一种异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法技术

一种异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法，涉及桥梁施工领域。该异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法包括以下步骤：建立钢主塔与桥面锚固结构配合的三维模型、钢主塔节段制造、桥面锚固结构制造，结合桥梁监控线形对桥梁的桥面锚固结构进行修正并根据监控线形进行节段间的组拼。本申请提供的异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法通过建立异形独塔和桥面锚固结构的模型获得钢主塔锚固耳板及桥面锚固结构的理论坐标，从而解决了空间异形独塔与桥面锚固结构难以制造和定位的问题，并在三维模型中对受影响零部件进行局部修改，使需要修改的零件等到监控线形确认后排到第二批下料，根据监控线形进行节段间的组拼以适应设计线型优化调整需求。设计线型优化调整需求。设计线型优化调整需求。

【技术实现步骤摘要】
一种异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法


[0001]本申请涉及桥梁施工领域，具体而言，涉及一种异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法。

技术介绍

[0002]大跨度斜拉索桥梁在建造过程中通常会有设计线型优化调整的过程，其是首先通过设计单位对桥梁的制造线型进行设计，随后在施工前规定监控单位结合桥梁施工方法对桥梁线型进行更进一步的优化计算，得出最终桥梁的制造线型，但此设计线型优化调整过程周期很长，如等待最终线型确定再开始项目的施工工作，将远远无法满足项目的规定施工时间。因此，需要按照设计单位给出的原始线型进行图纸的深化和制造，待最终线型确认后再进行调整和修改，而桥面设计线型修改对处于空间位置异形独塔拉索锚固点和其配套桥面钢锚箱产生影响，会使其定位基准均会发生改变，为锚固结构的制造带来极大的麻烦。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法，其通过建立异形独塔和桥面锚固结构的模型获得钢主塔锚固耳板及桥面锚固结构的理论坐标，从而解决了空间异形独塔与桥面锚固结构难以制造的问题，并通过在三维模型中对受影响零部件进行局部修改，使需要修改的零件等到监控线形确认后排到第二批下料，最终根据监控线形进行节段间的组拼以适应设计线型优化调整需求。
[0004]本申请的实施例是这样实现的：
[0005]本申请实施例提供一种异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法，异形独塔包括对称布置的两个弧形的钢主塔及多根连接两个钢主塔的连接杆，钢主塔的横截面为至少八边的多边形且横截面积从下至上逐渐减小，钢主塔的底部与桥面的塔梁固结段连接，钢主塔的内弧侧设有多个锚固耳板，桥面设有与锚固耳板一一对应的桥面锚固结构，桥面锚固结构包括固定于桥面外纵梁内且一端伸出外纵梁外腹板的内部支撑板、连接于内部支撑板伸出外纵梁一端的钢锚管及分别与内部支撑板和钢锚管连接的后锚固垫板和锚管加筋；异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法包括以下步骤：
[0006]步骤一、建立钢主塔与桥面锚固结构配合的三维模型；在桥梁的全局坐标系下根据设计图纸信息建立钢主塔的三维模型并获取钢主塔锚固耳板的基准点，然后在坐标系内确立桥面锚固结构的基准点，最后根据两个基准点之间的方向向量建立桥面锚固结构的三维模型；
[0007]步骤二、钢主塔节段制造；首先对钢主塔的节段进行划分，然后基于钢主塔的三维模型将异形独塔旋转放平，使钢主塔的锚固耳板全部处于同一水平面后搭设胎架，最后以钢主塔的锚固耳板为定位基准完成钢主塔的节段制造；
