[发明专利]用于加工制作钢管拱肋的胎架装置及方法

说明书

一种用于加工制作钢管拱肋的胎架装置及方法。装置包括两根主梁、多根次梁、平面钢板、多根垫梁、多块卡板和多根斜支撑梁；本发明提供的用于加工制作钢管拱肋的胎架装置及方法操作过程及所用设备简单、施工过程中容易精确控制，克服了传统方法“以直代曲”分段焊接法的缺点。钢管拱肋采用整体弯制成形，大大减少了钢管拼接的工作量，减少了交叉焊缝，不但保证了焊缝质量，而且提供了良好和稳定的操作平台，缩短了制作工期；整体质量较好，线形圆顺，无明显拼接折凸现象；焊缝残余应力减少，原因是在煨弯过程中，由于加热作用，焊接区域分子活动加强，残余应力得到释放；受人为和环境影响而导致的钢管拱肋变形因素减少。

技术领域

本发明属于铁路工程施工技术领域，特别是涉及一种用于加工制作钢管拱肋的胎架装置及方法。

背景技术

近年来，随着我国高速铁路交通事业的飞速发展，中国高铁已进入快速发展阶段。钢管系杆拱桥已被广泛应用到高铁建设之中，这种拱桥是一种跨越能力强、外形优美、应用广泛的桥梁结构形式，是集拱与梁结构优点于一体的桥梁构造。其中，钢管拱肋作为钢管系杆拱桥最主要的受力结构，其加工制作质量的好坏是影响钢管系杆拱桥的关键环节，在以往进行钢管拱肋加工制作时，传统方法是采用“以直代曲”分段焊接法。“以直代曲”加工钢管拱肋，环状焊缝多，T形焊缝也较多，因此会增加钢管拱肋的应力疲劳源，所以对结构受力不利。另外，需要采用“火焰煨弯”技术，但由于没有有效的基础做支撑，火焰煨弯在加工过程当中存在很多不稳定因素，从而影响钢管拱肋的加工效果，最终将会影响钢管拱肋加工的精度和焊接的质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于加工制作钢管拱肋的胎架装置及方法。

为了达到上述目的，本发明提供的用于加工制作钢管拱肋的胎架装置包括两根主梁、多根次梁、平面钢板、多根垫梁、多块卡板和多根斜支撑梁；其中，所述的两根主梁平行设置；多根次梁以与主梁平行的方式设置在两根主梁之间；平面钢板的底面同时与主梁和次梁的上端相连接；多根垫梁的下端以与主梁垂直的方式固定在平面钢板的表面，并且间隔相等,由此构成底架；卡板的一侧面为1/4圆弧面，每块卡板的下端固定在位于相邻两根垫梁之间的平面钢板表面，多块卡板在平面钢板上的连线与钢管拱肋的拱度相同且圆弧面位于同一侧；每根斜支撑梁的上端固定在一块卡板的另一侧面上，下端固定在平面钢板的表面。

所述的主梁采用尺寸为500×500×16×24mm的H型钢。

所述的次梁采用尺寸为300×300×10×14mm的H型钢，相邻次梁均匀设置，间距为1m。

所述的垫梁采用10mm槽钢，相邻垫梁之间的间距为1m。

所述的卡板上圆弧面的直径为1m，圆弧面的中心与钢管拱肋的中心位于一条水平线上。

所述的平面钢板的厚度为30mm，材质为Q235钢材。

所述的斜支撑梁采用尺寸为250×250×8×12mm的H型钢。

本发明提供的加工制作钢管拱肋的方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)首先组装胎架装置：由工作人员将两根主梁、多根次梁、平面钢板和多根垫梁制成底架，并利用水准仪检测垫梁的顶面标高，以确保所有垫梁的顶面位于同一个水平面上；然后根据设计图1：1放样的单根钢管弦高值在位于垫梁之间的平面钢板表面用墨线放样弹出，之后在标记处以圆弧面位于同一侧的方式安装多块卡板，之后将每根斜支撑梁的上端固定在一块卡板的另一侧面上，下端固定在平面钢板的表面，此时卡板上圆弧面的中心需与待制作的钢管拱肋的中心位于一条水平线上；