CN111021223A - 一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法，属于桥梁领域，其技术方案要点是，包括：搭设杆件拼装胎架，用于作为桁片试拼装模型；在胎架上连续铺设底板单元件，从基准端开始在底板单元件上均匀的焊接多个横隔板，在横隔板的两侧焊接腹板单元，并在腹板单元的上部铺设顶板；上弦杆和下弦杆的背对端进行桥面接头拼装，上弦杆和下弦杆的相对端插入腹杆进行接头拼装；其中，下弦杆以钢桁梁的桁架节点为控制点，节点之间的弦杆以直代曲，在整体腹板单元的节点中线处将腹板单元压制成缓和折弯，圆滑过渡。主桁弦杆从双曲的理论状态转换为平面单个折角的状态，从而降低了制造的难度，且以直代曲的结构受力明确，且制造质量易于控制。

Description

一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，具体而言，涉及一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法。

背景技术

双曲线钢桁梁因结构设计新颖，造型优美而广泛的用于城市桥梁中。桥梁道路平面设计线型为直线+曲线，立面设计为竖曲线。因上下层桥面均处于竖曲线上，且上下层桥面竖曲线不平行，造成桁高不等，几乎每根主桁杆件的结构尺寸都不一样且理论上呈双扭曲状态，而主梁采用了整体节点的全焊接的钢桁梁结构，所以主桁杆件的放样、制造难度非常大。钢梁采用了全焊接节点、现场散拼架梁的施工工艺，钢梁有焊接工作量大，焊接接头类型多，焊接变形大的难题。保证焊接的质量与杆件的组装精度从而加快现场的架设速度是控制工程质量的关键。

为此，提出一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法，包括：

S1，搭设杆件拼装胎架，用于作为桁片试拼装模型；

S2，拼装上弦杆和下弦杆

在胎架上连续铺设底板单元件，从基准端开始在底板单元件上均匀的焊接多个横隔板，在横隔板的两侧焊接腹板单元，并在腹板单元的上部铺设顶板；

S3，拼装钢桁梁

上弦杆和下弦杆的背对端进行桥面接头拼装，上弦杆和下弦杆的相对端插入腹杆进行接头拼装；

其中，下弦杆以钢桁梁的桁架节点为控制点，节点之间的弦杆以直代曲，在整体腹板单元的节点中线处将腹板单元压制成缓和折弯，圆滑过渡，实现上弦杆和下弦杆在两节间长度内为直线。

进一步地，所述腹板单元包括节点板和竖板，所述节点板与竖板依次相间焊接。

进一步地，上弦杆以下弦杆的中点为控制点折弯，以上弦杆的节点板在下弦杆节间竖直平面内为原则，保持竖板两端拼接面在同一平面内。

进一步地，在步骤S1中，在搭设杆件拼装胎架完成后，还需要对胎架的线性和刚度进行检测，定位下弦杆→定位上弦杆→插入腹杆→微调上弦杆→测量调整，以使对桁片进行预拼装。

进一步地，所述上弦杆和下弦杆的配合制造方法为“长线法”。

应用本发明的技术方案，有益效果是：

1、主桥立面为竖曲线，制造时主桁弦杆的立面采用以直代曲并通过上下弦杆长度变化来实现立面竖曲线和预拱度的要求，主桁弦杆的平面采用以折代曲的方式实现平面道路曲线的要求，如图1所示，因此主桁弦杆从双曲的理论状态转换为平面单个折角的状态，从而降低了制造的难度，且以直代曲的结构受力明确，且制造质量易于控制，满足设计要求；

2、双曲线钢桁梁基于catia和CAD等软件对全桥结构进行精细的三维建模放样和工艺图深化设计，通过计算机建模真实反映出各构件件的位置关系，解决了曲线段的主桁结构复杂，每根杆件或单元件均不相同，连接的接头众多且形式多样的匹配连接的难题；

3、曲线桥梁可通用性零件较少，零件数量多，采用自动化、智能化套料排版技术，可减少套料人员投入，从而大幅度降低套料时间，缩短制造工期；

4、曲线段的上弦杆和下弦杆均在工厂进行“2+1”的长线法匹配制造，弦杆在组拼工序中，从铺设底板开始即进行杆件的匹配连接，在箱体成形后再予以分解(留取一根杆件做为下次匹配的母梁)，然后转焊接等后道工序，有效地提高了曲线段弦杆之间的连接精度；

5、工厂桁片试拼装在专用胎架上进行,拼装过程严格控制桁高、对角线差、拱度及平面线形等关键点，桁片拼装时做好相邻小节段间的匹配,以确保桥位架设杆件精确就位及钢桁梁线形的准确，桥位多拼口对接顺利,减少高空操作工作量和降低高空施工难度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的上弦杆和下弦杆折弯位置图；

图2示出了本发明的下弦杆节点处折弯大样示意图；

图3示出了本发明的上弦杆和下弦杆的结构图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、上弦杆；20、下弦杆；30、腹杆；40、腹板单元；41、节点板；42、竖板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图2所示，本发明提供了一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法，包括：

