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钢结构弯扭构件加工及拼装方案

（一）弯扭构件加工对深化设计图的特殊要求

对于箱形弯扭构件的图面表达形式，除了要清晰表达出构件间的连接关系、

工艺隔板设置、焊缝设置和配合安装的临时吊耳设置等内容外，尚应满足下列特

殊要求：

鉴于构件外形为弯扭状的特性，主视图外形和零件的位置关系用线性尺寸难

以表达，采用坐标法表达将更为合适。

图纸深化应以现场吊装块为设计出图单元。即吊装块即为布置图表达单元，

在此基础上再细分到单根构件的加工图。

每个吊装块应提供三套坐标系统。一套为块内每根杆件的空间实际坐标，用

以指导现场安装。第二套坐标系统供现场拼装用，它以势能最低为基本原则，结

合现场组装的最佳工况，将块内每根杆件的空间实际坐标转换到最有利于现场拼

装的位置。第三套坐标系统供工厂构件组装用，提供坐标的原则同第二套。

为便于弯扭箱体壁板的成形和检测，深化设计还应提供每块壁板的坐标系统。

原则：每块壁板以水平放置状态提供坐标，且下壁板坐标同构件组装时下壁板的

坐标。

（二）弯扭构件说明

1弯扭构件的分布及吊装分块

箱形弯扭构件是本工程钢结构屋盖中应用较为广泛的构件形式。具有截面规

格繁多，囊括了从口300X300到口700X450八种不同的截面规格；板厚从t=10mm

到t=60mm不等；材质普遍采用Q345C，应力较大处局部用到了Q460D等特点。

弯扭构件的整体分布示意图

吊装分块及运输分块示意图

2弯扭构件加工的总体思路

第一步：先进行弯扭箱形本体加工。

弯扭箱形本体三维轴测示意图

第二步：再进行本体与牛腿总组装。

弯扭箱形构件三维轴测示意图

（三）弯扭构件加工方案

1展开放样的手段和机理

扭曲箱形四块壁板均为空间弯扭形状，为控制放样下料精度，壁板的展开尤

其重要，壁板展开若采用手工放样展开，一则放样速度较慢，二则展开精度得不

到控制，为此，壁板展开必须采用计算机精确放样，本公司与上海同济大学在

3D3S基础上共同开发的空间任意扭曲箱形构件自动生成软件可较好地满足扭曲

壁板的展开。该软件根据扭曲箱形构件轴线上各点的空间座标和法向量，可以拟

合出弯扭箱形构件的四条棱线，再输入箱体壁厚，就可自动生成扭曲箱形实体模

型，从而可以得到壁板上任意点的空间座标，让程序进行自动对壁板的展开，将

计算机生成的展开线型数据输入数控切割机，就可进行壁板的下料切割了。

壁板放样下料

展开后形状

壁板扭曲形状

组装基准线

2壁板成形加工和检测

（1）壁板拼接

根据设计意图，上下壁板在长度方向分为节点段和非节点段，因此下料之前

应先行拼板。

拼板焊缝

（2）壁板整体切割下料

矫正并对拼接焊缝探伤后，上NC数控切割机整体下料。

壁板整体切割示意图

（3）标示壁板折弯加工线和装配基准线

同时，用数控切割机自带的喷锌装置划出壁板折弯线加工和装配基准线。

折弯加工线

装配基准线

（4）折弯加工

优先采用机械冷加工方法。目前主要加工方法有两种，一种是用油压机进行

冷压加工成形；一种是用卷板机卷制成形。

1）油压机成形加工

遵循“先斜后直”的加工顺序，有利于控制壁板的扭曲度。

折弯加工时示意图

2）卷板机成形加工

靠轮控制壁板作弧状运动，调节上下辊间距可控制卷制半径。