钢箱梁的线形控制方法与流程

本发明属于钢箱梁生产制作领域，尤其是涉及一种钢箱梁的线形控制方法。

背景技术：

1、现有技术的高架桥钢箱梁具有跨度大、线形复杂，定位困难的特点。为确保钢结构桥梁能够按照设计规划准确合理的进行制作，需要生产工作人员对桥梁的线形进行透彻的分析，掌握其线形的变化方式，控制线形的变化因素，这样才能够使钢结构桥梁得到精准的坐标定位，目前钢结构桥梁线形中主要包含的是平曲线、竖曲线这样的线形样式，在以往的生产制作过程中常常以单个线形的控制方式来逐一进行控制，这样常常会使得线形跑偏，从而反复校正，不仅浪费极大的人力、物力，而且还极大地降低了钢结构桥梁生产制作的效率，无法按节点完成生产任务，影响工程进度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种钢箱梁的线形控制方法，以解决单一曲线逐个控制，导致生产效率降低，生产成本增加的问题。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种钢箱梁的线形控制方法，包括如下步骤s1、确定钢桥梁内部各个轴之间的轴间距，以及各个轴线到起点的距离；

4、s2、进行钢桥梁宽度方向高差计算；

5、s3、进行钢桥梁预拱值计算；

6、s4、对弧面三维坐标计算；

7、s5、三维坐标转化为二维坐标后，进行施工作业。

8、进一步的，所述步骤s2的计算方法是，根据预设钢结构桥梁坡度值来进行计算，并根据左侧、右侧高差值的具体数值和左侧、右侧到道路中心线的桥宽长度来进行计算；

9、其中，桥梁道路中心线左侧高差值：

10、h左＝△l左x i左；

11、桥梁道路中心线右侧高差值：

12、h右＝△l右x i右

13、式中h左/右为桥梁道路中心线左/右侧高差值；

14、△l左/右为道路中心线左/右侧桥梁宽度；

15、i左/右为桥梁道路中心线左/右侧坡度值。

16、进一步的，所述步骤s3的计算方法是，根据钢桥梁预设的预拱度展开计算，在预设预拱值的基础上在制作中每跨桥梁再加上该跨桥梁间距的不小于万分之三的车间起拱值，竖曲线是通过已知的起拱值和桥梁跨度值运用二次抛物线的原理进行计算；

17、其中预设预拱值计算：

18、y1＝a1 x12+b1x1+c1；

19、式中：y1——各轴线的设计起拱值；

20、x1——各轴线到原点的距离；

21、a1、b1、c1——常数值；

22、车间起拱值计算：

23、y2＝a2 x22+b2x2+c2；

24、式中：y2——各轴线的设计起拱值；

25、x2——各轴线到原点的距离；

26、a2、b2、c2——常数值。

27、进一步的，所述步骤s4的计算方法包括如下步骤：

28、a1、弧线曲线进行控制计算；

29、a2、利用道路中心线的坐标值以及钢桥梁中腹板与道路中心线的位置关系，对腹板的轮廓数据进行推导计算；

30、a3、进行腹板上下弦高程的推导计算。

31、进一步的，所述步骤a2的计算方法是：x左/右＝x0+△z/yl0x sinθ

32、y左/右＝y0+△z/yl0x cosθ

33、式中x左/右为左/右侧腹板轮廓的x坐标值；

34、x0为道路中心线的x坐标值；

35、△z/yl0为左/右侧腹板与道路中心线之间的距离；

36、θ为法线与垂线的夹角。

37、进一步的，所述步骤a3的计算方法是首先要计算出道路中心线的桥面高程：

38、h0＝hi+△h

39、式中h0——道路中心线的桥面高程；

40、hi——设计理论高程；

41、△h——总的起拱值；

42、计算出道路中心线的桥面高程后，利用其数据计算道路中心线的顶板顶面高程和道路中心线的顶板底面高程：

43、h0顶1＝h0-p；

44、h0顶2＝h0顶1-ti.

45、式中h0顶1——道路中心线的顶板顶面高程；

46、h0——道路中心线的桥面高程；

47、p——铺装层厚度；

48、h0顶2——道路中心线的顶板底面高程；

49、ti——顶板厚度；

50、通过道路中心线顶板的顶/底面高程、左/右侧箱梁中心线距离道路中心线的距离和横坡度可以确定出左/右侧箱梁的中心线的顶板顶/底面高程：

51、zfh0顶1＝h0顶1-△zfl0x i1；

52、yfh0顶1＝h0顶1+△yfl0x i2；

53、z/yfh0顶2＝z/yfh0顶1-ti.

