專利名稱：一種三曲箱形鋼連橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大型鋼橋，具體是一種扭曲大、內(nèi)部空間小，構(gòu)造復(fù)雜的三曲箱形鋼連橋。
背景技術(shù)：
鳳凰國際傳媒中心位于北京朝陽公園，是全新概念的媒體體驗(yàn)艙，它超越了以往媒體與觀眾隔著屏幕交流的關(guān)系，將觀眾引入開放的莫比烏斯環(huán)形空間當(dāng)中感受鳳凰傳媒的魅力。鳳凰國際傳媒中心鋼結(jié)構(gòu)屬超大跨度空間結(jié)構(gòu)，長約130m，寬約12細(xì)。鋼結(jié)構(gòu)罩棚由雙向交叉雙全梁結(jié)構(gòu)及豎向支撐系統(tǒng)組成，表面積約為27500平方米，重量達(dá)5200噸左右，分內(nèi)外兩層。鳳凰國際傳媒中心鋼連橋造型奇特、結(jié)構(gòu)新穎、線型流暢、輕巧美觀，既作為東西大門的弧形門框，同時與南北兩座大樓的上部通道相連，與整個屋面罩棚融為一體，渾然天成。鋼連橋結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)是“三曲”箱形結(jié)構(gòu)形式。一是橫截面為漸變的月牙形，寬度由6nTllm變化、截面中部高度為0. 9m ；二是沿長度方向?yàn)閽佄锞€拱形，中部拱高約7m ； 三是橋面內(nèi)外邊投影分別為不規(guī)則的弧形。近年來隨著我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的飛速發(fā)展，各種造形奇特、新穎的工程是屢見不鮮。 在各種結(jié)構(gòu)、造形中尤以彎扭為制作加工及吊裝定位的難點(diǎn)，其中以彎扭造形為代表的工程有國家體育場、昆明新機(jī)場等。將鳳凰國際傳媒中心的鋼連橋與公路橋、高架橋以及彎扭構(gòu)件的對比，可以看出，鋼連橋的制作難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他工程中的鋼橋及彎扭構(gòu)件。普通公路橋、高架橋，橫截面成梯形，沿長度方向弧線較平緩，兩側(cè)懸挑可后裝，主體一般沿寬度方向分拆成兩個分段即可，如運(yùn)輸條件許可則不需分段，箱體內(nèi)部空間大，便于施工。構(gòu)件特征橫截面成矩形，上下面板彎扭趨勢相同，左右側(cè)板彎扭趨勢相近。橫截面高度適中，寬度較大，施工方便，著重控制兩端口尺寸。鳳凰國際傳媒中心鋼連橋橫截面成月牙形且寬度不斷變化，沿長度方向弧線較急劇，拱高達(dá)7米，截面沒有懸挑，底板形成整塊，寬度方向需劃分成兩至三個分段。箱體內(nèi)部空間狹小，施工不便。橫截面成月牙形，頂板成類似于螺旋面，底板為三曲面，內(nèi)部空間小、構(gòu)造復(fù)雜，施工不方便，分拆成的小分段， 兩側(cè)或四周均為接口，精度要求高，施工難度大。本工程的難度還在于1、吊裝分段的劃分單座鋼連橋重量近300噸，分段的大小以及形式直接影響工廠的加工制作以及現(xiàn)場的吊裝，進(jìn)而影響整個工程的質(zhì)量與計(jì)劃。因此，如何進(jìn)行合理的分段至關(guān)重要，這是鋼連橋加工制作的第一個難點(diǎn)；2、加工方案的制定單座鋼連橋進(jìn)行分段劃分后，工廠對各個分段如何進(jìn)行加工；鋼連橋內(nèi)部空間狹小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用哪些工藝措施來確保零部件的組裝和焊接，這是鋼連橋加工制作的第二個難點(diǎn)；3、預(yù)拼裝方案的制定鋼連橋拆分成若干小分段，如采用整體預(yù)拼，則由于拱高大，拼裝胎架搭設(shè)高，導(dǎo)致拼裝的時間較長，如何保證鋼連橋各分段達(dá)到整體預(yù)拼裝的效果而又不影響現(xiàn)場安裝的工期，預(yù)拼裝方案是第三個難點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型提供了一種扭曲大、內(nèi)部空間小，構(gòu)造復(fù)雜的三曲箱形鋼連橋及其制作方法。