[发明专利]桥墩的角接头结构及角接头施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥墩的角接头结构及角接头施工方法，详细地说，涉及通过焊接将厚钢板的端缘彼此之间相互结合构成角接头来制造钢制桥墩的技术。

背景技术

作为桥梁或者高架道路等的桥墩，一般考虑使用混凝土材料等各种材料的桥墩，作为其中之一有钢制桥墩。

钢制桥墩一般以通过焊接将厚钢板彼此之间相互接合而构成角接头，从而形成截面为矩形(例如方形)的封闭截面结构的方式来制造。

而且，在将构成角接头的全部厚钢板的端缘彼此之间相互焊接时，从焊接容易等的理由考虑，大多采用电弧焊接(SAW、SMAW、GMAW等)。

但是，这样在角接头中使用电弧焊接时，通常是在一厚钢板的端缘形成坡口，在该坡口的扩开部形成焊接金属焊缝。而且，在形成该坡口的情况下，由于对根部不能实施电弧焊接，因此产生一部分未被焊接的部分(熔化残余部)，角接头成为部分焊透接头。但是，即使是这种部分焊透接头，也必须确保角接头部分的刚性及强度，研究的结果，公知的是优选将该根部的板厚方向的尺寸设为例如厚钢板的板厚的1/4以下，以充分地确保扩开部的尺寸(参照焊接学会全国(日本)大会演讲概要第72集PP250-251“关于允许塑性化的钢结构体的角接头强度的研究”(2003年3月24日发行))。

另一方面，在最近用激光光束将金属部件加热熔化而进行焊接的激光焊接(LBW)技术被开发且正在不断地实用化，例如，公知的是在金属部件的Y形坡口内进行电弧焊接和激光焊接施工的焊接方法(参照日本国特开平6-114587号公报)。

然而，在电弧焊接中，如上述焊接学会全国大会演讲概要第72集所示，在将根部的板厚方向的尺寸设为板厚的1/4以下来充分确保扩开部的尺寸的情况下，尤其是在要形成角接头完全焊透的接头的情况下，一方面确保了角接头部分的刚性及强度，另一方面，焊接作业量多，成本提高，另外，为了增大坡口的扩开部而导致焊接金属的量增多，由此，存在热收缩量增大而使残余应力变大，或者，由于过大的输入热量而使热变形增大之类的问题。

另外，在由产生熔化残余部的部分焊透接头构成角接头时，尽管能够支承通常的负荷，但也存在不能充分确保耐震性能之类的问题。

另一方面，上述日本国特开平6-114587号公报中公开的焊接方法，是在板部件的对接结合中进行激光焊接和电弧焊接工序的方法。具体地说，在该公报所公示的焊接方法中，从板部件的根部侧(背侧)对Y型坡口的根部进行激光焊接，而且，从板部件的扩开部侧(外侧)对扩开部进行电弧焊接。

但是，对于如上所述的钢制桥墩的角接头，由于焊接部位不是单纯的对接焊接，所以，不能直接采用该公报中公示的焊接方法。

另外，该公报中公示的技术主要是以提高形状精度为目的的技术，并没有解决上述问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而开发的，其目的在于，提供一种桥墩的角接头结构及角接头施工方法，其可以抑制残余应力及热变形等，实现焊接作业省力化及减少焊接材料，同时能够确保高的耐震性能。

为了达到上述目的，本发明的桥墩的角接头结构通过将邻接的厚钢板中的一厚钢板的端面焊接于另一厚钢板的端缘侧面上而构成，其特征在于，在所述一厚钢板的端面形成有坡口，对该坡口的根部进行激光焊接施工，且对扩开部进行电弧焊接施工而填充焊接金属。

因此，要使对厚钢板进行焊接而构成的桥墩的角接头变为完全焊透的接头时，仅在电弧焊接中，焊接金属的使用量因坡口的扩开部的增大而增加，且由于焊接金属的热收缩有时在厚钢板内产生大的残余应力，或者由于输入热量增大有时使厚钢板热变形，但是，通过用激光焊接对坡口的根部进行焊接，能够将焊接金属使用量抑制在需要的最小限度，抑制残余应力的发生，从而抑制厚钢板的热变形，不增大坡口的扩开部或者不增大输入热量，就能够容易地实现使厚钢板焊接而构成的桥墩的角接头为完全焊透的接头。由此，能够实现焊接作业的省力化及焊接材料的减少，而且能够确保角接头的刚性及强度，实现具有高耐震性能的桥墩。

在这种情况下，所述坡口优选V型坡口。

由此，在厚钢板的板厚较厚的情况下，通过把坡口分开能够尽可能地减小坡口的扩开部，能够良好地抑制由于电弧焊接产生的残余应力及厚钢板的热变形。

另外，优选所述坡口为向桥墩的外侧扩开的レ型或者J型坡口。

由此，在厚钢板的板厚较薄的情况下，可以抑制由于电弧焊接产生的残余应力及厚钢板的热变形，同时只是从桥墩外侧就能够完成焊接作业，由此，能够使焊接作业进一步省力化。