[發明專利]空間曲面管桁架結構貫口拼裝方法

有效

• 申請號: 202011173428.8
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112411748B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 韓向科;王震;劉新國;梁少剛;何明;宋凱;劉志成;冷煜杰
• 申請（專利權）人: 上海二十冶建設有限公司;中國二十冶集團有限公司
• 主分類號: E04B1/24
• 分類號: E04B1/24;E04B1/58
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 蔣晏雯

1.一種空間曲面管桁架結構貫口拼裝方法，其特征在于它包括如下步驟：

步驟1、確定相貫節點施焊順序：

根據結構設計中的管件受力大小及特點，確定相貫節點處主管件及次管件，并給出各管件的先后施焊次序；

步驟2、設計并制作對接管件：

（1）焊縫最大寬度確定：根據現場施焊工藝及規范要求，確定次管件相貫焊縫最大焊縫寬度w₁和次管件對接焊縫的最大焊縫寬度w₂；

（2）次桿件分段及長度確定：根據桿件受力分布并結合規范要求，確定受力最小點，并在最小受力處將管件沿橫斷面垂直角度分為較長的G_L及較短的G_S兩段；確定分段點后，將較長段G_L次管長度L_L減去相貫焊縫最大寬度w₁及對接焊縫最大寬度w₂作為下料長度L₁，即L₁=L_L-w₁-w₂，將較短段G_S次管長度L₂減去相貫焊縫最大寬度w₁作為下料長度L₂，即L₂=L_S-w₁；

（3）確定對接傾斜角度：先將次管件兩段G_L、G_S的相貫口分別與相貫節點緊貼排列布置；在次管件G_L、G_S長度方向，獲取與管桁架結構平面相垂直的中間剖面，連接較長段的G_L剖面中相貫節點側任一角點o和截斷側與o點對角的點a，形成對角線oa，以o為圓心，以oa為半徑做圓弧C，過較短段G_S剖面中的與較長段G_L剖面中的點a相對應的點b，做圓弧C的切線D，獲取切線D與垂直方向的夾角α₀，考慮現場施工誤差，在夾角α₀基礎上增加1-2度作為最終對接傾斜角度α，即α=α₀+（1~2）；

（4）確定對接面：沿較長段G_L剖面中的點a以角度α做剖面為對接面，沿較短段G_S剖面中的點b以角度α做剖面為對接面；

（5）制作對接管件：進行詳圖深化，確定管件相貫口，并以L₁、L₂為下料長度，按照步驟（4）確定的對接面制作管件；

步驟3、現場拼裝及焊接：

（1）主管件拼裝及焊接：按照設計坐標，依次拼裝主管件，檢查無誤后進行主管件貫口焊接，焊接完畢后進行焊縫檢測，確認滿足要求后拼裝次管件；

（2）次管件拼裝及焊接：

1）拼裝及旋轉次管件：先將較短段G_S緊貼相貫口拼裝，并使較短段G_S軸心線與設計位置一致，然后緊貼相貫口，將較長段G_L從較短段G_S對接口朝外一側旋轉至管桁架結構平面內，并確保軸心線與設計位置一致；

2）平移及固定次管件：沿次管件軸心線方向向背離貫口一側分別平移G_L、G_S兩段次管件，使得相貫焊縫寬度及對接焊縫寬度符合規范要求，臨時連接G_L、G_S兩段次管件，進行空間固定；

3）墊板就位安裝：采用專用的墊板裝置，將焊接墊板就位， 專用墊板裝置包括可以在次管件內管壁滑動的圓形墊板、撥桿及滑槽組成，圓形墊板由長條矩形鋼板卷曲加工制作而成，加工后的墊板應當緊貼次管件內壁并能保持滑動；貫口焊縫處的墊板滑動后應當與貫口緊密貼合，且深入次管內壁寬度10mm以上為宜；對接焊縫處的墊板滑動后應當覆蓋所有焊縫寬度，墊板兩側深入次管內壁10mm以上為宜；沿圓形墊板周邊留有沿圓心對稱的上下兩個洞口，在次管件焊縫一側的管壁上留有與管件軸心方向平行的滑槽，撥桿通過滑槽插入圓形墊板上的兩個洞口，并與洞口緊固；安裝時，先將圓形墊板塞入留有滑槽一側的次管件內，等兩段次管件軸線定位后，沿著滑槽移動撥桿，使得墊板在管壁內滑動，滑入到焊縫的底部位置，當通過點焊固定墊板后，拔出撥桿，實現墊板的就位；

4）焊接次管件：對次管件的幾何位置及焊縫施焊前檢查無誤后，對相貫口及對接口進行焊接，焊接完畢后進行焊縫檢測，確認滿足要求后進入下一道工序；

上述步驟2施工模擬中，次管件截斷位置在滿足規范要求的前提下，節點采取剛接模型，經過計算受力分析后，將次管件截斷在受力最小處；

上述步驟3現場拼裝及焊接中，專用墊板裝置的滑槽留在與管桁架結構平面垂直側，以便于施工操作。