專利名稱：一種圓錐端混凝土橋墩鋼模板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑混凝土橋墩施工模板的制作方法，具體為一種錐形混凝土橋
墩施工現(xiàn)場(chǎng)鋼模板的制作方法。
背景技術(shù)：
目前在鐵路、公路等工程建設(shè)上經(jīng)常會(huì)遇到各種大型或特大型混凝土橋墩工程。 許多橋墩設(shè)計(jì)均采用圓錐端形狀，即橋墩自下而上截面逐漸變小，橋墩橫截面兩側(cè)為直線， 兩端呈圓弧形狀?，F(xiàn)有技術(shù)條件下，這種橋墩施工是先制作鋼模板，然后將鋼模板現(xiàn)場(chǎng)組裝 焊接后再進(jìn)行澆鑄。通常的作法是在基地由專用設(shè)備制作鋼模板后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)組裝，由于鐵 路、公路等施工地點(diǎn)經(jīng)常位于山區(qū)或交通非常不便的地區(qū)，而用于澆灌橋墩的鋼模板體積 龐大，其運(yùn)輸成本很高，通常需要修建適合大型運(yùn)輸車輛的道路，因此，帶來巨額預(yù)算要求。 特別是有的地區(qū)由于條件所限，根本無法將鋼模板運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。在此情況下必須現(xiàn)場(chǎng)制 作鋼模板。但由于圓錐端鋼模板設(shè)計(jì)截面形狀為弧形，且縱向呈圓錐狀，若無專用設(shè)備根本 無法按設(shè)計(jì)成型。目前采用的替代辦法是節(jié)點(diǎn)法制作此類鋼模板，即按照模板大致形狀在 板材上選擇若干點(diǎn)，然后從每一節(jié)點(diǎn)將板材折一定角度，制作成圓錐型鋼模板的代用品，這 種鋼模板與橋墩設(shè)計(jì)形狀的吻合程度低，難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化高標(biāo)準(zhǔn)的高速鐵路及公路建設(shè)要 求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出了一種圓錐端混凝土橋墩鋼模板的制 作方法，解決了目前現(xiàn)場(chǎng)制作大型鋼模存在精確度低的問題。 本發(fā)明的一種圓錐端混凝土橋墩鋼模板的制作方法，包括如下工藝步驟 a、根據(jù)橋墩高度及給定原料板材尺寸確定分段模板最大高度，計(jì)算出每一分段模
板的直線段與圓錐端尺寸并完成第一次下料，得直線段矩形板和四個(gè)圓錐端初裁板； b、根據(jù)圓錐端初裁板尺寸及橋墩設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算圓錐端初裁板上的切割點(diǎn)； c、用經(jīng)緯儀在圓錐端初裁板上放線，確定切割板的坐標(biāo)線、坐標(biāo)圓點(diǎn)及四個(gè)端
點(diǎn)； d、根據(jù)步驟c放線確定的坐標(biāo)圓點(diǎn)及坐標(biāo)線，將步驟b計(jì)算所得切割點(diǎn)數(shù)值標(biāo)注 在圓錐端初裁板上； e、根據(jù)步驟d標(biāo)注的切割點(diǎn)采用火焰切割機(jī)調(diào)整軌道的曲率半徑并將軌道固定， 然后切割圓錐端初裁板得扇形模型板； f、將扇形模型板巻制成型并兩兩焊接得兩個(gè)半圓錐模板； g、將直線段矩形板與半圓錐模板焊接成型，得到一個(gè)分段模板； h、根據(jù)橋墩設(shè)計(jì)參數(shù)，按照上述a-g步驟制作橋墩不同高度位置的分段模板，在
橋墩澆灌過程中逐段組裝使用。 本發(fā)明的一種圓錐端混凝土橋墩鋼模板的制作方法，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)陋條件下利用簡(jiǎn)單工具，制作完成原本需要在特定條件下才能完成的大型圓錐端鋼模板，該模板安 裝簡(jiǎn)便，密貼性好，立模快，保證了施工質(zhì)量與速度，完全能滿足這種大型特殊形狀橋墩的 建筑要求。其制作成本低，工藝簡(jiǎn)單，可節(jié)約大量建筑施工成本。


圖1是分段模板主視圖 圖2是圖1的A向視圖 圖3是圖1的B向視圖 圖4是四分之一圓錐端模板展開圖 圖5是經(jīng)諱儀放線圖 圖中1-矩形板2-半圓錐模板
