一种曲形肋梁加工及拼装施工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢结构梁加工技术领域，尤其是涉及一种曲形肋梁加工及拼装施工工
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【背景技术】
[0002]随着大跨、空间扭转等异型建筑物的大量出现，钢结构因其轻质高强、工厂化生产、90%以上可再次利用、加工性好等特点，成为取代传统钢筋混凝土结构，实现先锋建筑设计的不二选择。现代钢结构体系越来越复杂多样，规模也越来越大，由多种结构体系组合形成的复杂钢结构已广泛应用于现代建筑之中。
[0003]如图2所示的空间曲形肋梁钢结构，整体外观呈现放射式中心内陷的旋抛穹屋顶，整个屋顶由68榀钢结构的曲形肋梁I组成，建筑造型新颖，结构形式复杂，且施工难度大。该旋抛穹屋顶为球冠造型，由68榀从同一中心点放射而出且自地下室顶板而上的曲形肋梁I以及层间环梁2和拉梁3组成，其中曲形肋梁1、层间环梁2和拉梁3均为钢梁，且曲形肋梁I的横截面形状为日字形；68榀曲形肋梁I沿圆弧线由前至后布设；各曲形肋梁I均由外侧梁体1-1和位于外侧梁体1-1内侧的内侧梁体1-2拼接而成，外侧梁体1-1与内侧梁体1-2之间通过3道由上至下布设的拉梁3紧固连接为一体；68榀曲形肋梁I的外侧梁体1-1之间和68榀曲形肋梁I的内侧梁体1-2之间均通过3道由上至下布设的层间环梁2连接为一体；每榀曲形肋梁I的外侧梁体1-1和内侧梁体1-2上均设置有3个用于连接拉梁3和层间环梁2的连接座4，3个连接座4由上至下布设。
[0004]实际对上述空间曲形肋梁钢结构进行施工时，结构复杂，施工难度大，可借鉴的工程资料少，并且由于曲形肋梁I为曲线形且其横截面形状为日字形，因而曲形肋梁I的加工难度大、加工效率低、加工质量不易保证且拼装不便。综上，需设计一种工艺步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好的曲形肋梁加工及拼装施工工艺，能简便、快速且高质量完成曲形肋梁钢结构的加工及拼装施工过程。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种曲形肋梁加工及拼装施工工艺，其工艺步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，能简便、快速且高质量完成曲形肋梁钢结构的加工及拼装施工过程。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种曲形肋梁加工及拼装施工工艺，其特征在于:加工的曲形肋梁为曲线形钢梁且其横截面形状为日字形，所述曲形肋梁由外侧梁体和位于外侧梁体内侧的内侧梁体拼接而成，所述外侧梁体和内侧梁体的顶端紧固连接为一体；所述外侧梁体与内侧梁体之间通过M道由上至下布设的拉梁紧固连接为一体，所述拉梁为直线形钢梁；其中，M为正整数且M多2 ;所述外侧梁体和内侧梁体均由M个钢梁节段从上至下拼接而成，M个所述钢梁节段的结构均相同；每个所述钢梁节段均包括上翼缘板、位于上翼缘板下方的下翼缘板、两个分别连接于上翼缘板与下翼缘板左右两侧之间的腹板和一个位于上翼缘板与下翼缘板之间的纵向加劲板，所述纵向加劲板的左右两侧分别固定在两个所述腹板中部；两个所述腹板均为平直钢板，所述上翼缘板、下翼缘板和纵向加劲板均为弯曲而成的弧形钢板；每个所述钢梁节段上均设置有一个用于连接拉梁的连接座，所述连接座布设在下翼缘板上；所述钢梁节段上连接座的布设位置处设置有横向加劲板，所述横向加劲板为横隔板，所述横隔板为平直钢板且其沿纵向加劲板的宽度方向布设；所述横隔板的左右两侧分别固定在两个所述腹板上且其内外两侧分别固定在下翼缘板和上翼缘板上；
