一種基于bim技術(shù)的彎扭構(gòu)件成型方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)雙曲面彎扭構(gòu)件施工質(zhì)量控制方法，尤其涉及一種基于BIM技術(shù)的彎扭構(gòu)件成型方法，屬于建筑技術(shù)領域。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)彎扭構(gòu)件的深化設計及加工制作比較復雜，總體造價很高，但由于其特殊的視覺觀賞效果，越來越多的被應用于具有非規(guī)則曲面的大型鋼結(jié)構(gòu)建筑中。但是，目前國內(nèi)大型鋼結(jié)構(gòu)制造廠對彎扭構(gòu)件制作的施工經(jīng)驗并不成熟，也沒有開發(fā)出任何完整的適用于生產(chǎn)彎扭構(gòu)件的設備，而現(xiàn)行國家規(guī)范、標準及規(guī)程對彎扭構(gòu)件質(zhì)量控制均無相關規(guī)定，因此對于彎扭構(gòu)件的制作和安裝，質(zhì)量精度控制是最大的難題。
[0004]現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)彎扭構(gòu)件加工中，主要的加工方式有以下兩種:
1、當結(jié)構(gòu)使用構(gòu)件采用鋼管時，因為其本身截面是圓形，因此不需要扭轉(zhuǎn)，只需要單向或多向彎曲即可成為空間曲線，此時構(gòu)件彎曲一般可以采用拉彎或煨彎。煨彎時采用加熱方式，將構(gòu)件溫度升高到較高溫度，再進行拉彎或壓彎，達到設計所需弧度。該方法主要適用于截面較小的構(gòu)件，較大構(gòu)件所需溫度難以達到。拉彎對于大小構(gòu)件均可，但其需要從構(gòu)件兩段施加拉力，對于較長構(gòu)件需要較大的場地。
[0005]2、對于矩形截面，目前彎扭構(gòu)件主要加工方法為，先將構(gòu)件四個面對應的鋼板分別進行彎扭，然后組裝焊接成整體。該方法主要適用于矩形截面且較大的構(gòu)件，各組成面鋼板彎扭控制主要是四個邊的線形，控制要求較高，且因各板變形難以精確控制，因此組裝時會存在較大誤差。
[0006]以上方法僅適用于圓管截面和組合箱形截面，而很多工程涉及的彎扭構(gòu)件截面為型鋼矩形截面，顯然此法不適用。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于B頂技術(shù)的彎扭構(gòu)件成型方法，本發(fā)明特別適合于矩形截面構(gòu)件的加工，且加工快速、精度較高。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣來實現(xiàn)的:
一種基于B頂技術(shù)的彎扭構(gòu)件成型方法，步驟如下，
(1)建立彎扭構(gòu)件彎扭后B頂模型，將B頂模型導入鋼結(jié)構(gòu)-空間結(jié)構(gòu)設計軟件3D3S，以彎扭構(gòu)件所應用的建筑場館中心點±0.000標高處作為測量控制點建立世界坐標系生成彎扭構(gòu)件相對測量控制點的絕對坐標，作為現(xiàn)場安裝的控制點坐標；
(2)選取構(gòu)件的三個最低點確定一個平面，即XOY平面；以O點為坐標原點，計算坐標轉(zhuǎn)換，將彎扭構(gòu)件絕對坐標系坐標值轉(zhuǎn)換為以XOY為平面的相對坐標系；選取構(gòu)件上的若干控制點生成單個彎扭構(gòu)件的相對坐標，作為彎扭構(gòu)件加工控制點坐標； (3)先對待加工構(gòu)件進行頂彎成型，待加工構(gòu)件為矩形截面；頂彎成型時，待加工構(gòu)件兩端限位，從中部對待加工構(gòu)件其中一個控制點進行頂推，使構(gòu)件變彎；
頂推時，實際推進行程按如下方式確定:根據(jù)該加工控制點坐標，利用B頂模型計算出構(gòu)件該控制點需要頂進的理論行程，然后根據(jù)理論行程并結(jié)合構(gòu)件變形回彈確定實際推進行程，由動力裝置對構(gòu)件按實際推進行程進行超頂，以保證構(gòu)件最終成型滿足設計要求；
(4)前一個控制點頂推到位后，移動構(gòu)件使構(gòu)件下一個需要頂推的控制點對準動力裝置的施力部位，同時對構(gòu)件限位，對構(gòu)件限位的限位機構(gòu)位置固定，使構(gòu)件在不同控制點頂推時構(gòu)件上不同部位與限位機構(gòu)作用；按步驟(3)的方法對該下一個控制點進行頂推，直到所有的控制點都頂推到位，從而使構(gòu)件頂彎到位；
