CN113605532A - 一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法。钢模板整体分为共4层63块分块板进行制作；分块板包括型钢框、钢板壳、梁销子、加劲肋和栓钉，型钢框由若干径向梁和环向梁纵横交错固定连接而成，钢板壳底部与型钢框的上表面固定连接，梁销子穿过钢板壳与型钢框固定连接，加劲肋和栓钉固定连接在钢板壳上表面；分块板制作完成后由下向上依次拼接，每层的若干分块板按顺时针或逆时针顺序拼装完整后再拼装下一层。本发明通过对钢模板设计合理的分层分块，制定标准化的施工工艺流程，实现了钢模板的成功预制，为其现场拼装及吊装的实现提供了保障，同时也为核电建造工期的缩短提供了保证。
Description
技术领域
本发明属于核岛土建钢结构施工技术领域，具体涉及一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法。
背景技术
“华龙一号”堆型核电技术是中国具有完整自主知识产权的三代核电技术，为提高其安全性能，采用了双层安全壳设计，其中外壳厚度为1.8m，主要作用是防飞机撞击。“华龙一号”海外首堆首次在外壳穹顶中应用了永久钢模板体系，钢模板作为穹顶底模，成为外穹顶一部分。采用永久钢模板体系设计，避免了采用木模板施工所需支设的大量脚手架，既缩短了施工工期，又降低了施工安全风险。“华龙一号”外穹顶钢模板为半椭球形，下口直径53m，总重量约366吨，由H型钢纵横相连作为支撑网架，网架上方铺设5mm钢板，同时，在钢板上方焊接锚固钉、梁销子等作为连接附件。
“华龙一号”外壳穹顶钢模板为全球首次采用，其相比内壳穹顶，结构形式更加复杂，施工工艺完全不同，没有成熟的施工经验可采用。本制作方法依托“华龙一号”外壳穹顶钢模板预制施工总结而成，是一整套完整的一种椭球形曲面网架钢模板制作方法。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种椭球形曲面网架钢模板。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案制作一种椭球形曲面网架钢模板：
一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述钢模板整体由若干分块板拼装而成，若干分块板分为若干层，由下向上依次拼接，每层的若干分块板按顺时针或逆时针顺序拼装完整后再拼装下一层，相邻的分块板均通过焊接连接拼装而成；分块板包括型钢框、钢板壳以及梁销子；所述型钢框由若干均匀分布的径向梁和环向梁纵横交错固定连接而成，每根径向梁均沿径向设置，径向梁的长度与分块板的径向长度相同，即与分块板沿钢模板径向方向的径向尺寸相同，每两根相邻的径向梁之间沿环向均设有若干数量的环向梁，环向梁的长度为相邻两根径向梁之间的圆弧长度，相邻两根径向梁间设置的若干环向梁沿径向排布；径向梁和环向梁均为型钢，钢板壳由若干块沿径向设置的钢板固定拼接而成，钢板沿径向梁方向设置，每两根径向梁之间设有一块钢板，钢板壳底部与型钢框的上表面固定连接；所述钢板壳的上表面固定连接有若干个加劲肋和栓钉，钢板壳上开有若干数量的开孔，开孔尺寸与梁销子相匹配，梁销子与开孔数量相同且一一对应，梁销子穿过对应的开孔，固定连接在型钢框上，钢板壳呈双曲面弧形，梁销子和栓钉与其所处的钢板壳的切面垂直，梁销子可以提高钢板壳与型钢框之间的连接强度，加劲肋和栓钉可以提高钢板壳的强度。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，所述分块板共分为4层，分别为第一层分块板组件、第二层分块板组件、第三层分块板组件和第四层分块板组件；第一层分块板组件包括22块分块板，其中，21块分块板的角度均为16.88°，剩余1块分块板的角度为5.52°；第二层分块板组件包括24块分块板，每块分块板的角度均为15°；第三层分块板组件包括16块分块板，每块分块板的角度均为22.5°；第四层分块板组件包括1块分块板，分块板的角度为360°；所有的分块板制作完成后，分块板依次从第一层拼装至第四层，每层的分块板按顺时针或逆时针顺序拼装完整后再拼装下一层。