[0007]对曲形肋梁进行加工及拼装施工时，包括以下步骤:
[0008]步骤一、钢梁节段工厂加工:在加工厂对拼接组成曲形肋梁的2M个所述钢梁节段分别进行加工，2M个所述钢梁节段的加工方法均相同；对任一个所述钢梁节段进行加工时，过程如下:
[0009]步骤101、钢板切割及弯曲加工:根据预先设计的当前所加工钢梁节段的结构和尺寸，采用切割设备切割出当前所加工钢梁节段的两个所述腹板和横隔板；同时，采用切割设备切割出三块分别用于加工当前所加工钢梁节段的上翼缘板、下翼缘板、纵向加劲板的待弯曲钢板，再对三个所述待弯曲钢板分别进行弯曲，获得当前所加工钢梁节段的上翼缘板、下翼缘板、纵向加劲板；
[0010]步骤102、测量划线:根据预先设计的当前所加工钢梁节段的结构，对步骤101中加工完成的上翼缘板和下翼缘板在两个所述腹板上的连接位置分别进行测量，并根据测量结果，在步骤101中加工完成的两个所述腹板的内侧壁上分别划出上翼缘板和下翼缘板的组装定位线；
[0011]所述上翼缘板的组装定位线为其在腹板上的底部轮廓线LI，所述下翼缘板的组装定位线为其在腹板上的顶部轮廓线L2 ;
[0012]步骤103、腹板与纵向加劲板组装:根据预先设计的当前所加工钢梁节段的结构，将步骤101中加工完成的纵向加劲板，焊接固定在两个所述腹板之间；
[0013]步骤104、横隔板组装:根据预先设计的当前所加工钢梁节段的结构，将步骤101中加工完成的横隔板，焊接固定在步骤102中焊接固定后的两个所述腹板之间；
[0014]步骤105、翼缘板定位机构布设:根据步骤102中划出的上翼缘板的组装定位线，在两个所述腹板的内侧壁上分别布设多个上翼缘板定位件；同时，根据步骤102中划出的下翼缘板的组装定位线，在两个所述腹板的内侧壁上分别布设多个下翼缘板定位件；
[0015]多个所述上翼缘板定位件均位于上翼缘板的组装定位线下方，多个所述上翼缘板定位件沿上翼缘板的组装定位线由前至后布设且其组成对上翼缘板进行定位的上翼缘板定位机构；多个所述下翼缘板定位件均位于下翼缘板的组装定位线上方，多个所述下翼缘板定位件沿下翼缘板的组装定位线由前至后布设且其组成对下翼缘板进行定位的下翼缘板定位机构；
[0016]步骤106、翼缘板组装:先利用步骤105中布设好的所述上翼缘板定位机构和下翼缘板定位机构，分别对上翼缘板和下翼缘板进行定位；再将定位后的上翼缘板和下翼缘板分别与两个所述腹板焊接定位为一体；
[0017]步骤107、连接座组装:根据预先设计的当前所加工钢梁节段上连接座的布设位置，在步骤106中焊接好的下翼缘板上安装一个连接座，完成当前所加工钢梁节段的加工过程，获得加工成型的钢梁节段；
[0018]步骤108、多次重复步骤101至步骤107，直至完成曲形肋梁的2M个所述钢梁节段的加工过程；
[0019]步骤二、曲形肋梁拼装，过程如下:
[0020]步骤201、钢梁节段拼装位置确定:根据预先设计的曲形肋梁的结构，对步骤一中加工完成的2M个所述钢梁节段的拼装位置分别进行确定；
[0021]步骤202、钢梁节段拼接:根据步骤201中所确定的各钢梁节段的拼装位置，对曲形肋梁中相邻两个所述钢梁节段分别进行拼接，直至拼装组成曲形肋梁的2M个所述钢梁节段紧固连接为一体，获得拼装完成的曲形肋梁。
[0022]上述一种曲形肋梁加工及拼装施工工艺，其特征是:步骤102中进行测量划线时，采用钢尺进行测量，并采用钢针进行划线。
[0023]上述一种曲形肋梁加工及拼装施工工艺，其特征是:步骤103中将纵向加劲板焊接固定在两个所述腹板之间时，先采用手工焊对纵向加劲板与两个所述腹板进行定位焊，定位焊间距为500mm?600mm且定位焊的焊缝长度大于40mm ;之后，再采用埋弧焊或手工焊将纵向加劲板与两个所述腹板焊接固定为一体，焊缝厚度不大于8mm。
