景观桥钢箱拱分节段制作达到整体预装精度的制作方法

摘要

本发明公开了一种景观桥钢箱拱分节段制作达到整体预装精度的制作方法，包括以下步骤：对安装钢箱拱的使用场地进行测量，得出使用场地的长、宽、高数值；将钢箱拱分成2n+1个节段；将第n+1节段和左侧看成一个整体M，同时将第n+1节段和右侧的看成另外一个整体M’，测量整体M的长、宽、高均比使用场地的长、宽、高数值大时，则进入下一步；否则将多个节段继续分为两个部分；搭设钢箱拱的制作胎架，多个钢箱拱制作均分段制作和整体预装；安装现场根据制作厂编注的构件号来分出不同的钢箱拱，按照装配制作的定位线完成现场安装。克服制作场地瓶颈，提高制作精度，满足生产需要，提高生产效率，保证现场安装顺利进行。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种景观桥钢箱拱分节段制作达到整体预装精度的制作方法。

背景技术

随着中国经济的快速发展，城市建设的不断加速，各大主要城市和各地中小城市都在积极寻找各自城市的发展特色，特别是在城市建设上，新的建筑形式和建筑风格被引进和凸显出来。其中，以钢结构建筑为主的各式建筑在被逐步的引进和利用，钢结构凭借自重轻、造型优美、结构安全、安装迅速的优势，迅速的发展到了建筑工程的各个领域。

工程桥梁作为工程建筑的一个重要分支，近年来也得到了快速的发展，特别是一些钢结构为主的景观桥梁在各地的中小河流上被迅速的设计和建设起来，此类景观桥梁，不仅自身结构优美，而且很好的融合与周围环境和地方特色，收到各地人民群众的热烈欢迎。然而景观硚钢箱拱一般都为曲型拉索结构，且整个跨度和拱高数值都比较大；一般的施工单位都无法满足钢箱拱整体制作对制作施工场地的需求，且整个钢箱拱的线性精度控制和锚管的定位都是施工单位需要克服的难题。

我公司到目前为止，已经承接过多个钢结构景观桥梁的制作和安装工程，此类桥梁上部钢箱拱结构优美，造型独特，绝大多数钢箱拱都为镜像对称的结构形式，其中我公司承接的此类工程中，最为代表的是长沙国家生物产业基地长沙路捞刀河景观桥工程和石首建宁大桥新建工程。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种景观桥钢箱拱分节段制作达到整体预装精度的制作方法，克服制作场地瓶颈，提高制作精度，满足生产需要，提高生产效率，保证现场安装顺利进行。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种景观桥钢箱拱分节段制作达到整体预装精度的制作方法，包括以下步骤：

1)对制作钢箱拱的使用场地进行测量，得出使用场地可用的长、宽、高数值分别记为：X1、Y1、Z1；

2)将钢箱拱分成2n+1个节段，依次标记为第1节段、第2节段、第3节段...第n节段、第n+1节段、第n’节段...第3’节段、第2’节段、第1’节段，其中第1节段与第1’节段，第2节段与第2’节段，...第n节段与第n’节段为镜像对称节段或对称节段，第n+1节段为自身镜像对称或自身对称；

3)将第1节段、第2节段、第3节段...第n节段、第n+1节段看成一个整体M，同时将第n+1节段、第n’节段...第3’节段、第2’节段、第1’节段看成另外一个整体M’，整体M与整体M’都共有第n+1节段，且M与M’为镜像对称结构或对称结构，根据连成的整体的结构形式，调整整体M的空间状态，测量整体M的长、宽、高，得到其长、宽、高对应的数值x1、y1、z1；

4)比较数值X1、Y1、Z1与x1、y1、z1的大小，当X1>x1且Y1>y1且Z1>z1+z’成立时，则进入下一步；当X1>x1且Y1>y1且Z1>z1+z’不成立，则将整体M的第1节段、第2节段、第3节段...第n+1节段继续分为若干个部分单元m，每个部分单元m的长、宽、高尺寸均比数值X1、Y1、Z1小；部分单元的个数取决于每个部分单元的尺寸均比数值X1、Y1、Z1小，即如果只需要分为两个部分单元就可满足数值比较条件则只需划分为两个部分，若不满足数值比较条件则划分更多数量的部分单元，同理将整体M’分成与若干个部分单元m对称的若干个部分单元m’，并对每个部分单元编注构件号，其中z’为胎架的最低高度；