进一步地，所述分块板的具体制作工艺分为以下步骤：
S1、施工准备；
S2、放样下料：根据型钢框和钢板壳的尺寸，放样确定型钢和钢板的尺寸，根据实际型钢与实际钢板的尺寸进行下料切割得到型钢和钢板，并对型钢预留切割余量；
S3、型钢弯曲：使型钢上表面的弧度与钢板壳下表面的弧度相贴合；
S4、型钢二次下料：对弯曲后的型钢两端预留的余量进行二次切割；
S5、组对型钢框：组对环向梁和径向梁；
S6、焊接型钢框：将组对好的环向梁和径向梁焊接成型钢框；
S7、无损检测：检测型钢之间的连接节点和焊缝的质量；
S8、组对钢板壳、梁销子、加劲肋：在型钢框上表面组对钢板壳，为避免焊接钢板时发生形变，需要在钢板壳组对完成后再进行梁销子和加劲肋的组对；
S9、焊接钢板壳、梁销子、加劲肋：将钢板壳与型钢框焊接连接后，再将梁销子和加劲肋与钢板壳焊接连接；
S10、栓钉焊接：完成钢板壳、梁销子和加劲肋的焊接后，在钢板壳的上表面标记出每个栓钉的位置，将栓钉焊接在钢板壳对应的位置上，栓钉在钢板壳上固定的位置没有要求；
S11、无损检测；
S12、整体尺寸检查；
S13、清理喷漆，清理去除焊缝区域的铁锈、灰尘、水分和油污，清理完成后喷涂油漆；
S14、编号存放。
进一步地，所述的步骤S2中，当实际钢板的宽度小于相邻两根径向梁的距离时，需要进行钢板拼接，通过若干块实际钢板拼接后二次切割满足钢板壳中每块钢板的宽度。
进一步地，所述的步骤S2中，当分块板的径向长度超过实际型钢的长度时，需要进行型钢拼接，通过将若干根实际型钢沿长度方向焊接连接满足型钢的长度。
进一步地，所述的步骤S2中，在第一层分块板组件、第二层分块板组件和第三层分块板组件的分块板上，钢板壳的每块钢板下部沿径向方向预留切割余量。
进一步地，所述的步骤S3中，环向梁和径向梁的型钢采用先冷弯再热矫正的弯曲工艺，冷弯后型钢的尺寸仍然存在偏差，因此需要通过热矫正工艺对型钢微调。
进一步地，所述的步骤S5中，径向梁和环向梁采用专用组对工装进行组对；所述的专用组对工装包括组对工装底座、双曲面弧形板和若干个斜向支撑，底座由若干根型钢纵横固定连接而成，斜向支撑的底部固定连接在组对工装底座型钢的上表面，双曲面弧形板固定连接在斜向支撑的顶部，斜向支撑顶部的弧度与双曲面弧形面板相贴合，双曲面弧形板的下表面固定连接有若干根加强角钢；
组对时，环向梁和径向梁放置在双曲面弧形面板的上表面，先确定每根径向梁和环向梁在双曲面弧形面板表面放置的位置，每根径向梁按照对应的位置放置在双曲面弧形面板上，径向梁的两端通过可拆卸的第一连接件与双曲面弧形板固定连接，径向梁的底部两侧固定若干数量的限位板，限位板还固定在双曲面弧形板的上表面，型钢两端的第一连接件限制径向梁的径向移动，型钢两侧的限位板限制径向梁的环向移动；
每根环向梁放置在双曲面弧形板上对应的位置，环向梁的两端分别与其相邻的两根径向梁点焊连接，环向梁沿环向方向从双曲面弧形板的一端按顺序组对至另一端，完成环向梁和径向梁的组对，各个连接节点的型钢之间点焊后，型钢框具备一定的强度，使其吊装至焊接工装上时可以保持结构稳定；环向梁和径向梁组对完成后，拆除径向梁的底部两侧的限位板以及径向梁的两端与双曲面弧形板相连的第一连接件，完成组对后分离型钢框和组对工装，便于后续型钢框的吊装。
进一步地，所述的步骤S6中，径向梁和环向梁采用专用焊接工装焊接后得到型钢框；所述的专用焊接工装包括焊接工装底座、支撑立柱和若干个弧形支撑板，焊接工装底座由若干块钢板纵横固定连接而成，支撑立柱均匀固定连接在焊接工装底座上，焊接工装底座沿长度方向的两侧边的支撑立柱上固定连接有水平连接杆，弧形支撑板的底部固定连接在支撑立柱的上表面，弧形支撑板顶部的弧度与双曲面弧形面板相配合；
将环向梁和径向梁吊装至专用焊接工装上，环向梁和径向梁的底部贴合弧形支撑板，弧形支撑板与其接触的径向梁固定连接，从型钢框的中心向四周进行施焊，先将所有径向梁和环向梁之间的连接节点打底，再统一填充、盖面，焊接过程中保持各个位置的焊接速度一致，直至焊接完毕，最终得到型钢框。
