除。
可選地，所述內(nèi)模胎架的每個(gè)底邊上安裝有多個(gè)支撐管，所述支撐管端部設(shè)有滑移梁，所述上段板單元和下段板單元與所述滑移梁貼合。可選地，所述內(nèi)模胎架的每個(gè)底邊包括圓弧角鋼和固定在所述圓弧角鋼上的導(dǎo)向板，所述上段板單元和下段板單元卡接在所述導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)?？蛇x地，所述上段板單元和下段板單元的數(shù)量都為6個(gè)，所述內(nèi)模胎架的底邊為正六邊形?？蛇x地，所述多個(gè)上段板單元和下段板單元的形成方法包括:加工多個(gè)子板單元；將所述多個(gè)子板單元在水平胎架上拼接成形并裝焊T肋，以形成所述上段板單元和下段板單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明實(shí)施例的大直徑鋼圓筒的制造方法中，將大直徑鋼圓筒拆分為上、下兩段，并將每段分為多個(gè)板單元，各個(gè)板單元形成之后，將其放置在弧形胎架上彎成弧形然后再吊裝至正多邊形的內(nèi)模胎架上焊接成型，最后將焊接好的上段筒體和下段筒體對(duì)接成鋼圓筒，此方法工藝簡(jiǎn)單，耗時(shí)較短，有利于縮短工期。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的大直徑鋼圓筒的制造方法的流程示意圖；圖2至圖9是本發(fā)明實(shí)施例的大直徑鋼圓筒的制造方法中各步驟對(duì)應(yīng)的操作結(jié)構(gòu)圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例的大直徑鋼圓筒的制造方法中所采用的矩形吊架的俯視結(jié)構(gòu)圖；圖11是圖10沿A-A方向的剖面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有技術(shù)往往采用氣囊頂升法或單塊鋼板逐層拼接法來(lái)制造大直徑鋼圓筒，工藝復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)。本發(fā)明實(shí)施例的大直徑鋼圓筒的制造方法中，將大直徑鋼圓筒拆分為上、下兩段，并將每段分為多個(gè)板單元，各個(gè)板單元形成之后，將其放置在弧形胎架上彎成弧形然后再吊裝至正多邊形的內(nèi)模胎架上焊接成型，最后將焊接好的上段筒體和下段筒體對(duì)接成鋼圓筒，此方法工藝簡(jiǎn)單，耗時(shí)較短，有利于縮短工期。下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖1示出了本實(shí)施例中的制造方法的流程示意圖，包括:步驟S11，將預(yù)計(jì)要形成的鋼圓筒分拆為上段筒體和下段筒體，將所述上段筒體均分為多個(gè)矩形的上段板單元，將所述下段筒體均分為多個(gè)矩形的下段板單元，分別形成所述多個(gè)上段板單元和下段板單元；步驟S12，將所述多個(gè)上段板單元和下段板單元分別放置在弧形胎架上彎成弧形；
步驟S13，將所述多個(gè)上段板單元吊裝在底面為正多邊形的內(nèi)模胎架上焊接形成上段筒體，將所述多個(gè)下段板單元吊裝在所述內(nèi)模胎架上焊接形成下段筒體；步驟S14，將所述上段筒體和下段筒體上下對(duì)接并焊接形成鋼圓筒。圖2至圖7是各步驟對(duì)應(yīng)的操作結(jié)構(gòu)圖，下面結(jié)合圖2至圖7進(jìn)行詳細(xì)描述。首先參考圖2和圖3，將預(yù)計(jì)要形成的鋼圓筒分拆為上段筒體21和下段筒體22，將上段筒體21均分為多個(gè)矩形的上段板單元，將下段筒體22均分為多個(gè)矩形的下段板單元。圖3中以上段筒體為例，將上段筒體均分為多個(gè)矩形的上段板單元21a，本實(shí)施例中具體為均分為6個(gè)矩形的上段板單元21a，并根據(jù)分拆結(jié)果形成相應(yīng)數(shù)量和形狀的各個(gè)上段板單元21a。即上段板單元的長(zhǎng)度與下段板單元的長(zhǎng)度之和等于預(yù)計(jì)要形成的鋼圓筒的高度，各上段板單元的寬度之和以及各下段板單元的寬度之和都等于預(yù)計(jì)要形成的鋼圓筒的底邊周長(zhǎng)。本實(shí)施例中，所要形成的鋼圓筒的高度為40.5m，相應(yīng)地，上段筒體和下段筒體的高度都為20.25m，均分的每個(gè)上段板單元21a和下段板單元的寬度約為11.5m，厚度約為16_。在其他實(shí)施例中，上段筒體21a的高度可以隨鋼圓筒的整體高度的變化而變化。在本實(shí)施例中，上段板單元21a的形成過(guò)程可以包括:加工形成多個(gè)子板單元，然后將多個(gè)子板單元在水平胎架上拼接成形并裝焊T肋后形成上段板單元21a。例如，上段板單元21a的尺寸為11.5m*20.25m，相應(yīng)的多個(gè)子板單元的尺寸可以為11.5m*3m，將多個(gè)子板單元放置在水平胎架(即表面基本水平的胎架)上焊接成并裝焊T肋。