5)搭设景观桥钢箱拱的制作胎架，当整体M与整体M’为对称结构形式时，此时只用若干个部分单元m的制作胎架，景观桥钢箱拱的制作在若干个部分单元m的胎架来完成分段制作和整体预装；当整体M与整体M’为镜像对称结构形式时，需搭设若干个部分单元m和若干个部分单元m’的制作胎架，整个景观桥钢箱拱a的制作由若干个部分单元m和若干个部分单元m’的胎架来完成分段制作和整体预装；多个景观桥钢箱拱制作均按照景观桥钢箱拱a的方式完成分段制作和整体预装；

6)安装现场根据制作厂编注的构件号来分出不同的钢箱拱，然后按照装配制作的定位线完成现场安装。

按照上述技术方案，所述步骤4)中将整体M分为的若干个部分单元m个数为两个，分别记为m1、m2，其中m1的最后一节就是m2的首节，将整体M’分为的若干个部分单元m’个数同样为两个，分别记为m1’、m2’，其中m1’的最后一节就是m2’的首节；

所述的步骤5)中搭设景观桥钢箱拱的制作胎架，当整体M与整体M’为对称结构形式时，此时只用m1、m2的制作胎架，m1、m2的数量均为2个，景观桥钢箱拱的制作在m1和m2的胎架来完成分段制作和整体预装；当整体M与整体M’为镜像对称结构形式时，整个景观桥钢箱拱a的制作由m1、m2、m1’、m2’的胎架来完成分段制作和整体预装。

按照上述技术方案，所述步骤5)中，钢箱拱的分段制作和整体预装具体过程为：当整体M和整体M’为对称结构时或镜像对称时可类推，在完成了m1和m2的胎架后，先完成M的装配制作工作，即第1节段、第2节段、第3节段....第n节段、第n+1节段的装配工作；在m1的胎架上完成m1对应节段的装配制作，m1的各节段制作完成下胎前，在m1各节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据；然后把m1的最后一节放入m2胎架的首节位置，完成m2的整体装配制作工作，m2各节段完成制作下胎前，在m2节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据；在把m2的最后一节平面旋转180度，放在m2胎架的相同位置作为m2’的首节，在m2的胎架上完成m2’的整体装配制作工作，m2’各节段完成制作下胎前，在m2’节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据；最后把m2’的最后一节放在m1胎架的第一节的位置完成m1’的整体装配制作，m1’各节段完成制作下胎前，在m1’节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据；此时即完成了钢箱拱a的分段制作和整体预装。为避免同组钢箱拱直接出现混淆，需用不同的钢箱拱号来进行区分，并用样冲打在钢箱拱的各个节段上。

本发明具有以下有益效果：

本方法通过分析结构的空间几何特性对钢箱拱进行分类，给出了严谨的数理分析方法作为钢箱拱分胎制作的参考依据，可作为指导生产的理论依据，通过数据对比分析，制定专项分段方案，克服了空间的局限性，可以利用有限的制作空间制作大拱度、大跨度的钢箱拱结构工程，采用简单循环控制思路，以及类似于打定位线等简单控制手段，使整个制作过程有了严谨的科学依据，在理论和实际上都保证了钢箱拱制作的整体性，克服制作场地瓶颈，提高制作精度，满足生产需要，提高生产效率，保证现场安装顺利进行。

附图说明

图1是本发明实施例中安装钢箱拱的场地的坐标示意图；

图2是本发明实施例中钢箱拱的节段划分示意图；

图3是本发明实施例中整体M的数值x1、y1、z1与使用场地的数值X1、Y1、Z1比较示意图；

图4是本发明实施例中整体M的分节段过程示意图；

图5是本发明实施例中整体M’的分节段过程示意图；

图6是本发明实施例中镜像对称钢箱拱的截面示意图；

图7是本发明实施例中对称钢箱拱的截面示意图；

图8是本发明实施例中钢箱拱的胎架搭设过程的示意图；

图9是本发明实施例中相邻节段之间现场安装检查定位线的示意图；

图中，1-节段，2-整体M，3-整体M’，4-第2’节段，5-第1’节段，6-钢箱拱，7-相同节段，8-第1节段，9-第2节段，10-第3节段，11-第n+1节段，12-第3’节段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图9所示，本发明提供的一个实施例中的景观桥钢箱拱分节段制作达到整体预装精度的制作方法，包括以下步骤：

1)对安装钢箱拱的使用场地进行测量，确定使用场地可用的长、宽、高，得出使用场地的长、宽、高数值分别记为：X1、Y1、Z1；

2)将钢箱拱分成2n+1个节段，依次标记为第1节段、第2节段、第3节段...第n节段、第n+1节段、第n’节段...第3’节段、第2’节段、第1’节段，其中第1节段与第1’节段，第2节段与第2’节段，...第n节段与第n’节段为镜像对称节段，第n+1节段自身镜像对称，如图2所示；

