一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置的制作方法

本实用新型涉及超大型钢结构箱梁施工技术领域，具体涉及一种应用非接触式三维扫描技术的多胎架组装钢箱梁施工装置。

背景技术：

随着城市发展，城市车辆在大幅增加，城市中地形受限等原因使道路、桥梁之间的跨越成为必然。超大型钢箱梁桥梁因具有轻质、高强、施工速度快、环保性强等特点，在近年的市政新建和改建工程中被广泛应用。超大型钢箱梁桥由于超长超宽，受施工场地限制，无法在同一个总装胎架上施工。为消除组装过程中各种因素造成的变形和误差并保证桥梁整体线型尺寸，需严格控制钢箱梁分段处的组装精度且按规范要求出厂前对多胎架制作钢箱梁进行预拼装。因此发明一种利用非接触式三维扫描技术对每个胎架组装的钢箱梁进行连接部位和整体外观尺寸三维扫描，生成点云数据以及3d扫描模型与设计数据及设计模型比对后，进行误差较大部位处理，达到控制箱梁分段连接处的组装精度和用3d模型虚拟预拼装代替钢箱梁实物预拼装的施工方法，以提高施工效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种对超大型钢箱梁多胎架分段施工的分段部位及总体外形尺寸进行扫描的施工辅助装置，解决了多胎架总装质量精度控制的难题，并省去了多胎架之间预拼装工序，可大大提高施工效率，降低工程成本。

一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，其特征在于，包括：分段钢箱梁、建模装置和非接触式三维扫描装置，其中，分段钢箱梁包括：箱梁横隔板、箱梁腹板、箱梁顶板、加劲肋、底板，加劲肋设置在箱梁顶板的下表面和底板的上表面，箱梁腹板竖直设置在箱梁顶板和底板之间，箱梁横隔板与箱梁腹板垂直且置在箱梁顶板和底板之间；其中，建模装置用于建立分段钢箱梁模型；非接触式三维扫描检测装置用于对钢箱梁分段连接部位进行三维扫描。

优选的，所述加劲肋与箱梁顶板的下表面垂直设置，加劲肋与底板的垂直设置。

优选的，所述底板分别设置在所述箱梁顶板的下方两侧。

优选的，所述箱梁腹板垂直设置在所述底板的两端。

优选的，所述箱梁顶板分为三个部分，包括位于中部的横截面为矩形的中间框架和中间框架两侧的横截面为梯形的侧部框架。

本实用新型中的一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，解决了多胎架组装质量精度控制的难题，充分利用了三维扫描技术这项高新技术的先进性，并将其与bim模型结合使用，大大缩短了超大型钢箱梁的制作周期，有效地提高了施工进度及精度，降低了施工成本。

附图说明

图1为本实用新型中分段钢箱梁连接截面图。

图2为本实用新型中三维扫描虚拟预拼装检查偏差较大部位示意图。

其中，1-箱梁横隔板；2-箱梁腹板；3-箱梁顶板；4-加劲肋；5-底板；6-分段钢箱梁a；7-分段钢箱梁b；8-腹板拼接线；9-顶板拼接线；10-底板拼接线；11-实物扫描腹板线；12-实物扫描顶板线；13-腹板线偏差较大部位；14-顶板线偏差较大部位。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1至图2所示，一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，其特征在于，包括：分段钢箱梁、建模装置和非接触式三维扫描装置，其中，分段钢箱梁包括：箱梁横隔板1、箱梁腹板2、箱梁顶板3、加劲肋4、底板5，加劲肋4设置在箱梁顶板3的下表面和底板5的上表面，箱梁腹板2竖直设置在箱梁顶板3和底板5之间，箱梁横隔板1与箱梁腹板2垂直且置在箱梁顶板3和底板5之间；其中，建模装置用于建立分段钢箱梁模型；非接触式三维扫描检测装置用于对钢箱梁分段连接部位进行三维扫描。

优选的，所述加劲肋4与箱梁顶板3的下表面垂直设置，加劲肋4与底板5的垂直设置。

优选的，所述底板5分别设置在所述箱梁顶板3的下方两侧。

优选的，所述箱梁腹板2垂直设置在所述底板5的两端。

优选的，所述箱梁顶板3分为三个部分，包括位于中部的横截面为矩形的中间框架和中间框架两侧的横截面为梯形的侧部框架。

其中，建模装置利用bim软件建立钢箱梁的整体模型，并根据场地条件和吊装能力，建立分段钢箱梁模型；非接触式三维扫描装置中将生成连接部位的点云数据与设计数据对比，导出偏差较大部位关键点偏差尺寸；非接触式三维扫描装置对每个胎架制作完成的分段钢箱梁进行总体外形尺寸三维扫描，经过数据处理生成3d模型；非接触式三维扫描装置对钢箱梁二次扫描，将所有分段箱梁3d模型在计算机中虚拟预拼装。

