典型制作工艺五

1、8.0 园管桁架相贯线切割技术 一、 引言 随着人们对空间结构跨度、造型等方面要求的不断提高， 相贯节点的空间管桁架结构形式越来越多的被应用于大型的公 建项目中，并得以成功实施。在近几年，特别是在民航领域的航 站楼、仓库、停机库等大型项目的屋面工程中，管桁架的应用更 是得到了飞速发展。 圆钢管是空间结构中受力综合性能比较优良 的截面形式， 由于相贯节点是完全封闭的节点形式， 内管不易腐 蚀，节点形式简洁、刚度大、建筑外形美观。管桁架结构是一类 节点形式更加美观， 受力比较合理的空间结构形式作为纷繁复杂 的空间结构形式中的一员， 管桁架结构充分体现了现代的设计技 术与传统的结构工程师的经验和力学

2、概念的有机结合。 管桁架加 工、制作及安装的各个方面都是具有更大挑战性的结构形式， 其 中相贯线切割是最重要的技术 , 根据我公司技术装备，从几个方 面简诉相贯线的制作方法。 二、关键词 管桁架： 桁架是指由杆件在端部相互连接而组成的格子式结 构，管桁架即是指结构中的杆件均为圆管杆件。 相贯线：两立体相交，在其表面产生的交线，称为相贯线。 三、基本原理 相贯线的性质 1表面性 相贯线位于两立体表面。 2. 封闭性 相贯线通常是封闭的空间曲线，特殊情况下为平面曲线或直线。 3. 共有性 相贯线是两立体表面的共有线。 求相贯线的作图实质是找出相贯的两立体表面的若干共有点的 投影。 两圆管相贯线画法

3、 不等管径任意斜交图 计算公式： sin B n=s*sin a n/R Ln=H-rcos a ncos -Rcos B n/sin Cn= (ln-lo ) cos +r (1-cos a n) sin 相贯线展开图 四、施工方法 施工方法一 大部分桁架结构中的杆件均在节点处采用焊接连接，而在焊 接之前，需预先按将要焊接的各杆件焊缝形状进行腹杆及弦杆的 下料切割，这就需要对腹杆端头进行相贯线切割及弦杆的开槽切 割。由于桁架结构中各杆件与杆件之间是以相贯线型式相交，杆 件端头断面形状比较复杂，因此在实际切割加工中一般采用机械 自动切割加工和人工手工切割加工两种方法进行加工。 当采用手工切割时

4、需要预先进行 1: 1放实样，放样按照基 本原理，制作模板或样杆按实际相交的角度及相贯线放出实际的 断面形状，然后再根据此断面形状进行加工。 但是该种方法极不 完善，有着众多无法克服的缺点，例如，当某一工程形状较为复 杂，像桁架在空间中以波浪或是其他空间曲线形式出现时，杆件 及节点众多而又各不相同，在此情况下要做出所有各不相同的杆 件及节点的样板就是一项极为庞大及复杂的工作，而且由于样杆 制作时的误差，放样划线时的误差、手工切割时产生的误差，都 会导致切割出的断面形状与实际所需形状有较大的出入，很多情 况下是凭工人的经验在施工， 这样就会导致进行相贯线焊接时的 困难及焊接后不能满足质量要求。

5、该方法在我公司只用于试拼装时校验相贯口切割的正确性， 这里不再论述。 施工方法二：利用数控相贯线切割机进行机械自动切割，但是 现在的绝大多数数控切割机都是采用参数化编程系统，即需要 工程技术人员首先对工程图纸进行消化，人工拆图、手工计算出 各杆件相贯线形状的各个参数，例如：各杆件管心间中心距，距 母线偏转角，相贯斜角角度，杆件坡口角度值，两杆件偏心交贯 时的相贯偏心距离，杆件开槽的槽口大小、位置等参数，然后将 这些参数值输入计算机中，由计算机生成机床可识别的加工代码 后进行机械切割。这种方法虽然实现了自动化切割， 精度也比较 高。但是在人工拆图、手工计算参数这一工作过程中工作量非常 巨大，遇到

