CN104120658A - 一种空间扭曲桥梁加工方法及空间扭曲桥梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间扭曲桥梁加工方法及空间扭曲桥梁，属于桥梁工程技术领域。该方法根据由三维制图软件制成的全真模型上选取的点的空间坐标(X，Y，Z)，制作出多个支撑胎架，然后以该多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面为基础，成型得到该空间扭曲桥梁。由于该多个支撑胎架是分别制成的，应用时可以制作多个规格的支撑胎架，根据实际需要选择适合的支撑胎架，即可分别成型曲翘面不同的空间扭曲桥梁，从而省去了制作大型模具的工序，节约了成本；并且，如果是针对大型空间扭曲桥梁而言，制作模具的可能性几乎不存在，而应用本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法，即可利用该多个支撑胎架，实现成型。该桥梁成本低且易于成型。

Description

一种空间扭曲桥梁加工方法及空间扭曲桥梁

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种空间扭曲桥梁加工方法及空间扭曲桥梁。

背景技术

空间扭曲桥梁大都存在不规则的空间曲翘面。现有技术中，船舶的和汽车也存在空间曲翘面，对其进行加工的方法主要是模具冲压，其模具工装复杂，结构庞大，成本较高，主要适用于需要批量生产的定型构件。然而，对于空间扭曲桥梁而言，由于其设计各具特色，难以应用构型统一的模具成型，因此，在空间扭曲桥梁加工过程中，如果针对每次设计一一制造与之相适应的模具，势必造成成本的大幅提高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种通过计算机辅助设计胎架并利用该胎架成型的空间扭曲桥梁加工方法及应用该方法加工定型的空间扭曲桥梁。

本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法包括以下步骤：

应用三维制图软件预制所述空间扭曲桥梁的全真模型；

以所述空间扭曲桥梁的一个最低点为坐标原点，在所述全真模型上描出多组点的空间坐标(X，Y，Z)；

根据所述空间坐标(X，Y，Z)，制作与所述多组点的空间坐标相对应的、用于支撑所述空间扭曲桥梁的多个支撑胎架，所述多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面与所述空间扭曲桥梁的基准面的曲翘面重合；

在所述支撑胎架上成型所述空间扭曲桥梁。

作为优选，所述三维制图软件选自Pro/Engineer、SolidWorks、Unigraphics NX、AutoCAD、Mastercam中的一种。

作为优选，每个所述支撑胎架包括第一支撑腿、第二支撑腿和支撑梁，所述第一支撑腿的最高点和第二支撑腿的最高点分别对应所述每组点的空间坐标(X，Y，Z)，所述支撑梁连接于所述第一支撑腿的最高点和第二支撑腿的最高点之间。

作为优选，所述第一支撑腿和第二支撑腿分别可拆卸地连接于地面。

作为优选，所述第一支撑腿的底部和第二支撑腿的底部分别固定连接有第一支撑脚和第二支撑脚，所述第一支撑脚通过螺栓连接于地面，所述第二支撑脚通过螺栓连接于地面。

作为优选，所述空间扭曲桥梁包括基准面、横隔板、两侧板和外腹板，还包括以下步骤：

在由所述多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面上成型所述基准面；

在所述基准面上逐个装设横隔板；

在所述横隔板的两侧分别成型所述两侧板；

在所述横隔板的顶部成型所述外腹板；

所述横隔板用于支承所述两侧板，基准面和外腹板，使它们构成箱式结构。

作为优选，在所述基准面上逐个装设横隔板包括以下步骤：

在所述基准面上画制用于装设所述横隔板的定位线；

按照所述定位线的位置装设所述横隔板。

本发明提供的空间扭曲桥梁包括基准面、多个横隔板、两侧板和外腹板，所述基准面呈空间曲翘面，所述多个横隔板间隔地装设在所述基准面上，所述两侧板装设在所述基准面的两侧，中间以所述多个横隔板相隔，所述外腹板装设在所述多个横隔板的顶部，所述外腹板与所述基准面以所述多个横隔板相隔，所述基准面、两侧板和外腹板构成箱式结构，所述空间扭曲桥梁由本发明提供的方法加工制成。

本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法根据由三维制图软件制成的全真模型上选取的点的空间坐标(X，Y，Z)，制作出多个支撑胎架，然后以该多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面为基础，成型得到该空间扭曲桥梁。由于该多个支撑胎架是分别制成的，应用时可以制作多个规格的支撑胎架，根据实际需要选择适合的支撑胎架，即可分别成型曲翘面不同的空间扭曲桥梁，从而省去了制作大型模具的工序，节约了成本；并且，如果是针对大型空间扭曲桥梁而言，制作模具的可能性几乎不存在，而应用本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法，即可利用该多个支撑胎架，实现成型。

