一種實腹式大截面旋轉樓梯目字形箱梁及制作方法與流程

本發明屬于建筑鋼結構技術領域，具體涉及一種實腹式大截面旋轉樓梯目字形箱梁及制作方法。

背景技術：

隨著建筑鋼結構的蓬勃發展，鋼結構旋轉樓梯以其造型優美、輕質高強等優點受到廣大建筑設計師青睞。常規旋轉樓梯一般采用兩側架設小截面箱鋼梁，中間鏤空而直接在上部搭設踏步板，該類結構在外觀視覺上存在缺失感，給人以美中不足的感嘆。

有鑒于此，本申請人提供一種實腹式大截面旋轉樓梯目字形箱梁及制作方法，將底部螺旋鋼梁連成整體，形成強大視覺沖擊，本案由此產生。

技術實現要素：

本發明的第一目的在于提供本申請人提供一種實腹式大截面旋轉樓梯目字形箱梁，以解決旋轉鋼樓梯梁截面結構設計問題。

為實現上述目的，本發明的具體技術方案為：一種實腹式大截面旋轉樓梯目字形箱梁，包括大截面的螺旋面底板，中間及側面的彎扭腹板以及頂部小截面條形的螺旋面蓋板圍合而成；所述螺旋面底板為一塊外形呈螺旋曲面上升的超寬面板；所述彎扭腹板共計四塊且寬度相等，并豎向等間距均勻分布于螺旋面底板面上；所述螺旋面蓋板內嵌于各彎扭腹板之間且上表面與各彎扭腹板頂部平齊。

進一步，所述目字形箱梁內部每隔3m設置一道橫撐隔板。

進一步，所述螺旋面蓋板上表面設置左右對稱托臺，托臺上搭設踏步板。

進一步，所托臺和踏步板沿著樓梯旋轉軸線呈現輻射狀分布。

本發明的第二目的在于提供一種實腹式大截面旋轉樓梯目字形箱梁制作方法，包括如下步驟：

（1）彎扭腹板輥壓預成型：根據板件方向信息，利用三輥卷圓機對板件進行彎扭卷制；板件上卷圓機時，確保卷圓機輥道的中心軸線與板件卷圓線平行；

（2）螺旋面底板預成型：采用無模成形機進行超寬螺旋面底板曲面成型，加工時將計算機螺旋曲面模型導入無模成形控制器中，調整模具上下模板曲面參數及其形狀，檢查合格后進行底板預壓；

（3）放地樣并搭設胎架：根據深化圖，在水平平臺上劃出投影線；根據投影輪廓線及控制點放置胎架，搭設立桿橫鋪水平板；

（4）螺旋面底板尺寸精度矯正：大截面螺旋面底板超寬，采用無模成形預壓后，尺寸精度存在偏差，需進行二次火焰矯正；矯正時將地板擱置于胎架上，根據板件地樣上的水平位置尺寸以及胎架立柱上高度方向尺寸，采用火焰加熱變形方法成型螺旋曲面；

（5）安裝中間內部的彎扭腹板：根據前期底板上繪制的位置線進行中間內部兩塊彎扭腹板的裝配，然后安裝橫向隔板，以便于定位彎扭腹板；

（6）安裝兩側彎扭腹板和螺旋面蓋板：安裝兩側邊彎扭腹板，進行內部隱蔽焊縫焊接，焊縫探傷合格后依次蓋上螺旋面蓋板；

（7）整體焊接順序：根據構件特點設置合理順序。

本發明的有益效果：

一、本發明將旋轉樓梯箱梁底部連為整體，造型外觀優美且整體型強，解決了以往旋轉樓梯因鋼梁截面小、中間部位鏤空造成結構外觀差強人意的問題，合理解決了旋轉樓梯構件截面結構設計問題。

二、本發明對構件截面腹板、上下面板的貫穿及分段形式進行了合理劃分，在滿足設計受力及相關構造規范的基礎上，既方便了加工制作，又減少焊縫焊接變形。

三、本發明根據板件曲面形式及機械操作特點，對上下面板螺旋面、腹板彎扭曲面分別采取無模成形預壓、卷圓機滾制兩種成型方法進行預成型，合理有效，極大程度方便了板件后期胎架上的制作。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；圖2為本發明的軸測圖；圖3為本發明的螺旋面底板無模成形預壓示意圖；圖4為本發明的彎扭腹板卷圓機輥壓示意圖；圖5為本發明的胎架裝配軸測圖；圖6為本發明的構件焊縫順序事宜圖。