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。 參照附圖本發(fā)明的一種圓錐端混凝土橋墩鋼模板的制作方法，所針對(duì)的是一種特 大型且兩端為圓錐形狀的橋墩所使用的模板。圖l-3所示為該橋墩的一個(gè)分段模板，其外 形如圖1、圖2所示為錐體結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖3所示，該橋墩的兩端為圓錐狀結(jié)構(gòu)。澆灌整體橋 墩所用的鋼模板由若干節(jié)分段模板構(gòu)成，每個(gè)分段模板的高度由給定的鋼材巻板材料寬度 決定。結(jié)構(gòu)如圖l-3所示，模板的中段由矩形板構(gòu)成，模板兩端為半(1/2)圓錐端，為了方 便制作，將每一端分由兩個(gè)四分之一圓錐端組成，制作時(shí)分別制作兩個(gè)四分之一圓錐端，然 后焊接成半圓錐端。
具體制作示例 所用設(shè)備，包括巻板機(jī)1臺(tái)、經(jīng)緯儀1臺(tái)、鉆床1臺(tái)、工具銑床1臺(tái)、型鋼切割機(jī)1
臺(tái)、氧乙炔切割機(jī)3臺(tái)、交流電焊機(jī)3臺(tái)、0)2氣體保護(hù)焊機(jī)2臺(tái)、2噸門吊1臺(tái)、制作平臺(tái)2 個(gè)。 制作總高度為42米橋墩的最下面一節(jié)分段模板。該分段模板高1200. 5mm ;下底 長(zhǎng)11600mm ;上底長(zhǎng)11531. 4mm ;根據(jù)設(shè)計(jì)要求，矩形模板1由4600mmX 1200. 5mm共2塊構(gòu) 成，兩端圓錐端模板各由2塊四分之一圓錐端模板焊接而成，圓錐端半徑3500mm。其中制作 四分之一圓錐端模板過程如下
(1)確定平板尺寸 圖4為給定的l圓錐端模板展開圖，板寬為已定巻板寬度1260mm。
4 長(zhǎng)度L = AA— +30mm
根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)知
OA = 122637mm
a = 2. 57035°AB = 1200. 5mm與矩形模板寬度相同 得L二AA—+30mm
4=2X0AXsin^+30 2




同時(shí)每-
禾口弦BB—
:2 X 122637 X sin "謡+30
2
=5531咖
得出所需開平板尺寸為1260mmX 5531mm (2)確定圓弧上的坐標(biāo)點(diǎn)
根據(jù)圖4得出圓弧AA—和圓弧BB—的方程分別為 x2+y2 = R丄=122637mm
x2+y2 = R22 R2 = 121436. 5mm
因圓的半徑太大，現(xiàn)場(chǎng)加工無法準(zhǔn)確劃出圓弧AA—和圓弧BB—的大樣并切割下料。 -節(jié)分段模板的圓弧又不相同，所以采取向上平移X軸即把X軸分別平移到弦AA— 的位置。得出新系下的方程。
(yi+ai)2+x2 = ...........(1) ai = 0D = 122606. 5
(y2+a2)2+x2 = R22...........(2) a2 = OG— = 121406
由方程(1)和(2)按給定的X值求出圓弧AA—和圓弧BB—上的坐標(biāo)。
X-275-240-200-160-120-80-4004080120160200240275
yi0. 751. 472. 062. 52. 843. 033. 13. 032. 842. 52. 061. 470. 75
y2略3. 05略 (2)放線 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù) AA— = 5501mm BB— = 5447mm 兩弦距b = ai_a2 = 122606. 5-121406 = 1200. 5mm 為了放出準(zhǔn)確的基準(zhǔn)線，采用經(jīng)緯儀放線(即弦AA— 、 BB—和弦距DG—)。 如圖5所示，在平板abcd中，取ab和cd的中點(diǎn)E、E—連線，距cd邊線1cm中線
上取點(diǎn)，架好經(jīng)緯儀，下視對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)，調(diào)平經(jīng)緯儀并對(duì)準(zhǔn)EE—后，取DG— = 1200. 5mm，左
、 、、^447
右撥角9(T分別定出BG—和G—B—并量取BG =G B 二，一mm。用同樣地方法畫出AA-，使
2
AD=DA、=
5501
2
然后《
mm 。連接AB和A— ，完成放線。
時(shí)量對(duì)角線AB—和BA—的距離，核對(duì)放線的準(zhǔn)確度，誤差不大于lmm。