进一步地，所述的步骤S8中，每两根相邻径向梁对应一块钢板，钢板放置在与其对应的两根径向梁中间，钢板两侧分别位于与其对应的两根径向梁上，钢板两侧通过可拆卸的第二连接件固定连接在对应两根径向梁的上表面，钢板在型钢框的上表面压制成型，钢板按顺序从一侧的径向梁组对至另一侧，完成钢板壳的组对。
本发明的有益效果是：
本发明通过对钢模板设计合理的分层分块，制定标准化的施工工艺流程，并设计制作专用组对、焊接工装，实现了钢模板的成功预制，其中型钢弯曲工艺中采用冷弯为主，热矫正为辅的工艺可以实现对型钢的快速弯曲成型，相比较传统的型钢热成型效率更高；分块板直接压制成型，取消了传统的卷制工艺，分块板的制作效率大幅提高；此外，本发明提供的钢模板分块设计和车间的制作能力相匹配，既保证了生产效率最高，又减少现场分块板的拼装量，为其现场拼装及吊装的实现提供了保障，同时也为核电站建造工期的缩短提供了保证。
附图说明
图1是本发明的钢模板分层分块示意图。
图2是本发明的分块板结构示意图。
图3是本发明的钢板拼接示意图。
图4是本发明的型钢拼接示意图。
图5是本发明的型钢弯曲工艺(型钢拉弯机)示意图。
图6是本发明的型钢弯曲工艺(型钢冷弯机)示意图。
图7是本发明的专用组对工装结构示意图。
图8是本发明的型钢框组对成型示意图。
图9是本发明的型钢框组对固定示意图。
图10是本发明的专用焊接工装结构示意图。
图11是本发明的专用焊接工装应用示意图。
图12是本发明的径向梁和环向梁连接节点结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1钢模板分层分块
本实施例提供一种椭球形曲面网架钢模板，钢模板采用分块式结构设计，如图1所示，钢模板整体由63块分块板1构成，分块板1共分为4层，分别为第一层分块板组件11、第二层分块板组件12、第三层分块板组件13、第四层分块板组件14。
第一层分块板组件11包括22块分块板1，其中，21块分块板1的角度均为16.88°，剩余1块分块板1的角度为5.52°。
第二层分块板组件12包括24块分块板1，每块分块板1的角度均为15°。
第三层分块板组件13包括16块分块板1，每块分块板1的角度均为22.5°。
第四层分块板组件14包括1块分块板1，分块板1的角度为360°。
实施例2分块板的结构
如图2所示，每块分块板1包括型钢框1-1、钢板壳1-2以及梁销子1-3。
所述型钢框由若干均匀分布的径向梁1-1-1和环向梁1-1-2纵横交错固定连接而成。
径向梁1-1-1均沿径向(钢模板的径向方向)设置，径向梁1-1-1的长度与分块板的径向长度(分块板1沿钢模板径向方向的径向尺寸)相同，若干径向梁1-1-1在环向方向(钢模板的环向方向)上依次排列分布。
环向梁1-1-2均沿环向方向(钢模板的环向方向)设置；相邻两根径向梁1-1-1之间沿环向均设有若干数量的环向梁1-1-2，环向梁1-1-2的长度为相邻两根径向梁1-1-1之间的环向距离(圆弧长度)，若干环向梁1-1-2在径向方向上依次排列分布。若干组相邻径向梁1-1-1之间的若干个环向梁1-1-2均一一对应，对应的若干环向梁1-1-2整体构成位于同一环向线上的环向梁组件。
左右相邻分块板1的若干环向梁组件均一一对应，位于同一环向线上。
径向梁1-1-1和环向梁1-1-2均为型钢。
若干径向梁1-1-1分为径向主梁和径向次梁，若干径向主梁在分块板1上均匀分布，相邻两个径向主梁之间再均匀分布若干径向次梁；构成径向主梁和径向次梁的型钢型号不同。上下层相邻分块板1之间的若干个径向主梁均一一对应，即位于同一径向线上。
若干环向梁1-1-2分为环向主梁和环向次梁，若干环向主梁在分块板1上均匀分布，相邻两个环向主梁之间均匀分布若干环向次梁，构成环向主梁和环向次梁的型钢型号不同。
钢板壳1-2由若干块沿径向设置的钢板固定拼接而成，钢板沿径向梁1-1-1方向设置，每两根径向梁1-1-1之间设有一块钢板，钢板壳1-2底部与型钢框1-1的上表面固定连接。
