一种空间异形多曲面钢结构的制造方法技术

一种空间异形多曲面钢结构的制造方法，涉及桥梁施工领域。空间异形多曲面钢结构的制造方法是将多曲面钢结构分为多个节段进行制造；对多曲面钢结构进行三维建模后输出图纸并对各个零件进行下料加工；对多曲面钢结构的外轮廓线型进行分析以控制外轮廓的弯曲位置，并结合多曲面钢结构内部的隔板、腹板和各个节段之间的焊缝位置进行整个胎架点位布置，选取建造基面并在三维模型中计算出多曲面钢结构的各个胎架点位的高程值，按照胎架点位布置及胎架点位的高程值搭设胎架，随后将各个零件在胎架上依次进行装配、调整定位和整体焊接作业。空间异形多曲面钢结构的制造方法解决了双曲板难以加工、各环口尺寸精度难以控制的问题。各环口尺寸精度难以控制的问题。各环口尺寸精度难以控制的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种空间异形多曲面钢结构的制造方法


[0001]本申请涉及桥梁施工领域，具体而言，涉及一种空间异形多曲面钢结构的制造方法。

技术介绍

[0002]目前我国钢结构桥梁的主要形式有钢拱桥、斜拉桥、悬吊桥等多种标准结构桥梁形式，但是为了美观目前针对各种桥梁的特定结构特点开发出各种独特的新型桥梁结构和施工方法。
[0003]独塔斜拉景观桥是一种复杂的斜拉桥梁结构形式，其塔梁连接段作为全桥结构的汇集连接点具有十分复杂的整体结构，且作为一种空间异形多曲面钢结构包含多种双曲面的结合过渡，不仅制造精度要求高，生产制造难度极大，导致传统的标准化生产方式难以满足独塔斜拉景观桥的异形多曲面钢结构的塔梁固结段生产制造的要求。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种空间异形多曲面钢结构的制造方法，其解决了空间异形多曲面钢结构施工中双曲板难以加工、各环口尺寸精度难以控制的问题。
[0005]本申请的实施例是这样实现的：
[0006]本申请实施例提供一种空间异形多曲面钢结构的制造方法，多曲面钢结构的顶部、底部和一侧分别具有桥塔接口、桥墩接口和受压大梁接口，多曲面钢结构的外轮廓具有连接桥塔接口和受压大梁接口的第一双曲板、连接桥墩接口和受压大梁接口的第二双曲板及连接桥塔接口和桥墩接口的第三双曲板，第三双曲板的顶部被配置成连接桥面的主纵梁，多曲面钢结构的制造方法包括以下步骤：
[0007]将多曲面钢结构分为多个节段并搭设胎架整体制造；
[0008]对多曲面钢结构进行三维建模后输出图纸，对图纸的各个零件进行数控下料加工；
[0009]对多曲面钢结构的外轮廓线型进行分析以控制外轮廓的弯曲位置，并结合多曲面钢结构内部的隔板、腹板和各个节段之间的焊缝位置进行整个胎架点位布置，选取多曲面钢结构安装于桥梁时的桥梁中心面作为建造基面并在三维模型中计算出多曲面钢结构的各个胎架点位的高程值，按照胎架点位布置及胎架点位的高程值搭设胎架，随后将各个零件在胎架上依次进行装配、调整定位和整体焊接作业。
[0010]在一些可选的实施方案中，加工第一双曲板、第二双曲板和第三双曲板时，首先利用三维软件分别进行建模放样并分析弯曲变化趋势以布置各个双曲板的加工控制点，再选取一个制作基面通过三维软件取得各个加工控制点的高程值，随后结合加工控制点的平面位置投影图搭设双曲板加工胎架，将已下料的双曲板零件上双曲板加工胎架定位进行加工；加工时采用冷压配合热成型的方式，加热前对钢板施加下压力，再沿着预定的控制线将钢板进行局部线状加热至产生局部塑性变形，使钢板弯曲时的各个加工控制点逐渐贴合双
曲板加工胎架达到对应高程值，从而将钢板弯曲加工成第一双曲板、第二双曲板和第三双曲板。
[0011]在一些可选的实施方案中，对第一双曲板、第二双曲板和第三双曲板之间的共边进行装配时，预拼检查焊缝的坡口配合满足要求时再进入后续装配流程。
[0012]在一些可选的实施方案中，将各个零件在胎架上依次进行装配时，首先拼装靠近桥梁中心面一侧的外轮廓板，根据外轮廓板外表面的胎架点调整定位，再调整对齐外轮廓板内表面纵横基线，随后依次焊接工艺卡板固定各个双曲板的对接缝，接着以外轮廓板的纵横基线为基准安装下层隔板及纵横加劲，在各个节段的两端分别固定工艺板来固定环口尺寸，安装中腹板和下层隔板并调整对齐外轮廓板的中腹板定位线，再以中腹板所在平面的纵横基线为准安装上层隔板，最后铺装远离桥梁中心面一侧的外轮廓板。
[0013]在一些可选的实施方案中，将各个零件在胎架上依次进行调整定位时，首先检查各个节段之间环口的对齐情况，接着检查桥塔接口、桥墩接口和受压大梁接口的环口尺寸并进行整体调节以确保所有接口平整无错位。
