一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法。該方法包括以下步驟：一是確定基準(zhǔn)面并根據(jù)基準(zhǔn)面測(cè)量得到圓管兩端口的不圓度，進(jìn)行圓管端口校圓；二是根據(jù)基準(zhǔn)面，對(duì)經(jīng)端口校圓的圓管兩端分別進(jìn)行測(cè)量得到每個(gè)端口的上端點(diǎn)，對(duì)上端點(diǎn)處進(jìn)行樣沖得到?jīng)_點(diǎn)標(biāo)識(shí)；三是根據(jù)沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)，采用激光放線方法測(cè)量得到圓管的彎曲誤差；四是根據(jù)圓管的彎曲誤差，采用火校方法和激光放線方法對(duì)圓管進(jìn)行調(diào)直，根據(jù)圖紙規(guī)定尺寸確定節(jié)點(diǎn)軸向位置；五是采用激光放線方法確定圓管節(jié)點(diǎn)軸向位置處的不圓度，得到徑向誤差。本發(fā)明不僅有效解決了在外徑及彎曲度有偏差的成品管材上的節(jié)點(diǎn)部件的徑向定位問(wèn)題，還保證了構(gòu)件的連接精度和結(jié)構(gòu)的整體安全性。
【專利說(shuō)明】一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]因?yàn)閳A管截面具有雙軸對(duì)稱、慣性矩對(duì)各軸均相同、截面閉合等特點(diǎn)，所以圓管不僅受彎受壓性能良好，還有較大的抗扭剛度和良好的構(gòu)件局部穩(wěn)定性，在建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)外建筑鋼結(jié)構(gòu)中多采用直縫埋弧焊鋼管。作為建筑鋼結(jié)構(gòu)中主要的受力結(jié)構(gòu)件，管構(gòu)件需通過(guò)節(jié)點(diǎn)與其他構(gòu)件相連接才能構(gòu)成建筑的骨架，更好的發(fā)揮其良好的力學(xué)性能。但因?yàn)橹笨p埋弧焊鋼管為封閉結(jié)構(gòu)且表面為圓弧面，目前采用的以管壁為定位基準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)徑向定位方法存在很大的誤差，這不僅使構(gòu)件的連接精度不符合要求，還會(huì)使整體骨架因安裝誤差過(guò)大埋下安全隱患。
[0003]以如圖1所示的直徑為1000mm，長(zhǎng)度為12米的長(zhǎng)直縫管為例，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T3091— 2008)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(IS0559:1991，NEQ)規(guī)定，該管外徑允許偏差為±10mm，彎曲度
24mm。若構(gòu)件制作時(shí)以管壁為定位基準(zhǔn),則A、B兩軸間的誤差Λ Lmax=±20mm。當(dāng)鋼梁Gla的長(zhǎng)度尺寸和孔位尺寸即定的情況下，將構(gòu)件運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，會(huì)因誤差過(guò)大導(dǎo)致牛腿與剛梁會(huì)無(wú)法安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法，該方法不僅有效解決了在外徑及彎曲度有偏差的成品管材上的節(jié)點(diǎn)部件的徑向定位問(wèn)題，還保證了構(gòu)件的連接精度和結(jié)構(gòu)的整體安全性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法，該方法包括以下步驟:
(I)確定基準(zhǔn)面并根據(jù)基準(zhǔn)面測(cè)量得到圓管兩端口的不圓度，進(jìn)行圓管端口校圓。具體過(guò)程為:
a.采用經(jīng)過(guò)水平儀找平的鋼板作為基準(zhǔn)面，將V型架放置在基準(zhǔn)面上并固定，將圓管放置在V型架上；所述的鋼板厚度至少為20mm，所述的V型架兩邊的高度誤差的絕對(duì)值小于或等于1mm，所述的V型架的夾角為90度且角度誤差的絕對(duì)值小于或等于0.5度，所述的V型架與圓管外圓周為點(diǎn)接觸，通過(guò)使V型管與圓管外圓周為點(diǎn)接觸，可以保證圓管端口截面豎向中心線和90度V型架的豎向中心線重合，從而使圓管端口上頂點(diǎn)的測(cè)量更加方便和準(zhǔn)確；