[0008]步骤三、桥面锚固结构制造；首先根据桥面锚固结构的三维模型对桥面的外纵梁和外腹板进行分块切割下料，根据桥面锚固结构的三维模型完成桥面锚固结构各个节点的
制造；
[0009]步骤四、主桥线形改变后的修改措施；结合桥梁监控线形对桥梁的桥面锚固结构进行修正，在桥面锚固结构的三维模型中对受影响的零部件进行局部修改，需要修改的零件等到监控线形确认后排到第二批下料，最终根据监控线形进行节段间的组拼。
[0010]在一些可选的实施方案中，步骤一建立钢主塔与桥面锚固结构配合的三维模型包括以下步骤：
[0011]钢主塔建模；建立坐标系，以小桩号到大桩号的顺桥向水平线为X轴正向，以右侧桥面向左侧桥面的横桥向水平线为Y轴正向，以向上的铅锤线为Z轴正向，坐标系零点O为钢主塔名义轴线与桥墩名义轴线交点；根据设计图纸提供数据和钢主塔的各个多边形横截面的侧边端部外缘控制点的空间坐标拟合出钢主塔的各条外边缘线，再由外边缘线完成钢主塔整体轮廓的绘制；建立完成钢主塔整体轮廓后，以钢主塔内部的隔板下缘与中腹板边线的交线为基准点M
’
，在钢主塔的中腹板表面上以基准点M
’
为基点沿隔板基线延长固定距离L确定为基准点M，点M(Xm，Ym，Zm)即为钢主塔上的锚固基准点；
[0012]桥面锚固建模；以桥面外纵梁为基准建立桥面锚固的基准点，首先选取桥面的主横梁中心线与外纵梁中心线在外纵梁外侧腹板上的投影点为点N
’
，再将点N
’
沿Y轴向偏移固定距离d以获得桥面锚固的基准点N(Xn，Yn，Zn)，连接钢主塔上的锚固基准点Mi(Xmi，Ymi，Zmi)和Ni(Xni，Yni，Zni)，其中i为正整数，得到钢主塔与桥面间的斜拉索方向(Xni
‑
Xmi，Yni
‑
Ymi，Zni
‑
Zmi)；根据钢主塔与桥面间的斜拉索方向计算出桥面锚固结构中心线与X轴夹角α、桥面锚固结构中心线与Y轴夹角β、桥面锚固结构中心线与Z轴夹角γ：
[0013][0014][0015][0016]根据桥面锚固结构中心线与X轴、Y轴、Z轴的夹角α、β、γ和定位基点N计算所得参数建立桥面锚固结构的三维模型。
[0017]在一些可选的实施方案中，步骤二异形独塔节段制造包括以下步骤：
[0018]对钢主塔进行节段划分；以建立好的钢主塔三维模型为依据将需要制造的钢主塔节段沿X轴旋转使钢主塔的锚固耳板基准点Mi全部处于XOY平面内，即将锚固耳板基准点Mi坐标(Xmi，Ymi，Zmi)转换为Mi
’
(Xmi
’
，Ymi
’
，0)，得到转平后的锚固耳板理论坐标；
[0019]胎架搭设；以钢主塔三维模型的基准点O为原点搭设拼装胎架，在旋转之后的三维模型内取出钢主塔各个节段的位于底部的三个外侧板的坐标数据，搭设单根钢主塔的整体胎架；
[0020]节段制造；根据钢主塔三维模型对每个零件进行数控下料，并在钢主塔的外侧板内侧各零件组装处进行定位划线，将位于底部的三个外侧板放置到胎架上进行第一次定位拼装各个节段的底面，将每个节段的两块隔板与对应的中腹板进行组焊并与连接锚固耳板
的对应外侧板组装成整体；将组装成整体的两块隔板、中腹板、连接锚固耳板的对应外侧板放置到胎架上，将节段的锚固耳板上的定位基准点Mi”以钢主塔三维模型中Mi
’
(Xmi
’
，Ymi
’
，0)坐标值进行定位，定位后以Mi”为圆心旋转调整位于下方的隔板与位于底部的三个外侧板上划线定位的位置，用码板对位于底部的三个外侧板、两块隔板、中腹板、连接锚固耳板的对应外侧板进行临时固结；
[0021]以同样的方法完成下一个节段的组拼，组拼完成后分别以点Mi”和点Mi+1”为圆心，对两个节段进行旋转调整，使两个节段间的环口能紧密对接，调整到位后对相邻两个节段使用码板定位固结；
[0022]待所有节段的下部结构定位组装完成后，依次安装工艺隔板及各个节段的另外四块外侧板，完成钢主塔节段整体的制造。
[0023]在一些可选的实施方案中，步骤三桥面锚固结构制造包括以下步骤：