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型所述的一種三曲箱形鋼連橋，由頂板、 底板、縱向腹板、縱向加勁板、橫向隔板、端部包板和橋墩支座構(gòu)成；縱向腹板固定于底板上，縱向加勁板與縱向腹板平行且安裝于縱向腹板之間；橫向隔板安裝于縱向腹板之間； 橋墩支座安裝于底板兩端；頂板蓋在縱向腹板和縱向加勁板上；端部包板包裹在鋼連橋的兩端；所述鋼連橋的橫斷面為月牙形。本實(shí)用新型還公開了上述三曲箱形鋼連橋的制作方法，該制作方法的具體步驟如下(a)首先根據(jù)三曲箱形鋼連橋的設(shè)計(jì)圖，創(chuàng)建三曲箱形鋼連橋的CAD三維立體模型，然后將CAD立體模型轉(zhuǎn)換成線模，再將線模分解成頂板、底板、縱向腹板、縱向加勁板、 橫向隔板、端部包板和橋墩支座零件；(b)按照要求尺寸制作頂板、底板、縱向腹板、縱向加勁板、橫向隔板、端部包板和橋墩支座零件；并將橋墩支座零件進(jìn)行合攏裝焊，完成箱型的橋墩支座；(C)在地面劃出定位基準(zhǔn)線，并制作組裝胎架；(d)將頂板吊裝上組裝胎架定位；(e)在頂板上劃出橫向隔板，縱向腹板、縱向加勁板的安裝位置線；(f)將縱向腹板、縱向加勁板吊上組裝胎架定位焊接；具體方法為將縱向腹板吊上組裝胎架進(jìn)行定位，定位時將縱向腹板中心與頂板表面的安裝位置線對齊，同時縱向腹板的端部與地面定位基準(zhǔn)線吻合；縱向腹板、縱向加勁板每個零件均為彎扭板件，其安裝精度直接影響橫向隔板、底板的安裝，因此定位時必須保證縱向腹板、縱向加勁板線型的光順，無拐點(diǎn)、犟檔的出現(xiàn)，保證腹板與頂板密貼，密貼度小于Imm ；縱向腹板、縱向加勁板垂直方向的定位采用線錘及卷尺測量；定位后焊接時采用“分散、對稱、均勻、減小拘束度”的原則進(jìn)行施焊，焊接采用C02氣體保護(hù)；然后在縱向腹板上劃出隔板構(gòu)架線；(g)將橫向隔板吊裝上頂板定位裝焊；將切割邊打磨光亮，去除割渣、毛刺等物的橫向隔板，吊上組裝胎架進(jìn)行定位；定位時將橫向隔板板厚中心與頂板表面的安裝位置線及縱向腹板上的隔板構(gòu)架線對齊；(h)將底板吊裝上組裝胎架定位裝焊；(i)將橋墩支座吊裝上組裝胎架定位裝焊；(j)將端部包板吊裝上組裝胎架定位裝焊，完成鋼連橋的制作。本實(shí)用新型中由于考慮到鋼連橋外形尺寸大，重量重，根據(jù)現(xiàn)場吊裝設(shè)備的起吊能力，同時兼顧工廠加工以及運(yùn)輸?shù)纫蛩?，綜合考慮后將單座鋼連橋沿長度方向劃分成多段進(jìn)行分段制作。又由于鋼連橋的現(xiàn)場安裝是由兩端向中間進(jìn)行，如若采用整體預(yù)拼裝，則無法滿足現(xiàn)場的吊裝計(jì)劃，延誤工程的工期，鑒于此，鋼連橋制造時采用分區(qū)段整體拼裝的方法進(jìn)行，分段制作完成后，相鄰的三個分段依次進(jìn)行整體重疊預(yù)拼裝校驗(yàn)。以此循環(huán)拼裝的方法替代整體拼裝，既保證了制造的質(zhì)量，也確保了現(xiàn)場的順利安裝，同時也可滿足現(xiàn)場的安裝進(jìn)度要求。由于裝焊內(nèi)部空間狹小，不易操作，所述分段制作時，又將分段沿寬度方向分成三各小分段，每個小分段制作完成后，整體校驗(yàn)。