5[OO56] (3)劃線定點(diǎn) 圖5中的弦線(新系下的X軸，即AA—和BB—)經(jīng)放線已定，坐標(biāo)原點(diǎn)0丄和02 (即D 和G—點(diǎn))已定。然后將上表給的坐標(biāo)值標(biāo)定在板材上，因上述坐標(biāo)點(diǎn)均為圓弧AA—和BB— 上的點(diǎn)，這些點(diǎn)的連線即圓弧AA—和圓弧BB—。
(4)定點(diǎn)下料 圖5中AB和A—為直線段，用半自動(dòng)火焰切割機(jī)直接切割下料，但圓弧AA—和圓 弧BB—采用手工氧炔切割卻無法光滑圓順的進(jìn)行，為此采用一臺(tái)自制的弧形板材切割裝置 進(jìn)行切割。該弧形板材切割裝置由一臺(tái)半自動(dòng)火焰氣割機(jī)與一條可調(diào)曲率軌道構(gòu)成。
所述的可調(diào)曲率軌道為一長(zhǎng)條狀角鐵，該角鐵的底面由可調(diào)整螺栓固定在一個(gè)軌 排上，角鐵的垂直面頂部為半自動(dòng)火焰氣割機(jī)行走軌道，將半自動(dòng)火焰氣割機(jī)置于軌道上， 調(diào)整軌道使切割嘴對(duì)中弧上的點(diǎn)，并且每對(duì)中一個(gè)點(diǎn)的同時(shí)即固定軌道相應(yīng)部位的螺栓， 待全部點(diǎn)對(duì)中完畢后，固定軌道的曲率與圓弧曲率完全相同。隨后將半自動(dòng)火焰氣割機(jī)在 軌道上行走檢驗(yàn)切割嘴與圓上各點(diǎn)的誤差并進(jìn)行調(diào)整，全部對(duì)準(zhǔn)誤差不大于0. 5毫米，然 后開啟半自動(dòng)火焰氣割機(jī)切割成型，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，即可巻板成型。
(5)組焊: 將切割成扇形板經(jīng)巻制成錐形后放在已按上下弦長(zhǎng)度定位的夾具中，使其凸起， 再把加工好的圓形加強(qiáng)助(不圓度小于0. 5毫米)全部按工序組焊，由專崗電焊工按工序 完成全部焊接。 最后將圓錐端模板與矩形模板焊接，即得到一個(gè)完整的分段模板。
權(quán)利要求
一種圓錐端混凝土橋墩鋼模板的制作方法，包括如下工藝步驟a、根據(jù)橋墩高度及給定原料板材尺寸確定分段模板最大高度，計(jì)算出每一分段模板的直線段與圓錐端尺寸并完成第一次下料，得直線段矩形板和四個(gè)圓錐端初裁板；b、根據(jù)圓錐端初裁板尺寸及橋墩設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算圓錐端初裁板上的切割點(diǎn)；c、用經(jīng)緯儀在圓錐端初裁板上放線，確定切割板的坐標(biāo)線、坐標(biāo)圓點(diǎn)及四個(gè)端點(diǎn)；d、根據(jù)步驟c放線確定的坐標(biāo)圓點(diǎn)及坐標(biāo)線，將步驟b計(jì)算所得切割點(diǎn)數(shù)值標(biāo)注在圓錐端初裁板上；e、根據(jù)步驟d標(biāo)注的切割點(diǎn)采用火焰切割機(jī)調(diào)整軌道的曲率半徑并將軌道固定，然后切割圓錐端初裁板得扇形模型板；f、將扇形模型板卷制成型并兩兩焊接得兩個(gè)半圓錐模板；g、將直線段矩形板與半圓錐模板焊接成型，得到一個(gè)分段模板；h、根據(jù)橋墩設(shè)計(jì)參數(shù)，按照上述a-g步驟制作橋墩不同高度位置的分段模板，在橋墩澆灌過程中逐段組裝使用。
全文摘要
一種圓錐端混凝土橋墩鋼模板的制作方法，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算圓弧點(diǎn)并標(biāo)在板材上，按標(biāo)注的切割點(diǎn)采用火焰切割機(jī)調(diào)整軌道的曲率半徑并將軌道固定，然后切割圓錐端初裁板得扇形模型板；將兩扇形模型板兩兩焊接得兩個(gè)半圓錐模板；將直線矩形板與半圓錐模板焊接成型，得到一個(gè)分段模板；本發(fā)明的一種圓錐端混凝土橋墩鋼模板的制作方法，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)陋條件下利用簡(jiǎn)單工具，制作完成原本需要在特定條件下才能完成的大型圓錐端鋼模板，該模板安裝簡(jiǎn)便，密貼性好，立模快，保證了施工質(zhì)量與速度，完全能滿足這種大型特殊形狀橋墩的建筑要求。其制作成本低，工藝簡(jiǎn)單，可節(jié)約大量建筑施工成本。
文檔編號(hào)B23P23/04GK101733643SQ20091022785
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者任克平, 劉紅, 劉長(zhǎng)仁, 常桂爽, 張振宇, 張文德, 張瑜, 李建光, 王志偉, 高峰 申請(qǐng)人:中鐵三局集團(tuán)有限公司