54、式中zfh0顶1——左侧箱梁的中心线的顶板顶面高程；

55、△zfl0——左侧箱梁中心线距离道路中心线的距离；

56、i1——左侧横坡；

57、yfh0顶1——右侧箱梁的中心线的顶板顶面高程；

58、i2——右侧横坡；

59、△yfl0——右侧箱梁中心线距离道路中心线的距离；

60、z/yfh0顶2——左/右侧箱梁的中心线的顶板底面高程；

61、左/右侧中心线顶板高程计算完成后，开始为计算左/右侧中心线底板处的高程做准备。需要先根据设计要求推导计算出各处腹板梁高的变化值，腹板梁高按照1.8次抛物线变化，计算出腹板梁高的变化值后再进行左/右侧中心线底板的高程计算：

62、z/yfh0底1＝z/yfh0顶2-△fl0；

63、z/yfh0底2＝z/yfh0底1-di.

64、式中z/yfh0底1——左/右侧中心线底板顶面高程；

65、△fl0——腹板梁高的变化值；

66、z/yfh0底2——左/右侧中心线底板底面高程；

67、di——底板厚度；

68、在计算出左/右侧中心线顶/底板高程后，就可以根据左/右侧中心线顶/底板的高程来计算左/右侧边腹板的顶/底板高程：

69、zfbh顶1＝zfh0顶1-△zfbl0x i1；

70、yfbh顶1＝yfh0顶1+△yfbl0x i2；

71、z/yfbh顶2＝z/yfbh顶1-ti；

72、z/yfbh底1＝z/yfbh顶2-△fl0；

73、z/yfbh底2＝z/yfbh底1-di.

74、式中zfbh顶1——左侧边腹板的顶板顶面高程；

75、△zfbl0——左侧边腹板到左侧中心线腹板的距离；

76、yfbh顶1——右侧边腹板的顶板顶面高程；

77、△yfbl0——右侧边腹板到右侧中心线腹板的距离；

78、z/yfbh顶2——左/右侧边腹板的顶板底面高程；

79、z/yfbh底1——左/右侧边腹板的底板顶面高程；

80、z/yfbh底2——左/右侧边腹板的底板底面高程。

81、相对于现有技术，本发明所述的钢箱梁的线形控制方法具有以下有益效果：

82、(1)本发明所述的钢箱梁的线形控制方法，可以根据设计规划准确合理的对钢结构桥梁的线形进行控制，在做前期准备时，可以用本发明对设计图纸进行详化处理。将设计图纸转变成为可以具体进行生产加工的施工详图，便于负责生产的工人能够轻松理解图纸内容。

83、(2)本发明所述的钢箱梁的线形控制方法，可以有效的解决钢结构桥梁跨度大、线形复杂、定位困难等问题，将复杂的三维空间平面转化为简单的二维空间平面。在生产制作时，可以直接进行板材加工，并满足零件下料尺寸误差控制在±2mm的精度要求。为车间的生产工作提供了极大的便利。

84、(3)本发明所述的钢箱梁的线形控制方法，所计算出的三维空间坐标运用广泛，在生产完成之后，需要搭建胎架进行组装。对于地胎的搭建定位数据及上胎后在胎架上进行组装时的定位数据都可以运用本发明进行计算控制，本发明数据满足地胎搭建时x、y值误差控制在±2mm，相邻两点高程误差控制在±2mm，任意两点高程高差误差控制在±3mm的精度要求。极大地提高了这个制作工程的工作效率，节省了大量的人力、物力等成本。

85、(4)本发明所述的钢箱梁的线形控制方法，所计算出来的数据在利用建模软件进行三维建模时，可以直接使用，为三维模型的建立，提供了有效的数据技术支撑。

86、(5)本发明所述的钢箱梁的线形控制方法，科学合理的计算方法，极大地提高了数据的准确性，同时计算过程具有较高的简洁性，通过简单的计算就可以解决钢结构桥梁线形的计算控制问题。简便和精准的特点，为钢结构桥梁的生产质量做到保驾护航。