专利名称：一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢楼梯的制作方法，具体是涉及一种无中间立柱双螺旋钢楼梯的
制作方法。
背景技术：
广州珠江新城西塔内部设置一双螺旋楼梯。双螺旋楼梯为空间弯扭结构形式，梯 段截面为梯形；楼梯用于广州珠江新城西塔70 72层之间的垂直交通。公知的箱型弯曲构 件，加工制作采用传统模具工艺和传统火工弯板工艺。但对于厚板异形大尺寸箱型弯扭构 件的制作，若采用传统的模具工艺和传统火工弯板工艺，则会出现焊接不牢、变形大、应力 大、误差多、成本高、能源耗费大、施工效率低等技术问题。
发明内容
发明目的本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种无中间立柱的 双螺旋钢楼梯制作方法。 技术方案为了实现以上目的，本发明所述的一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制 作方法，由楼梯台阶、楼梯台阶固定层和楼梯平台装焊而成；该制作方法具体步骤如下
(a)对双螺旋钢楼梯采用计算机进行三维数控放样，将双螺旋钢楼梯分解成弯扭 板件(弯扭板件，指按照给定的厚度、宽度、长度、弯曲半径压制成的空间立体铁板)；并将 弯扭板件进行排版，计算出每块弯扭板件的长度、宽度、弯曲半径；和平面切割线；
(b)将弯扭板件的长度、宽度、平面切割线位置坐标输入数控切割机，数控切割机 按照输入的数据进行下料切割； (c)对切割好的平面钢板按照指定的长度、宽度、弯曲半径加工成弯扭板件；
(d)制作木样箱，将弯扭板件与木箱样贴合，对制作好的弯扭板件的长度、宽度、弯 曲半径进行校核； (e)制作双螺旋钢楼梯的竖向整体组装胎架； (f)将压制好的弯扭板件依次吊装上竖向整体组装胎架进行校正定位，即在自由 状态下利用竖向整体组装胎架上表面形成的曲面作为基准面，核校弯扭板件的弹性变形， 使自由状态下弯扭板件与竖向整体组装胎架上表面形成的曲面相吻合； (g)将校正、定位好的弯扭板件装焊成箱型构件，所述箱型构件为楼梯台阶、楼 梯台阶固定层和楼梯平台； (h)将楼梯台阶固定层吊上竖向整体组装胎架进行定位，然后将楼梯台阶和楼梯 平台吊装上楼梯台阶固定层定位、安装；可以在楼梯台阶固定层与楼梯平台的接头处放置 嵌补板，用于填补接头处的空隙，以保证现场接口的质量，且方便焊接；所述嵌补板根据安 装时实际产生的空隙制作，然后将嵌补板定位在楼梯段和楼梯平台接口空隙处，并进行焊 接； (i)对验收合格后的楼梯台阶、楼梯台阶固定层和楼梯平台编号，然后吊下竖向整体组装胎架，对表面进行打磨并涂装油漆；
(j)按照编号进行整体安装。 所述制作方法步骤(c)中，弯扭板件加工以三辊巻板机巻制成型为主，局部配以 油压机精整成型； 所述制作方法步骤(e)中，竖向整体组装胎架由胎架模板组装、焊接而成，胎架模
板采用数控切割，然后按平台上的模板位置线进行胎架模板的组装，胎架模板上口标高误
差必须小于0. 5mm，水平度误差小于0. 5mm，各标高误差小于0. 5mm，上述参数采用地样法和
全站仪检测。其中胎架模板的制作、地样法和全站仪检测方法为公知技术。 所述竖向整体组装胎架采用竖拼方式，并且构件采用整体竖拼方式组装，即在工
厂加工制作楼梯台阶、楼梯台阶固定层和楼梯平台时，将构件标高垂直降至地面，这样不仅
能使构件的加工制作精确度大大提高，而且可以充分保证现场构件的安装定位精度。 弯扭板件焊接前使用补偿加热法加热即对焊缝区域及焊缝区域对称部位同时进
行加热。当构件上某一条焊缝经预热施焊时，构件焊缝区域温度非常高，伴随着焊缝施焊的
进行，该区域内必定产生热胀冷縮的现象，而该区域仅占构件截面中很小一部分，此外部分
的母材均处于冷却(常温)状态，由此而对焊接区域产生巨大的刚性拘束，造成很大的应
力，甚至产生裂纹。采用以上所述的补偿加热法，在焊缝区域的对称部位进行加热，温度略
