CN116201029A - 一种大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法，先将节段划分为若干块体，再制作各块体组成部分，在组装平台上设置橫基线、纵基线、各块体组装位置线，并固定支撑立柱和倾斜定位支架；通过定位支架将倾斜直壁块体的外壁板单元进行角度定位并固定；再吊装固定其余直壁块体的外壁板单元并通过支撑立柱调整其垂直度；再吊装固定上述所有外壁板单元对应的内壁板单元并通过调节撑杆调节固定，再焊接内外壁板单元之间的连接角钢；按照上述同样方法依次吊装固定其余竖直曲壁块体的外壁板单元和内壁板单元，并焊接内外壁板单元之间的连接角钢；最后焊接各块体之间的焊接，形成节段。将钢壳塔节段分割为易于组装的块体，简化制造工艺，提高生产效率。

Description

一种大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法

技术领域

本发明属于桥梁钢壳塔制造技术领域，具体涉及一种大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法。

背景技术

随着国内外桥梁建造技术的发展，大型桥梁索塔已从最初的混凝土结构发展为钢结构，近年来薄壁钢壳组合结构索塔已经成为发展趋势，薄壁钢壳组合结构索塔充分发挥钢材和混凝土的优势，具有施工效率高、建造成本底的特点。虽然我国在钢索塔制造方面取得了巨大进步，然而在钢壳塔的制造方面仍处于起步阶段，尤其大断面双薄壁异形钢壳塔更是技术空白。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法，包括以下步骤：

步骤1：将所述节段竖直划分为一个倾斜直壁块体、两个第一竖直曲壁块体、至少两个竖直直壁块体、两个第二竖直曲壁块体及一个第三竖直曲壁块体；

步骤2：制作用于组成所述倾斜直壁块体的第一直壁内壁板单元和第一直壁外壁板单元；制作用于组成所述第一竖直曲壁块体的第一曲壁内壁板单元和第一曲壁外壁板单元；制作用于组成所述竖直直壁块体的第二直壁内壁板单元和第二直壁外壁板单元；制作用于组成所述第二竖直曲壁块体的第二曲壁内壁板单元和第二曲壁外壁板单元；制作用于组成所述第三竖直曲壁块体的第三曲壁内壁板单元和第三曲壁外壁板单元；

步骤3：在组装平台上划橫基线、纵基线，再以所述橫基线、纵基线为基准在所述组装平台上划所述倾斜直壁块体、两个第一竖直曲壁块体、至少两个竖直直壁块体、两个第二竖直曲壁块体及一个第三竖直曲壁块体的组装位置线；

步骤4：在组装平台上固定若干支撑立柱和若干倾斜定位支架，所述支撑立柱沿所述组装位置线的内侧设置，且所述支撑立柱上水平设置有调节撑杆；所述倾斜定位支架沿所述组装位置线的外侧设置，且位于所述倾斜直壁块体组装位置的外侧；

步骤5：首先将所述第一直壁外壁板单元吊装至所述倾斜定位支架的内侧，并通过所述倾斜直壁块体对应的组装位置线为基准定位后斜靠在所述倾斜定位支架内侧的斜面上，然后进行精确调整，使所述第一直壁外壁板单元下端与组装位置线偏差≤2mm，再通过定位板与所述倾斜定位支架临时固定；

步骤6：分别将两个所述第二直壁外壁板单元吊装至所述支撑立柱的外侧，并通过所述竖直直壁块体对应的组装位置线为基准定位后，再通过所述调节撑杆调整垂直度后与组装平台临时焊接固定；

步骤7：将所述第一直壁内壁板单元吊装至所述第一直壁外壁板单元的内侧、所述支撑立柱的外侧，并通过所述倾斜直壁块体对应的组装位置线为基准定位后，再通过所述调节撑杆调整倾斜角度后，从下至上焊接所述第一直壁内壁板单元与所述第一直壁外壁板单元之间的连接角钢，形成所述倾斜直壁块体；继续分别将两个所述第二直壁内壁板单元吊装至两个所述第二直壁外壁板单元的内侧、所述支撑立柱的外侧，并通过所述竖直直壁块体对应的组装位置线为基准定位后，再通过所述调节撑杆调整支撑后，从下至上焊接所述第二直壁内壁板单元与所述第二直壁外壁板单元之间的连接角钢，分别形成两个竖直直壁块体；

步骤8：按照步骤6所述方法依次将两个所述第一曲壁外壁板单元、两个第二曲壁外壁板单元及一个第三曲壁外壁板单元吊装到位；

步骤9：按照步骤7所述方法依次将两个所述第一曲壁内壁板单元、两个第二曲壁内壁板单元及一个第三曲壁内壁板单元吊装到位后，从下至上焊接内壁板单元与外壁板单元之间的连接角钢，分别形成两个第一竖直曲壁块体、两个第二竖直曲壁块体及一个第三竖直曲壁块体；

