一种用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法与流程

本发明涉及钢结构工程建筑领域，具体而言，涉及一种用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法。

背景技术：

随着焊接技术、焊接材料、焊接设备的不断发展，大型钢桁梁桥正由传统的栓接结构发展为整体节点全焊结构。

新型的整体节点全焊接钢桁梁结构是通过将弦杆与节点进行全熔透接焊而形成一体。在焊接过程中必然产生会焊接变形，再加上成桥线形受到平曲线、纵曲线、预拱度以及荷载等多方因素影响，势必导致全焊接钢桁梁桥跨与跨间合龙段为不规则杆件。此合龙段杆件外形几何尺寸很难通过事先预制，合龙时无法做到精确匹配，必须进行二次加工，造成人员、机械和材料的浪费，并且严重制约施工进度。

此方法通过对已架全焊接钢桁梁桥跨与跨间合龙口的实际测量，再经过计算机模拟，最后对带有配切量的合龙杆件进行划线定位并切割，实现合龙时的精确匹配。在减少人员、机械和材料消耗的同时显著提高了合龙时的工作效率和匹配精度。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法，以解决现有技术中的全焊接钢桁梁桥跨与跨间合龙段难以做到精确匹配的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法包括步骤s10至步骤s40，其中步骤s10：在待合龙跨两侧设立测量定位点，以其中一点为原点定位另一点坐标值并建立测量坐标系统；步骤s20：在保证所测待合龙断面各控制点坐标均在同一坐标系的基础上，分别以所述测量定位点为基点，测量并记录待合龙断面各点坐标值；步骤s30：将所测待合龙断面各点坐标值输入到计算机中，立体模拟合龙杆件的外形尺寸；步骤s40：根据模拟的合龙口杆件尺寸，确定实际合龙杆件的最大外形尺寸。

进一步地，所述用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法适用于受到平曲线、纵曲线、预拱度以及荷载等多方因素影响的全焊接钢桁梁桥合龙段，所述合龙段为异形结构。

进一步地，以事先设定的已知点作为所述测量定位点并建立测量坐标系统。

进一步地，通过转站的方法分别测量对接断面控制点坐标，并利用计算机模拟合龙杆件的最大外形尺寸。

应用本发明的技术方案，能够带来以下效果：

（1）消除了因焊接变形、平曲线、竖曲线、预拱度以及荷载等诸多因素对合龙杆件外形尺寸的影响；

（2）操作方法简单、便捷，通过实际测量数据的计算机模拟可以得到合龙杆件的准确外形尺寸；

（3）大大提高合龙杆件的装配精度和吊装效率，避免了因事先预制的合龙杆件外形尺寸不合适而导致的重新加工和重复吊装；

（4）节约人员、机械和材料的开支，有效的节约成本并显著提高工作效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法的测量定位点及测量点布置示意图；

图2示出了本发明的用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法模拟待架设合龙杆件的外形图。

图3是本发明的用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法确定实际合龙杆件的外形图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为解决现有技术中的全焊接钢桁梁桥跨与跨间合龙段难以做到精确匹配的问题，本发明提供了一种用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法。

本发明的用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法包括步骤s10至步骤s40，其中步骤s10：在待合龙跨两侧设立测量定位点，以其中一点为原点定位另一点坐标值并建立测量坐标系统；步骤s20：在保证所测待合龙断面各控制点坐标均在同一坐标系的基础上，分别以所述测量定位点为基点，测量并记录待合龙断面各点坐标值；步骤s30：将所测待合龙断面各点坐标值输入到计算机中，立体模拟合龙杆件的外形尺寸；步骤s40：根据模拟的合龙口杆件尺寸，确定实际合龙杆件的最大外形尺寸。

本发明的用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法消除了因焊接变形、平曲线、竖曲线、预拱度以及荷载等诸多因素对合龙杆件外形尺寸的影响，通过实际测量数据的计算机模拟可以得到合龙杆件的准确外形尺寸，大大提高合龙杆件的装配精度和吊装效率，避免了因事先预制的合龙杆件外形尺寸不合适而导致的重新加工和重复吊装。

优选地，本发明的用于全焊接钢桁梁桥合龙口精确匹配的方法适用于受到平曲线、纵曲线、预拱度以及荷载等多方因素影响的全焊接钢桁梁桥合龙段，所述合龙段为异形结构。

具体地，以事先设定的已知点作为所述测量定位点并建立测量坐标系统，操作方法简单，迅速，高效。

在操作过程中，通过转站的方法分别测量对接断面控制点坐标，并利用计算机模拟合龙杆件的最大外形尺寸。

下面以在建的孟加拉国帕德玛大桥为例进行说明。帕德玛大桥主桥由7联共41孔跨度为150m的板桁组合钢梁组成，其桥式布置为6×(6×150)+1×(5×150)=6150m。本桥主梁为整体节点全焊接钢桁梁结构，主桁采用无竖杆的三角桁式，横向两片桁布置，桁高12.75m，主桁中心距12m，节间长度18.75m，全桥上弦合龙杆件均受平曲线、竖曲线、预拱度以及荷载等因素影响。待相邻两跨钢桁梁架设完毕后，通过本发明对合龙断面进行测量并确定合龙杆件的最大外形尺寸，达到精确匹配的目的。

本发明具体实施步骤如下：

1.对照附图1，进行合龙口对接面测量

a、在桥梁架设基准温度条件下，将全站仪首先设立在已架设钢梁1上表面o点，并以此为坐标原点（0，0，0）。

b、测量并记录已架设钢梁2上表面p点（xp，yp，zp），同时建立坐标系。

c、以o点为基准，分别测量并记录已架设钢梁2的对接断面点e（xe，ye，ze），f（xf，yf，zf），g（xg，yg，zg），h（xh，yh，zh）;

d、将全站仪移至测量点p并设此点坐标为（xp，yp，zp），反向定位o点。保证以p点为基点所测的已架设钢梁1的对接断面点a（xa，ya，za），b（xb，yb，zb），c（xc，yc，zc），d（xd，yd，zd）与之前所测的e，f，g，h处于同一坐标系。

2.对照附图2，利用计算机模拟合龙口杆件外形尺寸

a、将定位点o和p，以及测量点a～g输入到计算机中，模拟合龙杆件外形尺寸。

b、记录模拟的合龙杆件各边长度以及各面对角线长度，作为定位和复核实际合龙杆件最大外形尺寸的依据。

3.对照附图3，在实际合龙杆件上进行最终外形尺寸定位

a、以实际合龙杆件上盖板一边中点m为基准，使mb’=mf’=1/2bf，以此定位b’和f’点。

b、以b’和f’点和附图2中确定的相应各面对角线长度为依据，使af=a’f’；be=b’e’；bg=b’g’；fc=f’c’，由此可定位a’，e’，c’，g’四点。

c、以同样的方法，把a’，e’作为基点，使ah=a’h’；ed=e’d’；定位d’，h’。至此对接断面的8个测量点均在实际合龙杆件上定位完毕。

d、利用d’，h’，c’，g’四点，参照附图2中确定的dg，ch长度尺寸进行d’g’，c’h’的长度尺寸一致性检查。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。