拼板和裝T肋在水平胎架上容易的多，而且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)埋弧焊拼板和C02氣體保護(hù)自動(dòng)角焊機(jī)焊接T肋與外板的焊縫。其中T肋指的是兩塊板條組合焊接成T字形的肋條，本實(shí)施例中鋼圓筒圓周內(nèi)側(cè)每10度裝焊一根T肋，由于等分成6個(gè)板單元，因而每個(gè)板單元上裝焊有6根T肋。需要說(shuō)明的是，圖3僅是示意，初始形成的上段板單元21a實(shí)際上是平坦的矩形鋼板。另外，劃分的上段板單元21a以及下段板單元的數(shù)量也是可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整的，例如可以是4個(gè)、8個(gè)等。之后參考圖4，將多個(gè)上段板單元21a分別放置在弧形胎架23上彎成弧形。各上段板單元21a在放置在弧形胎架23上之后，在自重的作用下自然形成弧形。優(yōu)選地，還可以在上段板單元21a上設(shè)置配重塊24，例如在局部沒(méi)有與弧形胎架23壓緊的地方設(shè)置配重塊24，以將上段板單元21a與弧形胎架23貼合。此外，還可以對(duì)上段板單元21a頂端的部分(如頂端25mm)進(jìn)行卷制，其余部分不需要卷制。在上段板單元21a被彎成弧形之后，可以在上段板單元21a上設(shè)置弧形的產(chǎn)品橫肋25和工藝橫肋26，以保持上段板單元21a的弧度。其中，產(chǎn)品橫肋25不需要拆除，可以屬于產(chǎn)品的一部分，而工藝橫肋26在整個(gè)鋼圓筒的制作工藝完成之后需要拆除。在板單元的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，可以采用龍門(mén)擱架，并在龍門(mén)擱架兩側(cè)加斜楔墊實(shí)，從而減少運(yùn)輸過(guò)程中的變形。之后參考圖5，將多個(gè)上段板單元21a吊裝在底面為正多邊形的內(nèi)模胎架27上焊接形成上段筒體21。本實(shí)施例中，內(nèi)模胎架27是正六邊形的，由多個(gè)鋼管拼裝組成。內(nèi)模胎架27的每個(gè)底邊上可以安裝有多個(gè)橫向(即平行于底邊)的支撐管，例如4個(gè)支撐管。圖6是圖5中區(qū)域A的局部放大圖，如圖6所示，每個(gè)支撐管的端部可以設(shè)有滑移梁27a，滑移梁27a與上段板單元21a貼合。
圖7是圖5中區(qū)域B的局部放大圖，如圖7所示，內(nèi)模胎架27的每個(gè)底邊包括圓弧角鋼27b和固定在圓弧角鋼27b上的導(dǎo)向板27c，上段板單元21a卡接在導(dǎo)向板27c的內(nèi)偵牝即靠近內(nèi)模胎架27的一側(cè)。此外，內(nèi)模胎架27的底部還具有圓筒胎架27d。在其他具體實(shí)施例中，內(nèi)模胎架27的底邊還可以是其他正多邊形，例如正八邊形
坐寸ο各個(gè)上段板單元21a吊裝調(diào)整到位之后，可以在筒體內(nèi)壁拼縫位置處焊接卡碼固定，并貼好垂直氣電焊鋼襯墊，之后進(jìn)行縱縫焊接。當(dāng)然，其他實(shí)施例中，也可以采用其他焊接方法。以上描述是以上段筒體的制造過(guò)程為例的，下段筒體的制造過(guò)程類(lèi)似，這里不再贅述。之后參考圖8，將上段筒體21和下段筒體22上下對(duì)接并焊接形成鋼圓筒。具體的，可以保持下段筒體22位置不動(dòng)，采用門(mén)機(jī)30將上段筒體21吊起，吊至下段筒體22上方后，依靠筒壁上的導(dǎo)向板進(jìn)行初步定位，并依靠T型肋上擋塊來(lái)確定上段筒體21和下段筒體22之間相對(duì)轉(zhuǎn)角，并依靠碼板以及千斤頂來(lái)調(diào)節(jié)錯(cuò)邊量，筒體對(duì)接尺寸合格后，調(diào)整測(cè)量上段筒體21和下段筒體22水平基準(zhǔn)線之間的距離(例如，圓周方向均勻測(cè)量4個(gè)點(diǎn))，其水平基準(zhǔn)線之間距離偏差控制在IOmm以?xún)?nèi)，確保上、下筒體對(duì)接后整體的垂直度，以上尺寸全部合格后進(jìn)行定位施焊，并可以采用埋弧自動(dòng)橫焊機(jī)完成環(huán)縫的焊接。在將上段筒體21吊起的過(guò)程中，可以采用圖10和圖11中所示的矩形吊架29，其中矩形吊架29與上段筒體21的底面內(nèi)接。具體的，將上段筒體21掛接在矩形吊架29四個(gè)角下方的吊點(diǎn)上，將矩形吊架29四個(gè)角上方的吊點(diǎn)與門(mén)機(jī)30的吊鉤相連，使得在吊起過(guò)程中，上段筒體21僅受到垂直力，不受水平力，防止變形。之后參考圖9，將拼接形成的鋼圓筒掛接在圖10和圖11中所示的矩形吊架29四個(gè)角下方的吊點(diǎn)上，將矩形吊架29四個(gè)角上方的吊點(diǎn)與浮吊28的吊鉤相連，并驅(qū)動(dòng)浮吊28對(duì)鋼圓筒進(jìn)行移位、裝船等。