附图说明

图1为应用本发明实施例提供的空间扭曲桥梁加工方法时，应用AutoCAD软件预制的空间扭曲桥梁的全镇模型示意图；

图2为本发明实施例提供的空间扭曲桥梁加工方法中应用的支撑胎架的一个典型示意图；

图3为应用本发明实施例提供的空间扭曲桥梁加工方法时，桥梁节段的基准面示意图；

图4为应用本发明实施例提供的空间扭曲桥梁加工方法时，在桥梁节段的基准面上装设横隔板之后的示意图；

图5为应用本发明实施例提供的空间扭曲桥梁加工方法时，在桥梁节段上继续成型两侧板之后的示意图；

图6为应用本发明实施例提供的空间扭曲桥梁加工方法时，在桥梁节段上继续成型外腹板之后的示意图。

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法包括以下步骤：

步骤1：应用三维制图软件预制空间扭曲桥梁的全真模型；

步骤2：以空间扭曲桥梁的一个最低点为坐标原点，在全真模型上描出多组点的空间坐标(X，Y，Z)；

步骤3：根据空间坐标(X，Y，Z)，制作与多组点的空间坐标相对应的、用于支撑空间扭曲桥梁的多个支撑胎架，多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面与空间扭曲桥梁的基准面的曲翘面重合；

步骤4：在支撑胎架上成型空间扭曲桥梁。

本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法根据由三维制图软件制成的全真模型上选取的点的空间坐标(X，Y，Z)，制作出多个支撑胎架，然后以该多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面为基础，成型得到该空间扭曲桥梁。由于该多个支撑胎架是分别制成的，应用时可以制作多个规格的支撑胎架，根据实际需要选择适合的支撑胎架，即可分别成型曲翘面不同的空间扭曲桥梁，从而省去了制作大型模具的工序，节约了成本；并且，如果是针对大型空间扭曲桥梁而言，制作模具的可能性几乎不存在，而应用本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法，即可利用该多个支撑胎架，实现成型。

其中，三维制图软件选自Pro/Engineer、SolidWorks、Unigraphics NX、AutoCAD、Mastercam中的一种。本实施例中，选用的三维制图软件是AutoCAD，参见附图1。

参见附图2，作为支撑胎架的一种具体的实现方式，每个支撑胎架包括第一支撑腿1、第二支撑腿2和支撑梁3，第一支撑腿1的最高点和第二支撑腿2的最高点分别对应每组点的空间坐标(X，Y，Z)，支撑梁3连接于第一支撑腿1的最高点和第二支撑腿2的最高点之间。该支撑胎架仅仅包括两个支撑腿和支撑梁，易于制作和移动。

其中，第一支撑腿1和第二支撑腿2分别可拆卸地连接于地面10，从而便于对该支撑胎架的拆卸和移动。

其中，第一支撑腿1的底部和第二支撑腿2的底部分别固定连接有第一支撑脚4和第二支撑脚5，第一支撑脚4通过螺栓6连接于地面10，第二支撑脚5通过螺栓6连接于地面10。其中，该第一支撑脚4和第二支撑脚5可以分别与该第一支撑腿1和第二支撑腿2焊接成型或者一体成型，在使用时，无需再将第一支撑腿1和第一支撑脚4组合，或者，将第二支撑腿2和第二支撑脚5组合，从而，应用时节省工时。本实施例中，该螺栓6是膨胀螺栓。

其中，为了使该多个支撑胎架之间也能提供支撑作用力，在多个支撑胎架的第一支撑腿1的外侧还可以焊接角钢7，在多个支撑胎架的第二支撑腿2的外侧也可以焊接角钢8，该角钢7和角钢8在该多个支撑胎架之间能够为空间扭曲桥梁提供支撑作用力。为了使该支撑作用力更加稳固，还可以在该多个支撑胎架的支撑梁3上焊接多道加强梁9。

此外，在布置好该多个支撑胎架后，还应对其进行复核，直至其各自上表面端点间连线构成的曲翘面与空间扭曲桥梁的基准面的曲翘面重合，或者，即使存在误差，也应在工程允许的范围内，从而当空间扭曲桥梁在其上成型时所形成的曲翘面面型与设计构型更加接近。

参见附图3～6，本实施例中，空间扭曲桥梁包括基准面11、横隔板12、两侧板13和外腹板14，此时，本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法还包括以下步骤：

步骤5：在由多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面上成型基准面11；

步骤6：在基准面11上逐个装设横隔板12；

步骤7：在横隔板12的两侧分别成型两侧板13；

步骤8：在横隔板12的顶部成型外腹板14；

步骤9：横隔板12用于支承两侧板13，基准面12和外腹板14，使它们构成箱式结构。

采用这样的成型顺序，既可以使该基准面11充分利用由多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面，又可以借助横隔板12使得两侧板13和外腹板14定位更加准确，同时，横隔板12还对两侧板13，基准面12和外腹板14起到支撑作用，成型后的空间扭曲桥梁与设计吻合度更高，并且，成型更加稳定。

