箱涵顶铁构件制造技术

本实用新型专利技术涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种箱涵顶铁构件，解决下穿式立交顶进设备中所需的顶铁构件制作时消耗工时大，工艺可焊性与使用可焊性差，造成在实际应用中发生焊缝开裂等现象的问题，包括相互平行的两块顶板，其特征是所述的两块顶板之间设有四支相互平行的钢轨，顶板上设有四个通孔，所述的钢轨两端分别插进两块顶板设有的通孔中，钢轨的端部与顶板的平面齐平，四支钢轨位于以顶板中心为圆心的同心圆上。整体结构强度好，顶铁端面平整，立面挺拔，能有效控制定位顶涵过程中顶进速度和位置的准确性，更好地确保施工工期。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械设备
，尤其涉及一种下穿式立交施工中顶进设备的 箱涵顶铁构件。
技术介绍
铁路基本建设中，下穿式立交由于其建设成本相对上跨式立交较低，广泛得到运 用。在下穿式立交施工过程中，顶进技术与地基处理、维护具有同样的重要性，而顶进技 术的关键是顶进设备的可靠性和使用方便性，近年来，箱涵制作逐渐向大型化、超大型化发 展，已采取了 300 500吨超大油顶，相应的顶进设备施工能力要求也越来越高。所以，顶 铁作为顶进设备的重要施工部分，在顶进过程中所有的顶力全部集中在顶铁上，可靠性是 顶进工作的关键。现有的顶铁焊接制作方法是在铁板上画出四根钢轨的位置，用电焊给构件直接定 位，然后按照一般工艺要求对构件进行焊接。这种方法获得的结构存在缺陷。首先，因钢轨 同铁板焊缝是串联的，焊缝隙承担着传递全部载荷的作用，一旦开裂，结构就会立即失效， 即焊缝为工作焊缝。其次，由于顶铁承受力巨大，根据受力分析，为使焊缝尽可能处于受压 状态，在制作中必须使顶铁两端铁板相互平行，且垂直于四根钢轨，这就给钢轨加工增加难 度。第三，钢轨焊接端面平面度的要求很高，一般误差应小于2毫米，只能用锯床加工才能 达到要求，而构件点固时，点固点易开裂，不易定位。另外，焊接时由于对工作焊缝要求很 高，而钢轨的碳含量较高，为防止焊接时形成裂纹以及接头性能变坏，焊接前必须预热，焊 接后顶铁因钢轨(普通低合金钢)同铁板(A3)材质不同，且铁板厚度大钢性大，焊后顶铁的 残余应力和变形十分大，且同时存在，引起平面变形、上翘，使整个构件丧失稳定，使用性能 得不到保障。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决下穿式立交顶进设备中所需的顶铁构件制作时消 耗工时大，工艺可焊性与使用可焊性差，造成在实际应用中发生焊缝开裂等现象的问题，提 供一种结构设计合理的箱涵顶铁构件，先在铁板上先开设四根钢轨定位用的通孔，再将钢 轨穿入铁板中，并与铁板外端齐平，达到定位快而准确，整体性强，焊接稳定性好的目的。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种箱涵顶铁 构件，包括相互平行的两块顶板，其特征是所述的两块顶板之间设有四支相互平行的钢轨， 顶板上设有四个通孔，所述的钢轨两端分别插进两块顶板设有的通孔中，钢轨的端部与顶 板的平面齐平，四支钢轨位于以顶板中心为圆心的同心圆上。每支钢轨都与顶板垂直，钢轨 的端部穿过顶板与顶板的一个平面定位在实际操作中很容易做到，钢轨与顶板的接触面有 钢板厚度之长，这样对焊接来说是在顶板两个面进行的，结构强度大大提高。而且，四支钢 轨是以顶板的中心进行均勻布置的，在工作中的受力比较均。作为优选，所述的顶板设有的通孔形状与钢轨的横截面形状相同，通孔与钢轨间隙配合。顶板采用低碳钢制作，加工比较容易，通孔设计为钢轨的“工”字形，间隙配合量可 以稍大一些，以方便钢轨插入。作为优选，所述的顶板为正方形，四支钢轨分成两支一组，每组设置在正方形的对 角线上并以中心点对称。顶板也可以为正多边形，保证四支钢轨均勻颁在顶板上，以获得支 撑力均勻的顶铁构件。作为优选，所述的以顶板中心对称的钢轨上顶边朝顶板的中心，下底边朝顶板的 外侧方向。钢轨的“工”字形横截面上边宽度小于下边宽度，宽度大的边朝外，可以获得较 大的四支钢轨共同组成的面，所受之力较为集中。作为优选，所述的钢轨与顶板两端配合后通过焊接方式连接成一体结构。虽然钢 轨是普通低合金钢，同铁板低碳钢材质不同，且铁板厚度大钢性也大，但由于是双面焊接， 焊后顶铁的残余应力和变形并不大，平面变形、上翘也小。