一种大截面小半径双曲箱型梁的制作方法与流程

本发明属于钢结构加工技术领域，尤其是涉及一种大截面小半径双曲箱型梁的制作方法。

背景技术：

一个城市建筑业的发展同时标志着它的综合实力和社会精神面貌。人们对于建筑体不仅仅局限于安全、实用，更要求其形状美具有艺术性。建筑师用一个个规则的、不规则的形状或外形赋予建筑物灵魂。简单的弧型结构已经不能满足建筑的需要，双曲的构件更是建筑师的理想产品。这样双曲梁的加工制作就成了整个建筑中一个很重要的环节。目前双曲箱型梁的制作有两种。第一种方法是先在一个方向对箱型梁进行煨弯处理，之后在另一个方向抬高到对应的尺寸来达到双曲的效果；这种方法需要两个方向做弧，这样就无法保证双曲的整体效果，制作不精准；折痕、鼓包现象明显，外型不美观，还需要进行二次加工；需要多次煨弯，制作周期较长，效率低；需要制作多个胎架，工艺繁琐，占地较大。第二种方法是箱型梁局部抽条，再对接，以直代曲，来达到双曲的效果；这种方法焊接量很大，效率低；以直代曲，外形不美观。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种大截面小半径双曲箱型梁的制作方法。

本发明采用的技术方案是：一种大截面小半径双曲箱型梁的制作方法，将大截面小半径双曲箱型梁设计拆成四块，分别为长翼缘板，短翼缘板，长腹板和短腹板，分别下料弯曲制备长翼缘板，短翼缘板，长腹板和短腹板，再拼装焊接形成大截面小半径双曲箱型梁。

优选地，具体步骤如下：

步骤一对要制作的大截面小半径双曲箱型梁图纸进行拆解，测算长翼缘板，短翼缘板，长腹板和短腹板参数，测算大截面小半径双曲箱型梁倾角；

步骤二对长翼缘板，短翼缘板，长腹板和短腹板按照测算参数进行下料并弯曲；

步骤三根据测算参数制作用于焊接长翼缘板，短翼缘板，长腹板和短腹板的胎架；

步骤四将长腹板放置在胎架上，在长腹板上焊接支撑块；

步骤五包裹支撑块将长翼缘板，短翼缘板和短腹板焊接在长腹板上。

优选地，胎架由多个胎架体按照大截面小半径双曲箱型梁弧度排列形成，每一个胎架体包括基板和限定板组成，限定板垂直设置在基板中央，限定板上设有直角限定槽，直角限定槽倾斜角度与大截面小半径双曲箱型梁倾角相符。

优选地，支撑块为长方体，长方体高度与大截面小半径双曲箱型梁的长腹板和短腹板间距相同。

优选地，支撑块焊接在长腹板两个曲边边缘处。

优选地，步骤一中倾角测算方式为：将大截面小半径双曲箱型梁图纸在tekla软件中从右向左做剖视图得到第一剖视图，在第一剖视图沿中心线做从右向左的剖面得到第二剖视图，在第二剖视图端部做从右向左的剖视图，从而显示大截面小半径双曲箱型梁倾角。

优选地，将大截面小半径双曲箱型梁图纸在solidworks软件中进行展开，形成长翼缘板，短翼缘板，长腹板和短腹板四个零件图，依次测量得到长翼缘板，短翼缘板，长腹板和短腹板参数。

本发明具有的优点和积极效果是：采用本方案制作大截面小半径双曲箱型梁可以减少误差保证双曲的弧度，保证整个构件的外观，更大程度的提高构件的加工进度；保证箱型梁的弧度一次成形而且还可以避免出现折痕鼓包的现象。

附图说明

图1是本发明一个实施例大截面小半径双曲箱型梁结构示意图；

图2是本发明一个实施例大截面小半径双曲箱型梁剖面图；

图3是本发明一个实施例大截面小半径双曲箱型梁剖面图；

图4是本发明一个实施例大截面小半径双曲箱型梁剖面图；

图5是本发明一个实施例大截面小半径双曲箱型梁倾角示意图；

图6是本发明一个实施例胎架结构示意图；

图7是本发明一个实施例胎架体结构示意图；

图8是本发明一个实施例支撑块安装结构示意图；

图9是本发明一个实施例支撑块安装结构示意图；

图10是本发明一个实施例支撑块安装结构示意图。

图中：

1、长翼缘板2、短翼缘板3、长腹板

4、短腹板5、胎架体51、基板

52、限定板53、直角限定槽6、支撑块

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例做出说明。

本发明涉及一种大截面小半径双曲箱型梁的制作方法，将大截面小半径双曲箱型梁设计拆成四块，如图1所示，分别为长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4，长翼缘板1和短翼缘板2对应，长腹板3和短腹板4对应，根据图纸计算长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4的长度宽度和弧度，分别下料并弯曲制备长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4，再拼装焊接形成大截面小半径双曲箱型梁。具体步骤如下：

步骤一对要制作的大截面小半径双曲箱型梁图纸进行拆解，测算长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4参数，测算大截面小半径双曲箱型梁倾角，为制作胎架和下料弯折的过程提供数据基础；

其中，倾角测算可将大截面小半径双曲箱型梁图纸在tekla软件中从右向左做剖视图得到第一剖视图，在第一剖视图沿中心线做从右向左的剖面得到第二剖视图，在第二剖视图端部做从右向左的剖视图，从而显示大截面小半径双曲箱型梁倾角；将大截面小半径双曲箱型梁图纸在solidworks软件中进行展开，形成长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4四个零件图，依次测量得到长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4参数。

