[發明專利]一種空間異形多曲面鋼結構的制造方法

有效

• 申請號: 202210456551.3
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114799753B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 全順紅;洪子滔;季軒;趙振威;沈強;劉有林;李少波;張豐民;朱剛;韓選;徐陽
• 申請（專利權）人: 中鐵高新工業股份有限公司;中鐵重工有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23P23/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳;陶洪

一種空間異形多曲面鋼結構的制造方法，涉及橋梁施工領域。空間異形多曲面鋼結構的制造方法是將多曲面鋼結構分為多個節段進行制造；對多曲面鋼結構進行三維建模后輸出圖紙并對各個零件進行下料加工；對多曲面鋼結構的外輪廓線型進行分析以控制外輪廓的彎曲位置，并結合多曲面鋼結構內部的隔板、腹板和各個節段之間的焊縫位置進行整個胎架點位布置，選取建造基面并在三維模型中計算出多曲面鋼結構的各個胎架點位的高程值，按照胎架點位布置及胎架點位的高程值搭設胎架，隨后將各個零件在胎架上依次進行裝配、調整定位和整體焊接作業。空間異形多曲面鋼結構的制造方法解決了雙曲板難以加工、各環口尺寸精度難以控制的問題。

技術領域

本申請涉及橋梁施工領域，具體而言，涉及一種空間異形多曲面鋼結構的制造方法。

背景技術

目前我國鋼結構橋梁的主要形式有鋼拱橋、斜拉橋、懸吊橋等多種標準結構橋梁形式，但是為了美觀目前針對各種橋梁的特定結構特點開發出各種獨特的新型橋梁結構和施工方法。

獨塔斜拉景觀橋是一種復雜的斜拉橋梁結構形式，其塔梁連接段作為全橋結構的匯集連接點具有十分復雜的整體結構，且作為一種空間異形多曲面鋼結構包含多種雙曲面的結合過渡，不僅制造精度要求高，生產制造難度極大，導致傳統的標準化生產方式難以滿足獨塔斜拉景觀橋的異形多曲面鋼結構的塔梁固結段生產制造的要求。

發明內容

本申請的目的在于提供一種空間異形多曲面鋼結構的制造方法，其解決了空間異形多曲面鋼結構施工中雙曲板難以加工、各環口尺寸精度難以控制的問題。

本申請的實施例是這樣實現的：

本申請實施例提供一種空間異形多曲面鋼結構的制造方法，多曲面鋼結構的頂部、底部和一側分別具有橋塔接口、橋墩接口和受壓大梁接口，多曲面鋼結構的外輪廓具有連接橋塔接口和受壓大梁接口的第一雙曲板、連接橋墩接口和受壓大梁接口的第二雙曲板及連接橋塔接口和橋墩接口的第三雙曲板，第三雙曲板的頂部被配置成連接橋面的主縱梁，多曲面鋼結構的制造方法包括以下步驟：

將多曲面鋼結構分為多個節段并搭設胎架整體制造；

對多曲面鋼結構進行三維建模后輸出圖紙，對圖紙的各個零件進行數控下料加工；

對多曲面鋼結構的外輪廓線型進行分析以控制外輪廓的彎曲位置，并結合多曲面鋼結構內部的隔板、腹板和各個節段之間的焊縫位置進行整個胎架點位布置，選取多曲面鋼結構安裝于橋梁時的橋梁中心面作為建造基面并在三維模型中計算出多曲面鋼結構的各個胎架點位的高程值，按照胎架點位布置及胎架點位的高程值搭設胎架，隨后將各個零件在胎架上依次進行裝配、調整定位和整體焊接作業。

在一些可選的實施方案中，加工第一雙曲板、第二雙曲板和第三雙曲板時，首先利用三維軟件分別進行建模放樣并分析彎曲變化趨勢以布置各個雙曲板的加工控制點，再選取一個制作基面通過三維軟件取得各個加工控制點的高程值，隨后結合加工控制點的平面位置投影圖搭設雙曲板加工胎架，將已下料的雙曲板零件上雙曲板加工胎架定位進行加工；加工時采用冷壓配合熱成型的方式，加熱前對鋼板施加下壓力，再沿著預定的控制線將鋼板進行局部線狀加熱至產生局部塑性變形，使鋼板彎曲時的各個加工控制點逐漸貼合雙曲板加工胎架達到對應高程值，從而將鋼板彎曲加工成第一雙曲板、第二雙曲板和第三雙曲板。

在一些可選的實施方案中，對第一雙曲板、第二雙曲板和第三雙曲板之間的共邊進行裝配時，預拼檢查焊縫的坡口配合滿足要求時再進入后續裝配流程。

在一些可選的實施方案中，將各個零件在胎架上依次進行裝配時，首先拼裝靠近橋梁中心面一側的外輪廓板，根據外輪廓板外表面的胎架點調整定位，再調整對齊外輪廓板內表面縱橫基線，隨后依次焊接工藝卡板固定各個雙曲板的對接縫，接著以外輪廓板的縱橫基線為基準安裝下層隔板及縱橫加勁，在各個節段的兩端分別固定工藝板來固定環口尺寸，安裝中腹板和下層隔板并調整對齊外輪廓板的中腹板定位線，再以中腹板所在平面的縱橫基線為準安裝上層隔板，最后鋪裝遠離橋梁中心面一側的外輪廓板。