CN103084806A - 一种大型曲线钢箱梁制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型曲线钢箱梁制作方法。该大型曲线钢箱梁制作方法利用AUTOCAD或SOLIDWORK三维软件进行实体造型，对各节段的箱口及隔板位置进行精确放样，计算机模拟预拼装，根据计算机的实体放样，制造横隔板、顶板、腹板、底板和基准块体，在直线组装胎架上进行曲线处节段的制作，单个节段制作时两短边暂不切割，节段总体组焊完毕后划线切割两短边，并在组装胎架上进行平位预拼装，节段接口处增设调整匹配件，填补短边切割后的间隙，实现曲线钢箱梁的直线制作。采用该大型曲线钢箱梁制作方法，借用直线钢箱梁工装制造大型曲线钢箱梁，不需要专用工装，该方法便于实施，降低了制造难度，适合大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及大型曲线形钢箱梁制作方法，可广泛应用于线形不规则的曲线形钢桥梁制造。
背景技术
近年来，我国桥梁建设取得了巨大成就，一大批结构新颖、科技含量高的钢桥使天堑变通途。目前已建成的跨江、跨海斜拉桥桥轴线均为直线。大跨度曲线形钢箱梁由于结构新颖、制造难度大在目前桥梁制造中很少采用。部分匝道桥或跨度较小的公路桥曾采用过曲线形钢箱梁。其制作一般采用工厂内制成单个块体，桥位现场再进行整体组装的制作工艺。随着钢桥制造技术的提高，曲线形钢箱梁以其造型独特、优美越来越受到人们的亲睐，是未来大跨度钢桥梁发展方向之一。研究一种曲线钢箱梁的制作方法对未来钢桥梁发展具有重大意义。
大榭第二大桥采用双塔单索面钢箱梁斜拉桥，其中北仑侧边跨10个节段处于缓和曲线渐变区，桥轴中心线亦为缓和曲线，最大偏移4.448米。整个钢箱梁桥面横坡由标准节段的双向2%逐渐过渡至单向-2.583%。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种不需要专用工装，借用直线钢箱梁工装制造大型曲线钢箱梁的方法，该方法便于实施，降低了制造难度，适合大规模推广应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种大型曲线钢箱梁制作方法，利用AUTOCAD或SOLIDWORK三维软件进行实体造型，对各节段的箱口及隔板位置进行精确放样，计算机模拟预拼装，根据计算机的实体放样，制造横隔板、顶板、腹板、底板和基准块体，在直线组装胎架上进行曲线处节段的制作，单个节段制作时两短边暂不切割，节段总体组焊完毕后划线切割两短边，并在组装胎架上进行平位预拼装，节段接口处增设调整匹配件，填补短边切割后的间隙，实现曲线钢箱梁的直线制作。
曲线处节段内横隔板位置线互不平行，呈离散状，且与顶板、底板的横基线不垂直，制作时在顶板和底板上分别划两条纵基线和一条横基线，根据三维实体放样的尺寸通过两点确定一条直线，划出横隔板的位置线，根据横隔板位置线固定横隔板，实现精确定位。
横隔板均为实体式横隔板，且双面均设置板条加劲肋，钢板预处理后，数控一次切割出中间横隔板、边横隔板、横隔板接板，在焰切平台上以U形肋槽口为基准划水平基线、竖基线、板条加劲肋组装位置线和周边坡口加工线，半自动小车焰切周边坡口，然后组焊横隔板纵横向加劲肋、人孔加强圈及水平板，最后在焰切平台上焊接，焊接完毕后对隔板焊接变形进行全面修整。
