【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢梁制造，尤其涉及一种钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法。
技术介绍
1、桥梁行业正往智能化、精细化、高效率和预制拼装方向发展，钢桁梁因为其较好的结构形式，且可以提供上、下层独立的行驶车道，应用广泛。随着大型起吊装备的发展，现在常采用钢桁梁大节段，如图1所示，整体吊装、栓焊连接的施工工艺进行施工。由于两个相邻钢桁梁大节段先利用冲钉打进拼接处板束上的螺栓孔进行初定位，逐步置换为螺栓进行连接，再把桥面板及其他连接件进行焊接的施工工艺。其中拼接处板束上的螺栓孔由位于钢桁梁端头节点板6上的螺栓孔和用于把两个钢桁梁大节段连接为整体的拼接板7上的螺栓孔中组成，拼接板为将节点板内外夹持的连接板。故钢桁梁的无应力构型（包括钢桁梁的几何构型（上、下弦杆几何尺寸，弦杆相对位置关系）、螺栓孔孔位、孔径）的制造偏差决定了最终成桥后的桥梁的局部线形（两个相邻节段之间相对线形）和整体线形（全部梁段组成的总体线形），避免出现误差的发散等情况的发生。
2、目前行业内仅采用在钢桁梁节点位置（钢梁竖杆与弦杆的交点）用锥子铳制凹坑等方式制作临时测点，利用全站仪测量测点的空间三维坐标，据此评价钢桁梁的制造构型和质量。上述方法引入了测点制作的误差、据测点立棱镜的测量误差，全站仪自身的误差也是毫米级的；此外，上述测量的结果忽略了非节点位置尤其是最重要的孔群信息，不全面，精度与大跨度、精细化不匹配。
3、钢桁梁的制造的依据是设计图纸，其中设计图纸内的尺寸及孔群信息（孔位、孔径）为杆件处于无应力状态下暨不发生受力变形的情况下的尺寸及孔
4、从上述“组装成杆件”开始，杆件位于少量支墩上，此时杆件处于受力状态，此时杆件端头节点板螺栓孔的制孔基准包括弦杆的受力变形；此外在“杆件组拼成桁片”至最后的“钢梁大节段测量并进行制造质量评定”都是在多支墩的胎架上施工，此时钢桁梁结构也是处于应力状态，存在受力变形。且在“钢梁大节段测量并进行制造质量评定”的测量中，仅测量了钢桁梁大节段的几何尺寸，不包括位于弦杆端头的孔群信息，但由于相邻大节段是利用拼接板配合高栓的栓焊结合的连接形式，螺栓孔群的制造偏差会导致在拼接处产生相对的转角和安装附加次内力，从而给后续钢梁的误差提供了发散的初始误差，因此节点板的孔群信息的测量至关重要，不容忽视。
5、综上所述，行业内的传统做法未对孔群信息进行监测，监测精度较低，且未考虑临时支点及胎架支墩对钢梁产生的受力变形，直接将测量结果与图纸内的几何尺寸进行对比，这是不全面且不合理的。换言之，即使测量的结果与图纸内的几何尺寸误差较小，甚至为0，一旦钢梁运输至现场进行安装，在没有胎架临时支墩的情况下，依旧会存在不可预知的误差，误差一方面包括弹性变形对钢梁几何尺寸及孔群信息的影响，另一方面包括节点板孔群信息的制造误差，这导致以往对于钢桁梁无应力构型制造偏差的评价不够精细化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，综合考虑钢桁梁大节段几何构型、孔群信息及所处应力状态从而实现钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价。
2、为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，包括：
4、将制造的钢桁梁大节段按标准放置，并在所述钢桁梁大节段上分别取多个特征螺栓孔；
5、对各个所述特征螺栓孔进行测量获取基准三维坐标和孔径的测量值；
6、根据所述钢桁梁大节段的设计图纸建立其有限元仿真计算模型；
7、根据所述有限元仿真计算模型获取各个所述特征螺栓孔基准三维坐标和孔径的仿真值；
8、根据各个所述特征螺栓孔基准三维坐标和孔径的测量值和仿真值进行偏差精细化评价。
9、可选的，所述将制造的钢桁梁大节段按标准放置包括：
10、建立支撑所述钢桁梁大节段的地基，并保证所述钢桁梁大节段放置前后，所述地基不发生沉降和变形；
11、对应所述钢桁梁大节段的支撑点，在所述地基上布置相应数量的高度相同的临时支墩，并保证所述钢桁梁大节段放置前后，所述临时支墩不发生变形；
12、将所述钢桁梁大节段按其支撑点的位置放置于所述临时支墩上，形成应力状态。
13、可选的，所述特征螺栓孔从所述钢桁梁大节段的节点板和拼接板上的螺栓孔中选取。
