一种大型桥梁钢塔不可展曲面结构制作方法

摘要

本发明公开了一种大型桥梁钢塔不可展曲面结构制作方法。该方法为：用solidworks软件对曲面结构以直代曲简化模型，制作实体，展开实体制作曲面展开图；预处理板材，根据曲面展开图下料，划线，刨边，化折弯线折弯，样板检测，火焰修整制作出分体二维空间曲面；预处理板材，根据曲面展开图下料，划线，刨边，化折弯线折弯，样板检测，火焰修整，分割划线进行多道分割，现场量配、配切，组装焊接，制作三维空间曲面；现场组装配焊接分体的二维空间曲面和/或三维空间曲面，检测探伤，修磨焊缝。本发明的方法方便可行，制作精度符合设计要求且操作简便，不采用热轧及专用模具，投入成本低，且避免钢材发生变化及力学性能受到影响。

说明书

技术领域

本发明涉及大型桥梁钢塔制作领域，尤其涉及一种大型桥梁钢塔不可展曲面 结构制作方法。

背景技术

对于不可展曲面结构目前采用较多的是数控压型技术(热轧或冷压)，这种 方法对薄板、批量较大的构件来说比较方便，也较经济。但是对于大型桥梁钢塔 不可展曲面，其厚板，规格多、批量小且精度要求较高，对压力成型设备要求也 很高，同时，还必须针对不同形状的构件设计专门的压模，加工复杂，投入成本 高，对钢结构材质和力学性能也有一定影响。

目前国内大型桥梁钢塔节段角部多为矩形平面构造，根据景观和钢塔抗风需 要，出现了角部设计为不可展曲面结构形式的钢塔，由于其线形复杂、结构新颖， 精度控制难度极大，没有成熟的制作方法。为了获得良好的质量和经济效果，必 须设计一套经济实用的制作工艺。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种方便可行，制 作精度符合设计要求且操作简便，投入成本低的大型桥梁钢塔不可展曲面结构制 作方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一种大型桥梁钢塔不可展曲面结构制作方法，包括如下步骤：

(1)利用solidworks软件对曲面结构以直代曲简化模型，制作实体，展开 实体制作曲面展开图；

(2)预处理板材，根据曲面展开图下料，划线，刨边，化折弯线折弯，样 板检测，火焰修整制作出分体二维空间曲面；

(3)预处理板材，根据曲面展开图下料，划线，刨边，化折弯线折弯，样 板检测，火焰修整，分割划线进行多道分割，现场量配、配切，组装焊接，制作 三维空间曲面；

(4)现场组装配焊接分体的二维空间曲面和/或三维空间曲面，检测探伤， 修磨焊缝。

制作二维空间曲面方法为：利用solidworks软件对曲面结构以直代曲简化 模型，制作实体，展开实体制作曲面展开图，预处理板材，根据曲面展开图下料， 划线，刨边，加工长边坡口，划折弯线，压力机折弯，样板检测弯曲弧度，火焰 修整，组装加强筋，修整，制作成分体的二维空间曲面，样板检测，修整，将分 体的二维空间曲面组装焊接制成箱体，样板检测，修整，箱体与箱体组装焊，样 板检测，修整，修正纵横基线，切割划线，箱体端头二次切割加工坡口，水平预 拼，修整错台，修整坡口，焊接成型。

制作三维空间曲面方法为：利用solidworks软件对曲面结构以直代曲简化 模型，制作实体，展开实体制作曲面展开图，预处理板材，根据曲面展开图下料， 划线，刨边，划折弯线，压力机折弯，样板检测弯曲弧度，火焰修整，分割划线 进行多道分割制作成分体的二维空间曲面，分段组装分体的二维空间曲面或者分 体的三维空间曲面，修整，现场量配、配切，坡口精切，二次组装焊接，检测探 伤，焊缝修磨，组装加强筋，修整，将分体的二维空间曲面或者分体的三维空间 曲面分段预拼装，修整线形，端头二次切割，修整错台，加工对接坡口，修整坡 口，焊接成型。