曲线处节段的基准块体两侧腹板均为曲线，整体制作时以底板上的内腹板位置线进行精确定位，同时采用检测样板每隔1m进行检测，对超差处采用机械矫正和火焰矫正相结合的方式进行修整，对于曲线形钢箱梁，由于锚箱单元与节段纵基线水平方向有一定的夹角，锚箱单元组装时通过计算机放样确定锚箱单元在横隔板位置与纵基线的偏移值，并将此线返划到底板上，用于锚箱单元定位。
在直线组装胎架上进行曲线处节段的制作，预拼装时由于节段的间隙值差异较大，为保证桥位架设时精确匹配，通过调整匹配件进行调整，所述的调整匹配件为对应设置在相邻两个节段上的拉耳和用来填补间隙的挡板，所述的挡板通过销轴与相邻节段的拉耳连接，所述的挡板的尺寸根据间隙的尺寸确定。
与背景技术相比，本发明大型曲线钢箱梁制作方法具有以下优点：
1、直线组装胎架上进行节段制作，以直代曲，先对节段组焊完毕后，再进行各个曲线处节段的两短边切割，最后用调整匹配件，连接各节段间的间隙，保证了曲线处节段的制作精度，且不需要特殊工装，利用现有的直线组装胎架即可完成，节省了工装成本，在保证质量的情况下，缩短了制造工期，简化了制作难度，降低了制作成本，获得了很好的经济效益，便于推广和使用，为大型曲线钢箱梁的制作提供了可靠的方法；
2、分别在底板和顶板上确定两条纵基线和一条横基线，根据计算机三维实体放样尺寸，两点确定一条直线，划线，精确定位横隔板的位置，保证了曲线处节段内部杂乱无章的横隔板的位置，定位精确，保证节段制作质量；
3、各位置处的横隔板尺寸均不相同，通过三维实体放样，利用数控一次切割横隔板的各个部分，对制作工艺进行了优化，使其制作简单化，降低了制造成本；
4、通过制作节段间的调整匹配件进行平位预拼装，避免了节段在胎架外进行预拼装复位，缩短了制造工期；
5、取得了大量的试验数据，积累了大量对精度要求较高的曲线形钢箱梁制造经验，为我国曲线形钢箱梁制造奠定了基础。
附图说明
图1为钢箱梁节段结构简图。
图2为曲线钢箱梁的节段制作示意图。
图3为横隔板划线布置示意图。
图4锚箱单元定位示意图。
图5调整匹配件安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，为钢箱梁节段结构简图，钢箱梁节段包括设置顶部的顶板1、底部的底板2、内部的与桥面宽度方向相同的横隔板3、与桥面宽度方向垂直的腹板4、和设置节段中部的基准块体5，顶板、底板、横隔板、腹板、基准块体通过全焊的方式固定为一体。
如图2所示，为曲线钢箱梁的节段制作示意图，利用AUTOCAD或SOLIDWORK三维软件进行实体造型，对各节段的箱口及隔板位置进行精确放样，计算机模拟预拼装，根据计算机的实体放样，制造横隔板、顶板、腹板、底板和基准块体，在直线组装胎架上进行曲线处节段的制作，单件节段制作时曲线形内径端的两短边暂不切割，节段总体组焊完毕后划线切割两短边，并在组装胎架上进行平位预拼装，节段接口处增设调整匹配件，填补短边切割后的间隙，实现曲线钢箱梁的直线制作，在直线组装胎架上进行曲线处节段的制作，预拼装时填补短边切割后的间隙较大，为保证桥位可精确匹配，通过调整匹配件进行调整，使整体钢箱梁仍然为直线状态组装在直线组装胎架上，如图5所述的调整匹配件为对应设置在相邻两个节段上的拉耳51和用来填补间隙的挡板52，所述的挡板52通过销轴53与相邻节段的拉耳连接，所述的挡板的尺寸根据间隙值确定。
如图3所示，为横隔板划线布置示意图，曲线处节段内横隔板的位置线互不平行，呈离散状，且与顶板、底板的横基线不垂直，在顶板和底板上分别设置两条纵基线和一条横基线，根据三维实体放样的尺寸通过两点确定一条直线，根据施工图上的a1、a2、a3、a4、b1、b2、b3、b4参数确定A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4特征点从而划出隔板位置线，根据位横隔板置线精确定位横隔板位置。
