專利名稱：一種空間彎扭箱形構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空間彎扭箱形構(gòu)件及其制造工藝，屬于鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著建筑工程的高速發(fā)展，出現(xiàn)了很多超大跨度的結(jié)構(gòu)和很多新型建筑造型，這些結(jié)構(gòu)和造型非常復(fù)雜，為了使結(jié)構(gòu)適應(yīng)建筑造型的要求，就需要結(jié)構(gòu)中的一些構(gòu)件隨著結(jié)構(gòu)的曲率變化而變化，這些變化包括構(gòu)件的彎曲、扭轉(zhuǎn)和異形，混凝土結(jié)構(gòu)因自身沉重和后期承載力已經(jīng)不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)這些造型，鳳凰國(guó)際傳媒中心就是一種鋼結(jié)構(gòu)建筑工程，位于北京朝陽(yáng)公園，是全新概念的媒體體驗(yàn)艙，它超越了以往媒體與觀眾隔著屏幕交流的關(guān)系，將觀眾引入開放的莫比烏斯環(huán)形空間當(dāng)中感受鳳凰傳媒的魅力。鳳凰國(guó)際傳媒中心鋼結(jié)構(gòu)屬超大跨度空間結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)約130m，寬約124m。鋼結(jié)構(gòu)罩棚由雙向交叉雙全梁結(jié)構(gòu)及豎向支撐系統(tǒng)組成，表面積約為27500平方米，重量達(dá)5200噸左右，分內(nèi)外兩層。在鳳凰國(guó)際傳媒中心工程中，屋蓋構(gòu)件除少量為單曲形箱梁外，其余均為空間彎扭箱形結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量，將關(guān)系到本工程主體的建筑造型，因此對(duì)該類構(gòu)件的制作工藝的研討顯得尤為重要。另夕卜，由于箱體壁厚從16mm 115mm厚薄相差較大,但扭曲幅度非常大,加工成型和焊接變形較難控制，所以加工制作難度非常大，必須按特殊構(gòu)件進(jìn)行重點(diǎn)分析并制訂相應(yīng)可行的加工工藝來保證其制作精度要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述問題的不足，提出一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的同時(shí)扭曲幅度大一種空間彎扭箱形構(gòu)件及其制造工藝。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是:一種空間彎扭箱形構(gòu)件，包括由頂板、底板以及腹板圍成的截面為等腰梯形的長(zhǎng)方體箱形，且長(zhǎng)方體箱形設(shè)置有一個(gè)以上的橫隔板，以A*，B*, O, D*分別表示長(zhǎng)方體箱形輪廓線上的控制點(diǎn)，G*為橫隔板定位控制點(diǎn)，F(xiàn)*為腹板拼接控 制點(diǎn)，以長(zhǎng)方體箱形的一端面Al, BI, Cl,Dl面中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以Al, BI, Cl, Dl面中點(diǎn)與F3, F4，F(xiàn)7，F(xiàn)8面中點(diǎn)的連線為X軸，Y軸指向Al, BI中點(diǎn)，Z軸垂直于XY平面向AlCl邊指出建立XYZ坐標(biāo)系，則所述長(zhǎng)方體箱形的形狀為:
控制點(diǎn)坐標(biāo)(單位_) (X, Y, Z)_控制點(diǎn)坐標(biāo)(單位_) (X, Y, Z)_控制點(diǎn)坐標(biāo)(單位_) (X, Y, Z)_
Al ~ (-74, 343, 164).Β1 ~7, 349, -164)Cl (28，-350，248)
Α2 ~ (341,401,229)■ Β2 ~3, 414, -99)C2 (432，-295，296)
A3_ (843，461，301)_B3_ (870, 482，-27)_C3_ (921，-239, 347)_
A4 ~ (1348, 508, 365)■ B4 ~69, 537, 37)C4 (1412，-194，391)
A5 _ (1854，543，421)■ B5 71^70，581，94)C5 (1905，-160，427)
A6 _ (2362，567，469)■ B6 72373, 614, 142)C6 (2399，-137，455)
A7_ (2871, 581，507)_B7_ (2876, 636，182)_C7_ (2894，-123，474)_
