专利名称：一种多曲率半径弯扭钢管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种弯扭钢管，具体是一种多曲率半径弯扭钢管。
背景技术：
无锡大剧院矗立于蠡湖南岸，建筑总面积为7万多平方米。从整体设计外形上看，大剧院由体量A、体量B两大部分组成。其中，体量A由五片巨大的叶子状建筑构成， 是能容纳1700多名观众的主观演厅；体量B则由3片叶子状建筑构成，为能容纳700多名观众的多功能厅。本工程钢结构体系为复杂的曲线空间网格管桁架体系，与下部砼结构基本脱开，自成体系。单片“树叶”可分为三大部分，分别为下部筒柱、中部肩部桁架、上部屋面桁架。分别采用了大小不等的钢管编织而成，因其外形结构复杂，钢管相互交叉且圆滑过渡连接，导致钢管呈空间扭曲状。由多个曲率半径组合且各曲率半径处于不同平面内的扭曲钢管(简称弯扭钢管)贯穿了整个工程，弯扭钢管多个不同平面的圆弧段组合而成；如何加工好这些弯扭钢管是该工程的首要控制重点。对于弯扭钢管的加工，通常采用单个曲率半径分别加工，而后通过拼装、焊接而成。具体方法就是将整根弯扭钢管按每个不同的曲率半径，划分成若干个小段，然后将各小段分别采用单曲圆弧的加工方法进行单独加工，最后在专用组装胎架上采用对接的方法进行整体线形的弧顺接长。但是采用常规方法存在以下缺点1)划分的小分段越多，切割的工作量越大；2)各小分段加工合格后需进行对接接长，分段数量多，焊接、检测工作量大；3)各小分段对接后容易产生变形，则对接过渡处的线形弧顺难以控制，火焰矫正
工作量大；4)接口数量越多，整根弯扭钢管的弧顺质量越差。
实用新型内容实用新型目的为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种多曲率半径弯扭钢管，同时还提供了一种工作效率更高，加工速度更快的弯扭钢管加工方法。技术方案为了实现以上目的，本实用新型所述的一种多曲率半径弯扭钢管它由两个或两个以上不同平面曲率半径小分段构成。本实用新型还公开了上述多曲率半径弯扭钢管的制作方法，该方法的具体步骤如下(a)对多曲率半径弯扭钢管采用计算机进行深化设计做出整体模型；(b)将整体模型按照单个曲率半径划分成小分段，每一个曲率半径分成一个小分段；(C)将两个或两个以上小分段划成一个分区，将一个分区放在一根钢管上加工成型；(d)制作弯扭钢管的组装胎架，将完成的分区吊装上组装胎架，定位组装焊接在一起完成多曲率半径弯扭钢管的制作。所述步骤(C)中由三个不同曲率半径小分段组成的分区的制作方法如下(1)将三个小分段分别设为R1、R2、R3 ；(2)计算机将弯扭的分区拉伸为直钢管，计算直钢管长度L ；(3)下料，切割出一条长度为L的直钢管；(4)划线在直钢管上划出R1加工线、R2加工线、R3加工线、水平基准线和加工
余量线；(5)加工分区从一端向另一端逐步压弯钢管，具体方法如下( i )加工R3 将划线后的直钢管横放于下压膜上，调整R3加工线使之垂直于水平地面，然后在R3加工线上方卡上上压膜，上压膜中心投影与R3加工线重合，再销上压膜销轴和下压膜销轴，加工过程中如上压膜投影中心线与钢管加工线之间存在偏差要及时进行钢管位置的调整，使其每一次压制时两线完全重合；(ii)加工R2 :R3加工完成后，接近位于R2的过渡位置处预留一段不加工，然后将完成R3加工的钢管进行转动，使R2加工线垂直于水平地面，采用加工R3相同的方法进行 R2的加工；(iii)加工R3与R2之间的预留段，此部分属于两个不同弯曲平面的过渡段，弯制时需缓缓转动钢管逐步进行调整压制，使之形成顺滑过渡；(iv)对加工完成的R3和R2进行检测；检测出存在偏差，缓缓转动钢管在存在偏差处调整压制，直至符合要求；对完成的R3和R2采用拉线法进行检测，即将R3压制中心线的端点与R2压制中心线的终点进行连线，测量两点间的弦长是否达到要求参数，同时测量出R3、R2在过渡处端点距连线间的垂直距离，即折拱拱高是否达到要求参数。(ν )加工R1:R2接近于Rl的过渡位置处预留一段不加工，然后将完成R3、R2加工的钢管进行转动，使Rl加工线垂直于水平地面，采用加工R3相同的方法进行R2的加工；(vi)加工R2与Rl之间的预留段；加工方法同加工R3与R2之间的预留段；(vii)对加工完成的R2和Rl进行检测；检测出存在偏差，缓缓转动钢管在存在偏差处调整压制，直至符合要求；对完成的R2和Rl采用拉线法进行检测，即将R2压制中心线的端点与Rl压制中心线的终点进行连线，测量两点间的弦长是否达到要求参数，同时测量出Rl、Rl在过渡处端点距连线间的垂直距离，即折拱拱高是否达到要求参数；(viii)对加工完成的R3、R2和Rl进行检测；检测出存在偏差，缓缓转动钢管在存在偏差处调整压制，直至符合要求；检测合格后即完成加工分区的制作。对完成的R3、R2和Rl采用拉线法进行检测，即将R3压制中心线的端点与Rl压制中心线的终点进行连线，测量两点间的弦长是否达到要求参数，同时测量出R3、R2、R1在过渡处端点距连线间的垂直距离，即折拱拱高是否达到要求参数。本实用新型中所述步骤(5)中加工R1、R2、R3时，采用油压机在加工线上下压5次， 下压高度依次为1/3H、1/3H、1/5H、1/10H、1/20H ；其中H为Rl、R2、R3完成时要求达到的理