b.根據(jù)基準(zhǔn)面測(cè)量得到圓管兩端口處的上頂點(diǎn)并標(biāo)記，以上頂點(diǎn)為始點(diǎn)，將圓管端口圓周角六等分；
c.根據(jù)角度等分后的圓管端口，測(cè)量得到圓管端口的不圓度，將其與理論公稱外徑比較得到外徑誤差值并在圓管端口處標(biāo)記；
d.用螺旋千斤頂將標(biāo)記外徑誤差值處外頂后進(jìn)行支撐固定，完成圓管兩端口的校圓。[0006]( 2)根據(jù)基準(zhǔn)面，對(duì)經(jīng)端口校圓的圓管兩端分別進(jìn)行測(cè)量得到每個(gè)端口的上端點(diǎn)，對(duì)上端點(diǎn)處進(jìn)行樣沖得到?jīng)_點(diǎn)標(biāo)識(shí)。
[0007](3)根據(jù)沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)，采用激光放線方法測(cè)量得到圓管的彎曲誤差。具體過(guò)程為:
a.根據(jù)沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)，在圓管兩端的標(biāo)識(shí)處分別放置激光發(fā)射極和激光接收極，并使激光發(fā)射極和激光接收極的中心針與沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)對(duì)齊；所述的激光發(fā)射極為由磁鋼制作的測(cè)量塊，所述的測(cè)量塊長(zhǎng)為50mm，寬為30mm，高為100mm，所述的測(cè)量塊上設(shè)有激光筆；
b.激光發(fā)射極向激光接收極發(fā)射激光，記錄激光線射在激光接收極標(biāo)靶上的位置并讀取坐標(biāo)值；
c.根據(jù)激光線射在激光接收極標(biāo)靶上的位置及坐標(biāo)值，得到圓管的彎曲誤差。
[0008](4)根據(jù)圓管的彎曲誤差，采用火校方法和激光放線方法對(duì)圓管進(jìn)行調(diào)直，根據(jù)圖紙規(guī)定尺寸確定節(jié)點(diǎn)軸向位置。具體過(guò)程為:
a.根據(jù)圓管的彎曲誤差，對(duì)圓管的彎曲度及彎曲方向進(jìn)行分析判斷，若激光線射在激光接收極標(biāo)靶的靶心位置，則圓管沒(méi)有彎曲；若激光線射在激光接收極標(biāo)靶靶心的下方，則圓管向上彎曲，坐標(biāo)值為圓管徑向彎曲度；若激光線射在激光接收極標(biāo)靶靶心的上方，則圓管向下彎曲，坐標(biāo)值為圓管徑向彎曲度；
b.根據(jù)分析判斷結(jié)果，采用火校法對(duì)圓管進(jìn)行調(diào)直，同時(shí)激光發(fā)射極向激光接收極發(fā)射激光，當(dāng)激光接收極接收到的激光位于標(biāo)靶靶心處時(shí)，調(diào)直完成；
c.根據(jù)圖紙規(guī)定尺寸，以激光發(fā)射極處的圓管端部為原點(diǎn)，在調(diào)直后的圓管上沿圓管軸向確定節(jié)點(diǎn)軸向位置處，并在該處放置節(jié)點(diǎn)激光接收極。
[0009](5)采用激光放線方法確定圓管節(jié)點(diǎn)軸向位置處的不圓度，得到徑向誤差。具體過(guò)程為:
a.在圓管節(jié)點(diǎn)軸向位置處放置節(jié)點(diǎn)激光接收極；
b.激光發(fā)射極向節(jié)點(diǎn)激光接收極發(fā)射激光，觀察激光在節(jié)點(diǎn)激光接收極標(biāo)祀上的位置，讀取坐標(biāo)值，該坐標(biāo)值即為徑向誤差。
[0010]由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明采用激光放線方法使圓管的形心軸線直觀準(zhǔn)確的平移到管壁外部，作為圓管加工制作過(guò)程中的徑向定位基準(zhǔn)線。通過(guò)在圓管兩端口上頂點(diǎn)處分別設(shè)置激光發(fā)射極和激光接收極，利用激光將隱藏在圓管內(nèi)的無(wú)形的中軸線精準(zhǔn)的傳遞到管壁外。這不僅為圓管上部件的徑向、周向定位基準(zhǔn)提供了直觀的可測(cè)量的依據(jù)，還能有效避免因圓管的允許偏差造成質(zhì)量事故。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是圓管結(jié)構(gòu)連接示意圖；