所述钢板壳1-2的上表面固定连接有若干个加劲肋1-4和栓钉1-5；加劲肋1-4沿钢板的径向方向设置，加劲肋1-4与钢板的数量相同，每块钢板的上表面固定一个加劲肋1-4；钢板壳1-2上开有若干数量的开孔，开孔尺寸与梁销子1-3相匹配，梁销子1-3与开孔数量相同且一一对应，梁销子1-3穿过对应的开孔，固定连接在型钢框1-1上，提高钢板壳1-2与型钢框1-1之间的连接强度；钢板壳1-2呈双曲面弧形，梁销子1-3和栓钉1-5均与钢板壳1-2表面垂直；加劲肋1-4和栓钉1-5可以提高钢板壳1-2的强度，使分块板1的结构更稳定，能够满足钢模板建设的强度需求。
优选的，径向主梁选用的型钢尺寸为HW200*200*8*12；径向次梁选用的型钢尺寸为HN200*100*5.5*8和HM194*150*6*9；环向主梁选用的型钢尺寸为HW200*200*8*12和HN200*100*5.5*8；环向次梁选用的型钢尺寸为HN125*60*6*8。
实施例3分块板的制作工艺
由实施例2所述每块分块板1的具体制作工艺包括以下步骤：
S1、施工准备。
S2、放样下料：钢板和型钢采用火焰切割法下料；采用展开法放样确定钢板和型钢的尺寸下料切割，按照放样后的尺寸进行下料切割；为方便现场拼装调整，在第二、三、四层分块板1中，每块分块板1上的钢板壳1-2下部分别预留余量。
本实施例中，第二、三、四层分块板1上的钢板壳1-2下部预留余量分别为70mm、70mm和60mm，待现场拼装分块板1时，钢板壳1-2的下部尺寸根据现场实际情况调整后进行二次切割。
对于第一层分块板11，分块板1上的钢板壳1-2由9块沿径向设置的钢板组成，每块钢板的宽度为867mm，采购的实际钢板宽度为1500mm，采购的实际钢板裁切后剩余钢板的宽度小于钢板壳1-2中每块钢板的宽度。因此，为节省钢板材料，提高钢板的利用率，如图3所示，将2块采购的实际钢板通过对接缝3-1焊接拼接在一起，二次切割成3块钢板，二次切割线3-2位于对接缝3-1的两侧。钢板拼接采用药芯焊丝气体保护焊进行焊接，全熔透坡口形式，焊接完成后对焊缝进行100％VT+20％UT检测。
对于第三层分块板13，由于其分块板1的径向长度大于采购的实际型钢长度，因此需要对第三层分块板13的径向梁1-1-1拼接加长，将两根实际型钢沿实际型钢的长度方向焊接拼接，满足分块板1的径向长度要求。由于型钢在后续的弯曲过程中受沿型钢长度方向的拉力，为减小型钢间的拼接焊缝横向受力，型钢采用斜接方式，型钢拼接及坡口示意图如图4所示。拼接处采用药芯焊丝气体保护焊进行焊接，全熔透坡口形式，焊接完成后对焊缝进行100％VT+100％UT检测。
S3、型钢弯曲，使型钢上表面的弧度与钢板壳下表面的弧度相贴合，环向梁1-1-1和径向梁1-1-2的型钢采用先冷弯再热矫正的弯曲工艺(冷弯后型钢的尺寸与实际仍然存在偏差，因此需要通过热矫正工艺对型钢微调)。对于不同型号的型钢(即径向主梁、径向次梁、环向主梁和环向次梁)需要采用不同的冷弯工艺。
针对径向主梁、径向次梁和环向主梁，采用型钢拉弯机5进行弯曲成型，型钢拉弯机的成型工艺示意图如图5所示。具体的拉弯步骤如下：①根据型钢需要成型的弧度，调节型钢拉弯机的成型胎膜5-1弧度，考虑到型钢存在弹性变形，成型胎膜5-1的弧度半径应略小于型钢弧度半径。②在待弯曲的型钢内侧填充密实木板5-2，防止型钢拉弯过程中发生扭曲变形；③将型钢两端放置于成型胎膜5-1两端附近的夹具5-3内；④启动型钢拉弯机5，拉伸臂5-4缓慢拉伸型钢至成型模具外侧弧度面，使型钢内侧与成型胎膜5-1的外侧弧度面相贴，继而完成型钢的冷弯成型。拉弯成型工艺完成后，将已弯曲成型的型钢卸下，吊至地面。
针对环向次梁，由于环向次梁的截面尺寸较小，因此采用型钢冷弯机进行弯曲成型，型钢冷弯机的弯曲成型工艺示意图如图6所示。具体的冷弯成型步骤如下：①将所需冷弯加工的型钢由辅助系统的门式托架推放在两主动滚轮6-1之间；②启动液压系统使液压缸推动燕尾槽和冷弯滚轮6-2冷压型钢；③达到设计所需弧度时关闭液压系统，启动机械传动系统，使主动滚轮6-1转动并依靠摩擦力带动型钢平稳缓慢前行，从而实现连续冷弯作业；④冷弯结束时，关闭机械传动系统的同时，启动液压系统，使液压系统收回，从而完成型钢的冷弯成型。冷弯成型工艺完成后，将冷弯后的型钢放置在辅助系统的门式托架上备用。