[0024]根据桥面锚固结构的三维模型对桥面的外纵梁外腹板进行分块切割下料，外纵梁外腹板预留供内部支撑板伸出的开口，将外纵梁外腹板随桥面外纵梁组装定位；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法，其特征在于，所述异形独塔包括对称布置的两个弧形的钢主塔及多根连接两个钢主塔的连接杆，所述钢主塔的横截面为至少八边的多边形且横截面积从下至上逐渐减小，所述钢主塔的底部与桥面的塔梁固结段连接，所述钢主塔的内弧侧设有多个锚固耳板，所述桥面设有与所述锚固耳板一一对应的桥面锚固结构，所述桥面锚固结构包括固定于桥面外纵梁内且一端伸出所述外纵梁外腹板的内部支撑板、连接于所述内部支撑板伸出所述外纵梁一端的钢锚管及分别与所述内部支撑板和所述钢锚管连接的后锚固垫板和锚管加筋；所述异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法包括以下步骤：步骤一、建立钢主塔与桥面锚固结构配合的三维模型；在桥梁的全局坐标系下根据设计图纸信息建立钢主塔的三维模型并获取钢主塔锚固耳板的基准点，然后在坐标系内确立桥面锚固结构的基准点，最后根据两个基准点之间的方向向量建立桥面锚固结构的三维模型；步骤二、钢主塔节段制造；首先对钢主塔的节段进行划分，然后基于钢主塔的三维模型将异形独塔旋转放平，使钢主塔的锚固耳板全部处于同一水平面后搭设胎架，最后以钢主塔的锚固耳板为定位基准完成钢主塔的节段制造；步骤三、桥面锚固结构制造；首先根据桥面锚固结构的三维模型对桥面的外纵梁和外腹板进行分块切割下料，根据桥面锚固结构的三维模型完成桥面锚固结构各个节点的制造；步骤四、主桥线形改变后的修改措施；结合桥梁监控线形对桥梁的桥面锚固结构进行修正，在桥面锚固结构的三维模型中对受影响的零部件进行局部修改，需要修改的零件等到监控线形确认后排到第二批下料，最终根据监控线形进行节段间的组拼。2.根据权利要求1所述的异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法，其特征在于，所述步骤一建立钢主塔与桥面锚固结构配合的三维模型包括以下步骤：钢主塔建模；建立坐标系，以小桩号到大桩号的顺桥向水平线为X轴正向，以右侧桥面向左侧桥面的横桥向水平线为Y轴正向，以向上的铅锤线为Z轴正向，坐标系零点O为钢主塔名义轴线与桥墩名义轴线交点；根据设计图纸提供数据和钢主塔的各个多边形横截面的侧边端部外缘控制点的空间坐标拟合出钢主塔的各条外边缘线，再由外边缘线完成钢主塔整体轮廓的绘制；建立完成钢主塔整体轮廓后，以钢主塔内部的隔板下缘与中腹板边线的交线为基准点M
’
，在钢主塔的中腹板表面上以基准点M
’
为基点沿隔板基线延长固定距离L确定为基准点M，点M(Xm，Ym，Zm)即为钢主塔上的锚固基准点；桥面锚固建模；以桥面外纵梁为基准建立桥面锚固的基准点，首先选取桥面的主横梁中心线与外纵梁中心线在外纵梁外侧腹板上的投影点为点N
’
，再将点N
’
沿Y轴向偏移固定距离d以获得桥面锚固的基准点N(Xn，Yn，Zn)，连接钢主塔上的锚固基准点Mi(Xmi，Ymi，Zmi)和Ni(Xni，Yni，Zni)，其中i为正整数，得到钢主塔与桥面间的斜拉索方向(Xni
‑
Xmi，Yni
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Ymi，Zni
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Zmi)；根据钢主塔与桥面间的斜拉索方向计算出桥面锚固结构中心线与X轴夹角α、桥面锚固结构中心线与Y轴夹角β、桥面锚固结构中心线与Z轴夹角γ：
根据桥面锚固结构中心线与X轴、Y轴、Z轴的夹角α、β、γ和定位基点N计算所得参数建立桥面锚固结构的三维模型。3.根据权利要求1所述的异形独塔及对应桥面锚固结构的制造方法，其特征在于，所述步骤二...

【专利技术属性】
技术研发人员：季轩，方津，沈强，全顺红，张威，李潭，唐智奋，陈铜，於涛，陈小山，王兵，刘中玲，李炜龙，胡晨，
申请(专利权)人：中铁高新工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：