圖2是本發(fā)明的激光放線原理示意圖；
圖3是激光放線原理示意圖的左視圖；
圖4是圖3的A-A向視圖；
圖5是激光發(fā)射極結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是激光接收極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]其中:
1、激光接收極，2、節(jié)點(diǎn)激光接收極，3、激光線，4、激光發(fā)射極，5、基準(zhǔn)面，6、圓管，7、角鐵，8、V型架，9、鋼梁，10、牛腿節(jié)點(diǎn)，11、激光接收極標(biāo)靶，12、接收極中心針，13、接收極中心針，14、激光筆。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
如圖1-圖6所示的一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法，該方法包括以下步驟:
(I)確定基準(zhǔn)面并根據(jù)基準(zhǔn)面測(cè)量得到圓管兩端口的不圓度，進(jìn)行圓管端口校圓。具體過(guò)程為:
a.采用經(jīng)過(guò)水平儀找平的鋼板作為基準(zhǔn)面5，將V型架8放置在基準(zhǔn)面I上并固定，將圓管6放置在V型架8上；所述的鋼板厚度至少為20mm，所述的V型架8兩邊的高度誤差的絕對(duì)值小于或等于1mm，所述的V型架8的夾角為90度且角度誤差的絕對(duì)值小于或等于
0.5度，所述的V型架8與圓管6外圓周為點(diǎn)接觸，通過(guò)使V型管8與圓管6外圓周為點(diǎn)接觸，可以保證圓管6端口截面豎向中心線和90度V型架8的豎向中心線重合，從而使圓管6端口上頂點(diǎn)的測(cè)量更加方便和準(zhǔn)確；
b.根據(jù)基準(zhǔn)面5測(cè)量得到圓管6兩端口處的上頂點(diǎn)并標(biāo)記，以上頂點(diǎn)為始點(diǎn)，將圓管6端口圓周角六等分；
c.根據(jù)角度等分后的圓管6端口，測(cè)量得到圓管6端口的不圓度，將其與理論公稱外徑比較得到外徑誤差值并在圓管6端口處標(biāo)記；
d.用螺旋千斤頂將標(biāo)記外徑誤差值處外頂后進(jìn)行支撐固定，完成圓管6兩端口的校圓。
[0014](2)根據(jù)基準(zhǔn)面5，對(duì)經(jīng)端口校圓的圓管6兩端分別進(jìn)行測(cè)量得到每個(gè)端口的上端點(diǎn),對(duì)上端點(diǎn)處進(jìn)行樣沖得到?jīng)_點(diǎn)標(biāo)識(shí)。
[0015](3)根據(jù)沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)，采用激光放線方法測(cè)量得到圓管6的彎曲誤差。具體過(guò)程為:
a.根據(jù)沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)，在圓管6兩端的標(biāo)識(shí)處分別放置激光發(fā)射極4和激光接收極1，并使激光發(fā)射極4和激光接收極I的中心針13和12分別與沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)對(duì)齊；所述的激光發(fā)射極4為由磁鋼制作的測(cè)量塊,所述的測(cè)量塊長(zhǎng)為50mm,寬為30mm,高為100mm,所述的測(cè)量塊上正面設(shè)有激光筆14，反面設(shè)有中心針13 ;所述的激光接收極I上正面設(shè)有標(biāo)靶11，反面設(shè)有中心針12 ;所述的中心針12和13用于激光發(fā)射極和接收極的定位；
b.激光發(fā)射極4向激光接收極I發(fā)射激光，記錄激光線射在激光接收極I標(biāo)靶11上的位置并讀取坐標(biāo)值；
c.根據(jù)激光線3射在激光接收極標(biāo)靶11上的位置及坐標(biāo)值，得到圓管6的彎曲誤差。
[0016](4)根據(jù)圓管6的彎曲誤差，采用火校方法和激光放線方法對(duì)圓管6進(jìn)行調(diào)直，根據(jù)圖紙規(guī)定尺寸確定節(jié)點(diǎn)軸向位置。具體過(guò)程為:
a.根據(jù)圓管6的彎曲誤差，對(duì)圓管6的彎曲度及彎曲方向進(jìn)行分析判斷，若激光線3射在激光接收極標(biāo)靶11的靶心位置，則圓管6沒(méi)有彎曲；若激光線3射在激光接收極標(biāo)靶11靶心的下方，則圓管6向上彎曲，坐標(biāo)值為圓管6徑向彎曲度；若激光線3射在激光接收極標(biāo)靶11靶心的上方，則圓管6向下彎曲，坐標(biāo)值為圓管6徑向彎曲度；
b.根據(jù)分析判斷結(jié)果，采用火校法對(duì)圓管6進(jìn)行調(diào)直，同時(shí)激光發(fā)射極4向激光接收極I發(fā)射激光，當(dāng)激光接收極I接收到的激光位于標(biāo)靶11靶心處時(shí)，停止火校，調(diào)直完成； C.根據(jù)圖紙規(guī)定尺寸，以激光發(fā)射極4處的圓管6端部為原點(diǎn)，在調(diào)直后的圓管6上沿圓管6軸向確定節(jié)點(diǎn)軸向位置處，并在該處放置節(jié)點(diǎn)激光接收極2。
[0017](5)采用激光放線方法確定圓管節(jié)點(diǎn)軸向位置處的不圓度，得到徑向誤差Λ r。具體過(guò)程為:
a.在圓管6節(jié)點(diǎn)軸向位置處放置節(jié)點(diǎn)激光接收極2，所述的節(jié)點(diǎn)激光接收極2結(jié)構(gòu)和激光接收極I的結(jié)構(gòu)完全相同；
b.激光發(fā)射極4向節(jié)點(diǎn)激光接收極2發(fā)射激光線3，觀察激光線在節(jié)點(diǎn)激光接收極標(biāo)靶上的位置，讀取坐標(biāo)值，該坐標(biāo)值即為徑向誤差Λ r，當(dāng)激光線3射在接收極2標(biāo)靶靶心上方時(shí)，Λ r為正值，當(dāng)激光線3射在接收極2標(biāo)靶靶心下方時(shí)，Λ r為負(fù)值。
[0018]根據(jù)徑向誤差Λ r，在圖1圓管結(jié)構(gòu)連接示意圖中，牛腿10的尺寸L2和LA要調(diào)整為L(zhǎng)2+ Λ r和LA+ Δ r。通過(guò)本發(fā)明的定位方法，能夠大大提高鋼結(jié)構(gòu)件的連接精度和質(zhì)量，避免安全事故的發(fā)生。本發(fā)明所述的定位方法可快捷、準(zhǔn)確的對(duì)管的彎曲度和不圓度進(jìn)行測(cè)量及校正，對(duì)節(jié)點(diǎn)的徑向尺寸進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。該方法不僅適用于圓管構(gòu)件的徑向定位，還適用于各類封閉截面構(gòu)件的放線和測(cè)量工作。
[0019]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: (1)確定基準(zhǔn)面并根據(jù)基準(zhǔn)面測(cè)量得到圓管兩端口的不圓度，進(jìn)行圓管端口校圓； (2)根據(jù)基準(zhǔn)面，對(duì)經(jīng)端口校圓的圓管兩端分別進(jìn)行測(cè)量得到每個(gè)端口的上端點(diǎn)，對(duì)上端點(diǎn)處進(jìn)行樣沖得到?jīng)_點(diǎn)標(biāo)識(shí)； (3)根據(jù)沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)，采用激光放線方法測(cè)量得到圓管的彎曲誤差； (4)根據(jù)圓管的彎曲誤差，采用火校方法和激光放線方法對(duì)圓管進(jìn)行調(diào)直，根據(jù)圖紙規(guī)定尺寸確定節(jié)點(diǎn)軸向位置； (5)采用激光放線方法確定圓管節(jié)點(diǎn)軸向位置處的不圓度，得到徑向誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法，其特征在于:步驟(O中所述的確定基準(zhǔn)面并根據(jù)基準(zhǔn)面測(cè)量得到圓管兩端口的不圓度，進(jìn)行校圓的具體過(guò)程為: a.采用經(jīng)過(guò)水平儀找平的鋼板作為基準(zhǔn)面，將V型架放置在基準(zhǔn)面上并固定，將圓管放置在V型架上； b.根據(jù)基準(zhǔn)面測(cè)量得到圓管兩端口處的上頂點(diǎn)并標(biāo)記，以上頂點(diǎn)為始點(diǎn)，將圓管端口圓周角六等分； c.