其中，在基准面11上逐个装设横隔板12包括以下步骤：

步骤61：在基准面11上画制用于装设横隔板12的定位线；

步骤62：按照定位线的位置装设横隔板12。

由于横隔板12通常是通过焊接方式装设至基准面11上的，装设前在基准面11上画制定位线，能够使装设后的横隔板12定位更加准确，并且疏密适当，从而使该空间扭曲桥梁成型稳定。

参见附图6，本发明提供的空间扭曲桥梁包括基准面11、多个横隔板12、两侧板13和外腹板14，基准面11呈空间曲翘面，多个横隔板12间隔地装设在基准面11上，两侧板13装设在基准面11的两侧，中间以多个横隔板12相隔，外腹板14装设在多个横隔板12的顶部，外腹板14与基准面以多个横隔板12相隔，基准面11、两侧板13和外腹板14构成箱式结构，该空间扭曲桥梁由本发明提供的方法加工制成。

本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法根据由三维制图软件制成的全真模型上选取的点的空间坐标(X，Y，Z)，制作出多个支撑胎架，然后以该多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面为基础，成型得到该空间扭曲桥梁。由于该多个支撑胎架是分别制成的，应用时可以制作多个规格的支撑胎架，根据实际需要选择适合的支撑胎架，即可分别成型曲翘面不同的空间扭曲桥梁，从而省去了制作大型模具的工序，节约了成本；并且，如果是针对大型空间扭曲桥梁而言，制作模具的可能性几乎不存在，而应用本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法，即可利用该多个支撑胎架，实现成型。因此，本发明提供的空间扭曲桥梁成本低且易于成型。

为了更加明了本发明提供的空间扭曲加工方法与模具加工方法之间的区别，将其与活字印刷术和雕版印刷术类比，如下：

本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法与模具加工方法之间的区别类似于活字印刷术与雕版印刷术之间的区别，雕版印刷术需要根据不同的页面制作不同的雕版，同样，模具加工方法也需要根据不同的桥梁设计制作不同的模具，还必须是在条件允许的情况下才能实现，也就是说，需要有足够的空间可以放置该模具，还要有足够的运力运输该模具。而活字印刷术则只需要分别雕制每个字，根据不同的页面需求选用不同的字组合即可，同样，本发明提供的空间扭曲桥梁加工方法也只需要根据不同的设计分别选用不同的支撑胎架组合即可。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空间扭曲桥梁加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

应用三维制图软件预制所述空间扭曲桥梁的全真模型；

以所述空间扭曲桥梁的一个最低点为坐标原点，在所述全真模型上描出多组点的空间坐标(X，Y，Z)；

根据所述空间坐标(X，Y，Z)，制作与所述多组点的空间坐标相对应的、用于支撑所述空间扭曲桥梁的多个支撑胎架，所述多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面与所述空间扭曲桥梁的基准面的曲翘面重合；

在所述支撑胎架上成型所述空间扭曲桥梁。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维制图软件选自Pro/Engineer、SolidWorks、Unigraphics NX、AutoCAD、Mastercam中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述支撑胎架包括第一支撑腿、第二支撑腿和支撑梁，所述第一支撑腿的最高点和第二支撑腿的最高点分别对应所述每组点的空间坐标(X，Y，Z)，所述支撑梁连接于所述第一支撑腿的最高点和第二支撑腿的最高点之间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一支撑腿和第二支撑腿分别可拆卸地连接于地面。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一支撑腿的底部和第二支撑腿的底部分别固定连接有第一支撑脚和第二支撑脚，所述第一支撑脚通过螺栓连接于地面，所述第二支撑脚通过螺栓连接于地面。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空间扭曲桥梁包括基准面、横隔板、两侧板和外腹板，还包括以下步骤：

在由所述多个支撑胎架各自上表面端点间连线构成的曲翘面上成型所述基准面；

在所述基准面上逐个装设横隔板；

在所述横隔板的两侧分别成型所述两侧板；

在所述横隔板的顶部成型所述外腹板；

所述横隔板用于支承所述两侧板，基准面和外腹板，使它们构成箱式结构。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述基准面上逐个装设横隔板包括以下步骤：

在所述基准面上画制用于装设所述横隔板的定位线；

按照所述定位线的位置装设所述横隔板。

8.一种空间扭曲桥梁，其特征在于，包括基准面、多个横隔板、两侧板和外腹板，所述基准面呈空间曲翘面，所述多个横隔板间隔地装设在所述基准面上，所述两侧板装设在所述基准面的两侧，中间以所述多个横隔板相隔，所述外腹板装设在所述多个横隔板的顶部，所述外腹板与所述基准面以所述多个横隔板相隔，所述基准面、两侧板和外腹板构成箱式结构，所述空间扭曲桥梁由权利要求1～7中任一所述的方法加工制成。