本實(shí)用新型中，所述步驟(d)中頂板的定位方法為頂板制作時沿寬度方向分為三份，將三份分段的頂板吊裝上組裝胎架定位，頂板的定位以板中心為基準(zhǔn)，依次向外側(cè)進(jìn)行定位；定位時將頂板外邊線對齊地面定位基準(zhǔn)線，頂板端部與地面定位基準(zhǔn)線對應(yīng)位置吻合。定位時分段頂板間的焊縫間隙不需扣除，零間隙狀態(tài)連接，此焊縫間隙作為焊接、矯正收縮的調(diào)整補(bǔ)償量；頂板定位后要求線型的光順以及與胎架面密貼，密貼度小于1mm。本實(shí)用新型中所述步驟(h)中底板的定位焊接方法如下底板沿寬度方向分為兩側(cè)底板和中間底板，將兩側(cè)底板吊裝上組裝胎架定位，定位后，進(jìn)行橫向隔板與兩側(cè)底板的焊接，因內(nèi)部空間較小，在橫向隔板與兩側(cè)底板焊接時，在縱向腹板上開設(shè)手孔，通過手孔進(jìn)行橫向隔板與兩側(cè)底板的焊接，焊接后將手孔進(jìn)行封堵，兩側(cè)底板、橫向隔板、縱向腹板焊接在一起構(gòu)成兩個小分段；然后將中間底板吊裝上組裝胎架定位，中間底板定位后，將兩側(cè)的小分段吊離胎架，在將中間底板與縱向腹板、橫向隔板進(jìn)行焊接，焊接完成后構(gòu)成中間小分段，最后將兩側(cè)小分段再次吊裝上組裝胎架定位，將兩側(cè)小分段和中間小分段整體校驗(yàn)。本實(shí)用新型中沿長度方向的分段的中間分段，其連接端均加放150mm余量，另外， 所有分段長度方均加放1%。焊接收縮余量。各分段的頂板橫向兩側(cè)各加放30 mm余量，底板的兩側(cè)底板與中間底板的連接處均加放50 mm余量，并且頂板、底板的寬度方向，每檔縱向腹板加放Imm收縮余量。有益效果本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、本實(shí)用新型所述的三曲箱形鋼連橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，造型奇特、結(jié)構(gòu)新穎、線型流暢、輕巧美觀；2、本實(shí)用新型所述的三曲箱形鋼連橋的制作方法中，制作時采用分區(qū)段整體拼裝的方法進(jìn)行，通過循環(huán)拼裝的方法替代整體拼裝，既保證了制造的質(zhì)量，也確保了現(xiàn)場的順利安裝，同時也可滿足現(xiàn)場的安裝進(jìn)度要求；3、本實(shí)用新型所述的三曲箱形鋼連橋的制作方法采用合理的加工組裝焊接順序， 使整個三曲箱形鋼連橋加工過程中變形小，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，質(zhì)量高。

圖1為本實(shí)用新型的整體造型示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中的分段示意圖。圖3為本實(shí)用新型中縱向腹板、縱向加勁板、橫向隔板位于頂板上的示意圖。圖4為本實(shí)用新型中的中間結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型中的端部結(jié)構(gòu)示意圖。[0041]具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。
實(shí)施例如圖1所述的一種三曲箱形鋼連橋它由頂板1、底板2、縱向腹板3、縱向加勁板4、 橫向隔板5、端部包板6和橋墩支座7構(gòu)成；縱向腹板3固定于底板2上，縱向加勁板4與縱向腹板平行且安裝于縱向腹板3之間；橫向隔板5安裝于縱向腹板3之間；橋墩支座7安裝于底板2兩端；頂板1蓋在縱向腹板3和縱向加勁板4上；端部包板6包裹在鋼連橋的兩端；所述鋼連橋的橫斷面為月牙形。本實(shí)施例中制作時將三曲箱形鋼連橋沿長度方向分成七個分段，第一分段11、第二分段12、第三分段13、第四分段14、第五分段15、第六分段16、第七分段17 ；然后將每個分段沿寬度方向分成三個小分段。