一种空间异形多曲面钢结构的制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114799753A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210456551.3(22)申请日2022.04.27(71)申请人中铁高新工业股份有限公司地址100070北京市丰台区南四环西路诺德中心11号楼申请人中铁重工有限公司(72)发明人全顺红洪子滔季轩赵振威沈强刘有林李少波张丰民朱刚韩选徐阳(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102专利代理师刘秋芳陶洪(51)Int.Cl.B23P15/00(2006.01)B23P23/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种空间异形多曲面钢结构的制造方法(57)摘要一种空间异形多曲面钢结构的制造方法，涉及桥梁施工领域。空间异形多曲面钢结构的制造方法是将多曲面钢结构分为多个节段进行制造；对多曲面钢结构进行三维建模后输出图纸并对各个零件进行下料加工；对多曲面钢结构的外轮廓线型进行分析以控制外轮廓的弯曲位置，并结合多曲面钢结构内部的隔板、腹板和各个节段之间的焊缝位置进行整个胎架点位布置，选取建造基面并在三维模型中计算出多曲面钢结构的各个胎架点位的高程值，按照胎架点位布置及胎架点位的高程值搭设胎架，随后将各个零件在胎架上依次进行装配、调整定位和整体焊接作业。空间异形多曲面钢结构的制造方法解决了双曲板难以加工、各环口尺寸精度难以控制的问题。CN114799753ACN114799753A权利要求书1/2页1.一种空间异形多曲面钢结构的制造方法，其特征在于，所述多曲面钢结构的顶部、底部和一侧分别具有桥塔接口、桥墩接口和受压大梁接口，所述多曲面钢结构的外轮廓具有连接所述桥塔接口和所述受压大梁接口的第一双曲板、连接所述桥墩接口和所述受压大梁接口的第二双曲板及连接所述桥塔接口和所述桥墩接口的第三双曲板，所述第三双曲板的顶部被配置成连接桥面的主纵梁，所述多曲面钢结构的制造方法包括以下步骤：将所述多曲面钢结构分为多个节段并搭设胎架整体制造；对所述多曲面钢结构进行三维建模后输出图纸，对图纸的各个零件进行数控下料加工；对所述多曲面钢结构的外轮廓线型进行分析以控制外轮廓的弯曲位置，并结合所述多曲面钢结构内部的隔板、腹板和各个节段之间的焊缝位置进行整个胎架点位布置，选取所述多曲面钢结构安装于桥梁时的桥梁中心面作为建造基面并在三维模型中计算出所述多曲面钢结构的各个胎架点位的高程值，按照胎架点位布置及胎架点位的高程值搭设胎架，随后将各个零件在胎架上依次进行装配、调整定位和整体焊接作业。2.根据权利要求1所述的空间异形多曲面钢结构的制造方法，其特征在于，加工所述第一双曲板、所述第二双曲板和所述第三双曲板时，首先利用三维软件分别进行建模放样并分析弯曲变化趋势以布置各个双曲板的加工控制点，再选取一个制作基面通过三维软件取得各个加工控制点的高程值，随后结合加工控制点的平面位置投影图搭设双曲板加工胎架，将已下料的双曲板零件上双曲板加工胎架定位进行加工；加工时采用冷压配合热成型的方式，加热前对钢板施加下压力，再沿着预定的控制线将钢板进行局部线状加热至产生局部塑性变形，使钢板弯曲时的各个加工控制点逐渐贴合双曲板加工胎架达到对应高程值，从而将钢板弯曲加工成第一双曲板、第二双曲板和第三双曲板。3.根据权利要求2所述的空间异形多曲面钢结构的制造方法，其特征在于，对所述第一双曲板、所述第二双曲板和所述第三双曲板之间的共边进行装配时，预拼检查焊缝的坡口配合满足要求时再进入后续装配流程。4.根据权利要求2所述的空间异形多曲面钢结构的制造方法，其特征在于，将各个零件在胎架上依次进行装配时，首先拼装靠近所述桥梁中心面一侧的外轮廓板，根据所述外轮廓板外表面的胎架点调整定位，再调整对齐所述外轮廓板内表面纵横基线，随后依次焊接工艺卡板固定各个双曲板的对接缝，接着以所述外轮廓板的纵横基线为基准安装下层隔板及纵横加劲，在各个节段的两端分别固定工艺板来固定环口尺寸，安装中腹板和下层隔板并调整对齐所述外轮廓板的中腹板定位线，再以中腹板所在平面的纵横基线为准安装上层隔板，最后铺装远离所述桥梁中心面一侧的外轮廓板。5.根据权利要求1所述的空间异形多曲面钢结构的制造方法，其特征在于，将各个零件在胎架上依次进行调整定位时，首先检查各个节段之间环口的对齐情况，接着检查所述桥塔接口、所述桥墩接口和所述受压大梁接口的环口尺寸并进行整体调节以确保所有接口平整无错位。6.根据权利要求1所述的空间异形多曲面钢结构的制造方法，其特征在于，将各个零件在胎架上依次进行整体焊接时，首先焊接节段的上层结构的外轮廓板的对接焊缝，随后取走上层结构的外轮廓板后在上层结构内装配焊接80％熔透加劲并焊接隔板熔透角焊缝，焊接时从中间向两侧焊接，接着焊接下层结构的外轮廓板