步骤10：所有块体检测合格后，焊接连接各块体之间的对接焊缝，形成所述节段。

进一步地，所有块体的组装位置线的外轮廓线和内轮廓线上均设有竖直基点，所有板单元的外壁上均划有竖直基线，且所述竖直基线的下端对准所述竖直基点。

进一步地，所述调节撑杆可伸缩调节。

进一步地，所述倾斜定位支架为三角形结构，且其内侧斜面与所述倾斜直壁块体的斜度一致。

进一步地，所述竖直基点位于所有块体的组装位置线的外轮廓线和内轮廓线的中间位置，所述竖直基线位于所有板单元的外壁中间位置。

进一步地，所述步骤8和步骤9中，当曲壁板单元与对应的组装位置线偏差较大时，采用热矫正工艺进行调整，确保曲壁板单元与各自的组装位置线偏差≤2mm。

本发明的有益效果：

1、通过将大断面薄壁异型钢壳塔节段分割为易于组装的块体，简化制造工艺，提高生产效率；

2、通过优化板单元的组装顺序，保证块体的组装质量，提高了钢壳塔节段的制造精度和质量，从而解决了大断面薄壁异形钢壳塔制造精度的控制难题；

3、该方法操作简单，实用性强，经实践验证，效果良好。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明的钢壳塔节段的结构示意图；

图2为钢壳塔节段组装平台的结构示意图；

图3～图6为异型钢壳塔节段的制造过程示意图。

附图标记说明：

1-倾斜直壁块体；2-第一竖直曲壁块体；3-竖直直壁块体；4-第二竖直曲壁块体；5-第三竖直曲壁块体；6-组装平台；7-支撑立柱；8-倾斜定位支架；9-竖直基线；1-1-第一直壁内壁板单元；1-2-第一直壁外壁板单元；2-1-第一曲壁内壁板单元；2-2-第一曲壁外壁板单元；3-1-第二直壁内壁板单元；3-2-第二直壁外壁板单元；4-1-第二曲壁内壁板单元；4-2-第二曲壁外壁板单元；5-1-第三曲壁内壁板单元；5-2-第三曲壁外壁板单元；6-1-橫基线；6-2-纵基线；6-3-组装位置线；6-4-竖直基点；7-1-调节撑杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

请参见图1～图6，本发明实施例提供了一种大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法，该异型钢壳塔节段的外壁板厚度为16～40mm，内壁板厚度为8～10mm，断面尺寸为10m×10m，具体包括以下步骤：

步骤1：将该钢壳塔节段竖直划分为一个倾斜直壁块体1、两个第一竖直曲壁块体2、两个竖直直壁块体3、两个第二竖直曲壁块体4及一个第三竖直曲壁块体5；

步骤2：制作用于组成所述倾斜直壁块体1的第一直壁内壁板单元1-1和第一直壁外壁板单元1-2；制作用于组成所述第一竖直曲壁块体2的第一曲壁内壁板单元2-1和第一曲壁外壁板单元2-2；制作用于组成所述竖直直壁块体3的第二直壁内壁板单元3-1和第二直壁外壁板单元3-2；制作用于组成所述第二竖直曲壁块体4的第二曲壁内壁板单元4-1和第二曲壁外壁板单元4-2；制作用于组成所述第三竖直曲壁块体5的第三曲壁内壁板单元5-1和第三曲壁外壁板单元5-2；

步骤3：在组装平台6上划橫基线6-1、纵基线6-2，再以所述橫基线6-1、纵基线6-2为基准在所述组装平台6上划所述倾斜直壁块体1、两个第一竖直曲壁块体2、至少两个竖直直壁块体3、两个第二竖直曲壁块体4及一个第三竖直曲壁块体5的组装位置线6-3；

步骤4：在组装平台6上固定若干支撑立柱7和若干倾斜定位支架8，所述支撑立柱7沿所述组装位置线6-3的内侧设置，且所述支撑立柱7上水平设置有调节撑杆7-1；所述调节撑杆7-1可伸缩调节，可以同时对内壁板单元和外壁板单元进行角度调节；该调节支撑杆7-1的伸缩结构为常见的结构，本发明实施例在此不再具体说明，所述倾斜定位支架8沿所述组装位置线6-3的外侧设置，且位于所述倾斜直壁块体1组装位置的外侧；

