[發明專利]一種空間曲線鋼塔節段制造工藝

有效

• 申請號: 201810931392.1
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109290739B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 王曉輝;李軍平;成宇海;田剛毅;雷云
• 申請（專利權）人: 中鐵寶橋集團有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;E01D21/00;E01D19/14
• 代理公司: 杭州中平專利事務所有限公司 33202
• 代理人: 翟中平

本發明涉及一種空間曲線鋼塔節段制造工藝，根據空間曲線鋼塔節段設計結構，結合鋼橋梁施工作業流程，從各工序制定切實可行的控制工藝，確保節段制造精度達標。通過設計結構三維建模，放樣空間曲線零件尺寸；利用高精度數控下料、劃線及加工設備，進行零件的加工；采用輥板處理、多點頂壓、工裝約束方法，實現空間曲線板的線形要求；設計制作曲線節段專用組焊胎型，制定合理的組拼、焊接順序，采用先進的三維掃描檢測設備，確保曲線節段制作精度；根據鋼塔節段結構，采用多種預拼裝方式組合使用，降低預拼裝作業實施的安全風險。

技術領域

本發明涉及一種空間曲線鋼塔節段制造工藝，屬橋梁鋼塔柱加工制造技術領域。

背景技術

國內橋梁塔柱起步階段，基本以鋼筋混凝土為主，自2000年以后鋼結構塔柱逐漸增多，現已成為橋梁建設的一支主流。前十幾年來，橋梁鋼塔柱的設計主要以直線型、單曲線型為主，采用工廠化加工制造，以達到設計造型、結構功能的要求。對于直線型、單曲線鋼塔節段的制造，通過多年的不斷研究與攻關，現已有較為完善的制造工藝技術，能夠滿足此類結構的加工制造要求。

發明內容

設計目的：鋼塔柱曲線造型設計中，采用空間曲線結構設計，從二維結構設計升華至三維結構設計，對鋼塔結構制造提出較高要求。針對空間曲線鋼塔結構，目前施工尚處于探索階段，其空間曲線鋼塔節段制造工藝亦無完善的技術，本發明設計一種能夠確保空間曲線鋼塔節段制造線形、結構尺寸達到預期精度目標的空間曲線鋼塔節段制造工藝。

設計方案：為了實現上述設計目的，本發明是基于直線型、單曲線型鋼塔節段制造經驗基礎上，結合曲線結構特點、國內先進的加工制造設備、鋼結構制造工藝流程，研發出的成套空間曲線鋼塔節段制造工藝。

為了形成一套完整的空間曲線鋼塔節段制造工藝，選擇一段具有代表性的空間曲線鋼塔節段，進行結構制作試驗。制定空間曲線鋼塔節段制造試驗工藝，通過試驗過程跟蹤與檢測，發現制造過程中存在的問題，積累試驗數據和經驗，完善其制造工藝與措施。通過實際項目的生產，驗證空間曲線鋼塔節段制造工藝的可行性，不斷改進完善，最終形成一套成熟的工藝技術。即：

空間曲線鋼塔節段制造工藝主要用于空間曲線鋼塔節段零件加工、板單元制作、節段組焊、節段檢測及預拼裝等施工過程，對其各施工過程中施工方法、制造精度進行指導和控制，達到預期的質量標準要求。空間曲線鋼塔節段制造工藝主要包括以下幾方面：

⑴空間曲線零件放樣：

空間曲線零件采用傳統技術很難實現輪廓尺寸放樣，為此借助于三維軟件創建數據模型（該三維軟件系現有公開軟件，在此對軟件不作敘述），通過三維軟件展開功能實現零件的平面二維尺寸確定。在零件數據模型上布設統一基準線、檢測點等控制基準，在零件通過三維軟件展開的同時，將基準線、檢測點附著進行展平得到二維平面內線型和點，便于施工基準布設。根據零件的平面二維尺寸及基準線、檢測點信息，增設加工工藝留量，將其編譯生成可以讓加工設備識別的圖文程序。

⑵ 空間曲線零件加工：

空間曲線零件經展平后一般在平面內板邊為曲線，故均采用數控切割機精確下料。零件下料時，預留后期加工、焊接收縮量。零件上施工用基準線、檢測點通過激光數控劃線設備進行精確施劃。零件周邊的焊接坡口通過仿形切割機進行焰割。

⑶ 空間曲線板單元成型：

零件制作合格后，先通過大型輥板設備進行輥彎處理，消除零件內加工產生的內應力，同時按照線形輥出單向曲線，為后續空間曲線成型奠定基礎。根據每個空間曲線板的線型，制作多點頂壓工裝，可以剛性約束其空間姿態；將輥彎的零件按基準線在胎型就位，采用多點頂壓使其整體平面達到預設線型要求；為了防止解除頂壓剛性約束后的反彈，可預設一定預變形量。按照基準線施劃板肋組裝位置線，按線進行板肋組裝，采用半自動小車施焊板肋焊縫，并進行焊縫檢測。曲線板單元組焊完成后，解除馬固，在無約束狀態下，測量檢測點坐標達到預期目標；若檢測點坐標超差，采用熱矯正措施修整達到規定值。