S4、型钢二次下料：对弯曲后的型钢两端预留的余量进行二次切割。
S5、组对型钢框：采用专用组对工装2对径向梁1-1-1和环向梁1-1-2进行组对。
如图7所示，专用组对工装2包括组对工装底座2-1、双曲面弧形板2-2和若干个斜向支撑2-3，底座2-1由若干根型钢纵横固定连接而成，斜向支撑2-3的底部固定连接在组对工装底座2-1型钢的上表面，双曲面弧形板2-2固定连接在斜向支撑2-3的顶部，斜向支撑2-3顶部的弧度与双曲面弧形面板2-2相贴合，双曲面弧形板2-2的下表面固定连接有若干根加强角钢。
本实施例中，组对工装底座2-1采用HN200*100*5.5*8规格的型钢；双曲面弧形板2-2采用6mm厚的Q235B钢板；斜向支撑2-3采用10mm厚的Q235B钢板；加强角钢采用∠125*80*10规格的角钢。
如图8所示，组对时，环向梁1-1-1和径向梁1-1-2放置在双曲面弧形面板2-2的上表面，先确定每根径向梁1-1-1和环向梁1-1-2在双曲面弧形面板2-2表面放置的位置，每根径向梁1-1-1按照对应的位置放置在双曲面弧形面板2-2上，径向梁1-1-1的两端分别设有两组可拆卸的第一连接件，如图9所示，径向梁1-1-1端部的两组第一连接件分别位于型钢的两侧，径向梁1-1-1的两端通过第一连接件与双曲面弧形板2-2固定连接，径向梁1-1-1的底部两侧每隔1m点焊一块限位板2-4，限位板2-4还固定在双曲面弧形板2-2的上表面；型钢两端的第一连接件限制了径向梁1-1-1的径向移动，位于型钢两侧的限位板2-4限制了径向梁1-1-1的环向移动，确定每根径向梁1-1-1放置的位置后，通过第一连接件和限位板2-4限制每根径向梁1-1-1的移动，以此完成所有径向梁1-1-1的组对。
所有的径向梁1-1-1组对完成后，进行环向梁1-1-2的组对。每根环向梁1-1-2放置在双曲面弧形板2-2上对应的位置，环向梁1-1-2的两端分别与其相邻的两根径向梁1-1-1点焊连接，环向梁1-1-2沿环向方向从双曲面弧形板2-2的一端按顺序组对至另一端，完成环向梁1-1-1和径向梁1-1-2的组对，各个连接节点处相邻的两根型钢之间点焊连接后，型钢框1-1具备一定的强度，使其吊装至焊接工装上的过程中型钢框1-1仍然可以保持结构稳定。
环向梁1-1-1和径向梁1-1-2组对完成后，拆除径向梁1-1-1的底部两侧的限位板2-4以及径向梁1-1-1的两端与双曲面弧形板2-2相连的第一连接件，完成组对后分离型钢框和组对工装，便于后续型钢框的吊装。
本实施例中每组第一连接件包括U型卡2-4和楔铁2-5，如图9所示，型钢和双曲面弧形板2-2通过U型卡2-4夹持固定，楔铁2-5楔入型钢和U型卡2-4之间，提高U型卡2-4夹持的稳定性。
S6、焊接型钢框：将组对好的环向梁1-1-1和径向梁1-1-2焊接成型钢框1-1，径向梁1-1-1和环向梁1-1-2采用专用焊接工装3焊接；
如图10所示，专用焊接工装3包括焊接工装底座3-1、支撑立柱3-2和若干个弧形支撑板3-3，焊接工装底座3-1由若干块钢板纵横固定连接而成，支撑立柱3-2均匀固定连接在焊接工装底座3-1上，焊接工装底座3-1沿长度方向的两侧边的支撑立柱3-2上固定连接有水平连接杆3-4，弧形支撑板3-3的底部固定连接在支撑立柱3-2的上表面，弧形支撑板3-3顶部的弧度与双曲面弧形面板2-2相配合。
本实施例中，焊接工装底座3-1的钢板选用厚度25mm，宽度300mm的Q235钢板；支撑立柱3-2选用型号为HM340*250*9*14，高度为1000mm的型钢；弧形支撑板3-3选用30mm厚的Q235B钢板；水平连接杆3-4选用HN200*150*5.5*8规格的型钢。
将步骤S5中连接节点点焊好的环向梁1-1-1和径向梁1-1-2吊装至专用焊接工装3上，如图11所示，环向梁1-1-1和径向梁1-1-2的底部贴合弧形支撑板3-3，弧形支撑板3-3与其接触的径向梁1-1-1固定连接，从型钢框1-1的中心向四周进行施焊，先将所有径向梁1-1-1和环向梁1-1-2之间的连接节点打底，再统一填充、盖面，焊接过程中保持各个位置的焊接速度一致，直至焊接完毕，最终得到型钢框1-1。