该调节撑杆7-1的安装高度为支撑立柱7高度的1/3倍，保证能够对内壁板单元和外壁板单元的角度进行精确调整并进行稳定的支撑。

该倾斜定位支架为三角形结构，且其内侧斜面与所述倾斜直壁块体1的斜度一致，从而保证倾斜直壁块体1的安装精度。

步骤5：首先将所述第一直壁外壁板单元1-2吊装至所述倾斜定位支架8的内侧，并通过所述倾斜直壁块体1对应的组装位置线为基准定位后斜靠在所述倾斜定位支架8内侧的斜面上，然后进行精确调整，使所述第一直壁外壁板单元1-2下端与组装位置线偏差≤2mm，再检查该第一直壁外壁板单元1-2与倾斜定位支架8之间的间隙，当间隙≤2mm后再将该第一直壁外壁板单元1-2通过定位板与所述倾斜定位支架8临时固定；

步骤6：分别将两个所述第二直壁外壁板单元3-2吊装至所述支撑立柱7的外侧，并通过所述竖直直壁块体3对应的组装位置线为基准定位后，再通过所述调节撑杆7-1调整垂直度后与组装平台6临时焊接固定；相邻的两个第二直壁外壁板单元3-2之间用马板临时连接；并通过倒链、一端固定在倒链一个挂钩上，另一端固定在第二直壁外壁板单元3-2上的钢丝绳来支撑该板单元。

步骤7：将所述第一直壁内壁板单元1-1吊装至所述第一直壁外壁板单元1-2的内侧、所述支撑立柱7的外侧，并通过所述倾斜直壁块体1对应的组装位置线为基准定位后，再通过所述调节撑杆7-1调整倾斜角度后，然后将该调节撑杆7-1与第一直壁内壁板单元1-1固定，并将该第一直壁内壁板单元1-1与组装平台点焊固定，再从下至上焊接所述第一直壁内壁板单元1-1与所述第一直壁外壁板单元1-2之间的连接角钢，形成所述倾斜直壁块体1；

继续分别将两个所述第二直壁内壁板单元3-1吊装至两个所述第二直壁外壁板单元3-2的内侧、所述支撑立柱7的外侧，并通过所述竖直直壁块体3对应的组装位置线为基准定位后，再通过所述调节撑杆7-1调整垂直度，然后将该调节撑杆7-1与第二直壁内壁板单元3-1固定，并将该第二直壁内壁板单元3-1与组装平台点焊固定，再从下至上焊接所述第二直壁内壁板单元3-1与所述第二直壁外壁板单元3-2之间的连接角钢，分别形成两个竖直直壁块体3；

步骤8：按照步骤6所述方法依次将两个所述第一曲壁外壁板单元2-2、两个第二曲壁外壁板单元4-2及一个第三曲壁外壁板单元5-2吊装到位并与组装平台点焊固定；

步骤9：按照步骤7所述方法依次将两个所述第一曲壁内壁板单元2-1、两个第二曲壁内壁板单元4-1及一个第三曲壁内壁板单元5-1吊装到位并固定后，从下至上焊接内壁板单元与外壁板单元之间的连接角钢，分别形成两个第一竖直曲壁块体2、两个第二竖直曲壁块体4及一个第三竖直曲壁块体5；

在步骤8和步骤9中，当曲壁板单元局部位置与对应的组装位置线偏差较大时，采用热矫正工艺进行调整，确保曲壁板单元与各自的组装位置线偏差≤2mm，确保钢壳塔节段的制作精度。

步骤10：再检测所有块体上端口尺寸、垂直度、钢板错台，所有块体检测合格后，焊接连接各块体之间的对接焊缝，形成所述钢壳塔节段。

进一步地，所有块体的组装位置线6-3的外轮廓线和内轮廓线上均设有竖直基点6-4，且所述竖直基点6-4位于所述块体的组装位置线的外轮廓线和内轮廓线的中间位置，所有板单元的外壁上均划有竖直基线9，所述竖直基线9位于所有板单元的外壁中间位置，且所述竖直基线的下端对准所述竖直基点6-4，从而便于每个块体的板单元快速定位。

通过本发明实施例设计的组装方案和组装顺序，解决了大断面薄壁异型钢壳塔制造精度控制的难题，从而提高了异型钢壳塔的制造精度和制造质量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将所述节段竖直划分为一个倾斜直壁块体(1)、两个第一竖直曲壁块体(2)、至少两个竖直直壁块体(3)、两个第二竖直曲壁块体(4)及一个第三竖直曲壁块体(5)；

步骤2：制作用于组成所述倾斜直壁块体(1)的第一直壁内壁板单元(1-1)和第一直壁外壁板单元(1-2)；制作用于组成所述第一竖直曲壁块体(2)的第一曲壁内壁板单元(2-1)和第一曲壁外壁板单元(2-2)；制作用于组成所述竖直直壁块体(3)的第二直壁内壁板单元(3-1)和第二直壁外壁板单元(3-2)；制作用于组成所述第二竖直曲壁块体(4)的第二曲壁内壁板单元(4-1)和第二曲壁外壁板单元(4-2)；制作用于组成所述第三竖直曲壁块体(5)的第三曲壁内壁板单元(5-1)和第三曲壁外壁板单元(5-2)；

