[发明专利]一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置及其施工方法

说明书

本发明提供一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置及施工方法，包括：分段钢箱梁、建模装置和非接触式三维扫描装置，非接触式三维扫描装置通过对分胎架已组装完成的钢箱梁外形尺寸进行三维扫描，将三维扫描后点云数据进行处理并生成3D模型，从而与设计模型进行对比，找出偏差，通过偏差与规范或设计允许偏差进行对比，对超出规范或设计要求偏差的部位进行修整。通过其大大缩短了超大型钢箱梁的制作周期，有效地提高了施工进度及精度，降低了施工成本。

技术领域

本发明涉及超大型钢结构箱梁施工技术领域，具体涉及一种应用非接触式三维扫描技术的多胎架组装钢箱梁施工装置及其施工方法。

背景技术

随着城市发展，城市车辆在大幅增加，城市中地形受限等原因使道路、桥梁之间的跨越成为必然。超大型钢箱梁桥梁因具有轻质、高强、施工速度快、环保性强等特点，在近年的市政新建和改建工程中被广泛应用。超大型钢箱梁桥由于超长超宽，受施工场地限制，无法在同一个总装胎架上施工。为消除组装过程中各种因素造成的变形和误差并保证桥梁整体线型尺寸，需严格控制钢箱梁分段处的组装精度且按规范要求出厂前对多胎架制作钢箱梁进行预拼装。因此发明一种利用非接触式三维扫描技术对每个胎架组装的钢箱梁进行连接部位和整体外观尺寸三维扫描，生成点云数据以及3D扫描模型与设计数据及设计模型比对后，进行误差较大部位处理，达到控制箱梁分段连接处的组装精度和用3D模型虚拟预拼装代替钢箱梁实物预拼装的施工方法，以提高施工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对超大型钢箱梁多胎架分段施工的分段部位及总体外形尺寸进行扫描的施工辅助装置及施工方法，解决了多胎架总装质量精度控制的难题，并省去了多胎架之间预拼装工序，可大大提高施工效率，降低工程成本。

一种多胎架组装钢箱梁施工辅助装置，其特征在于，包括：分段钢箱梁、建模装置和非接触式三维扫描装置，其中，分段钢箱梁包括：箱梁横隔板、箱梁腹板、箱梁顶板、加劲肋、底板，加劲肋设置在箱梁顶板的下表面和底板的上表面，箱梁腹板竖直设置在箱梁顶板和底板之间，箱梁横隔板与箱梁腹板垂直且置在箱梁顶板和底板之间；其中，建模装置用于建立分段钢箱梁模型；非接触式三维扫描检测装置用于对钢箱梁分段连接部位进行三维扫描。

优选的，所述加劲肋与箱梁顶板的下表面垂直设置，加劲肋与底板的垂直设置。

优选的，所述底板分别设置在所述箱梁顶板的下方两侧。

优选的，所述箱梁腹板垂直设置在所述底板的两端。

优选的，所述箱梁顶板分为三个部分，包括位于中部的横截面为矩形的中间框架和中间框架两侧的横截面为梯形的侧部框架。

为实现上述目的，本发明还提供一种采用权利要求1所述的多胎架组装钢箱梁施工辅助装置的施工方法，步骤为：

S1，建立所述钢箱梁的整体模型，并根据场地条件和吊装能力，建立所述钢箱梁的分段模型；

S2，按照所述钢箱梁的分段位置，对每段钢箱梁搭设组装胎架，完成所述分段钢箱梁的组装；

S3，对所述钢箱梁分段连接部位进行三维扫描，将生成连接部位的点的云数据与预设数据对比，导出有偏差部位的关键点的偏差尺寸；

S4，对所述偏差尺寸和所述有偏差的部位进行分析；

S5，对所述分段钢箱梁进行总体外形尺寸的三维扫描，数据处理生成3D 模型，将所述3D模型与所述S1中的整体模型进行对比检查；如超出预设要求，对所述偏差部位进行修整。

S6，对所述钢箱梁进行二次扫描，将所述3D模型在计算机中虚拟预拼装。

进一步地，所述S1步骤中，根据场地条件和吊装能力，建立所述钢箱梁的分段模型。