一种绕圆柱钢梯的制作方法与流程

本发明涉及钢结构制作领域，提供一种绕圆柱钢梯的制作方法，使用该绕圆柱钢梯的制作方法制作绕圆柱钢梯，可以较好的保证绕圆柱钢梯的精度，减少高空作业时间，提高安全系数。

背景技术：

在钢结构制作中，经常遇到环绕圆柱体的旋转楼梯（可以简称为绕圆柱钢梯）制作。参见图1所示，绕圆柱钢梯1以半径为R的圆柱体2为基础，固连在圆柱体2外侧面，呈螺旋式上升。这种绕圆柱钢梯1包括位于两侧的呈螺旋式上升的内支撑板3和外支撑板4，固连在内支撑板3和外支撑板4两个支撑板之间的踏步板5，设置在支撑板3、4上面的护栏（图中未示出），较多的绕圆柱钢梯在间隔一定高度时还设置有平台（图中未示出）。支撑板3、4和踏步板5的制成材料为钢质板材。不考虑板材厚度的情况下，内支撑板3与圆柱体2的外侧面间具有一段距离a，内支撑板3和外支撑板4的间隔为b，即踏步板5的宽度。相邻的两块踏步板在圆柱体轴截面上的投影中，相邻的边线重合。整梯制作工艺复杂，制作难度较大，精确度往往难以达到要求。

现有技术中，踏步板、护栏及平台的制作与安装，工艺较为成熟。

绕圆柱钢梯的支撑板作为该钢梯的支架，对于该钢梯起到支撑的作用，其制作精度将直接影响整梯的制造精度。

现有技术中，支撑板的制作较多采用的工艺为：由整块钢板切割为多块符合宽度要求的单板，多块单板经卷板成型，多块成型的单板经焊接拼接而成支撑板。这种制造工艺在具体实施卷板作业时，由于单板在卷板机上进给的角度不尽一致，成品单板的曲率、螺旋升角一致性较差。而成品单板的曲率、螺旋升角是影响支撑板制作精度的主要因素，进而影响整梯的制造精度。

另外，整梯制作时，高空作业时间较长，安全系数较低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种绕圆柱钢梯的制作方法，使用该绕圆柱钢梯的制作方法制作绕圆柱钢梯，可以较好的保证绕圆柱钢梯的精度，减少高空作业时间，提高安全系数。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种绕圆柱钢梯的制作方法，其特征是，包括以下步骤：

支撑板制作，包括以下工序：

a．将符合设计要求的至少两块板材平放，分别用于制作内支撑板和外支撑板；

b．板材找方：使板材上外形为矩形的有效使用面积至最大；找方时的矩形作为后续有关工序的基准；

c．支撑板号线：以矩形为基准，在用于制作内支撑板的板材上从左下角开始号线，水平方向按设计要求以相邻两块踏步板间的展开图上的距离为间距划出多条横线，以设计要求中踏步板的内侧弧长为间距作岀多条纵线，由左下方开始，顺序连接第一条横线与第一条纵线的交叉点、第二条横线与第二条纵线的交叉点、第三条横线与第三条纵线的交叉点、第n条横线与第n条纵线的交叉点至板材的右上方（n为正整数），形成第一条斜线，用同样的方法作岀位于第一条斜线上方与下方并与第一条斜线平行的平行线；在用于制作外支撑板的板材上从左下角开始号线，水平方向按设计要求以相邻两块踏步板间的展开图上的距离为间距划出多条横线，以设计要求中踏步板的外侧弧长为间距作岀多条纵线，由左下方开始，顺序连接第一条横线与第一条纵线的交叉点、第二条横线与第二条纵线的交叉点、第三条横线与第三条纵线的交叉点、第m条横线与第m条纵线的交叉点至板材的右上方，形成第一条斜线，用同样的方法作岀位于第一条斜线上方与下方并与第一条斜线平行的平行线（m为正整数）；

d．板材切割：每两斜线间的斜板条可形成一段单板，沿斜线进行间断切割，沿一条斜线切割时，起始部位均留80-100mm不切割，后按每切割600-800mm留80-100mm不切割的间断切割方法进行切割；