步骤3：在组装平台(6)上划橫基线(6-1)、纵基线(6-2)，再以所述橫基线(6-1)、纵基线(6-2)为基准在所述组装平台(6)上划所述倾斜直壁块体(1)、两个第一竖直曲壁块体(2)、至少两个竖直直壁块体(3)、两个第二竖直曲壁块体(4)及一个第三竖直曲壁块体(5)的组装位置线(6-3)；

步骤4：在组装平台(6)上固定若干支撑立柱(7)和若干倾斜定位支架(8)，所述支撑立柱(7)沿所述组装位置线(6-3)的内侧设置，且所述支撑立柱(7)上水平设置有调节撑杆(7-1)；所述倾斜定位支架(8)沿所述组装位置线(6-3)的外侧设置，且位于所述倾斜直壁块体(1)组装位置的外侧；

步骤5：首先将所述第一直壁外壁板单元(1-2)吊装至所述倾斜定位支架(8)的内侧，并通过所述倾斜直壁块体(1)对应的组装位置线为基准定位后斜靠在所述倾斜定位支架(8)内侧的斜面上，然后进行精确调整，使所述第一直壁外壁板单元(1-2)下端与组装位置线偏差≤2mm，再通过定位板与所述倾斜定位支架(8)临时固定；

步骤6：分别将两个所述第二直壁外壁板单元(3-2)吊装至所述支撑立柱(7)的外侧，并通过所述竖直直壁块体(3)对应的组装位置线为基准定位后，再通过所述调节撑杆(7-1)调整垂直度后与组装平台(6)临时焊接固定；

步骤7：将所述第一直壁内壁板单元(1-1)吊装至所述第一直壁外壁板单元(1-2)的内侧、所述支撑立柱(7)的外侧，并通过所述倾斜直壁块体(1)对应的组装位置线为基准定位后，再通过所述调节撑杆(7-1)调整倾斜角度后，从下至上焊接所述第一直壁内壁板单元(1-1)与所述第一直壁外壁板单元(1-2)之间的连接角钢，形成所述倾斜直壁块体(1)；继续分别将两个所述第二直壁内壁板单元(3-1)吊装至两个所述第二直壁外壁板单元(3-2)的内侧、所述支撑立柱(7)的外侧，并通过所述竖直直壁块体(3)对应的组装位置线为基准定位后，再通过所述调节撑杆(7-1)调整支撑后，从下至上焊接所述第二直壁内壁板单元(3-1)与所述第二直壁外壁板单元(3-2)之间的连接角钢，分别形成两个竖直直壁块体(3)；

步骤8：按照步骤6所述方法依次将两个所述第一曲壁外壁板单元(2-2)、两个第二曲壁外壁板单元(4-2)及一个第三曲壁外壁板单元(5-2)吊装到位；

步骤9：按照步骤7所述方法依次将两个所述第一曲壁内壁板单元(2-1)、两个第二曲壁内壁板单元(4-1)及一个第三曲壁内壁板单元(5-1)吊装到位后，从下至上焊接内壁板单元与外壁板单元之间的连接角钢，分别形成两个第一竖直曲壁块体(2)、两个第二竖直曲壁块体(4)及一个第三竖直曲壁块体(5)；

步骤10：所有块体检测合格后，焊接连接各块体之间的对接焊缝，形成所述节段。

2.根据权利要求1所述的大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法，其特征在于，所有块体的组装位置线(6-3)的外轮廓线和内轮廓线上均设有竖直基点(6-4)，所有板单元的外壁上均划有竖直基线(9)，且所述竖直基线(9)的下端对准所述竖直基点(6-4)。

3.根据权利要求1所述的大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法，其特征在于，所述调节撑杆(7-1)可伸缩调节。

4.根据权利要求1所述的大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法，其特征在于，所述倾斜定位支架(8)为三角形结构，且其内侧斜面与所述倾斜直壁块体(1)的斜度一致。

5.根据权利要求2所述的大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法，其特征在于，所述竖直基点(6-4)位于所有块体的组装位置线(6-3)的外轮廓线和内轮廓线的中间位置，所述竖直基线(9)位于所有板单元的外壁中间位置。

6.根据权利要求1-5任一所述的大断面薄壁异型钢壳塔节段制造方法，其特征在于，所述步骤8和步骤9中，当曲壁板单元与对应的组装位置线偏差较大时，采用热矫正工艺进行调整，确保曲壁板单元与各自的组装位置线偏差≤2mm。

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