一种十字转圆管柱防错边方法

技术领域

本发明属于钢结构建筑技术领域，尤其涉及一种十字转圆管柱防错边方法。

背景技术

目前，高层建筑中的钢筋混凝土柱已不能满足高层建筑的要求，已被混凝土钢柱所取代。在高层建筑中，地下部分受力相对较小，如将钢柱截面从下至上设计成等截面形式，则浪费材料。由于现在钢材的日益短缺，急需采用一种结构能够达到减少钢用量、截面最小化、承载力最大化，十字转圆管组合钢柱得以发展。

现有的十字转圆管组合钢柱过渡区域的圆锥管被十字柱分割成四片瓦片，瓦片变形与圆管柱、十字柱的翼缘对接时会出现对口错边问题，会影响十字转圆管组合钢柱的成型质量；在十字柱与翼缘的焊接过程中，翼缘易产生焊接变形而导致弧度改变，导致其与瓦片对接时出现对口错边问题，也会影响十字转圆管组合钢柱的成型质量。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种十字转圆管柱防错边方法，工艺简单，易于控制，能够实现校正瓦片变形，提高十字转圆管柱过渡段的整体圆度，确保瓦片与圆管柱、十字柱对接的管口圆度，防止出现错边问题，保证了十字转圆管柱的成型质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种十字转圆管柱防错边方法，其特征在于包括如下步骤：

(a)布置十字延伸柱：将圆管柱架设在一个型钢上，将十字柱架设在另一个型钢上，在十字柱与圆管柱之间焊接十字延伸柱；

(b)布置圆管框架：

①将四片瓦片分别放置在十字延伸柱的四个端面上，对瓦片进行临时支撑，使瓦片贴住十字延伸柱，瓦片的一端与圆管柱的端面抵触，瓦片的另一端与十字柱的弧形翼缘端面抵触；

②在圆管框架上套接校正支架；

③当瓦片与圆管柱、十字柱的弧形翼缘的对接处出现错边现象时，将圆管框架布置在瓦片四周，通过螺栓和六角螺母配合将圆管框架的第一圆弧管的端板和第二圆弧管的端板进行锁定，使圆管框架闭合；

④先调整校正支架的展开长度，然后调整校正支架在圆管框架上的位置；

(c)校正瓦片：

①采用火焰加热器加热待校正区域，然后旋转校正支架的校正杆，使校正杆顶紧校正区域，直至校正完成；

②对瓦片与圆管柱、弧形翼缘的连接处进行焊接固定；

③焊接结束后，松开六角螺母，将圆管框架打开，拆下圆管框架，得到十字转圆管柱。

进一步，步骤(a)中在架设十字柱前，采用翼缘防错边装置对十字柱的弧形翼缘进行校正，具体做法为：

①将十字柱吊装到传输台的传输滚轮和从动轮上，使十字柱的下弧形翼缘与传输滚轮表面贴合；

②启动一侧传输台，带动十字柱移动至腹板校正位置；

③启动液压控制器，控制第二液压杆水平伸出，带动腹板校正轮靠近十字柱，使相对分布的两个腹板校正轮顶住十字柱的腹板；

④开启火焰加热机构，对十字柱的下弧形翼缘进行加热；

⑤待十字柱移动至翼缘校正轮的上方，液压控制器控制第一液压杆向下缩回，使下压轮压住下弧形翼缘，通过翼缘校正轮的弧度对下弧形翼缘进行校正；

⑥待十字柱完全通过翼缘校正机构后，十字柱位于另一侧传输台上，校验腹板的垂直度和弧形翼缘的弧度；符合要求后，将十字柱翻转90°，并吊装到初始一侧的传输台上，进行十字柱另一面的翼缘校正工序；

⑦待十字柱四面的弧形翼缘校正完毕，将十字柱吊离传输台，进行下一个十字柱的翼缘校正。

进一步，步骤②的具体做法为：启动电机，电机带动传输滚轮转动，传输滚轮通过链条带动从动轮转动，传输滚轮配合从动轮带动十字柱向前移动，结构简单，自动化程度高，传输可靠，平稳性高，能够控制十字柱的移动位置。

进一步，翼缘防错边装置包括翼缘校正机构、火焰加热机构和传输台，翼缘校正机构包括加工平台、翼缘校正轮、液压控制器、第一液压杆、第二液压杆、固定支架、下压轮和腹板校正轮，液压控制器、第一液压杆、固定支架设于加工平台上，翼缘校正轮转动连接在两个固定支架之间，液压控制器电性连接第一液压杆和第二液压杆，第二液压杆设于液压控制器上，腹板校正轮转动连接在第二液压杆的一端，下压轮转动连接在第一液压杆的一端，下压轮位于翼缘校正轮的上方，下压轮、翼缘校正轮均呈相对分布。