高于预热温度，且加热温度伴随焊接全程，则应力状况将大大减小，构件变形也变小。 本发明中，构件组装焊接时，焊接采用以下顺序先焊对接缝，次焊垂直角接焊缝，
再焊平面角接焊缝。本发明中，构件为楼梯台阶、楼梯台阶固定层和楼梯平台。
钢楼梯整体焊接时，采用以下顺序沿焊缝长度方向，每条缝由中向外，逐步退焊；
平面构件采用由中向外分散逐个焊接，或者由内向四周逐个焊接。采用这种顺序能够减小
应力，从而减小构件的变形量。 消除应力采用如下方法利用对零件整平消除应力或进行局部烘烤释放应力或采 用超声波震动消除应力或利用冲砂除锈的工序进行消除应力。 由于构件组装存在接头，构件上需设置嵌补段或嵌补板，从而保证现场接口的质 量，且方便焊接；嵌补段或嵌补板用于填补构件组装接头处的间隙，所述嵌补段或嵌补板根 据安装实际产生的间隙进行制作，然后安装焊接；所述嵌补段为箱型构件；所述嵌补板为 弯扭构件。 有益效果本发明提供的一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制作方法，与现有技术 相比具有以下优点由于采用整体竖拼的方式胎架组装焊接，保证了制作出的构件现场安 装定位的高精度；由于采用了合理的焊接方式，减弱并消除了应力，提高了工程质量；由于 采用嵌补段来处理弯扭梯段和平台构件接头处，使双螺旋钢楼梯接头处更流畅，外观更优 美，精度更高，质量更优。
图1为本发明的结构的立面示意图；
图2为本发明的结构的轴测示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 图1、2所示的一种双螺旋钢楼梯，总体楼层为两层，总高度为9m，每层高度4. 5m， 楼梯旋转半径为3. 05m(按楼梯最外侧弧度进行测量)；该楼梯由楼梯台阶1、楼梯台阶固 定层2和楼梯平台3装焊而成；制作方法的具体步骤如下所示 (a)双螺旋钢楼梯采用计算机进行三维数控放样，将双螺旋钢楼梯分解成弯扭板 件；并将弯扭板件进行排版，计算出每块弯扭板件的厚度、长度、宽度、弯曲半径；同时计算 出平面切割线位置； (b)将弯扭板件的长度、宽度、平面切割线位置坐标输入数控切割机，数控切割机 按照输入的数据进行下料切割； (c)对切割好的平面钢板按照指定的长度、宽度、弯曲半径加工成弯扭板件；
(d)制作木样箱对制作完成的弯扭板件进行校核，校核该弯扭板件的长度、宽度和 弯曲半径是否与木箱样表面贴合；该木箱样上表面形成的曲面与要求生产的弯扭板件的长 度、宽度和弯曲半径相一致； (e)制作双螺旋钢楼梯竖向整体组装胎架； 整体组装胎架竖拼方式组装方法如下首先按照整体楼梯走向制作胎架模板；在 地面上画出胎架模板定位线，并标上模板位置线；将胎架模板定位在模板位置线上，然后在 两块胎架模板焊接上固定板进行加固，胎架模板整体形成的上表面与吊装在胎架上楼梯台 阶固定层的下表面贴合。 (f)将压制好的弯扭板件依次吊装上竖向整体组装胎架进行校正定位，即在自由 状态下利用竖向整体组装胎架上表面形成的曲面作为基准面，核校弯扭板件的弹性变形， 使自由状态下弯扭板件与竖向整体组装胎架上表面吻合； (g)将校正、定位好的弯扭板件装焊成箱型构件，所述箱型构件为楼梯台阶1、楼 梯台阶固定层2和楼梯平台3; (h)将楼梯台阶固定层2吊上组装胎架定位，然后将楼梯平台3吊装上楼梯台阶固 定层2进行定位、安装； (i)将楼梯台阶1、楼梯台阶固定层2和楼梯平台3进行编号，然后吊下组装胎架， 冲砂并涂装。
(j)按照编号进行整体安装。
权利要求