3)将第1节段、第2节段、第3节段...第n节段、第n+1节段看成一个整体M，同时将第n+1节段、第n’节段...第3’节段、第2’节段、第1’节段看成另外一个整体M’，整体M与整体M’共有第n+1节段，且M与M’为对称结构或镜像对称结构，根据连成的整体的结构形式，进行装配连接，测量整体M的长、宽、高，得到其长、宽、高对应的数值x1、y1、z1；

进一步地，确定装配方法(正装、倒装、侧装)，并对连成的整体M进行空间内的适当转动，得到一个有利的装配空间布局。

4)比较数值X1、Y1、Z1与x1、y1、z1的大小，当X1>x1且Y1>y1且Z1>z1+z’成立时，则进入下一步；当X1>x1且Y1>y1且Z1>z1+z’不成立，则将整体M的第1节段、第2节段、第3节段...第n+1节段继续分为若干个部分单元m，每个部分单元m的长、宽、高尺寸均比数值X1、Y1、Z1小；部分单元的个数取决于每个部分单元的尺寸均比数值X1、Y1、Z1小，即如果只需要分为两个部分单元就可满足数值比较条件则只需划分为两个部分，若不满足数值比较条件则划分更多数量的部分单元，同理将整体M’分成与若干个部分单元m对称的若干个部分单元m’，其中z’为胎架的最低高度，并对每个部分单元编注构件号；

5)搭设景观桥钢箱拱的制作胎架，当整体M与整体M’为对称结构形式时，此时只用若干个部分单元m的制作胎架，景观桥钢箱拱的制作在若干个部分单元m的胎架来完成分段制作和整体预装；当整体M与整体M’为镜像对称结构形式时，需搭设若干个部分单元m和若干个部分单元m’的制作胎架，整个景观桥钢箱拱a的制作由若干个部分单元m和若干个部分单元m’的胎架来完成分段制作和整体预装；多个景观桥钢箱拱制作均按照景观桥钢箱拱a的方式完成分段制作和整体预装；

6)安装现场根据制作厂编注的构件号来分出不同的钢箱拱，然后按照装配制作的定位线完成现场安装。

进一步地，所述步骤4)中将整体M分为的若干个部分单元m个数为两个，分别记为m1、m2，其中m1的最后一节就是m2的首节，将整体M’分为的若干个部分单元m’个数同样为两个，分别记为m1’、m2’，其中m2’的最后一节就是m1’的首节；

所述的步骤5)中搭设景观桥钢箱拱的制作胎架，当整体M与整体M’为对称结构形式时，此时只用m1、m2的制作胎架，m1、m2的数量均为2个，景观桥钢箱拱的制作在m1和m2的胎架来完成分段制作和整体预装；当整体M与整体M’为镜像对称结构形式时，需搭设m1、m2的制作胎架，整个景观桥钢箱拱a的制作由若干个部分单元m和若干个部分单元m’的胎架来完成分段制作和整体预装。

进一步地，所述步骤5)中，钢箱拱的分段制作和整体预装具体过程为：当整体M和整体M’为对称结构时(镜像对称时可类推)，在完成了m1和m2的胎架后，先完成M的装配制作工作，即第1节段、第2节段、第3节段....第n节段、第n+1节段的装配工作；在m1的胎架上完成m1对应节段的装配制作，m1的各节段制作完成下胎前，在m1各节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据；然后把m1的最后一节放入m2胎架的首节位置，完成m2的整体装配制作工作，m2各节段完成制作下胎前，在m2节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据；在把m2的最后一节(即第n+1节段)平面旋转180度，放在m2胎架的相同位置作为m2’的首节，在m2的胎架上完成m2’的整体装配制作工作，m2’各节段完成制作下胎前，在m2’节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据；最后把m2’的最后一节放在m1胎架的第一节的位置完成m1’的整体装配制作，m1’各节段完成制作下胎前，在m1’节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据；此时即完成了钢箱拱a的分段制作和整体预装。为避免同组钢箱拱直接出现混淆，需用不同的钢箱拱号来进行区分，并用样冲打在钢箱拱的各个节段上。