由于采用了矩形吊架29，使得整個(gè)鋼圓筒在吊起過(guò)程中僅收到垂直力，不受水平力，能夠抗形變。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種大直徑鋼圓筒的制造方法，其特征在于，包括: 將預(yù)計(jì)要形成的鋼圓筒分拆為上段筒體和下段筒體，將所述上段筒體均分為多個(gè)矩形的上段板單元，將所述下段筒體均分為多個(gè)矩形的下段板單元，分別形成所述多個(gè)上段板單元和下段板單元； 將所述多個(gè)上段板單元和下段板單元分別放置在弧形胎架上彎成弧形； 將所述多個(gè)上段板單元吊裝在底面為正多邊形的內(nèi)模胎架上焊接形成所述上段筒體，將所述多個(gè)下段板單元吊裝在所述內(nèi)模胎架上焊接形成所述下段筒體； 將所述上段筒體和下段筒體上下對(duì)接并焊接形成鋼圓筒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑鋼圓筒的制造方法，其特征在于，還包括: 提供矩形吊架，所述矩形吊架與所述鋼圓筒的底邊圓形內(nèi)接，所述矩形吊架的四個(gè)角的上方和下方分別設(shè)置有吊點(diǎn)； 將所述鋼圓筒掛接在設(shè)置于矩形吊架下方的吊點(diǎn)上，將所述矩形吊架上方的吊點(diǎn)與浮吊吊鉤相連； 驅(qū)動(dòng)所述浮吊對(duì)所述鋼圓筒進(jìn)行移位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑鋼圓筒的制造方法，其特征在于，將所述多個(gè)上段板單元和下段板單元分別放置在弧形胎架上彎成弧形包括: 將所述多個(gè)上段板單元和下段板單元分別放置在弧形胎架上； 在所述上段板單元和下段板單元上設(shè)置配重塊以將所述上段板單元和下段板單元與所述弧形胎架貼合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑鋼圓筒的制造方法，其特征在于，在將所述上段板單元和下段板單元彎成弧形后還包括:在所述上段板單元和下段板單元上設(shè)置產(chǎn)品橫肋和/或工藝橫肋以保持弧度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大直徑鋼圓筒的制造方法，其特征在于，在形成所述鋼圓筒之后將所述工藝橫肋拆除。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑鋼圓筒的制造方法，其特征在于，所述內(nèi)模胎架的每個(gè)底邊上安裝有多個(gè)支撐管，所述支撐管端部設(shè)有滑移梁，所述上段板單元和下段板單元與所述滑移梁貼合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑鋼圓筒的制造方法，其特征在于，所述內(nèi)模胎架的每個(gè)底邊包括圓弧角鋼和固定在所述圓弧角鋼上的導(dǎo)向板，所述上段板單元和下段板單元卡接在所述導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑鋼圓筒的制造方法，其特征在于，所述上段板單元和下段板單元的數(shù)量都為6個(gè)，所述內(nèi)模胎架的底邊為正六邊形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑鋼圓筒的制造方法，其特征在于，所述多個(gè)上段板單元和下段板單元的形成方法包括: 加工多個(gè)子板單元； 將所述多個(gè)子板單元在水平胎架上拼接成形并裝焊T肋，以形成所述上段板單元和下段板單元。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大直徑鋼圓筒的制造方法，包括將預(yù)計(jì)要形成的鋼圓筒分拆為上段筒體和下段筒體，將所述上段筒體均分為多個(gè)矩形的上段板單元，將所述下段筒體均分為多個(gè)矩形的下段板單元，分別形成所述多個(gè)上段板單元和下段板單元；將所述多個(gè)上段板單元和下段板單元分別放置在弧形胎架上彎成弧形；將所述多個(gè)上段板單元吊裝在底面為正多邊形的內(nèi)模胎架上焊接形成所述上段筒體，將所述多個(gè)下段板單元吊裝在所述內(nèi)模胎架上焊接形成所述下段筒體；將所述上段筒體和下段筒體上下對(duì)接并焊接形成鋼圓筒。本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，能夠縮短工期。
文檔編號(hào)B23P15/00GK103157955SQ20111041723
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者李森, 余良輝, 陸汶玉, 周力偉 申請(qǐng)人:上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司