e．打样冲：结束切割清理残渣后，将单板上的水平线打上样冲；

f．板材卷曲 ：以矩形为基准，对两斜线间水平线等于设计要求中踏步板的内侧弧长的板材在卷板机中进行卷曲，进给方向为矩形的纵向与卷板机的滚轴相平行，卷曲后的板材的曲率与设计要求中内支撑板在圆柱体轴截面上投影的节圆的曲率相同形成内叠加支撑板后，取出立放待用；对两斜线间水平线等于设计要求中踏步板的外侧弧长的板材在卷板机中进行卷曲，进给方向为矩形的纵向与卷板机的滚轴相平行，卷曲后的板材的曲率与设计要求中外支撑板在圆柱体轴截面上投影的节圆的曲率相同形成外叠加支撑板后，取出立放待用；

踏步板制作：按设计要求对单块踏步板进行号线，切割，加筋，焊接，矫平后清渣打磨备用；

平台制作：按设计要求对单块平台进行号线，切割，加筋，焊接，矫平后清渣打磨备用；

护栏制作：按设计要求，分段制作护栏，备用；

拼装、焊接：在制作平台上，按实样划出内支撑板在圆柱体轴截面上投影的节圆上的内圆弧线，弧长等于制作内支撑板的板材横向有效长度；按实样划出外支撑板在圆柱体轴截面上投影的节圆上的外圆弧线，弧长等于制作外支撑板的板材横向有效长度；使位于圆柱体同一轴截面上的内圆弧线和外圆弧线的中点的连线与圆柱体的轴线相交，分别标记内圆弧线和外圆弧线的中点；将内叠加支撑板和外叠加支撑板分别立放在相对应的内圆弧线和外圆弧线，使内叠加支撑板和外叠加支撑板的圆弧中点分别对应于上述已标记的内圆弧线和外圆弧线的中点；将内叠加支撑板和外叠加支撑板的下端分别与制作平台临时固连，在内叠加支撑板的内侧设置临时支撑、在外叠加支撑板的外侧设置临时支撑；从最上层开始在第一对单板间嵌入踏步板，使踏步板的内侧圆弧对准内单板中的水平线，使踏步的外侧圆弧对准外单板中的水平线，保持踏步板水平，焊接踏步板与内单板、外单板；第一对内单板、外单板与踏步板拼装、焊接结束后，可靠吊装，切割开预留处初步形成梯段，移下该梯段；依照上述作业流程直至形成最后一段梯段；

安装护栏、平台：根据需要，在梯段上安装相应护栏、平台；

整梯组装：以设计要求为指导，以圆柱体为基础，将各梯段由下而上进行组装，对相邻的梯段间可靠焊接后形成整梯。

本发明的有益效果是：

上述绕圆柱钢梯的制作方法，采取用在整体板材上划出内外支撑板的展开线，进行整板卷曲和间断切割的方法，内外支撑板的一致性较好；制作梯段时，在制作平台上从上层往下层按组对一段梯段组装后切割分离一段梯段的方法进行制作，按实样尺寸在地面组装梯段并根据需要安装踏步板和护栏，保证梯段的精度，减少高空作业时间，提高安全系数；整梯组装时，以圆柱体为基础，按实样在整梯轴向放样，由下而上进行组装，保证各梯段的轴心线与圆柱体轴线的平行度，进而保证整梯的精度。

作为对本发明进一步改进的技术方案，每段单板的有效长度至少可安装两块踏步板。

这种改进，减少梯段的接头，有益于保证整梯的精度。

作为对本发明进一步改进的技术方案，支撑板号线时，在用于制作内支撑板的板材上和用于制作外支撑板的板材上对应画岀安装踏步板的位置。

这种改进，即内叠加支撑板上的内单板与外叠加支撑板上的外单板一一对应，提高材料的利用率。

作为对本发明进一步改进的技术方案，整梯组装时，依梯段由长而短的顺序组装。

这种改进，减小因起吊梯段、对梯段定位造成的装配难度，提高整梯的装配工艺性。

附图说明

图1是绕圆柱钢梯在圆柱体的轴截面上的投影示意图；

图2是内支撑板号线的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步说明：

参见图1、图2所示，这种绕圆柱钢梯1的制作方法包括以下步骤：

支撑板制作，包括以下工序：

a．将符合设计要求的至少两块板材平放，分别用于制作内支撑板3和外支撑板4。由于内支撑板3和外支撑板4的宽度相同，但外支撑板4叠加画法的长度大于内支撑板3叠加画法的长度，故，用于制作外支撑板板材的有效长度应大于用于制作内支撑板板材6的有效长度，两种板材的有效宽度相同。