本发明的一个实施例中，景观桥钢箱拱分节段制作达到整体预装精度的制作方法，包括以下步骤：

步骤一：确定钢拱肋的数量，对钢拱肋进行划分为A1组、A2组...，把相同的和成镜像对称的钢拱肋划分为一组。对每组钢拱肋进行单独的研究。

步骤二：对可使用的场地进行测量，确定可使用场地的长、宽、高，得出可使用场地的长、宽、高数值X1、Y1、Z1.如图1所示。

步骤三：对各组中的钢拱肋进行单独研究和制作，每组的研究和制作方法相同。

步骤四：对A1组中任意一个钢拱肋(钢拱肋分段后的箱梁是钢箱拱)进行研究，假设被研究的钢箱拱为a1，a1将被分成2n+1个节段，即第1节段、第2节段、第3节段...第n节段、第n+1节段、第n’节段、...第3’节段、第2’节段、第1’节段。其中第1节段与第1’节段，第2节段与第2’节段、、、第n节段与第n’节段为对称节段或镜像对称节段，第n+1节段自身为对称或自身镜像对称。如图2所示。

步骤五：研究第1节段、第2节段、第3节段...第n节段、第n+1节段连成的整体M(此时第n+1节段、第n’节段...第3’节段、第2’节段、第1’节段看成另外一个整体M’)，整体M与整体M’都有第n+1节段，且M与M’为对称结构或镜像对称结构，根据连成的整体的结构形式，确定装配方法(正装、倒装、侧装)，并对连成的整体M进行空间内的适当转动，得到一个有利的装配空间布局，测量整体M的长、宽、高，得到其长、宽、高对应的数值x1、y1、z1。如图3所示。

步骤六：比较数值X1、Y1、Z1与x1、y1、z1的大小，当X1>x1且Y1>y1且Z1>z1+z’成立时，其中z’为胎架的最低高度，进入下一步；如果X1>x1且Y1>y1且Z1>z1+z’不成立，则对第1节段、第2节段、第3节段...第n+1节段继续成分为两个部分或多个部分，此处我们假设分为两个部分m1、m2时，m1、m2满足比较条件(多个部分的情况与此类似)，其中m1的最后一节就是m2的首节。以下步骤的讨论我们都以把整体M分成m1和m2、把整体M’分成m2’、m1’为讨论基础，m1与m1’、m2与m2’的对称特性与整体M与M’相同，如图4和图5所示。

步骤七：搭设钢箱拱a的制作胎架。如图6和图7所示，当整体M与整体M’为对称结构形式时，此时只用m1、m2的制作胎架，整个钢箱拱a的制作可在m1和m2的胎架来完成分段制作和整体预装，整个A组的钢箱拱制作都可以在m1和m2的胎架来完成分段制作和整体预装。当整体M与整体M’为镜像对称结构形式时，需搭设m1、m2、m2’、m1’的制作胎架，整个钢箱拱a的制作可在m1、m2、m2’、m1’的胎架来完成分段制作和整体预装，整个A组的钢箱拱制作都可以在m1、m2、m2’、m1’的胎架来完成分段制作和整体预装。以下只讨论整体M与整体M’为对称结构形式，整体M与整体M’为镜像对称结构形式可以通过相似方法得出制作方法。

步骤八：在完成了m1和m2的胎架后，如图8所示，先完成M的装配制作工作，即第1节段、第2节段、第3节段....第n节段、第n+1节段的装配工作。在m1的胎架上完成m1对应节段的装配制作，m1各节段制作完成下胎前，在m1各节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据。然后把m1的最后一节放入m2胎架的首节位置，完成m2的整体装配制作工作，m2各节段完成制作下胎前，在m2节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据。在把m2的最后一节(即第n+1节段)平面旋转180度，放在m2胎架的相同位置作为m2’的首节，在m2的胎架上完成m2’的整体装配制作工作，m2’各节段完成制作下胎前，在m2’节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据。最后把m2’的最后一节放在m1胎架的第一节的位置完成m1’的整体装配制作，m1’各节段完成制作下胎前，在m1’节段间的面板、底板、腹板上用样冲打上安装检查定位线，作为现场安装的依据。此时即完成了钢箱拱a的分段制作和整体预装。为避免同组钢箱拱直接出现混淆，需用不同的钢箱拱号来进行区分，并用样冲打在钢箱拱的各个节段上。现场安装检查定位线如图9所示。

步骤九：安装现场根据制作厂编注的构件号来分出不同的钢箱拱，然后按照装配制作的定位线完成现场安装。

综上所述，本发明的创新点在于：1、分析结构的空间几何特性对钢箱拱进行分类，给出了严谨的数理分析方法作为钢箱拱分胎制作的参考依据，可作为指导生产的理论依据。2、通过数据对比分析，制定专项分段方案，克服了空间的局限性，可以利用有限的制作空间制作大拱度、大跨度的钢箱拱结构工程。3、采用A+1、1+B、B+1’、1’+C...的简单循环控制思路，以及类似于打定位线等简单控制手段，使整个制作过程有了严谨的科学依据，在理论和实际上都保证了钢箱拱制作的整体性。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。