有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果是：

本发明利用SOLIDWORK软件钣金展开技术对曲面展开图形进行精确放样，将 构件制作余量降到最低，节约了钢材消耗；

本发明综合运用solidwork以直代曲结构简化模型，制作实体，展开实体制 作曲面展开图，多段分割，钣金展开，充分利用现有设备和工具，尽可能使制作 过程操作简便，弧面精度通过样板检测控制，火焰修整对弧面精度进行微调，对 曲率较大的交汇处角部曲面、塔顶角部曲面等三维空间曲面，采用制作出二维空 间曲面后多道分割、现场量配和组装焊接等工艺焊接成型，有效保证了结构尺寸 和曲面质量；

该方法不采用热轧及专用模具，避免钢材发生变化及力学性能受到影响，同 时可降低制作成本，具有良好经济效益；

该方法综合运用了多种工艺，能够适用于不同规格的各种钢塔不可展曲面结 构制作。

附图说明

图1为大型桥梁钢塔塔体角部结构示意图；

图2为大型桥梁钢塔塔体交汇处角部结构示意图；

图3为大型桥梁钢塔塔顶角部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过一个最佳实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但 是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

如图1所示，为大型桥梁钢塔塔体角部结构示意图，图中角部曲面1为分体 的二维空间曲面，采用如下方法制得：利用solidworks软件对曲面结构以直代曲 简化模型，制作实体，展开实体制作曲面展开图，预处理板材，根据曲面展开图 下料，划线，刨边，加工长边坡口，划折弯线，压力机折弯，样板检测弯曲弧度， 火焰修整。组装加强筋2，修整，制作成分体的二维空间曲面，样板检测，修整， 将分体的二维空间曲面和平板件3组装焊接制成箱体4，样板检测，修整，箱体 与箱体组装焊，样板检测，修整，修正纵横基线，切割划线，箱体端头二次切割 加工坡口，水平预拼，修整错台，修整坡口，焊接成型。

如图2所示，为大型桥梁钢塔塔体交汇处角部结构示意图，交汇处角部曲面 包括为三维空间曲面5和二维空间曲面6，采用如下方法制得：利用solidworks 软件对曲面结构以直代曲简化模型，制作实体，展开实体制作曲面展开图，预处 理板材，根据曲面展开图下料，划线，刨边，划折弯线，压力机折弯，样板检测 弯曲弧度，火焰修整，制作出二维空间曲面6和三维空间曲面5的毛坯，在三维 空间曲面5的毛坯上分割划线，进行多道分割制作成分体的二维空间曲面51， 分段组装分体的二维空间曲面51和二维空间曲面6，分体的二维空间曲面51组 装成分体的三维空间曲面，修整，现场量配、配切，坡口精切，二次组装焊接分 体的二维空间曲面51，检测探伤，焊缝修磨，组装加强筋7，修整，将分体的二 维空间曲面51和其组装成的分体的三维空间曲面分段预拼装，修整线形，端头 二次切割，修整错台，加工对接坡口，修整坡口，焊接成型。

如图3所示，为大型桥梁钢塔塔顶角部结构示意图。塔顶角部曲面包括二维 空间曲面8和三维空间曲面9，采用如下方法制得：利用solidworks软件对曲 面结构以直代曲简化模型，制作实体，展开实体制作曲面展开图，预处理板材， 根据曲面展开图下料，划线，刨边，划折弯线，压力机折弯，样板检测弯曲弧度， 火焰修整，制作出二维空间曲面8和三维空间曲面9的毛坯，在三维空间曲面 9的毛坯上分割划线，进行多道分割制作成分体的二维空间曲面91，分段组装分 体的二维空间曲面91和二维空间曲面8，分体的二维空间曲面91组装成为分体 的三维空间曲面，修整，现场量配、配切，坡口精切，二次组装焊接分体的二维 空间曲面91，检测探伤，焊缝修磨，组装加强筋，修整，将分体的二维空间曲 面91和其组装成的分体的三维空间曲面分段预拼装，修整线形，端头二次切割， 修整错台，加工对接坡口，修整坡口，焊接成型。