[0024]上述一种曲形肋梁加工及拼装施工工艺，其特征是:所述连接座的内侧设置有一个用于支撑拉梁的第一牛腿；步骤107中连接座组装完成后，还需在连接座的内侧设置第一牛腿。
[0025]上述一种曲形肋梁加工及拼装施工工艺，其特征是:所述钢梁节段上连接座的布设位置处设置有上下两个横隔板，每个所述横隔板均通过纵向加劲板分隔为内隔板和外隔板，所述内隔板位于纵向加劲板与下翼缘板之间，所述外隔板位于纵向加劲板与上翼缘板之间；
[0026]所述连接座包括内端焊接固定在下翼缘板上的矩形钢管和对所述矩形钢管的外端口进行封堵的竖向外挡板，所述矩形钢管呈水平布设，所述矩形钢管的宽度与其所处下翼缘板的宽度相同；
[0027]所述矩形钢管包括水平顶板、位于水平顶板正下方的水平底板和两个分别连接于所述水平顶板和所述水平底板左右两侧之间的竖向侧板；所述矩形钢管位于两个所述横隔板内侧，两个所述横隔板分别为上横隔板和位于所述上横隔板下方的下横隔板，所述上横隔板与所述水平顶板布设在同一水平面上，所述下横隔板与所述水平底板布设在同一水平面上；所述第一牛腿布设在所述竖向外挡板上。
[0028]上述一种曲形肋梁加工及拼装施工工艺，其特征是:步骤106中对上翼缘板和下翼缘板进行定位时，先将上翼缘板放置于所述上翼缘板定位机构上方并使上翼缘板与所述上翼缘板定位机构紧贴，同时将下翼缘板放置于所述下翼缘板定位机构下方并使下翼缘板与所述下翼缘板定位机构紧贴；之后，再采用液压千斤顶分别对放置好的上翼缘板和下翼缘板进行支顶，完成上翼缘板和下翼缘板的定位过程。
[0029]上述一种曲形肋梁加工及拼装施工工艺，其特征是:步骤102中进行测量划线时，还需根据预先设计的当前所加工钢梁节段的结构，对步骤101中加工完成的纵向加劲板和横隔板在两个所述腹板上的连接位置分别进行测量，并根据测量结果，在步骤101中加工完成的两个所述腹板的内侧壁上分别划出纵向加劲板和横隔板的组装定位线；
[0030]所述纵向加劲板的组装定位线为其在腹板上的底部轮廓线L3和顶部轮廓线L4，所述横隔板的组装定位线均为其在腹板上的底部轮廓线L5和顶部轮廓线L6 ;
[0031]步骤103中进行腹板与纵向加劲板组装时，根据两个所述腹板上划出的纵向加劲板的组装定位线，将纵向加劲板焊接固定在两个所述腹板之间；
[0032]步骤104中进行横隔板组装时，根据两个所述腹板上划出的横隔板的组装定位线，将横隔板焊接固定在步骤102中焊接固定后的两个所述腹板之间。
[0033]上述一种曲形肋梁加工及拼装施工工艺，其特征是:步骤202中对相邻两个所述钢梁节段分别进行拼接时，将相邻两个所述钢梁节段的上翼缘板、下翼缘板、纵向加劲板和两个所述腹板分别焊接固定为一体；
[0034]对相邻两个所述钢梁节段进行拼接时，过程如下:
[0035]步骤2021、开口处理:对相邻两个所述钢梁节段的上翼缘板和纵向加劲板分别进行开口处理；相邻两个所述钢梁节段的上翼缘板均为待处理翼缘板，相邻两个所述钢梁节段的纵向加劲板均为待处理加劲板；
[0036]对相邻两个所述钢梁节段的上翼缘板进行开口处理时，采用切割设备对两个所述待处理翼缘板的连接端分别进行切除，并获得两个所述上翼缘板的翼缘板切除段，所述翼缘板切除段的宽度与上翼缘板的宽度相同；
[0037]对相邻两个所述钢梁节段的纵向加劲板进行开口处理时，采用切割设备对两个所述待处理加劲板的连接端分别进行切除，并获得两个所述纵向加劲板的加劲板切除段，所述加劲板切除段的宽度与纵向加劲板的宽度相同；
[0038]所述加劲板切除段的长度不小于所述翼缘板切除段的长度；
[0039]步骤2022、钢梁节段组对:步骤2021中开口处理后，对相邻两个所述钢梁节段进行组对；组对后，相邻两个所述钢梁节段的上翼缘板之间形成上开口，且相邻两个所述钢梁节段的纵向加劲板之间形成中开口；
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