本实用新型中的一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，工作过程及原理为：第一步：利用bim软件建立钢箱梁的整体模型，并根据场地条件和吊装能力，建立分段钢箱梁模型。第二步：按照钢箱梁分段位置，对每段钢箱梁搭设组装胎架，完成分段钢箱梁组装。第三步：对钢箱梁分段连接部位进行三维扫描(简称局部扫描)，生成连接部位的点云数据与设计数据对比，导出偏差较大部位关键点偏差尺寸。第四步：对偏差尺寸及部位进行分析：如与其连接的下一段钢箱梁未制作，可按照扫描结果对下一段箱梁连接部位的尺寸进行调整，最终使钢箱梁连接尺寸满足要求。如下一段钢箱梁已制作完成，对下一段钢箱梁与此段钢箱梁连接部位同样进行三维扫描，将两段扫描生成的点云数据对比，如有碰撞，进行切割处理，如间隙值较大，则进行修补或通过后期焊缝处理完成连接。第五步：对每个胎架制作完成的分段钢箱梁进行总体外形尺寸三维扫描，经过数据处理生成3d模型，将3d模型与bim模型对比碰撞检查，偏差较大处与规范或设计允许值进行比较，如超出规范或设计要求，对偏差部位进行修整。第六步：修整完成后，对钢箱梁二次扫描，最终将所有分段箱梁3d模型在计算机中虚拟预拼装，以代替实物钢箱梁的预拼装工序。

本实用新型中的一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，通过对分胎架已组装完成的钢箱梁外形尺寸进行三维扫描，通过三维扫描后点云数据处理及生成3d模型，从而与设计模型进行对比，找出偏差，通过偏差与规范或设计允许偏差进行对比，对超出规范或设计要求偏差的部位进行修整。待钢箱梁所有工序完成后，对节段钢箱梁进行二次扫描，计算生成3d模型后实现虚拟预拼装以代替实物预拼装，解决了多胎架组装质量精度控制的难题，充分利用了三维扫描技术这项高新技术的先进性，并将其与bim模型结合使用，大大缩短了超大型钢箱梁的制作周期，有效地提高了施工进度及精度，降低了施工成本。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

技术特征：

1.一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，其特征在于，包括：分段钢箱梁、建模装置和非接触式三维扫描装置，其中，分段钢箱梁包括：箱梁横隔板(1)、箱梁腹板(2)、箱梁顶板(3)、加劲肋(4)、底板(5)，加劲肋(4)设置在箱梁顶板(3)的下表面和底板(5)的上表面，箱梁腹板(2)竖直设置在箱梁顶板(3)和底板(5)之间，箱梁横隔板(1)与箱梁腹板(2)垂直且置在箱梁顶板(3)和底板(5)之间；其中，建模装置用于建立分段钢箱梁模型；非接触式三维扫描检测装置用于对钢箱梁分段连接部位进行三维扫描。

2.根据权利要求1所述的一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，其特征在于：所述加劲肋(4)与箱梁顶板(3)的下表面垂直设置，加劲肋(4)与底板(5)的垂直设置。

3.根据权利要求2所述的一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，其特征在于：所述底板(5)分别设置在所述箱梁顶板(3)的下方两侧。

4.根据权利要求3所述的一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，其特征在于：所述箱梁腹板(2)垂直设置在所述底板(5)的两端。

5.根据权利要求4所述的一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，其特征在于：所述箱梁顶板(3)分为三个部分，包括位于中部的横截面为矩形的中间框架和中间框架两侧的横截面为梯形的侧部框架。

技术总结
本实用新型公开了一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，包括：分段钢箱梁、建模装置和非接触式三维扫描装置，非接触式三维扫描装置通过对分胎架已组装完成的钢箱梁外形尺寸进行三维扫描，将三维扫描后点云数据进行处理并生成3D模型，从而与设计模型进行对比，找出偏差，通过偏差与规范或设计允许偏差进行对比，对超出规范或设计要求偏差的部位进行修整。通过其大大缩短了超大型钢箱梁的制作周期，有效地提高了施工进度及精度，降低了施工成本。

技术研发人员：罗荣夫;王小霞;李志慧
受保护的技术使用者：中冶天工集团有限公司
技术研发日：2019.12.12
技术公布日：2020.12.18