进一步，火焰加热机构包括气体导管、喷管和火焰喷嘴，火焰喷嘴设于喷管上，喷管均匀分布在气体导管上，气体导管设于加工平台上，打开火焰加热机构的开关，可燃气体进入气体导管内，在火焰喷嘴处燃烧进行加热，结构简单，加热范围大，实现均匀加热，从而便于校正。

进一步，传输台包括传输滚轮、第一支架、第二支架、电机、链条和从动轮，电机、第一支架、第二支架设于加工平台上，传输滚轮转动连接在电机与第一支架之间，从动轮转动连接在两个第二支架之间，链条连接传输滚轮与从动轮。

进一步，步骤(b)的④中调整方法具体为：Ⅰ滑动校正支架的第一连杆，确定展开长度后，通过连杆夹紧器固定校正支架的第二连杆管口，限制第一连杆在第二连杆中自由滑动，校正支架的长度可根据错边位置灵活调整，适用性强，能够精确校正瓦片之间、瓦片与圆管柱和十字柱的错边问题；Ⅱ将校正支架在圆管框架的圆弧管上滑动至校正位置，通过圆管夹紧器夹紧固定校正支架的圆管套管，限制校正支架自由滑动，校正支架能够在圆管框架上滑动，进而改变校正杆的方位，可根据错边位置灵活调整，适用性强。

进一步，步骤(a)中在焊接十字延伸柱前，将十字延伸柱的中心与圆管柱的中心、十字柱的中心对齐，实现十字延伸柱的精准定位，保证后续各个方位上待安装的瓦片能够与圆管柱、十字柱对接整齐，避免出现错边问题；使圆管柱配合十字柱将十字延伸柱夹持，防止十字延伸柱自由滑动；再对十字延伸柱与圆管柱、十字柱的连接处进行焊接固定，保证了十字延伸柱的安装强度。

进一步，步骤(b)中圆管框架包括第一圆弧管、第二圆弧管和第三圆弧管，第一圆弧管、第二圆弧管分别铰接在第三圆弧管的两端，校正支架包括校正杆、套管、第一连杆和第二连杆，套管设于第一连杆和第二连杆上，套管螺接校正杆，第一连杆和第二连杆均设有圆管套管，圆管套管内设有弧形通孔，圆管套管上设有圆管夹紧器，第一连杆滑动连接在第二连杆中，第二连杆的管口处设有连杆夹紧器。

进一步，第一圆弧管的一端设有第一缺口槽，第三圆弧管通过铰接板连接在第一缺口槽内，以限制第三圆弧管相对于第一圆弧管的转动范围；第三圆弧管的一端设有第三缺口槽，第二圆弧管通过铰接板连接在第三缺口槽内，以限制第二圆弧管相对于第三圆弧管的转动范围，保证了圆管框架闭合后的圆度，利于各个方位上的校正杆均能够与瓦片外表面抵触充分，提高了对瓦片的校正效果，确保瓦片与圆管柱、十字柱对接的管口圆度，防止出现错边问题。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、本发明工艺简单，易于控制，能够实现校正瓦片变形，提高十字转圆管柱过渡段的整体圆度，确保瓦片与圆管柱、十字柱对接的管口圆度，防止出现错边问题，保证了十字转圆管柱的成型质量。

2、校正支架的长度可根据错边位置灵活调整，适用性强，能够精确校正瓦片之间、瓦片与圆管柱和十字柱的错边问题；校正支架能够在圆管框架上滑动，进而改变校正杆的方位，可根据错边位置灵活调整，适用性强。

3、采用翼缘防错边装置对十字柱的弧形翼缘进行校正，解决了在弧形翼缘与十字柱焊接过程中，弧形翼缘易产生焊接变形而导致弧度改变，导致十字柱与圆管柱对接时错边，影响构件加工质量的问题，自动化程度高，省力便捷；在校正过程中，通过相对分布的两个腹板校正轮顶住十字柱的腹板，校正因焊接变形的腹板，保持垂直度，通过下压轮压住十字柱的下弧形翼缘，通过翼缘校正轮的弧度对下弧形翼缘进行校正，确保弧形翼缘的弧度要求，避免与圆管柱对接时产生错边。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中十字柱和圆管柱的对接示意图；

