一种空间异形曲面拱肋节段精调定位方法与流程

1.本发明涉及钢结构桥梁建筑工程施工技术领域，更具体地说，尤其是涉及一种空间异形曲面拱肋节段精调定位方法。


背景技术：

2.中承式系杆拱桥一般是采用bim正向设计，拱桥拱肋截面变化较大，空间异形曲面结构应用较多，施工技术难度较高，其中技术难点之一在于将空间异形曲面的拱肋壁板在节段组拼过程中的精确定位，由于节段精调定位涉及到安装时环口的精确合拢，无同类空间异形曲面拱肋的施工方法可参考，传统的安装方式主要靠手动葫芦、螺杆式挂钩来精调定位，耗费了大量的体力，并且精度达不到安装要求，且效率低。


技术实现要素：

3.针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种空间异形曲面拱肋节段精调定位方法。
4.为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种空间异形曲面拱肋节段精调定位方法，包括步骤为：
6.步骤一、根据拱肋底板的空间异形曲面形状设计出普通工字钢制备的异形曲面组拼胎架，胎架顶部拟合曲面必须符合拱肋结构线型；
7.步骤二、在胎架支撑立柱上方设置调节牙板，支撑立柱设置横联系及斜撑，调节牙板采用双牙板的结构，与传统的单牙板相比，该方法便于局部单点位二次调节，避免了支撑点位架空的现象，导致结构完成后局部沉降，提高了贴合精度。在胎架上完成异形曲面底板的铺设，并建立局部控制坐标系，通过全站仪对基本的控制点进行定位；
8.步骤三、有仪器无法测控的点位，通过坐标系画出地样线及地样控制点，对空间异形曲底板单元进行粗略定位；
9.步骤四、完成异形曲面底板单元定位之后，将定位装置置于胎架之上；
10.步骤五、吊装曲面拱肋壁板，将拱肋壁板置于定位装置上，确定拱肋壁板与底板无错边后，调节液压组件，通过调节垂直、水平、倾角控制方式来调节拱肋壁板的空间位置，完成异形曲面拱肋拼装；
11.步骤五、异形曲面拱肋拼装完成后，在胎架上测量出每个节段环口的角点坐标，通过设计线形与实际现场拼装焊接完成后线形做对比，结合设计监控点位计算出在拼装时的实际偏差，实际偏差一般为标高误差和角度误差，标高可通过调节曲面胎架的牙板高度来控制，并在局部采用液压调节组件顶升或配合手动葫芦张拉控制，完成调节后与曲面胎架采用刚性焊接，防止再次变形；倾斜曲面壁板角度误差调节可设置多点位调节装置，该装置有精确的刻度读数，可通过液压杆的伸出长度及倾角来微调，保证调节的准确和高效。
12.上述技术方案中，所述确定壁板与底板无错边的方法采用靠尺或拉线方式。
13.上述技术方案中，所述步骤五调节液压组件之前，在壁板控制点上焊接棱镜，采用
测量设备进行测量，测量设备包括全站仪。
14.上述技术方案中，所述定位装置包括胎架、座板、滑动油槽、固定支座、滑动支座、液压组件、壁板贴合块和倾角液压组件锁紧装置，所述座板设置在胎架上，固定支座及滑动支座设置在座板之上，在座板上部设置滑动油槽，配合液压组件与固定支座通过单吊耳及双吊耳铰接连接，液压组件包括垂直液压组件、水平液压组件、倾角液压组件，所述单吊耳与倾角液压组件之间设置倾角液压组件锁紧装置，在倾角液压组件的顶升端，设置双吊耳与壁板贴合块连接；滑动支座设置在滑动油槽上。
15.上述技术方案中，还包括焊缝码板，所述焊缝码板与千斤顶配合使用，焊缝码板与拱肋壁板相接。
16.上述技术方案中，所述壁板贴合块上部设置l型贴合限位块，所述拱肋壁板下部设置有l型贴合限位块，两者在安装过程中相互卡扣。
17.本发明的定位装置能适应不同倾角的拱肋壁板及贴合不同的异形曲面，为同类型的空间异形曲面拱肋结构的定位提供了有效的解决方案，在安装过程中能够精确定位壁板的空间姿态，并与环口间相邻壁板精确定位，保证环口匹配精确，通过调节液压组件来获得合理的安装倾角，确保了空间异形曲面壁板的精确对位，半自动化的调节装置，减少人工操作，保证作业安全，极大提高了安装效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明的整体结构示意图；
20.图2为本发明的座板示意图；
21.图3为本发明的双吊耳示意图；
22.图4、5为配合本发明应用的安装错台码缝示意图；
23.图6为双吊耳卡槽。
24.双吊耳卡槽主要适应不同扭曲程度的底板的顶升，不同的扭曲程度的底板在顶升过程中，顶升平面与底板的接触面会有不同程度的夹角，这样会影响调节的精度，在底板下方焊接条形限位挡块，与吊耳卡槽相互卡扣，双吊耳的作用主要是配合不同程度的夹角来转动，并与液压杆之间锁紧。与传统刚性焊接的方法相比，结构简单，通用性强，易于拆卸，方便有限空间移动，适用于各种夹角的曲面顶升。