具體實施方式

如圖1-6所示，本發明揭示的是一種實腹式大截面旋轉樓梯目字形箱梁，包括目字型箱體、托臺6及踏步板5。所述目字型箱體由大截面螺旋面底板1、兩側和中間彎扭腹板（2,3）及上部小截面條形螺旋面蓋板4圍合而成。所述大截面的螺旋面底板1是一塊外形呈螺旋曲面上升的超寬面板；所述中間及側面彎扭腹板（2，3），共計四塊且寬度相等，豎向等間距均勻分布于螺旋面底板1上表面上；所述頂部條形螺旋面蓋板4，內嵌于各腹板（兩側彎扭腹板2及中間彎扭腹板3）之間且上表面與各彎扭腹板（2、3）頂部平齊。

所述目字型箱體內部各彎扭腹板（2、3）之間每隔3m設置一道橫撐隔板7。

目字型箱梁蓋板表面設置左右對稱托臺6，托臺上搭設踏步板7，所述托臺6和踏步板7沿著樓梯旋轉軸線呈現輻射狀分布。

一種實腹式大截面旋轉樓梯目字形箱梁制作方法，包括如下步驟：步驟一、如圖3所示為螺旋面底板1和螺旋面蓋板4的預成型。

⑴.板件的下料完成后，采用油性水筆標識特征點（四個端點），同時在螺旋面底板1上繪制中間彎扭腹板3定位位置線，以方便兩側彎扭腹板2裝配定位。

⑵.加工時首先將螺旋曲面模型數據導入無模成形及的中央控制器中，調整上模板8、下模板9沖頭的高度方向位置，形成螺旋曲面上下模。尺寸檢查合格，將展開的扇形毛坯件吊起壓制。

步驟二、如圖4所示為彎扭腹板（2、3）輥壓預成型。

⑴. 板件下料及劃線

板件的下料完成后，對特征點（四個端點）進行標識，用于卷圓時板件兩端及內外面的方向辨別。

⑵.根據板件方向信息，利用三輥卷圓機14對板件（中間彎扭腹板3

和兩側彎扭腹板2）進行彎扭卷制。板件上卷圓機時，確保卷圓機14中心軸線10與板件卷圓線12（即端部邊緣線11）方向平行。卷制過程中，板件輸送方向與輥道中心軸線10垂直，如圖4中的標記13所示。卷圓時注意對應圖紙，確認板件卷制方向及正反面。

步驟三、如圖5所示為目字型鋼梁裝配加工流程。

⑴.放地樣并搭設胎架

①.根據深化放樣圖，在水平平臺15上劃出樓梯的輪廓投影線16，包括主體端口、下翼板、兩側腹板等重要控制部位，并對重要的打上樣沖眼。

②.根據投影輪廓線及控制點放置胎架，搭設胎架立桿17、橫向水平板18。

⑵. 螺旋面底板1尺寸精度矯正

大截面螺旋面底板1超寬（寬度最小不小于1.5m），采用無模成形預壓后，尺寸精度存在偏差，需進行二次火焰矯正。矯正時將地板擱置于胎架上，根據板件地樣上的水平位置尺寸以及胎架立柱上高度方向尺寸，采用火焰加熱變形方法成型螺旋曲面。火焰加熱方法采用點狀加熱，加熱點應根據旋轉中心呈扇形狀均勻分布，如點狀校火示意19所示。

⑶.安裝中間彎扭腹板3

根據前期底板上繪制的中間彎扭腹板3位置線進行中間彎扭腹板3的裝配，然后安裝橫向隔板7。

⑷.安裝兩側彎扭腹板2和螺旋面蓋板4

安裝兩側彎扭腹板2，進行內部隱蔽焊縫焊接，焊縫探傷合格后依次蓋上螺旋面蓋板4。

步驟四、如圖6所示為目字型鋼梁主體焊縫整體焊接順序。

（1）.根據裝配要求，首先焊接下翼板與中間彎扭腹板3之間焊縫①，焊縫坡口方向朝內，為減少變形，可先焊接中間豎向隔板與下翼板、腹板之間焊縫，以起到臨時支撐作用；焊后矯正角變形。

（2）.對②、③、④焊縫進行打底，然后焊接上翼板與中間彎扭腹板3焊縫②，焊接時對稱焊接，以減少變形。

（3）.焊接兩側彎扭腹板2與下翼板之間焊縫③，最后焊接上翼板與側板之間焊縫④。

上述實施例和圖式并非限定本發明的產品形態和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明的專利范疇。