图2为图1的主视图；

图3为本发明中圆管框架和校正支架连接的结构示意图；

图4为本发明中校正支架的结构示意图；

图5为本发明中圆管框架的结构示意图；

图6为本发明中圆管柱、十字柱、十字延伸柱、瓦片对接的结构示意图；

图7为本发明中翼缘防错边装置的结构示意图；

图8为本发明中弧形翼缘校正的结构示意图；

图9为本发明中火焰加热机构的结构示意图；

图10为本发明中液压控制器和第二液压杆连接的结构示意图。

图中：1-火焰加热机构；2-传输台；3-加工平台；4-翼缘校正轮；5-液压控制器；6-第一液压杆；7-第二液压杆；8-固定支架；9-下压轮；10-腹板校正轮；11-气体导管；12-喷管；13-火焰喷嘴；14-传输滚轮；15-第一支架；16-第二支架；17-电机；18-链条；19-从动轮；20-弧形翼缘；21-十字柱；22-十字延伸柱；23-圆管柱；24-瓦片；25-圆管框架；26-第一圆弧管；27-第二圆弧管；28-第三圆弧管；29-校正支架；30-校正杆；31-套管；32-第一连杆；33-第二连杆；34-圆管套管；35-圆管夹紧器；36-连杆夹紧器；37-把手；38-第一缺口槽；39-第三缺口槽；40-螺栓；41-六角螺母。

具体实施方式

一种十字转圆管柱防错边方法，包括如下步骤：

(a)校正十字柱翼缘：

如图7-10所示，翼缘防错边装置包括翼缘校正机构、火焰加热机构1和传输台2，翼缘校正机构包括加工平台3、翼缘校正轮4、液压控制器5、第一液压杆6、第二液压杆7、固定支架8、下压轮9和腹板校正轮10，液压控制器5、第一液压杆6、固定支架8设于加工平台3上，翼缘校正轮4转动连接在两个固定支架8之间，液压控制器5电性连接第一液压杆6和第二液压杆7，第二液压杆7设于液压控制器5上，腹板校正轮10转动连接在第二液压杆7的一端，第二液压杆7带动腹板校正轮10水平移动，下压轮9转动连接在第一液压杆6的一端，第一液压杆6带动下压轮9上下移动，下压轮9位于翼缘校正轮4的上方，下压轮9、翼缘校正轮4均呈相对分布。

传输台2包括传输滚轮14、第一支架15、第二支架16、电机17、链条18和从动轮19，电机17、第一支架15、第二支架16设于加工平台3上，传输滚轮14转动连接在电机17与第一支架15之间，从动轮19转动连接在两个第二支架16之间，链条18传动连接传输滚轮14与从动轮19。

火焰加热机构1包括气体导管11、喷管12和火焰喷嘴13，火焰喷嘴13设于喷管12上，喷管12均匀分布在气体导管11上，气体导管11设于加工平台3上，结构简单，加热范围大，实现均匀加热，从而便于校正。

采用翼缘防错边装置对十字柱的弧形翼缘进行校正，具体做法为：

①将与弧形翼缘20焊接完成的十字柱21吊装到传输台2的传输滚轮14和从动轮19上，使十字柱21的下弧形翼缘20与传输滚轮14表面贴合；

②启动电机17，电机17带动传输滚轮14转动，传输滚轮14通过链条18带动从动轮19转动，传输滚轮14配合从动轮19带动十字柱21向前移动至腹板校正位置，结构简单，自动化程度高，传输可靠，平稳性高，能够控制十字柱21的移动位置。

③启动液压控制器5，控制第二液压杆7水平伸出，带动腹板校正轮10靠近十字柱21，使相对分布的两个腹板校正轮10顶住十字柱21的腹板，校正因焊接变形的腹板，保持垂直度。

④打开火焰加热机构1的开关，可燃气体进入气体导管11内，在火焰喷嘴13处燃烧，对十字柱21的下弧形翼缘20进行加热；

⑤待十字柱21移动至翼缘校正轮4的上方，液压控制器5控制第一液压杆6向下缩回，使下压轮9压住下弧形翼缘20，通过翼缘校正轮4的弧度对下弧形翼缘20进行校正，确保弧形翼缘20的弧度要求，避免与圆管柱对接时产生错边。

⑥待十字柱21完全通过翼缘校正机构后，十字柱21位于另一侧传输台2上，按照设计图纸校验腹板的垂直度和弧形翼缘20的弧度；符合要求后，将十字柱21翻转90°，并吊装到初始一侧的传输台2上，进行十字柱21另一面的翼缘校正工序；

⑦待十字柱21四面的弧形翼缘20校正完毕，将十字柱21吊离传输台2，进行下一个十字柱21的翼缘校正。

采用翼缘防错边装置对十字柱21的弧形翼缘20进行校正，解决了在弧形翼缘20与十字柱21焊接过程中，弧形翼缘20易产生焊接变形而导致弧度改变，导致十字柱21与圆管柱对接时错边，影响构件加工质量的问题，自动化程度高，省力便捷。