步骤二对长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4按照测算参数进行下料并弯曲；目的是在组装前下料时已将零件处理成弧型的零件，提前减少制作时的误差，四块弧型板的拼装可以避免整体做弧而产生的折痕和鼓包。

步骤三根据测算参数制作用于焊接长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4的胎架；胎架可以重复运用于相同半径不同弧长的多个构件，省时省力，提高效率，更加合理利用空间，胎架为大截面小半径双曲箱型梁提供一个符合弧度的倾斜的平台，方便焊接。胎架由多个胎架体5按照大截面小半径双曲箱型梁弧度排列形成，一般包括8-20个，根据大截面小半径双曲箱型梁长度选择胎架体5个数；每一个胎架体5包括基板51和限定板52组成，限定板52垂直设置在基板51中央，限定板52上设有直角限定槽53，直角限定槽53倾斜角度与大截面小半径双曲箱型梁倾角相符，长腹板3和短腹板4的宽度与直角限定槽53长边相同，长翼缘板1和短翼缘板2宽度与直角限定槽53短边相同。

步骤四先将长腹板3放置在胎架上，紧贴直角限定槽53长边，在长腹板3上焊接支撑块6；支撑块6为长方体，长方体高度与大截面小半径双曲箱型梁的长腹板3和短腹板4间距相同，支撑块6焊接在长腹板3两个曲边边缘处支撑块6间隔的左右焊接，用于辅助焊接长翼缘板1，短翼缘板2和短腹板4。

步骤五包裹着支撑块6将长翼缘板1，短翼缘板2和短腹板4焊接在长腹板3上；现将短翼缘板2放置在直角限定槽53短边处，再依次将长翼缘板1和短腹板4扣在支撑块6上，实现大截面小半径双曲箱型梁的初步定位，最后在整体焊接打磨制成大截面小半径双曲箱型梁。

下面通过一个实施例对本方案进行进一步描述。

实施例：

一种大截面小半径双曲箱型梁的制作方法

步骤一对要制作的大截面小半径双曲箱型梁图纸进行拆解。根据三点确定一个平面的定理，利用tekla软件在图纸中创建剖面的功能，在图2前视图的基础上沿着a-a做一个从右向左的剖视图，剖视的深度一直到可以看到整个零件，得到剖视图如图3所示，在图3中可以看到大截面小半径双曲箱型梁的4条边线都是直线；在图3中，沿着零件的中心线b-b做一个从右向左的剖面，剖视的深度为整个零件，得到剖视图如图4所示；这时在图4中量出的弧长、直长、角度及半径都是实际长度，为制作长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4的制作提供参数；把弧型梁中的横向尺寸，纵向尺寸，斜长尺寸，半径以及角度都标注上；在图4剖面图的端部做一个沿c-c从右向左的剖面，如图5所示，显示出整个箱型梁旋转的角度，为制作胎架和下料弯折的过程提供数据基础。

利用solidworks软件的展开功能把双曲的箱型梁展开成4块弧型的零件图，按照图4中剖视图标注的尺寸在solidworks搭建一根相同规格，相同弧长和相同角度的零件，利用solidworks的展开功能，把箱型截面的钢梁拆成了4张带弧度的零件图。

步骤二对长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4按照solidworks软件拆解测算得到的参数进行下料并弯曲；目的是在组装前下料时将零件处理成弧型的零件，提前减少制作时的误差，四块弧型板的拼装可以避免整体做弧而产生的折痕和鼓包。

步骤三根据测算参数制作用于焊接长翼缘板1，短翼缘板2，长腹板3和短腹板4的胎架；如图6所示，胎架由8个胎架体5按照图4中剖视图弧度排列，在平台上做一个圆心以4块弧线板的最小半径做弧，把圆弧等分成若干份做辅助线，把胎架体5焊接在画弧线的平台上，完成胎架；如图7所示，每一个胎架体5包括基板51和限定板52组成，限定板52垂直设置在基板51中央，限定板52上设有直角限定槽53，直角限定槽53倾斜角度与大截面小半径双曲箱型梁倾角相符，长腹板3和短腹板4的宽度与直角限定槽53长边相同，长翼缘板1和短翼缘板2宽度与直角限定槽53短边相同。使得大截面小半径双曲箱型梁能够稳定的放置在胎架上。

步骤四焊接大截面小半径双曲箱型梁时先将长腹板3放置在胎架上，为了辅助焊接，还设有支撑块6，如图8所示，支撑块6设置在大截面小半径双曲箱型梁内侧的两边。长腹板3紧贴直角限定槽53长边，在长腹板3上焊接支撑块6；支撑块6为长方体，长方体高度与大截面小半径双曲箱型梁的长腹板3和短腹板4间距相同，如图9图10所示，支撑块6焊接在长腹板3两个曲边边缘处支撑块6间隔的左右焊接，用于辅助焊接长翼缘板1，短翼缘板2和短腹板4。

步骤五包裹着支撑块6将长翼缘板1，短翼缘板2和短腹板4焊接在长腹板3上；现将短翼缘板2放置在直角限定槽53短边处，再依次将长翼缘板1和短腹板4扣在支撑块6上，实现大截面小半径双曲箱型梁的初步定位，具体先将箱型梁的长腹板3平放在胎架上，把件支撑块6等距分别点焊在件长腹板3上，支撑块6做固定作用；再把短翼缘板2垂直放置在长腹板3上并紧靠在三角边及支撑块6上。把长腹板3、短翼缘板2两块板的端部对齐并把两块板先点焊在一起做简单的固定，然后将长翼缘板1垂直放置在长腹板3的另一端靠紧支撑块6做简单的固定，第四部将最后一块短腹板4放置在长翼缘板1和短翼缘板2上贴紧支撑块6，最后在整体焊接打磨制成大截面小半径双曲箱型梁。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。