前经手的一个钢螺旋楼梯9.docxVIP

2年前经手的一个钢螺旋楼梯，整理一下从深化、制作到安装的过程，贴出来，希望对大家有启发。这个项目总共1200吨钢结构，是4个基本一样的7层的楼楼之间的平台。对我来讲，属于一个半路接手的擦屁股的活，硬着头皮帮忙完成。这里不说其它的主结构，只说说其中的螺旋楼梯。每个平台有2个螺旋楼梯，相互呈双螺旋关系分别从底层一直上到7层。楼梯宽2500，内踏步梁弯曲半径3250，外踏步梁半径5750，踏步梁采用300的焊接H型钢，踏步用6mm花纹钢板。下面是设计院给的平面图：先做详图深化，首先想到的是用Xsteel，找一妹妹来建模（俺不会），应该是水平还可以的吧，很快，把标准层的楼梯模型搭起来了。欣赏完漂亮的模型，放大节点，发现不是那么回事了。螺旋楼梯的H型梯边梁，其腹板应该是永远在竖直平面内，每个截面应该是标准的H型，即每个梁的剖断面中翼缘与腹板应该是垂直的。很遗憾，Xsteel对于这种螺旋型的构件无能为力。试过很多种办法，如先建一个圆弧梁，再抬高某一端；或者建出螺旋梁的中心线，再赋予H型的截面，甚至想采用多段折线来模拟螺旋，都不能取得良好的效果。往往到最后，梁的端部截面种腹板不再在竖直平面内，从这一点中，就可以看出Xsteel建的螺旋梁是不可取的。（也不知是不是有其它的办法我们没想到）非常懊悔，舍弃了Xsteel建模的想法！最后，还是采用古老而经典的Autocad来三维建模，这将是最准的，出图也清楚。毕竟Xsteel的调图足以让人抓狂，尤其对于这种不是呈直角关系的构件。下图是某一层的一个楼梯。梯边梁被圆柱断成几节，而且中间有部分水平的休息平台。所有梯边梁与圆柱采用4～6个螺栓用耳朵板连接。放样时，先放出踏步的平面位置，将每个踏步抬高相应的高度，之后将踏步板的端部中点连起来，就形成了梯边梁的腹板中心线，虽然这是折线，但已足够精确，而且所有控制点的位置是准的。再给腹板加上翼缘。翼缘的宽度方向的线应该永远是水平而且向着整个楼梯的圆心的（好好琢磨这句吧）。由于腹板的位置高度一直在变，手工完成加翼缘是很烦的，最后是通过编CAD的小程序完成的。整体建完模，处理完梯边梁转折处，包括节点板、螺栓孔都定好位，就可以将每个梯边梁挪出标注了。下图是某个梁的三维图。翼缘、腹板实际上是一个一个折线。画那么多三角实际上是为后面画展开图来辅助的。记得论坛里有个老兄编过程序来画曲面的展开图。当时我也是这么做的。编程序将翼缘、腹板的三维模型变成展开图。对于标准的螺旋梁来讲，腹板的展开图是一个矩形或者说是平行四边形，翼缘展开是一个标准的扇型，扇型的半径有公式可算出来，钣金手册中有。考虑到螺旋梁中有折线（平台处），端部与柱子相连可能有切角，所以还是三维建模后老老实实展开。展开后的图就可以作为下料图了。在展开图中同时定位了踏步板与梯边梁连接用的角钢。原来的想法是，展开图出来后，根据展开图下料，然后直接组立成螺旋梁。后来发现不好做。。我原来的想法是：根据展开图下料－做胎架－在胎架上组立成螺旋型焊接H型钢。下料没问题，做胎架也没问题，在胎架上组立困难就比较大了：腹板可以用辊圆机斜着辊圆，翼缘是翘曲的，原想边烤边用导链或千斤顶，后来车间说不好做，就没再尝试了。最后采用的办法是：先焊成直线的H型钢，然后送至拉弯厂对构件进行拉弯成螺旋型，然后再拉回来进行加工。这样做费用比较高，与原来的想法相比，这样做的费用包括：一次加工（做成直线型的H型钢）＋至拉弯厂的来回运费＋拉弯费用＋二次加工（组对至成品）＋材料损耗大（考虑到拉弯机两端不能完成需要的弧度，所有的螺旋梁在做成直线型时全部加长了400mm，二次制作时将端部割掉不用）。但效率会高些，翼缘腹板间可用埋弧自动焊，手工组立螺旋梁只能用手工焊，与之相比焊缝外观漂亮，而且可能精度也更容易保证。与整个工程（1200吨）相比，总共60来吨的螺旋梁占的比重不大，所以最后费用高点也认了，本想花钱买个踏实，其实不然。。。下图是拉弯厂的拉弯机设备，就是用它来拉弯螺旋梁的。我见过拉弯成平面弧形，可惜拉弯螺旋梁时没在场，没照片下图是拉弯厂完成后的螺旋梁，乍一看，还不错。。在拉弯厂车间里还做了个胎具用来检验螺旋梁的弧度和起坡度。一开始时挑了几个螺旋梁检验，效果还不错。螺旋楼梯有内外两个梯边梁，外圈的半径5750，内圈的3250。做完螺旋梁后，外圈的还好，整个梁看过去还比较平整，内圈的问题就出来了。由于内圈的梁弯曲半径小，大部分拉弯后翼缘出现局部波浪，这是拉弯半径太小，造成翼缘应力释放不出去造成的。想过一些办法来校正：火烤、大锤砸，收效甚微。后来说只能将翼缘局部割断，整平后再对焊起来。我一听，得了吧，别折腾了，那还不越整越寒碜了。最后没办法，变形实在太大的烤烤、砸砸，死猪不怕开水烫，只能这样就交了。好在翼缘的变形不影响与柱子、踏步的连接，而且据说最后钢梁要装修包起来的。