本实施例中，如图12所示，当分块板1的型钢框1-1由两种不同高度的型钢相连接构成连接节点时，如径向主梁(选用HW200*200*8*12型钢)和环向次梁(选用HN125*60*6*8型钢)，径向主梁和环向次梁的底部翼缘之间固定有加强板，同时加强板的侧边固定在径向主梁的腹板上，提高了连接节点处的稳定性。
S7、无损检测：检测型钢之间的连接节点和焊缝的质量。节点焊接完毕后，进行无损检测，对环向梁1-1-2的上、下翼缘的全熔透焊缝进行目视+超声检测，对型钢腹板的角焊缝进行目视检测。
S8、组对钢板壳、梁销子、加劲肋：环向梁1-1-2与径向梁1-1-1之间的连接节点无损检测完毕后，先进行钢板壳1-2的组对。在型钢框1-1上表面组对钢板壳1-2，钢板壳1-2完成后再进行梁销子1-3和加劲肋1-4的组对。为避免焊接钢板壳1-2时发生形变，需要在焊接钢板壳1-2之前组对梁销子1-3和加劲肋1-4。
每两根相邻径向梁1-1-1对应一块钢板，钢板放置在与其对应的两根径向梁1-1-1中间，钢板两侧分别位于与其对应的两根径向梁1-1-1上，钢板两侧通过可拆卸的第二连接件固定连接在对应两根径向梁1-1-1的上表面，钢板在型钢框1-1的上表面压制成型，钢板按顺序从一侧的径向梁1-1-1组对至另一侧，完成钢板壳1-2的组对。
本实施例中第二连接件包括U型卡和楔铁，钢板和型钢通过U型卡夹持固定，楔铁楔入钢板和U型卡之间，提高U型卡夹持的稳定性。
S9、焊接钢板壳、梁销子、加劲肋：焊接钢板壳1-2时，先焊接钢板壳1-2内侧的单道角焊缝，整体焊接顺序为由中间向两边施焊，内侧角焊缝焊接完毕后，焊接钢板壳1-2外侧相邻钢板之间的角焊缝，焊道分两层，单条焊缝焊接从中间向两端分段退焊，整体为从中间向两端跳焊，同时将梁销子1-3及加劲肋1-4的焊缝焊接完毕。
S10、栓钉焊接，完成钢板壳1-2、梁销子1-3和加劲肋1-4的焊接后，在钢板壳1-2的上表面标记出每个栓钉1-5的位置，将栓钉1-5焊接在钢板壳1-2对应的位置上；栓钉1-5在钢板壳1-2上固定的位置没有要求，只需满足钢板壳1-2上每平方米的栓钉1-5达到一定数量。
栓钉1-5采用专用螺柱焊机施焊，将步骤S9得到的构件放置于地面上，下部垫设枕木。焊接前在钢板壳上标记出栓钉1-5的焊接点，并用磨光机将标记处进行打磨，使其露出金属光泽，靠近现场拼装及安装部位的栓钉1-5不在车间焊接，待现场安装完毕后补焊。
S11、无损检测。
S12、整体尺寸检查。
S13、清理喷漆：采用喷砂除锈工艺去除焊缝区域的铁锈、灰尘、水分、油污等，粗糙度达到设计文件中的Sa2.5级。喷砂完毕后进行油漆，油漆厚度需满足设计要求。
S14、编号存放：分块板1制作完成后，对各层的分块板1编号标识，标识字迹清晰，位置显眼；分块板1卧式存放在专用支架上，且每堆数量不超过5块。
实施例4分块板拼装
所有的分块板1按实施例3所述的工艺制作完成后，分块板1依次从第一层拼装至第四层，相邻的两块分块板1之间通过焊接连接，每层的分块板1按顺时针或逆时针顺序拼装完整后再拼装下一层。所有的分块板1拼装完成后，最终得到钢模板整体。
需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述钢模板整体由若干分块板(1)拼装而成，若干分块板(1)分为若干层，由下向上依次拼接，每层的若干分块板(1)按顺时针或逆时针顺序拼装完整后再拼装下一层，相邻的分块板(1)均通过焊接连接拼装而成；
分块板包括型钢框(1-1)、钢板壳(1-2)以及梁销子(1-3)；
所述型钢框(1-1)由若干均匀分布的径向梁(1-1-1)和环向梁(1-1-2)纵横交错固定连接而成，每根径向梁(1-1-1)均沿径向设置，径向梁(1-1-1)的长度与分块板(1)的径向长度相同，每两根相邻的径向梁(1-1-1)之间均设有若干沿环向设置的环向梁(1-1-2)，径向梁(1-1-1)和环向梁(1-1-2)均为型钢，钢板壳(1-2)由若干块沿径向设置的钢板固定拼接而成，钢板沿径向梁(1-1-1)方向设置，每两根径向梁(1-1-1)之间设有一块钢板，钢板壳(1-2)底部与型钢框(1-1)的上表面固定连接；
