一种双曲弯扭平行四边形箱型梁结构及制作施工方法与流程

本发明涉及建筑钢结构施工技术领域，特别是涉及到一种双曲弯扭平行四边形箱型梁结构及制作施工方法。

背景技术：

在建筑施工过程中，一些城市标志性建筑或文化艺术建筑常因建筑结构功能及建筑美学的需要，在大空间内设计一些弯扭钢结构箱型梁，弯扭钢结构箱型梁在增加建筑美感同时，能节约建筑空间，为后续的设备安装提供空间，但在实际施工过程中，弯扭板件加工难度大、技术要求高，板件的弯扭成型精度直接受扭构件的加工精度和安装精度影响；弯扭构件的施工不同一般常规构件的施工，需要在空间位置上进行弯扭型位的装配与组焊，施工制作难度大，普通常规做法很难保证装配精度、大范围的焊接更会导致焊接变形，而在双曲弯扭平行四边形箱型梁制作上更是很难做到精确定位施工；

目前现有专利中，通过检索，针对弯扭箱型梁制作的类似专利，通过了解分析其主要涉及旋转楼梯相关构件施工，对采用双曲面箱型梁结构作为空间结构造型的施工方法均未涉及，无法从现有专利中进行相关的技术借鉴，且双弯扭箱型梁截面积为平行四边形，空间双曲面造型，相对旋转楼梯箱型梁构造制作更复杂，空间定位需求更高；

为此申请人根据双曲弯扭平行四边形箱型梁的施工技术难点和特点，设计制作了一种双曲弯扭平行四边形箱型梁的制作方法，解决双曲弯扭平行四边形箱型梁的制作，高精度加工壁板，快速检验矫正，精确定位解决安装技术难题。

技术实现要素：

为了解决上述存在问题，本发明提供一种双曲弯扭平行四边形箱型梁制作及施工方法，通过对双曲弯扭平行四边形箱型梁进行施工步骤分解，采用3d3s软件进行壁板展开，采用数控切割机、卷板机进行数控加工，采用空间坐标进行定位，制作等比胎架，对加工壁板进行检测矫正，达到快速完成双曲弯扭平行四边形箱型梁的加工制作。

本发明提供一种双曲弯扭平行四边形箱型梁结构，所述双曲弯扭平行四边箱型梁结构为：包括下壁板、上壁板、左壁板、右壁板、内平行四边形隔板和牛腿，其特征在于：所述双曲弯扭平行四边形箱型梁结构特点为下壁板和上壁板为空间弯扭平行对称壁板，左壁板和右壁板为空间弯扭平行对称壁板，通过下壁板、上壁板、左壁板和右壁板和成箱型空间结构，所述在箱型结构内间隔一定距离设置平行四边形隔板，构成箱型梁内部支撑骨架，所述内平行四边形隔板与壁板间采用焊接连接固定，所述两两壁板拼缝处采用焊接连接，所述在箱体外侧焊接安装牛腿箱体，所述牛腿与其它梁柱进行安装连接。

本发明提供一种双曲弯扭平行四边形箱型梁制作及施工方法，其特征在于，所述具体步骤为：

步骤一、对双曲弯扭箱箱型的下壁板、上壁板、左壁板、右壁板四块壁板的空间弯扭形状采用3d3s软件对空间扭曲形状构件进行扭曲板壁展开，获取壁板上的空间坐标；

步骤二、根据设计参数及空间坐标系，区分壁板上的节点段和非节点段，采用数控切割机整板整体下料，对部分节点进行板件拼接；

步骤三、壁板上标示折弯加工线和装配基准线，采用数控切割机自带喷锌装置进行划线操作；

步骤四、采用卷板机进行成型加工，通过软件获取的空间坐标转换为平面坐标，通过自动调节卷板机靠轮间距对壁板件进行弧形加工，使壁板的弯曲及扭曲符合设计要求；

步骤五、壁板成型后，采用等比胎架法来进行检测，等比胎架通过对箱型梁的空间坐标转换为平面坐标进行胎架制作参数，胎架制作完成后通过仪器进行效验；

步骤六、对弯扭箱体进行组装，通过下壁板与胎架定位，在下壁板上安装内部平行四边形隔板，然后安装左壁板和右壁板，安装左壁板和右壁板完成后，安装上壁板，所有壁板焊接过程中采用仪器进行监测，确保施工质量；

步骤七、对弯扭牛腿进行焊接，通过在弯扭箱体壁板内侧翻出的牛腿加劲股组装位置线，在胎架上对牛腿进行定位组装焊接；

步骤八、对弯扭构件进行检测，在全部组件焊接完成后，在自由状态下进行火工矫正，采用两台全站仪进行测量，测量牛腿端口和箱体两端口四个的坐标，对比设计参数坐标点，控制位移误差偏移量在2mm以内。

作为本发明进一步改进，所述步骤五等比胎架法来进行检测具体如下，通过对壁板成型坐标系统等比制作检测胎架，通过胎架对壁板成型检测，并采用火工进行局部矫正，直至壁板与胎架完全贴合。

