空间三维结构钢管相贯线excel辅助计算机的放样论文_胡小珍

(中铁九桥工程有限公司 江西 九江 322004)

【摘 要】钢管结构在实际中应用原来越广,如钢管拱结构、钢屋架结构厂房、站台等,但传统的相贯线切割须投入大量人力物力进行放样,在这种前提下,一些钢管结构产品制造量较大的厂家,或专门为结构厂配套机械产品厂家联合软件公司,开发出各类自动放样及切割的设备,根据自动化程度的高低,价格各不相同,但价格均比较高,对钢管产品较少的厂家利用率不高,经济性较差。但用传统的人工放样,绘出的相贯线精度较差,效率较低,容易因人为失误造成放样错误,且在质量控制过程中不易发现。因此本论文提供一种利用excel表格辅助,cad放样相结合的方法,快速,准确,可反复使用,不须另外投入。

【关键词】钢管空间管相贯偏转角相贯线;计算机放样

【中图分类号】TP39 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544(2017)06-0240-02

1.简介

钢管混泥土拱桥拱肋内剪力撑一端与竖腹杆相贯,另一端与主拱肋相贯,竖腹杆垂直于主拱肋形成横断面,剪力撑两端相贯为空间管相贯。在施工过程中,首次制作容易出现未考虑空间相贯容易造成剪力撑相贯线不正确,而总拼时在杆件中部增加对接嵌补段或端部增设基头,也会增加较大的施工工作量及工期损失。因此在施工前做好技术准备,对项目意义重大。

剪力撑放样采用“骑马式”相贯线,但作为剪力撑两端来说为空间相贯,在无基头、无嵌补段的前提下,剪力撑与竖腹杆、剪力撑与主拱肋间分别形成2个平面。剪力撑、竖腹杆、主拱肋之间位置关系如图1所示:

图2 空间模型

在计算模型中,已知两竖腹杆的间距为D,上斜腹杆系统线在腹杆上的投影长度h,从横断面图上可知剪力撑与竖腹杆间夹角CBD为∠α,从立面图中可知主拱肋系统线与腹杆交点处的切线与垂直投影面的夹角DBF为∠θ。

根据已知∠α可放出剪力撑与竖腹杆的相贯线,而要放出剪力撑与主拱肋的相贯线须求得剪力撑与主拱肋的夹角∠β,求出剪力撑两端相贯线的空间关系,须求得两平面偏转角∠γ。

采用几何参数关系求解:

(主拱肋端相贯线已得出)

即可求得两平面偏转夹角,根据已得的α,β角按照骑马式放样公式可计算出两端相贯线,其两端起点(最短象限点连线)存在偏转角γ,即相应偏转弧长γ*r,因此在制造时可根据管口4个象限点作出纵向系统线,一端按照标准进行相贯线放样,另一端管口以起点线为基准偏转弧长γ*r。

“骑马式”相贯线推导如图3所示,竖腹杆半径R,剪力撑半径r,两者间夹角α,主拱肋管半径R=500mm,剪力撑与主拱肋夹角β。X轴沿沿圆柱周长方向360°等分展开,Y轴为每等分点展开相贯线长度,如图4所示。

图4 相贯线展开

3.通过计算机放样

在EXCEL中输入参数,坐标列公式以填充单位格形式进行操作。然后复制到AutoCAD中。输入样条曲线命令SPL后,粘贴到命令区后,即可得到所需的展开曲线图。

4.结论

通过上述方法,完全淘汰传统手工放样或cad单独放样的方法,仅用目前常用的excel、cad两种软件,仅需要输入角度、管径、壁厚,就可快速、准确、在几分钟即可掌握,并可在1分钟内绘制空间三维结构钢管相贯线展开图,一次性投入编制表格,后续不须再进行编制,使用简单,快捷。对钢管产量不大,不愿投入相贯线切割机及配套软件的中小企业,具有很大的推广前景。

参考文献

[1]CECS28-2012钢管混凝土结构设计与施工规范,王玉银,肖从真.中国计划出版社.

[2]TB10203-2002铁路桥涵施工规范.

[3]TB10212-98铁路钢桥制造规范.

论文作者:胡小珍

论文发表刊物:《建筑知识》2017年6期

论文发表时间:2017/6/19

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