所述钢板壳(1-2)的上表面固定连接有若干个加劲肋(1-4)和栓钉(1-5)，钢板壳(1-2)上开有若干数量的开孔，开孔尺寸与梁销子(1-3)相匹配，梁销子(1-3)与开孔数量相同且一一对应，梁销子(1-3)穿过对应的开孔，固定连接在型钢框(1-1)上，梁销子(1-3)和栓钉(1-5)均与钢板壳(1-2)表面垂直。
2.根据权利要求1所述的一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述分块板(1)共分为4层，分别为第一层分块板组件(11)、第二层分块板组件(12)、第三层分块板组件(13)和第四层分块板组件(14)；
第一层分块板组件(11)包括22块分块板(1)，其中，21块分块板(1)的角度均为16.88°，剩余1块分块板(1)的角度为5.52°；
第二层分块板组件(12)包括24块分块板(1)，每块分块板(1)的角度均为15°；
第三层分块板组件(13)包括16块分块板(1)，每块分块板(1)的角度均为22.5°；
第四层分块板组件(14)包括1块分块板(1)，分块板(1)的角度为360°。
3.根据权利要求1所述的一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述分块板(1)的具体制作工艺分为以下步骤：
S1、施工准备；
S2、放样下料：根据型钢框(1-1)和钢板壳(1-2)的尺寸，放样确定型钢和钢板的尺寸，根据实际型钢与实际钢板的尺寸进行下料切割得到型钢和钢板，并对型钢预留切割余量；
S3、型钢弯曲：使型钢上表面的弧度与钢板壳(1-2)下表面的弧度相贴合；
S4、型钢二次下料：对弯曲后的型钢两端预留的余量进行二次切割；
S5、组对型钢框：组对环向梁(1-1-1)和径向梁(1-1-2)；
S6、焊接型钢框：将组对好的环向梁(1-1-1)和径向梁(1-1-2)焊接成型钢框(1-1)；
S7、无损检测：检测型钢之间的连接节点和焊缝的质量；
S8、组对钢板壳、梁销子、加劲肋：在型钢框(1-1)上表面组对钢板壳(1-2)，钢板壳(1-2)组对完成后再进行梁销子(1-3)和加劲肋(1-4)的组对；
S9、焊接钢板壳、梁销子、加劲肋：将钢板壳(1-2)与型钢框(1-1)焊接连接，梁销子(1-3)和加劲肋(1-4)与钢板壳(1-2)焊接连接；
S10、栓钉焊接：完成钢板壳(1-2)、梁销子(1-3)和加劲肋(1-4)的焊接后，在钢板壳(1-2)的上表面标记出每个栓钉(1-5)的位置，将栓钉(1-5)焊接在钢板壳(1-2)对应的位置上；
S11、无损检测；
S12、整体尺寸检查；
S13、清理喷漆，清理去除焊缝区域的铁锈、灰尘、水分和油污，清理完成后喷涂油漆；
S14、编号存放。
4.根据权利要求3所述的一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述的步骤S2中，当实际钢板的宽度小于相邻两根径向梁(1-1-1)的距离时，需要进行钢板拼接，通过若干块实际钢板拼接后二次切割满足钢板壳(1-2)中每块钢板的宽度。
5.根据权利要求3所述的一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述的步骤S2中，当分块板(1)的径向长度超过实际型钢的长度时，需要进行型钢拼接，通过将若干根实际型钢沿长度方向焊接连接满足型钢的长度。
6.根据权利要求3所述的一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述的步骤S2中，在第一层分块板组件(11)、第二层分块板组件(12)和第三层分块板组件(13)的分块板(1)上，钢板壳(1-2)的每块钢板下部沿径向方向预留切割余量。