[0014]在一些可选的实施方案中，将各个零件在胎架上依次进行整体焊接时，首先焊接节段的上层结构的外轮廓板的对接焊缝，随后取走上层结构的外轮廓板后在对应节段内装配焊接80％熔透加劲并焊接隔板熔透角焊缝，焊接时从中间向两侧焊接，接着焊接下层结构的外轮廓板的隔板熔透角焊缝，焊接时从结构中间向两侧焊接，并焊接腹板与外轮廓板单边熔透角焊缝，从两侧同时进行焊接，从中间向两侧焊接80％熔透加劲，将上层结构的外轮廓板重新装配到下层结构的外轮廓板上，焊接上层结构的外轮廓板和下层结构的外轮廓板的对接焊缝，从中间向两边焊接上层隔板与中腹板的熔透角焊缝，将节段翻身并整体放置到靠桥侧面胎架，翻身后焊接下层结构的外轮廓板对接焊缝，最后从中间向两侧焊接下部隔板与腹板的熔透角焊缝。
[0015]在一些可选的实施方案中，将各个零件在胎架上依次进行整体焊接后，分别将桥塔节段、桥墩节段和受压大梁节段与多曲面钢结构的桥塔接口、桥墩接口和受压大梁接口进行尺寸二次校验匹配。
[0016]本申请的有益效果是：本申请提供的空间异形多曲面钢结构的制造方法是将多曲面钢结构分为多个节段并搭设胎架整体制造。对多曲面钢结构进行三维建模后输出图纸，对图纸的各个零件进行数控下料加工。对多曲面钢结构的外轮廓线型进行分析以控制外轮廓的弯曲位置，并结合多曲面钢结构内部的隔板、腹板和各个节段之间的焊缝位置进行整个胎架点位布置，选取多曲面钢结构安装于桥梁时的桥梁中心面作为建造基面并在三维模型中计算出多曲面钢结构的各个胎架点位的高程值，按照胎架点位布置及胎架点位的高程值搭设胎架，随后将各个零件在胎架上依次进行装配、调整定位和整体焊接作业。本申请提供的空间异形多曲面钢结构的制造方法解决了空间异形多曲面钢结构施工中双曲板难以加工、各环口尺寸精度难以控制的问题。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1为本申请实施例提供的空间异形多曲面钢结构的制造方法中多曲面钢结构的结构示意图；
[0019]图2为本申请实施例提供的空间异形多曲面钢结构的制造方法中多曲面钢结构分为七个节段时的结构示意图；
[0020]图3为本申请实施例提供的空间异形多曲面钢结构的制造方法中在制作基面基础上结合加工控制点和控制线位置对双曲板进行加工的结构示意图；
[0021]图4为本申请实施例提供的空间异形多曲面钢结构的制造方法中对双曲板之间的共边进行装配时预拼检查焊缝的坡口的结构示意图；
[0022]图5为本申请实施例提供的空间异形多曲面钢结构的制造方法中对多曲面钢结构内部的隔板、中腹板和各个节段之间的焊缝位置进行整个胎架点位布置的结构示意图；
[0023]图6为本申请实施例提供的空间异形多曲面钢结构的制造方法中选取桥梁中心面作为建造基面并计算出多曲面钢结构的各个胎架点位的高程值搭设胎架时的结构示意图；
[0024]图7为本申请实施例提供的空间异形多曲面钢结构的制造方法中对节段的下层结构装配时的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间异形多曲面钢结构的制造方法，其特征在于，所述多曲面钢结构的顶部、底部和一侧分别具有桥塔接口、桥墩接口和受压大梁接口，所述多曲面钢结构的外轮廓具有连接所述桥塔接口和所述受压大梁接口的第一双曲板、连接所述桥墩接口和所述受压大梁接口的第二双曲板及连接所述桥塔接口和所述桥墩接口的第三双曲板，所述第三双曲板的顶部被配置成连接桥面的主纵梁，所述多曲面钢结构的制造方法包括以下步骤：将所述多曲面钢结构分为多个节段并搭设胎架整体制造；对所述多曲面钢结构进行三维建模后输出图纸，对图纸的各个零件进行数控下料加工；对所述多曲面钢结构的外轮廓线型进行分析以控制外轮廓的弯曲位置，并结合所述多曲面钢结构内部的隔板、腹板和各个节段之间的焊缝位置进行整个胎架点位布置，选取所述多曲面钢结构安装于桥梁时的桥梁中心面作为建造基面并在三维模型中计算出所述多曲面钢结构的各个胎架点位的高程值，按照胎架点位布置及胎架点位的高程值搭设胎架，随后将各个零件在胎架上依次进行装配、调整定位和整体焊接作业。2.根据权利要求1所述的空间异形多曲面钢结构的制造方法，其特征在于，加工所述第一双曲板、所述第二双曲板和所述第三双曲板时，首先利用三维软件分别进行建模放样并分析弯曲变化趋势以布置各个双曲板的加工控制点，再选取一个制作基面通过三维软件取得各个加工控制点的高程值，随后结合加工控制点的平面位置投影图搭设双曲板加工胎架，将已下料的双曲板零件上双曲板加工胎架定位进行加工；加工时采用冷压配合热成型的方式，加热前对钢板施加下压力，再沿着预定的控制线将钢板进行局部线状加热至产生局部塑性变形，使钢板弯曲时的各个加工控制点逐渐贴合双曲板加工胎架达到对应高程值，从而将钢板弯曲加工成第一双曲板、第二双曲板和第三双曲板。3.根据权利要求2所述的空间异形多曲面钢结构的制造方法，其特征在于，对所述第一双曲板、所述第二双曲板和所述第三双曲板之间的共边进行装配时，预拼检查焊缝的坡口配合满足要求时再进入后续装配流程。4.根据权利要求2所述的空间异形多...

【专利技术属性】
技术研发人员：全顺红，洪子滔，季轩，赵振威，沈强，刘有林，李少波，张丰民，朱刚，韩选，徐阳，
申请(专利权)人：中铁重工有限公司，
类型：发明
国别省市：