25.图中：1为胎架、2为座板、3为滑动油槽、4为固定支座、5为滑动支座、6为倾角液压组件、7为水平液压组件、8为单吊耳、9为垂直液压组件、9为标高液压组件、10为壁板贴合块、11为l型限位块、12为焊缝码板、13、14为拱肋壁板、15为限位挡块、16、16-1为倾角液压组件锁紧装置、17为双吊耳卡槽、18为双吊耳、19为支撑立柱。
具体实施方式
26.下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所
描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“座板”、“固定支座”、“滑动支座”、“液压组件”、“吊耳”、“限位块”等应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“下部”、“上”、“下”、“垂直”、“水平”、“倾角”、“连接”、“移动”、“顶升”、“定位”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.根据图1-图6所示，将作为实施例所述的一种空间异形曲面拱肋节段精调定位方法，包括步骤为：
30.步骤一、根据拱肋底板的空间异形曲面形状设计出普通工字钢制备的胎架，胎架顶部拟合曲面必须符合拱肋结构线型；
31.步骤二、在胎架支撑立柱上方设置调节牙板，支撑立柱设置横联系及斜撑，调节牙板采用双牙板的结构，与传统的单牙板相比，该方法便于局部单点位二次调节，避免了支撑点位架空的现象，导致结构完成后局部沉降，提高了贴合精度。在胎架上完成异形曲面底板的铺设，并建立局部控制坐标系，通过全站仪对基本的控制点进行定位；
32.步骤三、有仪器无法测控的点位，通过坐标系画出地样线及地样控制点，对空间异形曲底板单元进行粗略定位，完成粗调定位；
33.步骤四、完成异形曲面底板单元定位之后，将定位装置置于胎架之上；
34.步骤五、吊装曲面拱肋壁板，将拱肋壁板置于定位装置上，采用靠尺或拉线方式确定拱肋壁板与底板无错边后，完成精调定位；调节液压组件之前，在壁板控制点上焊接棱镜，采用全站仪等测量设备进行测量，通过调倾角液压组件、水平液压组件、垂直液压组件，在倾角、水平、垂直方向来调节拱肋壁板的空间位置，完成最终定位，进行异形曲面拱肋拼装；
35.步骤六、异形曲面拱肋拼装完成后，在胎架上测量出每个节段环口的角点坐标，通过设计线形与实际现场拼装焊接完成后线形做对比，结合设计监控点位计算出在拼装时的实际偏差。
36.定位装置包括胎架、座板、滑动油槽、固定支座、焊缝码板、滑动支座、液压组件、壁板贴合块和倾角液压组件锁紧装置，座板设置在刚性胎架上，胎架的支撑立柱上方设置调节牙板，作为精调过程的辅助性措施，固定支座及滑动支座设置在座板之上，固定支座及与座板的连接方式为栓接连接，在座板上部设置滑动油槽，滑动支座设置在滑动油槽上，限制两个方向的自由度，使其能够单方向的水平移动，配合液压组件完成一系列的精调动作。配合液压组件与固定支座通过单吊耳及双吊耳铰接连接，液压组件包括垂直液压组件、水平液压组件、倾角液压组件，单吊耳与倾角液压组件之间设置倾角液压组件锁紧装置，完成定位锁紧的工作，倾角液压组件锁紧装置对最终的位置进行锁紧，并配合焊缝码板对焊缝进行码固，最终完成空间异形曲面拱肋节段精调；在倾角液压组件的顶升端，双吊耳与壁板贴
合块通过栓接方式连接，与液压组件形成一体的控制机构，完成定位工作；焊缝码板与千斤顶配合使用，作为空间异形曲面精调定位的补充性措施，采用多样式的焊缝码板，配合不同曲面结构及不同位置的对接错边的精调定位。壁板贴合块的上部设置有l型贴合限位块，同样，拱肋壁板下部设置有l型贴合限位块，两者在安装过程中相互卡扣，在精调定位过程中随液压组件移动，使垂直液压组件、水平液压组件、倾角液压组件的调节完全反映在曲面壁板的空间移动中，不至于自由滑动或定位不准。
37.本发明为一种空间异形曲面拱肋节段精调定位方法，所应用的领域包括但不限于空间异形曲面拱肋，可以广泛的应用于异形曲面的箱型梁，且适用于横截面变化较大的结构，如异形曲面多变、大倾角的壁板安装及多边形箱型梁的组拼。
38.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。