7.根据权利要求3所述的一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述的步骤S3中，环向梁(1-1-1)和径向梁(1-1-2)的型钢采用先冷弯再热矫正的弯曲工艺。
8.根据权利要求3所述的一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述的步骤S5中，径向梁(1-1-1)和环向梁(1-1-2)采用专用组对工装(2)进行组对；
所述的专用组对工装(2)包括组对工装底座(2-1)、双曲面弧形板(2-2)和若干个斜向支撑(2-3)，底座(2-1)由若干根型钢纵横固定连接而成，斜向支撑(2-3)的底部固定连接在组对工装底座(2-1)型钢的上表面，双曲面弧形板(2-2)固定连接在斜向支撑(2-3)的顶部，斜向支撑(2-3)顶部的弧度与双曲面弧形面板(2-2)相贴合，双曲面弧形板(2-2)的下表面固定连接有若干根加强角钢；
组对时，环向梁(1-1-1)和径向梁(1-1-2)放置在双曲面弧形面板(2-2)的上表面，先确定每根径向梁(1-1-1)和环向梁(1-1-2)在双曲面弧形面板(2-2)表面放置的位置，每根径向梁(1-1-1)按照对应的位置放置在双曲面弧形面板(2-2)上，径向梁(1-1-1)的两端通过可拆卸的第一连接件与双曲面弧形板(2-2)固定连接，径向梁(1-1-1)的底部两侧固定若干数量的限位板(2-4)，限位板(2-4)还固定在双曲面弧形板(2-2)的上表面；
每根环向梁(1-1-2)放置在双曲面弧形板(2-2)上对应的位置，环向梁(1-1-2)的两端分别与其相邻的两根径向梁(1-1-1)点焊连接，环向梁(1-1-2)沿环向方向从双曲面弧形板(2-2)的一端按顺序组对至另一端，完成环向梁(1-1-1)和径向梁(1-1-2)的组对；
环向梁(1-1-1)和径向梁(1-1-2)组对完成后，拆除径向梁(1-1-1)的底部两侧的限位板(2-4)以及径向梁(1-1-1)的两端与双曲面弧形板(2-2)相连的第一连接件。
9.根据权利要求3所述的一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述的步骤S6中，径向梁(1-1-1)和环向梁(1-1-2)采用专用焊接工装(3)焊接后得到型钢框(1-1)；
所述的专用焊接工装(3)包括焊接工装底座(3-1)、支撑立柱(3-2)和若干个弧形支撑板(3-3)，焊接工装底座(3-1)由若干块钢板纵横固定连接而成，支撑立柱(3-2)均匀固定连接在焊接工装底座(3-1)上，焊接工装底座(3-1)沿长度方向的两侧边的支撑立柱(3-2)上固定连接有水平连接杆(3-4)，弧形支撑板(3-3)的底部固定连接在支撑立柱(3-2)的上表面，弧形支撑板(3-3)顶部的弧度与双曲面弧形面板(2-2)相配合；
将环向梁(1-1-1)和径向梁(1-1-2)吊装至专用焊接工装(3)上，环向梁(1-1-1)和径向梁(1-1-2)的底部贴合弧形支撑板(3-3)，弧形支撑板(3-3)与其接触的径向梁(1-1-1)固定连接，从型钢框(1-1)的中心向四周进行施焊，先将所有径向梁(1-1-1)和环向梁(1-1-2)之间的连接节点打底，再统一填充、盖面，焊接过程中保持各个位置的焊接速度一致，直至焊接完毕，最终得到型钢框(1-1)。
10.根据权利要求3所述的一种椭球形曲面网架钢模板的制作方法，其特征在于，所述的步骤S8中，每两根相邻径向梁(1-1-1)对应一块钢板，钢板放置在与其对应的两根径向梁(1-1-1)中间，钢板两侧分别位于与其对应的两根径向梁(1-1-1)上，钢板两侧通过可拆卸的第二连接件固定连接在对应两根径向梁(1-1-1)的上表面，钢板在型钢框(1-1)的上表面压制成型，钢板按顺序从一侧的径向梁(1-1-1)组对至另一侧，完成钢板壳(1-2)的组对。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211105 |
|
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