S1，搭设杆件拼装胎架，用于作为桁片试拼装模型；

工厂桁片试拼装在专用胎架上进行,拼装过程严格控制桁高、对角线差、拱度及平面线形等关键点，桁片拼装时做好相邻小节段间的匹配,以确保桥位架设杆件精确就位及钢桁梁线形的准确，桥位多拼口对接顺利,减少高空操作工作量和降低高空施工难度。

S2，拼装上弦杆10和下弦杆20

在胎架上连续铺设底板单元件，从基准端开始在底板单元件上均匀的焊接多个横隔板，在横隔板的两侧焊接腹板单元40，并在腹板单元40的上部铺设顶板；

曲线段的上弦杆10和下弦杆20均在工厂进行“2+1”的长线法匹配制造，弦杆在组拼工序中，从铺设底板开始即进行杆件的匹配连接，在箱体成形后再予以分解留取一根杆件做为下次匹配的母梁，然后转焊接等后道工序，有效地提高了曲线段弦杆之间的连接精度。

S3，拼装钢桁梁

上弦杆10和下弦杆20的背对端进行桥面接头拼装，上弦杆10和下弦杆20的相对端插入腹杆30进行接头拼装；

其中，下弦杆20以钢桁梁的桁架节点为控制点，节点之间的弦杆以直代曲，在整体腹板单元40的节点中线处将腹板单元40压制成缓和折弯，圆滑过渡，实现上弦杆10和下弦杆40在两节间长度内为直线。

主桥立面为竖曲线，制造时主桁弦杆的立面采用以直代曲并通过上下弦杆长度变化来实现立面竖曲线和预拱度的要求，主桁弦杆的平面采用以折代曲的方式实现平面道路曲线的要求，如图1所示，因此主桁弦杆从双曲的理论状态转换为平面单个折角的状态，从而降低了制造的难度，且以直代曲的结构受力明确，且制造质量易于控制，满足设计要求；

具体地，双曲线钢桁梁基于catia和CAD等软件对全桥结构进行精细的三维建模放样和工艺图深化设计，通过计算机建模真实反映出各构件件的位置关系，解决了曲线段的主桁结构复杂，每根杆件或单元件均不相同，连接的接头众多且形式多样的匹配连接的难题。

如图3所示，腹板单元40包括节点板41和竖板42，节点板41与竖板42依次相间焊接。

具体地，上弦杆10以下弦杆20的中点为控制点折弯，以上弦杆10的节点板41在下弦杆20节间竖直平面内为原则，保持竖板42两端拼接面在同一平面内。

该种结构设计，由于每根上弦杆10和下弦杆20的结构尺寸都不一样且理论上呈双扭曲状态，而主梁采用了整体节点的全焊接的钢桁梁结构，所以上弦杆10和下弦杆20的放样、制造难度非常大，通过以上弦杆10的节点板41在下弦杆20节间竖直平面内为原则，保持竖板42两端拼接面在同一平面内，能够避免上下层桥面竖曲线不平行，造成桁高不等的问题。

在步骤S1中，在搭设杆件拼装胎架完成后，还需要对胎架的线性和刚度进行检测，定位下弦杆20→定位上弦杆10→插入腹杆30→微调上弦杆10→测量调整，以使对桁片进行预拼装，能够检验钢桁梁制造工艺的合理性，检查梁段构件的几何尺寸及梁段间的匹配，便于提前发现问题，调整工艺和纠偏。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法，其特征在于，包括：

S1，搭设杆件拼装胎架，用于作为桁片试拼装模型；

S2，拼装上弦杆(10)和下弦杆(20)

在胎架上连续铺设底板单元件，从基准端开始在底板单元件上均匀的焊接多个横隔板，在横隔板的两侧焊接腹板单元(40)，并在腹板单元(40)的上部铺设顶板；

S3，拼装钢桁梁

上弦杆(10)和下弦杆(20)的背对端进行桥面接头拼装，上弦杆(10)和下弦杆(20)的相对端插入腹杆(30)进行接头拼装；

其中，下弦杆(20)以钢桁梁的桁架节点为控制点，节点之间的弦杆以直代曲，在整体腹板单元(40)的节点中线处将腹板单元(40)压制成缓和折弯，圆滑过渡，实现上弦杆(10)和下弦杆(40)在两节间长度内为直线。

2.根据权利要求1所述的一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法，其特征在于：所述腹板单元(40)包括节点板(41)和竖板(42)，所述节点板(41)与竖板(42)依次相间焊接。

3.根据权利要求2所述的一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法，其特征在于：上弦杆(10)以下弦杆(20)的中点为控制点折弯，以上弦杆(10)的节点板(41)在下弦杆(20)节间竖直平面内为原则，保持竖板(42)两端拼接面在同一平面内。

4.根据权利要求1所述的一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法，其特征在于：在步骤S1中，在搭设杆件拼装胎架完成后，还需要对胎架的线性和刚度进行检测，定位下弦杆(20)→定位上弦杆(10)→插入腹杆(30)→微调上弦杆(10)→测量调整，以使对桁片进行预拼装。

5.根据权利要求1所述的一种双曲线全焊结构钢桁梁的制作方法，其特征在于：所述上弦杆(10)和下弦杆(20)的配合制造方法为“长线法”。

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