多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具及其施工工法的制作方法

本发明涉及钢箱梁梁段总装施工领域，具体为多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具及其施工工法。

背景技术：

为满足制造、运输及安装要求，长大型钢箱梁要求构件在制造厂采用分段式整体组装；随着钢结构在桥梁领域的推广应用，多曲线叠合钢箱梁结构形式逐渐增多，曲面分段的组装较为复杂，传统的胎具定位在分段组装结束之后不能重复使用，采取是建造――割除――建造的循环模式（传统钢箱粱拼装胎架多采用刚性框架式结构形式作为作业平台，而后在平台上焊接定位码板，通过各码板不同的定位标高来控制钢箱梁面板的横纵坡，同时利用侧面刚性支架体系及侧向定位码板控制钢箱梁腹板的多向线形，待本次钢箱梁组焊完成下胎后，割除既有定位码板，根据下一轮钢箱粱的几何尺寸重新布置焊接定位码板，并调节控制标高及横向位移），这种模式耗时、耗力、耗料，且降低施工效率，产品质量不尽人意。另一方面，随着跨度及数量的不断增加，特别在平行组织施工的条件下，对钢结构制造厂家生产能力、场地资源等提出了挑战。本发明志在克服上述诸多问题，提出多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具及其施工工法，以达到复杂线形钢箱粱快速高效、流水式施工作业条件，确保产品高精度施工质量。

技术实现要素：

本发明为解决目前钢箱梁倒装法组装过程中传统码板不能重复使用、施工效率低的技术问题，提供一种多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具及其施工工法。

本发明是采用以下技术方案实现的：多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具，包括箱体，箱体上固定有分别位于箱体上方和下方的上立柱和下立柱，下立柱的下端固定在底座内，箱体内设有蜗轮蜗杆机构，蜗轮上设置有位于上立柱和下立柱柱体内的丝杠，丝杠顶部设置有支撑头。

将支撑梁体分段的码板改成工装胎具，利用丝杠的可调性作为曲面变化的可调胎具支撑。工装胎具与地基采用预埋螺栓连接固定。按顶板、纵肋整数倍距离和横隔板位置分布设置，根据分段箱体的重量选用相应举升力的丝杠，丝杠的覆盖范围要满足钢箱梁顶板尺寸和焊接收缩量的要求，通过调节丝杠的高度来满足不同分段的各种顶板线型变化，并根据顶面拱度的高度变化，在不同位置采用行程大小不同的丝杠支撑，丝杠所需调节的高度值可以利用计算机根据梁体型值经过坐标转换获得。在钢箱梁两侧腹板位置外侧的支架龙骨上顺箱梁纵向安装侧向胎具，通过横隔板、腹板确定具体位置，利用此胎具对腹板横向位移进行调节，满足腹板的曲率线型要求。

上述的多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具，丝杠的上端设置有止推螺母。

上述的多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具的施工方法，具体的工艺流程为：混凝土地基施工—胎具位置确定—胎具底座及侧向支架固定—胎具标高模拟—胎具标高调整到位—胎具标高复核—顶板、横隔板、纵肋组焊—侧向胎具横向位置模拟—侧向胎具位置调整到位—侧向胎具位置复核—腹板、纵肋组焊—底板、纵肋组焊—卸载侧面胎具—钢梁下胎转序—下轮循环。

本发明的有益效果：

与传统的钢箱粱拼装支架体系相比，本发明具有高效、节约、高精度等技术特点，不必根据钢箱梁的不同曲线线形及截面几何尺寸重新拆除、布设定位码板，只需通过丝杆调节胎具的上下、左右尺寸即可，大大的节省了作业时间，人工、材料及机械等费用有明显降低，具体表现的有益效果如下：

1、通用性：原来用来支撑梁体分段的码板改成丝杠，利用丝杠的自锁性和可调性作为多曲线线形变化的有力支撑，可实现多点上下、左右调节，对不同线形变化的钢箱梁实现通用。

2、高效性：减少了制作不同曲线钢箱梁码板的制作工序。

3、节约性：减少了制作不同码板的人力、材料、机械的使用，同时实现了流水作业，对制造厂生产能力及场地资源要求较小。

4、高精度：利用丝杠，实现了在高程及侧向多点对曲线钢箱梁定位和约束，能有效保证制造线形与设计理论值吻合。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明的使用状态图。