(b)布置十字延伸柱22：

如图6所示，将圆管柱23架设在一个型钢上，将校正后的十字柱21架设在另一个型钢上，将十字延伸柱22的中心与圆管柱23的中心、十字柱21的中心对齐，实现十字延伸柱22的精准定位，保证后续各个方位上待安装的瓦片24能够与圆管柱23、十字柱21对接整齐，避免出现错边问题；使圆管柱23配合十字柱21将十字延伸柱22夹持，防止十字延伸柱22自由滑动；再对十字延伸柱22与圆管柱23、十字柱21的连接处进行焊接固定，保证了十字延伸柱22的安装强度。

(c)布置圆管框架25：

如图3-5所示，圆管框架25包括第一圆弧管26、第二圆弧管27和第三圆弧管28，第一圆弧管26、第二圆弧管27分别铰接在第三圆弧管28的两端，校正支架29包括校正杆30、套管31、第一连杆32和第二连杆33，套管31设于第一连杆32和第二连杆33上，套管31螺接校正杆30，第一连杆32和第二连杆33均设有圆管套管34，圆管套管34内设有弧形通孔，圆管套管34上设有圆管夹紧器35，第一连杆32滑动连接在第二连杆33中，第二连杆33的管口处设有连杆夹紧器36，校正杆30上设有把手37，便于施力把握，转动校正杆30。

第一圆弧管26的一端设有第一缺口槽38，第三圆弧管28一端的铰接板转动连接在第一缺口槽38内，以限制第三圆弧管28相对于第一圆弧管26的转动范围；第三圆弧管28的另一端设有第三缺口槽39，第二圆弧管27一端的铰接板转动连接在第三缺口槽39内，以限制第二圆弧管27相对于第三圆弧管28的转动范围，保证了圆管框架25闭合后的圆度，利于各个方位上的校正杆30均能够与瓦片24外表面抵触充分，提高了对瓦片24的校正效果，确保瓦片24与圆管柱23、十字柱21对接的管口圆度，防止出现错边问题。

在本实施例中，圆管框架25由两根第三圆弧管28、一根第一圆弧管26、一根第二圆弧管27组成，一根第三圆弧管28一端的铰接板转动连接在另一根第三圆弧管28的第三缺口槽39内，第一圆弧管26连接在一根第三圆弧管28的一端，第二圆弧管27连接在另一根第三圆弧管28的一端。

如图1、2所示，①将四片瓦片24分别放置在十字延伸柱22的四个端面上，对瓦片24进行临时支撑，使瓦片24贴住十字延伸柱22，瓦片24的一端与圆管柱23的端面抵触，瓦片24的另一端与十字柱21的弧形翼缘20端面抵触；

②将圆管框架25的圆弧管穿过圆管套管34，使校正支架29同时连接两个圆管框架25；

③当瓦片24与圆管柱23、十字柱21的弧形翼缘20的对接处出现错边现象时，将圆管框架25布置在瓦片24四周，通过螺栓40和六角螺母41配合将圆管框架25的第一圆弧管26的端板和第二圆弧管27的端板进行锁定，使圆管框架25闭合；

④滑动校正支架29的第一连杆32，确定展开长度后，通过连杆夹紧器36固定校正支架29的第二连杆33管口，限制第一连杆32在第二连杆33中自由滑动，校正支架29的长度可根据错边位置灵活调整，适用性强，能够精确校正瓦片24之间、瓦片24与圆管柱23和十字柱21的错边问题；

将校正支架29在圆管框架25的圆弧管上滑动至校正位置，通过圆管夹紧器35夹紧固定圆管套管34，限制校正支架29自由滑动，校正支架29能够在圆管框架25上滑动，进而改变校正杆30的方位，可根据错边位置灵活调整，适用性强。

(d)校正瓦片24：

①采用火焰加热器加热待校正区域，然后旋转把手37，使校正杆30顶紧校正区域，直至校正完成；

②对瓦片24与圆管柱23、弧形翼缘20的连接处进行焊接固定；

③焊接结束后，松开六角螺母41，将圆管框架25打开，拆下圆管框架25，得到十字转圆管柱23。

本发明工艺简单，易于控制，能够实现校正瓦片24变形，提高十字转圆管柱23过渡段的整体圆度，确保瓦片24与圆管柱23、十字柱21对接的管口圆度，防止出现错边问题，保证了十字转圆管柱23的成型质量。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。