6、杆件节点数量众多，并且各参数均不相同的情况下数 百、数千根杆件的参数计算将是异常庞大的工作量。 而现在可以在数控切割相贯线杆件的基础上，再进一步采用 计算机进行空间管桁架的三维建模， 再辅以专门的相贯线断面形 状自动生成的辅助软件， 即可有效地解决这一问题。 我公司引进的管道相贯线自动切割系统 (PIPE-ROBO) 所具有 的三维节点展开功能便实现了这一设想。 通过这种新技术便可实 现桁架结构中两管、三管直至多管相贯、多模式相贯、各种任意 形式相贯的支管端头相贯线截面以及主管开孔形状的自动生成， 依据计算机自动生成的形状以及其他一些参数值便可对杆件进 行自动切割加工， 这将使生产效率、 制作

7、精度得到大幅度的提高。 程技术人员完成这一工作后， 只需将计算机自动生成数据文件 拷入机床计算机中， 然后便可进行自动化切割了。 但是以这种方法进行加工时， 应特别注意在建立复杂结构的 三维模型时， 需要设计人员有足够的耐心及以认真、 仔细的态度 去绘制， 否则有可能因为空间线条过多、 过于复杂而出现一些错 误，使得绘制出的三维模型与图纸要求不符， 最终会造成所有杆 件的加工错误。 造成巨大的损失， 这一点应特别注意。 综上所述，这样一种新技术，在管桁架结构的制作过程中， 将使整个生产的效率得到极大提升， 同时生产出的构件质量以及 外观质量都将显著改善， 对整个管桁架结构的生产及安装过程都 将

8、起到极大的推动作用。下面将详细论述这一施工方法。 五、数控相贯线切割 工艺流程：三维建模f获取参数数据f输入参数数据f切割。 三维建模 这种新技术的重点便在于采用 AutoCAD 软件进行空间三 维实体建模，应该说，只要对 CAD 能够熟练掌握的工程技术人 员，进行三维建模是不会有太大困难的。 获取参数数据 在 CAD 中建立了桁架的三维实体模型后， 用计算机建立三 维模拟杆件拼装关系，取相应放样尺寸参数。施工中应注意： 1、同类软件或软件版本的差别 ,正确判断支管的左右。 2、使用 AutoCAD2006 以上版本的增强功能，方便角度取值。 3、用相贯切割机附带的软件 (HOPE) 中的计算

9、器 ,计算出相贯 交 叉 角 度 关 系 ,然 后 向 管 道 相 贯 线 自 动 切 割 系 统 (PIPE-ROBO)输入数据。该计算器是本软件的核心技术， 国内技术人员花了大量人力物力开发相同动能的软件，都 不如他精练方便。 图为Hope计算器 输入参数数据 1数据输入要求: 将放样参数用电脑输入数控软件程序计算器进行数据处 理得出切割主机程控参数，将各参数输入主机控制系统。管件焊 缝的坡口角度值等参数均可事先预设好，在生成相贯线轮廓的同 时一并生成，实现了管件的切割全自动化，无需任何的二次人工 拆图及手工计算。施工中应注意： 利用软件的MS-Excel拓展功能，能高效的输入大量数据。 数据基于MS-Excel2000版本，其它版本易出错。 2.软件基本的使用 材料参数的输入 图为材料参数输入界面 选择切割类型 这里选择的是相贯线交叉支管切断 图为切断形状编辑 相贯线交叉支管切断(输入参数) a) 输入计算所得相贯交叉角度关系参数 b) 简单的桁架(主弦管是平行直线)不必经过软件(HOPE)中的 计算器计算，直接输入桁架尺寸参数即可。 相贯线交叉支管切斷（输入養数】HQKKAI Chrnwc cdrenenr VcrT.ej ffcvz-3 VBD： 祥耳;悴工長用【种! V