一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制作方法，由楼梯台阶(1)、楼梯台阶固定层(2)和楼梯平台(3)装焊而成；其特征在于该制作方法的具体步骤如下(a)双螺旋钢楼梯采用计算机进行三维数控放样，将双螺旋钢楼梯分解成弯扭板件；并将弯扭板件进行排版，计算出每块弯扭板件的长度、宽度、弯曲半径，和平面切割线位置坐标；(b)将弯扭板件的长度、宽度、平面切割线位置坐标输入数控切割机，数控切割机按照输入的数据进行下料切割；(c)对切割好的平面钢板按照要求的弯曲半径加工成弯扭板件；(d)制作木样箱，对弯扭板件进行校核；(e)制作双螺旋钢楼梯的竖向整体组装胎架；(f)将压制好的弯扭板件依次吊装上竖向整体组装胎架进行校正定位，即在自由状态下利用竖向整体组装胎架的上表面形成的曲面作为基准面，使自由状态下弯扭板件与竖向整体组装胎架上表面吻合；(g)将校正、定位好的弯扭板件装焊成箱型构件，所述箱型构件为楼梯台阶(1)、楼梯台阶固定层(2)和楼梯平台(3)；(h)将楼梯台阶固定层(2)吊上竖向整体组装胎架定位，然后将楼梯平台(3)吊装上楼梯台阶固定层(2)进行定位，安装；(i)将楼梯台阶(1)、楼梯台阶固定层(2)和楼梯平台(3)进行编号，然后吊下竖向整体组装胎架，涂装；(j)按照编号进行整体安装。
2. 根据权利要求1所述的一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制作方法，其特征在于所 述制作方法步骤(c)中，弯扭板件加工以三辊巻板机巻制成型为主，局部配以油压机精整 成型。
3. 根据权利要求1所述的一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制作方法，其特征在于所 述制作方法步骤(e)中，竖向整体组装胎架由胎架模板组装、焊接而成，胎架模板采用数控 切割，然后按平台上的模板位置线进行胎架模板的组装，胎架模板上口标高误差必须小于 0. 5mm，水平度误差小于0. 5mm，各标高误差小于0. 5mm，并采用地样法和全站仪检测。
4. 根据权利要求1所述的一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制作方法，其特征在于所 述制作方法步骤(e)中，竖向整体组装胎架采用竖拼方式组装。
5. 根据权利要求1所述的一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制作方法，其特征在于弯扭板件焊接前使用补偿加热法加热即对焊缝区域及焊缝区域对称部位同时进行加热。
6. 根据权利要求1所述的一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制作方法，其特征在于构 件组装焊接时，焊接采用以下顺序先焊对接缝，次焊垂直角接焊缝，再焊平面角接焊缝。
7. 根据权利要求1所述的一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制作方法，其特征在于整 体焊接时采用以下顺序沿焊缝长度方向，每条缝由中向外，逐步退焊；平面构件采用由中 向外分散逐个焊接。
8. 根据权利要求1所述的一种无中间立柱的双螺旋钢楼梯制作方法，其特征在于焊 接后消除应力采用如下方法利用对零件整平消除应力或进行局部烘烤释放应力或采用超 声波震动消除应力或利用冲砂除锈的工序进行消除应力。
全文摘要
本发明公开了一种无中间立柱双螺旋钢楼梯的制作方法，楼梯由楼梯台阶、楼梯台阶固定层和楼梯平台装焊而成；步骤如下采用计算机进行三维放样，将楼梯分解成弯扭板件；并计算出每块弯扭板件的长度、宽度、弯曲半径、平面切割线位置；使用数控切割机下料切割；制作弯扭板件；校核；制作胎架；将弯扭板件吊装上组装胎架校正定位，装焊成箱型构件；将楼梯台阶固定层吊上组装胎架定位，然后将楼梯平台吊装上楼梯台阶固定层进行安装、固定，进行完整性验收；对楼梯台阶、楼梯台阶固定层和楼梯平台进行编号，然后吊下组装胎架，冲砂并涂装；整体安装。本发明采用化整为零的方法，通过提高单件精度、确保了整体双螺旋钢楼梯得以实现，并保证了整体质量。
文档编号E04F11/02GK101774109SQ20101001820
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者刘小平, 刘长永, 卢利杰, 吴云, 周茂臣, 庞志彬, 李 杰, 胡海国, 赵明祥, 郑敏, 钱志忠, 顾晓付 申请人:江苏沪宁钢机股份有限公司