A8 _ (3380，584，536)■ B8 7^81，648，212)C8 (3390，-119，483)
Dl ~ (84,-341,-248)_G1 7^81，648，212)Fl (-37，349，-164)
D2 _ (481，-275，-201)■ G2 7^80，584，536)F2 (-74，343，164)
D3_ (962,-207,-150)_G3_ (3391，-22，-7)_F3_ (8093，385，-13)_
D4 _ (1445，-149，-106)■ G4 7^90，-119，483)F4 (8131，250，286)D5 丨(1929,-102,-69)|C5 (5397, 609, 230)|F5 | (84,-341,-248)'
D6_ (2416, —66, —40)_G6_ (5417, 512, 545)_F6_ (28, -350, 248)_
D7 _ (2903,-39,-19)' G7 "(5346, -35, -54)F7 (7967,-215,-362)
D8 ~ (3391, -22, -7)' G8 "(5376, -182, 423)F8 (8026,-420, 90)一種上述所述空間彎扭箱形構(gòu)件的制造工藝，包括以下步驟:第一步，對(duì)頂板、底板以及腹板的展開采用計(jì)算機(jī)精確放樣，讓程序進(jìn)行自動(dòng)對(duì)頂板、底板以及腹板的展開，并同時(shí)可以生成箱體內(nèi)部的橫隔板安裝位置線，然后將頂板、底板以及腹板的切割數(shù)據(jù)輸入數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行下料切割；第二步，將頂板、底板以及腹板分成二塊進(jìn)行分別成形加工，分段加工前，在頂板、底板以及腹板上劃出成形加工后的檢測(cè)基準(zhǔn)線，加工壓制線根據(jù)頂板、底板以及腹板端面線形角度，平行于端面線形每隔500mm設(shè)置；第三步，頂板、底板以及腹板成形加工采用三輥卷板機(jī)和油壓機(jī)進(jìn)行冷壓加工成形，然后頂板、底板以及腹板上的壓制成形加工壓制線進(jìn)行對(duì)頂板、底板以及腹板的成形壓制，壓制時(shí)，應(yīng)從一端向另一端逐步進(jìn)行，并用角度樣板進(jìn)行測(cè)量；第四步，對(duì)頂板、底板以及腹板加工成形過程及成形后進(jìn)行檢測(cè)；第五步，制作用于組裝、焊接的胎架；第六步，將底板吊上組裝胎架進(jìn)行定位，底板與胎架模板上口緊貼，其間隙控制在Imm以內(nèi)，然后吊上腹板和箱體內(nèi)部的橫隔板，與胎架進(jìn)行固定，橫隔板安裝定位時(shí)定對(duì)頂板、底板以及腹 板上的安裝控制線位置，并檢查與頂板、底板以及腹板的安裝間隙，定位后提交檢查員驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后先進(jìn)行箱體內(nèi)部的焊接，焊接時(shí)先焊箱體橫隔板的立焊焊縫，后焊平焊焊縫，再焊頂板、底板以及腹板間的縱向焊縫，焊接采用C02氣保焊進(jìn)行對(duì)稱焊接，從箱體中部向兩端退步焊接；第七步，將頂板進(jìn)行焊接封板，封板保證與加勁肋的安裝間隙，然后在箱體腹板的外側(cè)面將平行于箱體軸心線的兩根水平線駁至箱體外側(cè)壁板上，進(jìn)行翻身清根后再焊，焊后校正測(cè)量。優(yōu)選的:所述第四步中，檢測(cè)采用專用樣箱進(jìn)行全面檢測(cè)，樣箱根據(jù)頂板、底板以及腹板的實(shí)際扭曲線形進(jìn)行1:1的制作，將頂板、底板以及腹板的扭曲面真實(shí)地以三維形式表示出來，檢測(cè)時(shí)只要將樣箱放在加工后的頂板、底板以及腹板上，定位扭曲頂板、底板以及腹板的外形邊線進(jìn)行檢查，樣箱表面各點(diǎn)與頂板、底板以及腹板的間隙應(yīng)控制在2mm以內(nèi)，否則應(yīng)進(jìn)行再次加工，頂板、底板以及腹板的余量根據(jù)樣箱外形尺寸進(jìn)行修割。優(yōu)選的:對(duì)于用樣箱檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)加工成形精度不滿足組裝要求的頂板、底板以及腹板，重新進(jìn)行校正加工采用火工熱加工校正成形，而彎曲加熱時(shí)火焰溫度宜控制在600-65(TC，且頂板、底板以及腹板每次加熱后，在空氣中自由冷卻，并在頂板、底板以及腹板上以一定的間隔時(shí)間均勻施加外力，讓頂板、底板以及腹板緩慢成型。本實(shí)用新型的空間彎扭箱形構(gòu)件及其制造工藝，相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:1.