本技术的有效效果是由于钢轨和被连接的顶板与焊缝之间是并联的，焊缝 传递很小的载荷，焊接部位主要起着钢板和钢轨之间的相互联系作用，焊缝平行于受力方 向，即使焊缝开裂结构也不会失效，另外钢轨同铁板焊缝是套接的，钢轨的平行度高，焊接 后整体结构强度好，顶铁端面平整，立面挺拔，能有效控制定位顶涵过程中顶进速度和位置 的准确性，更好地确保施工工期。附图说明图1是本技术的一种结构示意图。图2是本技术的图1的A-A剖视结构示意图。图中1.顶板，2.钢轨。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体的说明。参见图1、图2，本实施例一种箱涵顶铁构件，设相互平行的两块方形顶板1，两块 顶板1之间设四支相互平行的钢轨2，顶板1上设有四个通孔，钢轨2两端分别插进两块顶 板1设有的通孔中，钢轨2的端部与顶板1的平面齐平，四支钢轨2位于以顶板1中心为圆 心的同心圆上。两端顶板1为普通碳素钢，含碳量为0. 20%,钢轨2选用50号轨，其含碳量为 0. 75%，含锰、硅等杂质也较高。制作时，对焊接部位进行除锈蚀氧化层、油脂等污物，由于钢轨含碳量高，特别在 轨面上含合金元素更多，因而可焊性较差，异热性能低于低碳钢，焊接时能很快把焊接区加 热到焊接温度，从而使焊接区与未加热区之间出现很大的温度差，产生较大的应力，若熔池 急剧冷却极易产生硬脆的马氏体。淬硬倾向和裂纹敏感倾向很大，因此选用焊条时选用低 氢碱性焊条，填充材料选用E5016或E5015。焊接设备选用直流电焊机，焊接电源是直流反 接。焊条采用直径4mm，焊接电流调到160A-200A之间。焊条焊接前在350 400摄氏度烘1 2个小时，并放置在保箱中随用随取，烘干 时要在炉温较低时放入焊条逐渐升温。因顶铁构件刚度较大、焊缝较长且顶板1较厚，因此 采用预热措施，防止冷裂纹的产生，并能改善焊接接头的塑性，减少焊后的残余应力。由于顶铁构件体积较大，受现场施工条件限制，可用氧气-乙炔火焰对钢轨2端头进行局部预 热，预热温度为400度，同时焊接过程中保持与预热温度一样的层间温度，在顶板1 一侧引 弧，以减少焊接应力。采用锤击金属的方法沽少焊件的残余应力，顶铁构件施焊完成后，进 行焊后缓冷，用石棉盖住焊接接头让其缓慢冷却。 上述实施例是对本技术的说明，不是对本技术的限定，任何对本实用新 型的简单变换后的结构、工艺均属于本技术的保护范围。权利要求1.一种箱涵顶铁构件，包括相互平行的两块顶板(1 )，其特征是所述的两块顶板(1)之 间设有四支相互平行的钢轨(2)，顶板(1)上设有四个通孔，所述的钢轨(2)两端分别插进 两块顶板(1)设有的通孔中，钢轨(2)的端部与顶板(1)的平面齐平，四支钢轨(2)位于以 顶板(1)中心为圆心的同心圆上。2.根据权利要求1所述的箱涵顶铁构件，其特征在于所述的顶板(1)设有的通孔形状 与钢轨(2)的横截面形状相同，通孔与钢轨(2)间隙配合。3.根据权利要求1或2所述的箱涵顶铁构件，其特征在于所述的顶板(1)为正方形，四 支钢轨(2)分成两支一组，每组设置在正方形的对角线上并以中心点对称。4.根据权利要求3所述的箱涵顶铁构件，其特征在于所述的以顶板(1)中心对称的钢 轨(2)上顶边朝顶板(1)的中心，下底边朝顶板(1)的外侧方向。5.根据权利要求1或2或3所述的箱涵顶铁构件，其特征在于所述的钢轨(2)与顶板 (1)两端配合后通过焊接方式连接成一体结构。专利摘要本技术涉及机械设备
，尤其涉及一种箱涵顶铁构件，解决下穿式立交顶进设备中所需的顶铁构件制作时消耗工时大，工艺可焊性与使用可焊性差本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种箱涵顶铁构件，包括相互平行的两块顶板（１），其特征是所述的两块顶板（１）之间设有四支相互平行的钢轨（２），顶板（１）上设有四个通孔，所述的钢轨（２）两端分别插进两块顶板（１）设有的通孔中，钢轨（２）的端部与顶板（１）的平面齐平，四支钢轨（２）位于以顶板（１）中心为圆心的同心圆上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宝胜，张金龙，
申请(专利权)人：中铁二十四局集团浙江工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]