b．板材找方：使板材上外形为矩形的有效使用面积至最大；找方时的矩形7作为后续有关工序的基准。该工序使用的工装器具为尺规。

c．支撑板号线：以矩形7为基准，在用于制作内支撑板的板材6上从左下角开始号线，水平方向按设计要求以相邻两块踏步板5间的展开图上的距离为间距划出多条横线8，以设计要求中踏步板5的内侧弧长为间距作岀多条纵线9，由左下方开始，顺序连接第一条横线与第一条纵线的交叉点、第二条横线与第二条纵线的交叉点、第三条横线与第三条纵线的交叉点、第n条横线与第n条纵线的交叉点至板材的右上方（n为正整数），形成第一条斜线10，用同样的方法作岀位于第一条斜线上方与下方并与第一条斜线平行的平行线；在用于制作外支撑板的板材上从左下角开始号线，水平方向按设计要求以相邻两块踏步板间的展开图上的距离为间距划出多条横线，以设计要求中踏步板的外侧弧长为间距作岀多条纵线，由左下方开始，顺序连接第一条横线与第一条纵线的交叉点、第二条横线与第二条纵线的交叉点、第三条横线与第三条纵线的交叉点、第m条横线与第m条纵线的交叉点至板材的右上方，形成第一条斜线，用同样的方法作岀位于第一条斜线上方与下方并与第一条斜线平行的平行线（m为正整数）。

显然，横线的间距为踏步板间隔高度展开，踏步板水平设置，踏步板两端的间距相等，用于制作内支撑板的板材上的横线的间距与用于制作外支撑板的板材上的横线的间距相等。纵线的间距为相对应一侧的踏步板圆弧长度展开，具体为：用于制作内支撑板的板材6上的纵线9的间距为踏步板5内圆弧长度展开，用于制作外支撑板的板材上的横线的间距为踏步板外圆弧长度展开。

d．板材切割：每两斜线间的斜板条可形成一段内单板11或外单板，沿斜线进行间断切割，沿一条斜线切割时，起始部位均留80-100mm不切割，后按每切割600-800mm留80-100mm不切割的间断切割方法进行切割。本例中，选取：沿一条斜线切割时，起始部位均留90mm不切割，后按每切割700mm留90mm不切割的间断切割方法进行切割。

为减少梯段的接头，保证整梯的精度，又考虑到材料的利用率，切割时，每段单板11的有效长度至少可安装两块踏步板5。图示中，在板材左上角12和右下角13各舍弃一对单板。

经切割后、仅包含有内单板11、外单板的板材形成内叠加支撑板14、外叠加支撑板。

支撑板号线时，在用于制作内支撑板的板材6上和用于制作外支撑板的板材上对应画岀安装踏步板5的位置，即内叠加支撑板14上的内单板11与外叠加支撑板上的外单板一一对应，可提高材料的利用率。基于上述，m=n，图示中，m=n=11。该工序使用的工装器具为尺规。

