| 工程设备与材料 | Engineering Equipment and Materials ·108·
2020年第19期
作者简介：张善刚，男，高级工程师，研究方向：路桥工程。大直径钢管拱冷弯制作工艺探讨 怎么自制纳米胶带张善刚
（安徽省路港工程有限责任公司，安徽 合肥 230000）
摘 要：钢管拱结构形式的主拱圈一般采取短节段焊接或煨弯施工工艺，其虽操作简单，但工作强度大、工期较长、耗材很大、应力集中多。为尽可能采取机械化施工、确保质量、降低成本、加快进度、确保安全，文章以北川羌族自治县曲山镇楼坊坪村桥新建工程（楼坊坪溜索改桥）项目中的唐家山特大桥的大直径钢管拱为例，采取冷弯施工工艺，较好地解决了常规工艺中的一些不足之处，取得了较好的效果，可供类似工程参考与借鉴。关键词：钢管拱；冷弯；制作中图分类号：U445.5 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）19-0108-02
目前大直径钢管桁架形式多样复杂，不再局限于直线形钢管桁架、固定曲率半径弧形桁架等简单形式，随着建筑美观要求的提高，出现了更多的空间异形钢管桁架，即空间曲线形钢管桁架。对于这种桁架的出现，对钢结构施工工艺提出了更高的要求，特别是对桁架的上下弦曲线形钢管的弯制成型，需要采用更合理、更符合质量要求的新工艺。针对一些工程桁架材料材质多为Q345系列的大直径厚壁钢管，在制作过程中，人工进行焊接或火焰煨弯，不仅费工时而且制作精度不容易控制，达不到设计要求。文章提出了大直径钢管冷弯成型的加工工艺，其是在实际生产中开发形成的，并在唐家山特大桥中进行了实际应用。采用该工法弯制成型钢管，不仅加工速度快、质量好，还有效提高了经济效益、安全效益及社会效益，具有广泛的推广应用价值。
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1 工艺特点
（1）该工法克服了采用短节段焊接或火焰煨弯制作费工、费时和精度不容易控制等缺陷，有效地解决了大直径钢管的弯曲成型加工精度控制等难题。（2）该冷弯成型加工工法既可以进行固定曲率的钢管弯曲，也可以进行变曲率、平面或不规则圆形钢管的弯曲。（3）采用该工法弯管成型之前，需要充分利用计算机辅助软件，通过平面或空间放样，给出每隔一定轴线等间距的弯曲控制点的坐标值，以控制弯管加工成型。（4）采用该工法弯曲钢管成型，设备投入少，操作方便，质量好，工作效率高，经济效益、安全效益、社会效益显著。 污泥脱水剂
2 适用范围
（1）该工法适用于建筑领域大跨度空间结构中简单的圆形钢管弯曲成型，同样也适用曲线不规则圆形钢管的弯曲成型。（2）该工法还适用于需要相同顶弯应力和曲率半径及各类低碳钢制作的型钢的弯制施工。
3 工艺原理
3.1 计算机辅助放样
复杂的大直径弯曲钢管桁架，先利用计算机CAD 辅助设计软件，将弯曲管桁架的各控制点依次连接拟合成空间光滑弧线；再利用坐标系转换原理，将三维曲线转化成二维平面或平面外Z 向值较少的三维曲线，并根据精度控制要求布设等间距加密控制点，获取相应设计
参数，以控制弯管加工精度。3.2 钢管冷弯原理
钢管弯曲主要由两台液压千斤顶利用力学杠杆原理在两端同步对称施加推力，管中间采用靠模作为支点，然后利用力的平衡原理进行钢管弯制，使钢管弯曲达到塑性变形，如图1所示。
4 施工要点
4.1 曲线建模及放样
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利用计算机辅助设计软件CAD 标出拱形桥梁每榀钢管桁架弦杆的参数及特征点、控制点，然后根据所有特征点、控制点拟合成曲线方程，最后根据曲线将弦杆各控制点连接拟合成空间光滑弧线。曲线拟合过程操作要领：（1）拟合曲线必须经过所有控制点，如果没有经过所有控制点或少经过控制点，势必造成曲线方程幂次数降低，曲线拟合不充分而造成误差。（2）拟合曲线时若发现有曲线拐点出现，需检查控制点建模错误，有拐点的拟合曲线图如图2所示。由于控制点的错误在2、3、4之间易出现拐点，需及时修正。（3）采用坐标系转换原理，将三维曲线转化成二维平面或平面外Z 向值较少的三维曲线，并进行等间距加密控制点，以控制弯管精度；再利用CAD 辅助设计软件平台上开发的软
件对各控制点的坐标进行标注，以作为弯管时的控制值，加密控制点的曲线图及控制坐标如图3所示。
4.2 下料切割
ebeam通过对弯曲弦杆的曲线放样，在计算机辅助软件中
（a）弯管前 （b）弯管后
双电源自动切换装置
图1 弯管示意图
图2 有拐点的拟合曲线图
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