根據(jù)角度等分后的圓 管端口，測(cè)量得到圓管端口的不圓度，將其與理論公稱外徑比較得到外徑誤差值并在圓管端口處標(biāo)記； d.用螺旋千斤頂將標(biāo)記外徑誤差值處外頂后進(jìn)行支撐固定，完成圓管兩端口的校圓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法，其特征在于:步驟(3)中所述的根據(jù)沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)，采用激光放線方法測(cè)量得到圓管的彎曲誤差的具體過(guò)程為: a.根據(jù)沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)，在圓管兩端的標(biāo)識(shí)處分別放置激光發(fā)射極和激光接收極，并使激光發(fā)射極和激光接收極的中心針與沖點(diǎn)標(biāo)識(shí)對(duì)齊； b.激光發(fā)射極向激光接收極發(fā)射激光，記錄激光線射在激光接收極標(biāo)靶上的位置并讀取坐標(biāo)值； c.根據(jù)激光線射在激光接收極標(biāo)靶上的位置及坐標(biāo)值，得到圓管的彎曲誤差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法，其特征在于:步驟(4)中所述的根據(jù)圓管的彎曲誤差，采用火校方法和激光放線方法對(duì)圓管進(jìn)行調(diào)直，根據(jù)圖紙規(guī)定尺寸確定節(jié)點(diǎn)軸向位置的具體過(guò)程為: a.根據(jù)圓管的彎曲誤差，對(duì)圓管的彎曲度及彎曲方向進(jìn)行分析判斷，若激光線射在激光接收極標(biāo)靶的靶心位置，則圓管沒(méi)有彎曲；若激光線射在激光接收極標(biāo)靶靶心的下方，則圓管向上彎曲，坐標(biāo)值為圓管徑向彎曲度；若激光線射在激光接收極標(biāo)靶靶心的上方，則圓管向下彎曲，坐標(biāo)值為圓管徑向彎曲度； b.根據(jù)分析判斷結(jié)果，采用火校法對(duì)圓管進(jìn)行調(diào)直，同時(shí)激光發(fā)射極向激光接收極發(fā)射激光，當(dāng)激光接收極接收到的激光位于標(biāo)靶靶心處時(shí)，調(diào)直完成； c.根據(jù)圖紙規(guī)定尺寸，以激光發(fā)射極處的圓管端部為原點(diǎn)，在調(diào)直后的圓管上沿圓管軸向確定節(jié)點(diǎn)軸向位置處，并在該處放置節(jié)點(diǎn)激光接收極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法，其特征在于:步驟(5)中所述的采用激光放線方法確定圓管節(jié)點(diǎn)軸向位置處的不圓度，得到徑向誤差的具體過(guò)程為:a.在圓管節(jié)點(diǎn)軸向位置處放置節(jié)點(diǎn)激光接收極； b.激光發(fā)射極向節(jié)點(diǎn)激光接收極發(fā)射激光，觀察激光在節(jié)點(diǎn)激光接收極標(biāo)祀上的位置，讀取坐標(biāo)值，該坐標(biāo)值即為徑向誤差。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法，其特征在于:步驟a中所述的鋼板厚度至少為20mm,所述的V型架兩邊的高度誤差的絕對(duì)值小于或等于Imm,所述的V型架的夾角為90度且角度誤差的絕對(duì)值小于或等于0.5度，所述的V型架與圓管外圓周為點(diǎn)接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種圓管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部件徑向定位方法，其特征在于:所述的激光發(fā)射極為由磁鋼制作的測(cè)量塊，所述的測(cè)量塊長(zhǎng)為50mm，寬為30mm，高為100mm，所述的測(cè)量塊上設(shè)有激光筆?！?br> 【文檔編號(hào)】B21D3/00GK103706673SQ201310668350
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】黃鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:安徽偉宏鋼結(jié)構(gòu)集團(tuán)股份有限公司