由于包括由頂板、底板以及腹板圍成的截面為等腰梯形的長(zhǎng)方體箱形，且長(zhǎng)方體箱形設(shè)置有一個(gè)以上的橫隔板，因此設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的同時(shí)扭曲幅度大。2.由于對(duì)頂板、底板以及腹板的展開采用計(jì)算機(jī)精確放樣，因此能夠控制放樣下料精度。3.由于將頂板、底板以及腹板分成二塊進(jìn)行分別成形加工，且由于彎扭箱形分段展開長(zhǎng)度弧長(zhǎng)達(dá)到13米多，因此其成形加工方便。4.由于壓制時(shí)，從一端向另一端逐步進(jìn)行，并用角度樣板進(jìn)行測(cè)量，因此能夠避免壓制過大。5.由于重新進(jìn)行校正加工采用火工熱加工校正成形，因此能夠方便、精確地保證頂板、底板以及腹板的加工精度。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例空間彎扭箱形構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例空間彎扭箱形構(gòu)件的坐標(biāo)建立示意圖圖3是本實(shí)施例的胎架結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)施例的底板安裝胎架上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)施例的腹板、底板、橫隔板安裝在胎架上的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)施例空間彎扭箱形構(gòu)件與胎架結(jié)構(gòu)示意圖；其中:1為頂板，2為底板，3為腹板，4為橫隔板，5為胎架。
具體實(shí)施方式
附圖非限制性地公開了本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，以下將結(jié)合附圖詳細(xì)地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
實(shí)施例本實(shí)施例的一種空間彎扭箱形構(gòu)件如圖1、2所示，包括包括由頂板、底板以及腹板圍成的截面為等腰梯形的長(zhǎng)方體箱形，且長(zhǎng)方體箱形設(shè)置有一個(gè)以上的橫隔板，以A*，B*, O, D*分別表示長(zhǎng)方體箱形輪廓線上的控制點(diǎn)，G*為橫隔板定位控制點(diǎn)，F(xiàn)*為腹板拼接控制點(diǎn)，以長(zhǎng)方體箱形的一端面Al，BI，C1，Dl面中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以Al，BI，Cl，Dl面中點(diǎn)與F3，F(xiàn)4，F(xiàn)7，F(xiàn)8面中點(diǎn)的連線為X軸，Y軸指向Al，BI中點(diǎn)，Z軸垂直于XY平面向AlCl邊指出建立XYZ坐標(biāo)系，則所述長(zhǎng)方體箱形的形狀為:
權(quán)利要求1.一種空間彎扭箱形構(gòu)件，其特征在于:包括由頂板、底板以及腹板圍成的截面為等腰梯形的長(zhǎng)方體箱形，且長(zhǎng)方體箱形設(shè)置有一個(gè)以上的橫隔板，以A*，B*, C*，D*分別表示長(zhǎng)方體箱形輪廓線上的控制點(diǎn)，G*為橫隔板定位控制點(diǎn)，F(xiàn)*為腹板拼接控制點(diǎn)，以長(zhǎng)方體箱形的一端面Al，BI，Cl，Dl面中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以Al，BI，Cl，Dl面中點(diǎn)與F3，F(xiàn)4，F(xiàn)7，F(xiàn)8面中點(diǎn)的連線為X軸，Y軸指向Al，BI中點(diǎn)，Z軸垂直于XY平面向AlCl邊指出建立XYZ坐標(biāo)系，則所述長(zhǎng)方體箱形的形狀為:
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種空間彎扭箱形構(gòu)件，屬于鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。包括由頂板、底板以及腹板圍成的截面為等腰梯形的長(zhǎng)方體箱形，且長(zhǎng)方體箱形設(shè)置有一個(gè)以上的橫隔板，本實(shí)用新型不僅扭曲幅度大，而且設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。
文檔編號(hào)E04C3/40GK203113625SQ20122072968
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者甘國(guó)軍, 殷巧龍, 厲棟 申請(qǐng)人:江蘇滬寧鋼機(jī)股份有限公司