作为本发明进一步改进，所述火工矫正控制温度在600℃-650℃，矫正过程中采用锤击进行应力释放；

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

1.本发明采用3d3s软件对空间扭曲箱形构件进行扭曲板壁展开，获取壁板空间坐标，实现壁板精确施工，降低弯扭构件时造成钢材浪费，节约成本。

2.本发明利用数控切割机进行整板切割加工，利用数控卷板机进行弯扭加工，减少壁板焊接量，有效降低焊接缝对壁板的影响，弯扭曲面平顺，弯扭精度高，具有很好的观感质量。

3.本发明制作等比胎架，通过胎架快速检测壁板成型度，检测过程中通过局部火工快速矫正，实现壁板的快速检测矫正，提高制作效率。

4.本发明采用数控机床进行加工折弯线和装配基准线的标示，翻样画出牛腿加劲股组装位置线，加工装配精度高，施工一步到位。

附图说明：

图1为本发明双曲弯扭平行四边形箱型梁结构示意图；

图2为本发明壁板整板加工示意图；

图3为本发明壁板弯折线及装配线施工示意图；

图4为本发明壁板检测及局部矫正示意图；

图5为本发明壁板安装示意图一；

图6为本发明壁板安装示意图二；

图7为本发明壁板牛腿装配基准线示意图；

图8为本发明双曲弯扭平行四边形箱型梁制作完成示意图；

图9为本发明双曲弯扭平行四边形箱型梁检测示意图。

图中标记为：1.下壁板；2.上壁板；3.左壁板；4.右壁板；5.内平行四边形隔板；6.牛腿。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明提供一种双曲弯扭平行四边形箱型梁制作施工方法，通过对双曲弯扭平行四边形箱型梁进行施工步骤分解，采用3d3s软件进行壁板展开，采用数控切割机、卷板机进行数控加工，采用空间坐标进行定位，制作等比胎架，对加工壁板进行检测矫正，达到快速完成双曲弯扭平行四边形箱型梁的加工制作。

作为发明的一种实施例1，本发明提供如图1所示一种双曲弯扭平行四边形箱型梁制作及施工方法，所示双曲弯扭平行四边箱型梁结构为：包括下壁板1、上壁板2、左壁板3、右壁板4、内平行四边形隔板5和牛腿6，其特征在于：所示双曲弯扭平行四边形箱型梁结构特点为下壁板1和上壁板2为空间弯扭平行对称壁板，左壁板3和右壁板4为空间弯扭平行对称壁板，通过下壁板1、上壁板2、左壁板3和右壁板4和成箱型空间结构，所示在箱型结构内间隔一定距离设置平行四边形隔板5，构成箱型梁内部支撑骨架，所示内平行四边形隔板5与壁板间采用焊接连接固定，所示两两壁板拼缝处采用焊接连接，所示在箱体外侧焊接安装牛腿6箱体，所示牛腿6与其它梁柱进行安装连接。

作为发明的一种实施例2，本发明提供如图2-9所示一种双曲弯扭平行四边形箱型梁制作及施工方法，其特征在于，所示具体步骤为：

步骤一、对双曲弯扭箱箱型的下壁板1、上壁板2、左壁板3、右壁板4四块壁板的空间弯扭形状采用3d3s软件对空间扭曲形状构件进行扭曲板壁展开，获取壁板上的空间坐标，对采用3d3s软件设计的钢结构施工图，进行直接导入进行分析获取，方便快捷；

步骤二、根据设计参数及空间坐标系，区分壁板上的节点段和非节点段，采用如图2所示整板数控切割机整体下料，对部分节点进行板件拼接，在数控切割机内对其壁板加工参数设置；

步骤三、如图3所示在壁板上标示折弯加工线和装配基准线，采用数控切割机自带喷锌装置进行划线操作，精确快速；

步骤四、采用卷板机进行成型加工，通过软件获取的空间坐标转换为平面坐标，通过自动调节卷板机靠轮间距对壁板件进行弧形加工，使壁板的弯曲及扭曲符合设计要求；

步骤五、壁板成型后，如图4所示采用等比胎架法来进行检测，通过对壁板成型坐标系统等比制作检测胎架，通过胎架对壁板成型检测，并采用火工进行局部矫正，直至壁板与胎架完全贴合，所述采用火工矫正控制温度在600℃-650℃，防止过烧钢板，降低钢板强度，矫正过程中采用锤击进行应力释放，在火工加热过程中，严禁采用冷水进行急冷，放置钢板内部晶粒产生变化，应自然冷却；等比胎架通过对箱型梁的空间坐标转换为平面坐标进行胎架制作参数，胎架制作完成后通过仪器进行效验；

步骤六、如图5-图6所示对弯扭箱体进行组装，通过下壁板与胎架定位，在下壁板上安装内部隔板，然后安装两侧壁板，安装完成两侧壁板完成后，安装上壁板，所有壁板焊接过程中采用仪器进行监测，确保施工质量；

步骤七、如图7-图8所示对弯扭牛腿进行焊接，通过在弯扭箱体壁板内侧翻出的牛腿加劲股组装位置线，在胎架上对牛腿进行定位组装焊接；

步骤八、如图9所示对弯扭构件进行检测，在全部组件焊接完成后，在自由状态下进行火工矫正，采用两台全站仪进行测量，测量牛腿端口和箱体两端口四个的坐标，对比设计参数坐标点，控制位移偏移量在2mm以内。

进一步的，所示方法设置有等比胎架对壁板进行检测矫正，矫正速度快，效率高，能批量生产壁板。

进一步的，所示方法采用3d3s软件进行壁板展开，通过自动化数控卷板机进行弯扭加工，壁板成型效果好。

进一步的，所述方法采用整板数控切割，减少焊接量，降低焊接变形影响。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。