论拱高。本实用新型中[0034]有益效果本实用新型与现有技术相比，优点是1、本实用新型所述的多曲率半径弯扭钢管造型美观，过渡顺滑；2、本实用新型所述的方法与常规加工方法相比，减小了弯扭钢管的接头数量；同时切割、焊接、探伤、矫正等人工工时节省了 75%，同时用于此部分工作所消耗的电、气、焊丝等也节约了 75%;再则大大提高了弯扭钢管的质量，延长了使用寿命。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型步骤(4)中划线后的示意图；图3为本实用新型实施例中弯扭钢管与上压膜、下压膜固定时的示意图；图4为本实用新型中测量R2、Rl的示意图；图5为本实用新型中测量R3、R2、R1的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例如图1所示的一种多曲率半径弯扭钢管它由9个不同平面的曲率半径小分段构成。本实施例还公开了上述多曲率半径弯扭钢管的制作方法，该方法的具体步骤如下(a)对多曲率半径弯扭钢管采用计算机进行深化设计做出整体模型；(b)将整体模型按照单个曲率半径划分成小分段，每一个曲率半径分成一个小分段，本实施例中单根弯扭钢管有9个小分段:R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9 ；(C)将每三个小分段划成一个分区，将一个分区放在一根钢管上加工成型；这样就形成三个分区R1、R2、R3为一个分区；R4、R5、R6为一个分区；R7、R8、R9为一个分区；(d)制作弯扭钢管的组装胎架，将完成的三个分区吊装上组装胎架，定位组装焊接在一起完成了上述9个不同平面曲率半径的弯扭钢管的制作。本实施例中所述步骤(c)中分区的制作方法如下(以Rl、R2和R3构成的分区为例)(1)分区构成的三个小分段为R1、R2、R3 ；(2)计算机将弯扭的分区拉伸为直钢管，计算直钢管长度L ；(3)下料，切割出一条长度为L的直钢管；(4)划线在直钢管上划出R1加工线A、R2加工线B、R3加工线C、水平基准线D 和加工余量线E(如图2所示)；(5)加工分区从R3端向Rl端逐步压弯钢管，具体方法如下( i )加工R3 将划线后的直钢管横放于下压膜2上，调整R3加工线使之垂直于水平地面，然后在R3加工线上方卡上上压膜3，上压膜3的中心投影与R3加工线重合，再销上压膜销轴和下压膜销轴，加工过程中如上压膜投影中心线与钢管加工线之间存在偏差要及时进行钢管位置的调整，使其每一次压制时两线完全重合；(ii)加工R2 :R3加工完成后，接近位于R2的过渡位置处预留一段不加工，然后将完成R3加工的钢管进行转动，使R2加工线垂直于水平地面，采用加工R3相同的方法进行 R2的加工；(如图3)(iii)加工R3与R2之间的预留段，此部分属于两个不同弯曲平面的过渡段，弯制时需缓缓转动钢管逐步进行调整压制，使之形成顺滑过渡；(iv)对加工完成的R3和R2进行检测；检测出存在偏差，缓缓转动钢管在存在偏差处调整压制，直至符合要求；对完成的R3和R2采用拉线法进行检测，即将R3压制中心线的端点与R2压制中心线的终点进行连线，测量两点间的弦长是否达到要求参数，同时测量出R3、R2在过渡处端点距连线间的垂直距离，即折拱拱高是否达到要求参数；(ν )加工R1:R2接近于Rl的过渡位置处预留一段不加工，然后将完成R3、R2加工的钢管进行转动，使Rl加工线垂直于水平地面，采用加工R3相同的方法进行R2的加工；(vi)加工R2与Rl之间的预留段；加工方法同加工R3与R2之间的预留段；(vii)对加工完成的R2和Rl进行检测；检测出存在偏差，缓缓转动钢管在存在偏差处调整压制，直至符合要求；对完成的R2和Rl采用拉线法进行检测，即将R2压制中心线的端点与Rl压制中心线的终点进行连线，测量两点间的弦长是否达到要求参数，同时测量出Rl、Rl在过渡处端点距连线间的垂直距离，即折拱拱高是否达到要求参数(如图4)；(viii)对加工完成的R3、R2和Rl进行检测；检测出存在偏差，缓缓转动钢管在存在偏差处调整压制，直至符合要求；检测合格后即完成加工分区的制作。对完成的R3、R2和Rl采用拉线法进行检测，即将R3压制中心线的端点与Rl压制中心线的终点进行连线，测量两点间的弦长是否达到要求参数，同时测量出R3、R2、R1在过渡处端点距连线间的垂直距离，即折拱拱高是否达到要求参数(如图5)。本实用新型中所述步骤(5)中加工R1、R2、R3时，采用油压机在加工线上下压5次， 下压高度依次为1/3H、1/3H、1/5H、1/10H、1/20H ；其中H为Rl、R2、R3完成时要求达到的理论拱高。
权利要求1.一种多曲率半径弯扭钢管，其特征在于它由两个或两个以上不同平面的曲率半径小分段构成。
2.根据权利要求1所述的一种多曲率半径弯扭钢管，其特征在于它由9个不同平面的曲率半径小分段构成。
专利摘要本实用新型公开了一种多曲率半径弯扭钢管，它由两个或两个以上曲率半径小分段构成。本实用新型所述的多曲率半径弯扭钢管造型美观，过渡顺滑。
文档编号F16L9/22GK202056430SQ20112014946
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者丁建强, 徐其君, 苏中海, 赵明祥, 钱志忠, 马志伟 申请人:江苏沪宁钢机股份有限公司