本實(shí)施例中還公開了上述分段的三曲箱形鋼連橋的制作方法，具體步驟如下(1)首先根據(jù)三曲箱形鋼連橋的設(shè)計(jì)圖，創(chuàng)建三曲箱形鋼連橋的CAD三維立體模型，然后將CAD立體模型轉(zhuǎn)換成線模，再將線模分解成頂板、底板、縱向腹板、縱向加勁板、 橫向隔板、端部包板和橋墩支座零件；(2)按照要求尺寸制作頂板、底板、縱向腹板、縱向加勁板、橫向隔板、端部包板和橋墩支座零件；并將橋墩支座零件進(jìn)行合攏裝焊，完成箱型的橋墩支座；(3)制作第二分段，第三分段、第四分段、第五分段和第六分段的制作方法同第二分段；(4)制作第一分段，第七分段的制作方法同第一分段；(5)將第一分段、第二分段、第三分段預(yù)拼裝；第五分段、第六分段和第七分段預(yù)拼裝；第三分段、第四分段和第五分段預(yù)拼裝；(6)預(yù)拼裝合格后，將第一分段至第七分段發(fā)往現(xiàn)場安裝焊接。本實(shí)施例中第二分段的制作方法如下(A)在地面劃出定位基準(zhǔn)線，并制作組裝胎架；(B)將頂板吊裝上組裝胎架定位；(C)在頂板上劃出橫向隔板，縱向腹板、縱向加勁板的安裝位置線；(D)將縱向腹板、縱向加勁板吊上組裝胎架定位焊接；焊接時采用“分散、對稱、均勻、減小拘束度”的原則進(jìn)行施焊，焊接采用C02氣體保護(hù)；(E)將橫向隔板吊裝上頂板定位裝焊；(F)將底板吊裝上組裝胎架定位裝焊。本實(shí)施例中第一分段的制作方法及在第二分段制作方法的基礎(chǔ)上裝焊橋墩支座和端部包板，具體步驟為(A)在地面劃出定位基準(zhǔn)線，并制作組裝胎架；(B)將頂板吊裝上組裝胎架定位；(C)在頂板上劃出橫向隔板，縱向腹板、縱向加勁板的安裝位置線；[0063](D)將縱向腹板、縱向加勁板吊上組裝胎架定位焊接；焊接時采用“分散、對稱、均勻、減小拘束度”的原則進(jìn)行施焊，焊接采用C02氣體保護(hù)；(E)將橫向隔板吊裝上頂板定位裝焊；(F)將底板吊裝上組裝胎架定位裝焊；(G)將橋墩支座吊裝上組裝胎架定位裝焊；所述橋墩支座為由四塊板圍成的柱狀箱型鋼構(gòu)件；(H)將端部包板吊裝上組裝胎架定位裝焊，完成鋼連橋的制作。
權(quán)利要求1. 一種三曲箱形鋼連橋，其特征在于它由頂板(1)、底板(2)、縱向腹板(3)、縱向加勁板(4)、橫向隔板(5)、端部包板(6)和橋墩支座(7)構(gòu)成；縱向腹板(3)固定于底板(2)上， 縱向加勁板(4)與縱向腹板平行且安裝于縱向腹板(3)之間；橫向隔板(5)安裝于縱向腹板(3)之間；橋墩支座(7)安裝于底板(2)兩端；頂板(1)蓋在縱向腹板(3)和縱向加勁板 (4)上；端部包板(6)包裹在鋼連橋的兩端；所述鋼連橋的橫斷面為月牙形。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種三曲箱形鋼連橋，它由頂板、底板、縱向腹板、縱向加勁板、橫向隔板、端部包板和橋墩支座構(gòu)成；縱向腹板固定于底板上，縱向加勁板與縱向腹板平行且安裝于縱向腹板之間；橫向隔板安裝于縱向腹板之間；橋墩支座安裝于底板兩端；頂板蓋在縱向腹板和縱向加勁板上。本實(shí)用新型所述的三曲箱形鋼連橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，造型奇特、結(jié)構(gòu)新穎、線型流暢、輕巧美觀。
文檔編號E01D21/00GK202090272SQ20112014945
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者華建民, 李林元, 甘國軍, 蔣良君, 錢志忠, 顧曉付 申請人:江蘇滬寧鋼機(jī)股份有限公司