(5)對頂彎到位的構(gòu)件進行扭轉(zhuǎn)加工，扭轉(zhuǎn)加工時，將構(gòu)件通過間隔均勻的三處卡座限位，中間卡座上的卡口與構(gòu)件對應卡接位置形狀大小匹配使之不能橫向晃動，兩端卡座上的卡口大于構(gòu)件對應卡接位置大小以便于扭轉(zhuǎn)時產(chǎn)生活動余量；然后將靠近兩端卡座處的構(gòu)件分別用扭轉(zhuǎn)力臂一端上的卡槽卡住，然后將扭轉(zhuǎn)力臂另一端通過鋼絲接卷揚機，通過卷揚機和扭轉(zhuǎn)力臂對構(gòu)件施加相反方向的扭轉(zhuǎn)力，使構(gòu)件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)；扭轉(zhuǎn)角度根據(jù)BIM模型計算出的控制點相對坐標系坐標值確定，由于扭轉(zhuǎn)力矩使構(gòu)件進入彈塑性階段，構(gòu)件扭轉(zhuǎn)變形后會有一定反彈，最終扭轉(zhuǎn)角度應待構(gòu)件反彈后確定；在前一個扭轉(zhuǎn)完成后，移動構(gòu)件使三處卡座對構(gòu)件不同部位再進行限位，以通過扭轉(zhuǎn)使構(gòu)件上其它控制點扭轉(zhuǎn)到位。
[0010]步驟3)的頂彎成型在頂彎裝置上進行，頂彎成型裝置包括加工平臺，在加工平臺上設有限位塊、頂彎塊和千斤頂支座；限位塊為兩塊并固定安裝在加工平臺上，兩限位塊和頂彎塊呈等腰三角形分布，頂彎塊位于等腰三角形的頂點處；所述動力裝置為千斤頂，千斤頂安裝在千斤頂支座上，千斤頂?shù)捻旑^與頂彎塊背向限位塊的那面連接在一起以推動頂彎塊在加工平臺上水平移動，頂彎塊的移動方向垂直于兩限位塊的連線。
[0011]所述兩限位塊通過加強梁固定安裝在加工平臺上，加強梁固定在加工平臺上，兩限位塊背向頂彎塊的那面固定在加強梁上，兩限位塊和頂彎塊與加工平臺表面均存在間隙。
[0012]步驟5)的扭轉(zhuǎn)加工在扭曲裝置上進行，該扭曲裝置包括工作平臺、左卡座、右卡座、中間卡座、左扭轉(zhuǎn)力臂和右扭轉(zhuǎn)力臂，工作平臺上具有一導向軌道，所述左卡座、中間卡座和右卡座均安裝在導向軌道上，所述中間卡座以及左卡座和/或右卡座可沿導向軌道滑動，所述左卡座、中間卡座和右卡座的頂部分別設置卡口，中間卡座上的卡口低于左卡座和右卡座上的卡口 ；所述左扭轉(zhuǎn)力臂和右扭轉(zhuǎn)力臂的一端設置卡槽，左扭轉(zhuǎn)力臂位于左卡座的左側(cè)，左扭轉(zhuǎn)力臂上的卡槽與左卡座上的卡口對應，右扭轉(zhuǎn)力臂位于右卡座的右側(cè)，右扭轉(zhuǎn)力臂上的卡槽與右卡座上的卡口對應。
[0013]所述左卡座和右卡座上的一端部設置有用于放置配重物的配重平臺，所述左卡座上的配重平臺和右卡座上的配重平臺分別位于導向軌道的兩側(cè)。
[0014]所述左卡座和右卡座上的卡口頂部分別設置轉(zhuǎn)動卡臂I，所述轉(zhuǎn)動卡臂I的一端固定在對應卡口頂部的一端，轉(zhuǎn)動卡臂I的另一端與對應卡口頂部的另一端可拆卸連接。
[0015]所述中間卡座上的卡口頂部設置轉(zhuǎn)動卡臂II，所述轉(zhuǎn)動卡臂II的一端固定在對應卡口頂部的一端，轉(zhuǎn)動卡臂II的另一端與對應卡口頂部的另一端可拆卸連接。
[0016]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果: 1、本發(fā)明利用B頂相關軟件，建立參數(shù)化的三維模型，從中讀取每個彎扭構(gòu)件安裝關鍵點的絕對坐標值，利用坐標轉(zhuǎn)換工藝計算出工廠加工關鍵點的相對坐標值，輔助全站儀完成彎扭構(gòu)件制造和安裝過程中的精度控制。
[0017]2、本發(fā)明矩形截面頂彎裝置，其原理是利用較大推力的千斤頂作為動力源，對構(gòu)件兩端進行限位，對中部施加推力使其發(fā)生變形，最終達到構(gòu)件彎曲的目的。頂彎采用數(shù)控超高壓電動分離式千斤頂，電腦數(shù)控調(diào)節(jié)電動栗站壓力值來控制千斤頂行程，以準確測量待彎構(gòu)件的彎曲矢高，提高頂彎精度。千斤頂水平放置在支架平臺上，保證工人有足夠的操作空間，活塞桿加上弧形模具作為行程端，可起到有效抗偏載及安裝固定的作用。設置與待彎構(gòu)件彎曲方向一致的限位端，限位端可自由更換，滿足不同截面、弧度方向構(gòu)件的頂彎，提高設備的使用率，降低制造成本。
[0018]3、本發(fā)明矩形截面扭曲裝置，卡座、扭轉(zhuǎn)力臂的頂部卡住待扭構(gòu)件，其大小可調(diào)節(jié)以滿足不同截面尺寸構(gòu)件的需要；卡座高度、位置以及力臂卡座高度均可調(diào)節(jié)，以滿足構(gòu)件外形(直線或弧形)需要；其中一個扭轉(zhuǎn)力臂可以沿支架長度方向移動，以滿足不同長度構(gòu)件的需要；同時扭轉(zhuǎn)力臂長度也可以調(diào)節(jié)，以滿足不同構(gòu)件所需力矩大小不同的需要。
[0019]
【附圖說明】
[0020]圖1-本發(fā)明絕對坐標系測量控制點平面圖；
圖2-本發(fā)明相對坐標系測量控制點平面圖；
圖3-本發(fā)明頂彎裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4-本發(fā)明扭曲裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0023]建筑信息樽劑(Build