预留不切割的部分起到加强筋板的作用，保证在后续板材卷曲作业时，各单板间有足够的连接强度。

该工序使用气割。

e．打样冲：结束切割、清理残渣后，将单板上的水平线打上样冲。该样冲为梯段组装时用于安装踏步板的基准。

f．板材卷曲 ：该工序采用三辊卷板机卷曲板材。以矩形为基准，对两斜线间水平线等于设计要求中踏步板的内侧弧长的板材在卷板机中进行卷曲，进给方向为矩形的纵向与卷板机的滚轴相平行，卷曲时上辊的压下量先小后渐加，卷曲后的板材的曲率与设计要求中内支撑板在圆柱体轴截面上投影的节圆的曲率相同形成内叠加支撑板后，取出立放待用；对两斜线间水平线等于设计要求中踏步板的外侧弧长的板材在卷板机中进行卷曲，进给方向为矩形的纵向与卷板机的滚轴相平行，卷曲时上辊的压下量先小后渐加，卷曲后的板材的曲率与设计要求中外支撑板在圆柱体轴截面上投影的节圆的曲率相同形成外叠加支撑板后，取出立放待用。该工序中，为保证板材的进给方向，可采用靠模予以辅助。靠模的结构及使用方法为现有技术，此不赘述。

踏步板制作：踏步板制作工艺为现有技术，故简述：按设计要求对单块踏步板进行号线，切割，加筋，焊接，矫平后清渣打磨备用。

平台制作：按设计要求对单块平台进行号线，切割，加筋，焊接，矫平后清渣打磨备用。

护栏制作：按设计要求，分段制作护栏，备用。各段护栏的制作工艺为现有技术，此不赘述。

拼装、焊接：在制作平台上，按实样划出内支撑板在圆柱体轴截面上投影的节圆上的内圆弧线15，弧长等于制作内支撑板的板材横向有效长度；按实样划出外支撑板在圆柱体轴截面上投影的节圆上的外圆弧线16，弧长等于制作外支撑板的板材横向有效长度；使位于圆柱体同一轴截面上的内圆弧线15和外圆弧线16的中点17、18的连线与圆柱体2的轴线相交，分别标记内圆弧线和外圆弧线的中点17、18。上述工步的意图是使内圆弧线15和外圆弧线16关于圆柱体2的径线对称，为后续工步、工序提供基线。

又参照前述可知：

纵线的间距为相对应一侧的踏步板圆弧展开长度。

L₁=（2R+2a）*π/x

L₂=（2R+2a+2b）*π/x

其中：

L₁：踏步板内圆弧长度展开=用于制作内支撑板的板材上的横线的间距

L₂：踏步板外圆弧长度展开=用于制作外支撑板的板材上的横线的间距

R：圆柱体的半径

a：内支撑板与圆柱体的外侧面间的距离

b：内支撑板和外支撑板的间隔

x：每个圆的设计等分数

将内叠加支撑板和外叠加支撑板分别立放在相对应的内圆弧线和外圆弧线，使内叠加支撑板和外叠加支撑板的圆弧中点分别对应于上述已标记的内圆弧线和外圆弧线的中点；将内叠加支撑板和外叠加支撑板的下端分别与制作平台临时固连，在内叠加支撑板的内侧设置临时支撑、在外叠加支撑板的外侧设置临时支撑；从最上层开始在第一对单板间嵌入踏步板，使踏步板的内侧圆弧对准内单板中的水平线，使踏步的外侧圆弧对准外单板中的水平线，保持踏步板水平，焊接踏步板与内单板、外单板；第一对内单板、外单板与踏步板拼装、焊接结束后，可靠吊装，切割开预留处初步形成梯段，移下该梯段；依照上述作业流程直至形成最后一段梯段；

安装护栏、平台：根据需要，在梯段上安装相应护栏、平台；

整梯组装：以设计要求为指导，以圆柱体为基础，将各梯段由下而上进行组装，对相邻的梯段间可靠焊接后形成整梯。

本发明的有益效果是：

上述绕圆柱钢梯的制作方法，采取用在整体板材上划出内外支撑板的展开线，进行整板卷曲和间断切割的方法，内外支撑板的一致性较好；制作梯段时，在制作平台上从上层往下层按组对一段梯段组装后切割分离一段梯段的方法进行制作，按实样尺寸在地面组装梯段并根据需要安装踏步板和护栏，减少高空作业时间，提高安全系数；整梯组装时，以圆柱体为基础，按实样在整梯轴向放样，依梯段由长而短、由下而上进行组装，保证各梯段的轴心线与圆柱体轴线的平行度，减少梯段的接头，进而保证整梯的精度。

内叠加支撑板上的内单板与外叠加支撑板上的外单板一一对应，提高材料的利用率。