横隔板均为实体式横隔板，且双面均设置板条加劲肋，钢板预处理后，数控一次切割出中间横隔板、边横隔板、横隔板接板，在焰切平台上以U形肋槽口为基准划水平基线、竖基线、板条加劲肋组装位置线和周边坡口加工线，半自动小车焰切周边坡口，然后组焊横隔板纵横向加劲肋、人孔加强圈及水平板，最后在焰切平台上焊接，焊接完毕后对隔板焊接变形进行全面修整。
曲线处节段的基准块体两侧腹板均为曲线，整体制作时以底板上的内腹板位置线进行精确定位，同时采用检测样板每隔1m对组装精度进行检测，对超差处采用机械矫正和火焰矫正相结合的方式进行修整；如图4所示为锚箱单元定位示意图，对于曲线形钢箱梁，由于锚箱单元与节段纵基线水平方向有一定的夹角，锚箱单元组装时通过计算机放样确定锚箱单元在横隔板位置与节段纵基线的偏移值，并将此线返划到底板上作为锚箱基准线，用于锚箱单元定位。基准块体整体组装完毕后再进行焊接，焊接时先焊四条纵向熔透焊缝，然后施焊横隔板周圈熔透焊缝及锚腹板与腹板熔透焊缝，最后焊接其余焊缝，施焊前在箱口及腹板处组装加劲板进行约束以减少焊接变形。
Claims (5)
1.一种大型曲线钢箱梁制作方法，其特征在于：利用AUTOCAD或SOLIDWORK三维软件进行实体造型，对各节段的箱口及隔板位置进行精确放样，计算机模拟预拼装，根据计算机的实体放样，制造横隔板、顶板、腹板、底板和基准块体，在直线组装胎架上进行曲线处节段的制作，单个节段制作时两短边暂不切割，节段总体组焊完毕后划线切割两短边，并在组装胎架上进行平位预拼装，节段接口处增设调整匹配件，填补短边切割后的间隙，实现曲线钢箱梁的直线制作。
2.根据权利要求1所述的大型曲线钢箱梁制作方法，其特征在于：曲线处节段内横隔板位置线互不平行，呈离散状，且与顶板、底板的横基线不垂直，制作时在顶板和底板上分别划两条纵基线和一条横基线，根据三维实体放样的尺寸通过两点确定一条直线，划出横隔板的位置线，根据横隔板位置线固定横隔板，实现精确定位。
3.根据权利要求1所述的大型曲线钢箱梁制作方法，其特征在于：横隔板均为实体式横隔板，且双面均设置板条加劲肋，钢板预处理后，数控一次切割出中间横隔板、边横隔板、横隔板接板，在焰切平台上以U形肋槽口为基准划水平基线、竖基线、板条加劲肋组装位置线和周边坡口加工线，半自动小车焰切周边坡口，然后组焊横隔板纵横向加劲肋、人孔加强圈及水平板，最后在焰切平台上焊接，焊接完毕后对隔板焊接变形进行全面修整。
4.根据权利要求1所述的大型曲线钢箱梁制作方法，其特征在于：曲线处节段的基准块体两侧腹板均为曲线，整体制作时以底板上的内腹板位置线进行精确定位，同时采用检测样板每隔1m进行检测，对超差处采用机械矫正和火焰矫正相结合的方式进行修整，对于曲线形钢箱梁，由于锚箱单元与节段纵基线水平方向有一定的夹角，锚箱单元组装时通过计算机放样确定锚箱单元在横隔板位置与纵基线的偏移值，并将此线返划到底板上，用于锚箱单元定位。
5.根据权利要求1所述的大型曲线钢箱梁制作方法，其特征在于：在直线组装胎架上进行曲线处节段的制作，预拼装时由于节段的间隙值差异较大，为保证桥位架设时精确匹配，通过调整匹配件进行调整，所述的调整匹配件为对应设置在相邻两个节段上的拉耳和用来填补间隙的挡板，所述的挡板通过销轴与相邻节段的拉耳连接，所述的挡板的尺寸根据间隙的尺寸确定。
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