图3为图2的正视图。

图中：1-箱体，2-上立柱，3-下立柱，4-底座，5-蜗轮，6-丝杠，7-支撑头，8-止推螺母，9-蜗杆，10-侧向支架，11-侧向胎具。

具体实施方式

多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具，包括箱体1，箱体1上固定有分别位于箱体上方和下方的上立柱2和下立柱3，下立柱3的下端固定在底座4内，箱体内设有蜗轮蜗杆机构，蜗轮5上设置有位于上立柱和下立柱柱体内的丝杠6，蜗杆9的端部伸出箱体1且固定有转动手轮，通过转动手轮转动蜗杆9转动，蜗轮5带动丝杠上的螺母转动，进而带动丝杠6在竖直方向移动，丝杠顶部设置有支撑头7。胎具与地基采用地脚螺栓连接固定，利用cad三维立体建模、cad加载程序展开放样得到丝杠三维坐标值，根据坐标值调整丝杠高度满足钢箱梁顶板及腹板的多曲线线型变化，将钢箱梁顶板吊装到胎具上，调节丝杆将顶板紧贴胎具顶面，然后将顶板刚性固定在胎具上，顶板定位后，组装横隔板、腹板、加劲板等构件，并采用固定在侧向支架上的水平胎具调节腹板的曲线线型，从而实现了对多曲线叠合钢箱粱倒装法施工的精确定位。

上述的多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具，丝杠的上端设置有止推螺母8。

上述的多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具的施工方法，具体的工艺流程为：混凝土地基施工—胎具位置确定—胎具底座及侧向支架固定—胎具标高模拟—胎具标高调整到位—胎具标高复核—顶板、横隔板、纵肋组焊—侧向胎具横向位置模拟—侧向胎具位置调整到位—侧向胎具位置复核—腹板、纵肋组焊—底板、纵肋组焊—卸载侧面胎具—钢梁下胎转序—下轮循环。

在太原市卧虎山快速路400米钢箱梁制作过程中，共计8000吨耗钢量，实施过程中采用本发明技术，梁段总装胎具与地基预埋螺栓连接固定在地基上，根据钢箱梁的结构形式（顶板纵肋间距0.25米，横隔板间距为2.0米），纵横向均按照2米间距布置胎具，同时根据分段箱体的重量选用swl2.5最大顶升力为2.5吨的丝杠，胎具的覆盖范围满足钢箱梁顶板尺寸要求，利用cad三维立体建模、cad加载程序展开放样得到丝杠三维坐标值，根据坐标值调整丝杠高度满足钢箱梁顶板线型变化，通过调节丝杠的高度来满足不同分段的各种顶板线型变化和焊接收缩量的要求；通过本技术的应用，在项目实施过程中与传统多曲线钢箱梁制造相比缩短施工工期约1.5个月，节省支架体系材料约220吨，同时节省相对应的1.5个月的人工及机械费用，初步测算本项目节约成本约270万元；同时提前合同工期交付、高质量标准的完成了施工任务，得到业主、设计及监理单位的一致好评。

技术特征：

技术总结
本发明涉及钢箱梁梁段总装施工领域，具体为多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具及其施工工法。多曲线叠合钢箱梁倒装法施工工装胎具，包括箱体，箱体上固定有分别位于箱体上方和下方的上立柱和下立柱，下立柱的下端固定在底座内，箱体内设有蜗轮蜗杆机构，蜗轮上设置有位于上立柱和下立柱柱体内的丝杠，丝杠顶部设置有支撑头。本发明提供的可调节胎具有较强的通用性，利用可调节胎具的自锁性和可调性作为曲面分段肋骨型线变化的可调胎架支撑，可以上下调节。

技术研发人员：裴健;田儒洲;梁生武;袁志富;霍志刚;郭生旺;毕磊;王淑荣
受保护的技术使用者：中铁六局集团有限公司;中铁六局集团建筑安装工程有限公司
技术研发日：2017.09.21
技术公布日：2017.11.24