14、可选的，所述对各个所述特征螺栓孔进行测量获取基准三维坐标和孔径的测量值包括：
15、在待测的特征螺栓孔周测平面上取至少4个测量点，取标准测量靶球分别放置于所述测量点上；
16、通过激光跟踪仪测量所述标准测量靶球与所述特征螺栓孔周测平面接触点的三维坐标，并拟合出所述特征螺栓孔周测平面的平面方程；
17、将所述标准测量靶球放置于所述特征螺栓孔中，并保证所述标准测量靶球与所述特征螺栓孔贴合紧密；
18、通过激光跟踪仪测量所述标准测量靶球的球心三维坐标，根据所述球心三维坐标和所述平面方程计算所述特征螺栓孔在所述特征螺栓孔周测平面上的圆心三维坐标和孔径；
19、将所述特征螺栓孔在所述特征螺栓孔周测平面上的圆心三维坐标作为所述特征螺栓孔的基准三维坐标。
20、可选的，所述偏差精细化评价方法还包括：
21、将制造的钢桁梁大节段按标准放置后，获取环境温度，并将所述环境温度输入所述有限元仿真计算模型进行模型修正。
22、可选的，所述根据各个所述特征螺栓孔基准三维坐标和孔径的测量值和仿真值进行偏差精细化评价包括：
23、将所述特征螺栓孔基准三维坐标的测量值和仿真值统一至同一坐标系，在同一坐标系下计算所述特征螺栓孔的孔位偏差量；
24、根据所述特征螺栓孔孔径的测量值和仿真值，计算所述特征螺栓孔的孔径偏差量。
25、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
26、本专利技术提供了一种钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，把握住了钢桁梁大节段的控制重点为节点板处的螺栓孔群信息、无应力构型偏差，而非行业内现用的采用钢桁梁弦杆与竖杆交点处的测点的数据，忽略了节点板处的螺栓孔群信息偏差，同时忽略了节点板至钢桁梁弦杆与竖杆交点处的测点之间的结构的偏差，也未考虑临时支撑产生的受力变形。导致评价指标不全面、不合理，且测量误差较大，为现场提供的数据支撑不够强力。
27、利用了激光追踪仪可以以高于行业内其他方法测试精度对钢桁梁端头的螺栓孔进行测量，基于有限元计算实际与模型一致的支撑状态下理论变形量的制造误差反推方法，可以更加全面和精准的去评价和分析钢桁梁大节段的制造偏差情况，其节点板处螺栓孔的孔位偏差与孔径偏差可以作为相邻钢梁大节段的拼装后线形偏差的分析依据，可以实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，其特征在于，所述将制造的钢桁梁大节段按标准放置包括：
3.根据权利要求1所述的钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，其特征在于，所述特征螺栓孔从所述钢桁梁大节段的节点板和拼接板上的螺栓孔中选取。
4.根据权利要求1所述的钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，其特征在于，所述对各个所述特征螺栓孔进行测量获取基准三维坐标和孔径的测量值包括：
5.根据权利要求1所述的钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，其特征在于，所述偏差精细化评价方法还包括：
6.根据权利要求1所述的钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，其特征在于，所述根据各个所述特征螺栓孔基准三维坐标和孔径的测量值和仿真值进行偏差精细化评价包括：
【技术特征摘要】
1.一种钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，其特征在于，所述将制造的钢桁梁大节段按标准放置包括：
3.根据权利要求1所述的钢桁梁无应力构型制造偏差精细化评价方法，其特征在于，所述特征螺栓孔从所述钢桁梁大节段的节点板和拼接板上的螺栓孔中选取。
4.根据权利要求1所述的钢桁梁无应力...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋凡，郑清刚，席培培，韩若愚，苑仁安，索小灿，周子明，邓发杰，张晓梦，岳青，郑爽，黄启文，
申请(专利权)人：中铁桥隧技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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