[发明专利]新型交叉网格结构的连接节点、专用胎架及其制备方法

权利要求书

1.一种新型交叉网格结构的连接节点，其特征在于：包括连接支撑板（1），所述的连接支撑板（1）的两侧端分别设有与连接支撑板（1）相固定的连接节点机构，所述的连接节点机构包括与连接支撑板（1）的外壁相固定的下盖板（2），所述的下盖板（2）的上部设有与连接支撑板（1）相固定的U型加劲板（3），所述的U型加劲板（3）的上部设有与U型加劲板（3）相固定的上盖板（4），二块下盖板（2）与连接支撑板（1）的下端相插接固定，二块上盖板（4）与连接支撑板（1）的上端相插接固定，二块下盖板（2）的外壁拼接成下拼接支角（5），二块上盖板（4）的外壁拼接成上拼接支角（6），所述的上拼接支角（6）、下拼接支角（5）和连接支撑板（1）间通过侧受力板（7）相固定，所述的上盖板（4）、下盖板（2）和U型加劲板（3）间通过受力板（8）相固定，所述的上盖板（4）的上部与下盖板（2）的底部分别设有连接牛腿（9），所述的连接牛腿（9）与连接支撑板（1）相固定，所述的上盖板（4）与下盖板（2）中分别设有相对称分布的灌浆孔（10）。

2.根据权利要求1所述的新型交叉网格结构的连接节点，其特征在于：所述的U型加劲板（3）的内壁设有均匀分布的加劲定位板（11），所述的加劲定位板（11）分别与上盖板（4）和下盖板（2）相固定，所述的加劲定位板（11）中形成与灌浆孔（10）相连通的穿孔（12），所述的连接牛腿（9）的外壁设有均匀分布的连接耳板（13），所述的连接牛腿（9）的外端设有定位圈板（14），所述的侧受力板（7）与受力板（8）的外端设有均匀分布的螺栓定位孔（15）。

3.根据权利要求1或2所述的新型交叉网格结构的连接节点，其特征在于：包括上盖板（4）与下盖板（2）间对称状分布，所述的上盖板（4）上的连接牛腿（9）与下盖板（2）底部的连接牛腿（9）呈对称分布，所述的连接牛腿（9）分别与上盖板（4）和下盖板（2）呈倾斜状分布。

4.根据权利要求1或2所述的新型交叉网格结构的连接节点，其特征在于：所述的连接支撑板（1）的上部与下部分别呈圆弧状分布，所述的下盖板（2）的外端呈倾斜状分布，所述的侧受力板（7）的中心线与连接支撑板（1）的中心线呈同一直线分布。

5.根据权利要求1或2所述的新型交叉网格结构的专用胎架，其特征在于：包括操作平台（16），所述的操作平台（16）上部的左右端分别设有盖板搁架（17），二块盖板搁架（17）间设有一对相间隔分布的牛腿搁架（18），所述的盖板搁架（17）的高度大于牛腿搁架（18），所述的操作平台（1）的底部设有均匀分布的支脚（19）。

6.根据权利要求1或2所述的新型交叉网格结构的连接节点的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）、切割下料：

钢板下料采取三维放样技术，同时将工艺补偿余量计入下料尺寸；

下料前钢板用矫正机进行矫平，通过等离子数控钢板切割设备，利用数控编程，将连接节点中涉及的各种异形钢板进行精确下料；

大口径钢管的牛腿采用六维数控相贯切割设备，设备采用CNC控制系统，配置等离子切割机，自动实现圆管多重相贯线的切割和剖口的开设；

牛腿端面采用机械动力装置进行端面铣加工，使牛腿端面保证平整，提高加工精度；

牛腿指连接牛腿；

（2）、加工成形：

通过大型液压设备，将U型加劲板加工成半椭圆柱状；

先采用专用压模对钢板两侧进行压头预压成型，并用样板检测椭圆度，两侧预压成型后，对钢板中部进行压制，压制时严格按下料时弹出的等分线进行逐步成型；

牛腿的卷制采用1500吨液压机，牛腿两端压头后，采用样板检测保证锥度，卷制时采用多次进给法，通过定位锥体母线调节进料方向提高卷制精度，卷制完成后进行纵缝焊接；

主要对牛腿管端椭圆度、管端的平整度、纵缝对口错边数值、锥度项目进行控制检测；

大口径钢管牛腿的压制采用大口径钢管压制生产线，下料钢板经铣边、折弯成型、合缝预焊、直缝内外埋弧焊接、精整整形、探伤检测一系列工艺流程后成为钢管，自动化生产线大大提高了钢管的加工精度要求；

通过三维空间定位钻床，分别在连接耳板、侧受力板和受力板进行孔位精确加工,保证了孔径、孔距、孔位的准确无误；

（3）、组装胎架：

组装胎架首先依据节点的外形尺寸条件，铺设型钢平台并精确整平，然后布置胎架，在满足胎架自身的强度、刚度和稳定性外，须保证车间组装、吊装的安全要求；

依据节点牛腿定位尺寸，在平台上布置支撑，用于临时固定节点牛腿；

同时根据节点控制点投影，划出节点关键控制点、牛腿中心线、牛腿端口线投影线，形成组装精度控制网；

（4）、组装、焊接和检测：

按加工工艺程序，将下料完成后的各零件放置在拼装胎架上并临时固定，组装采用三维坐标定位法组装定位，利用钢尺、线锤、全站仪工具对控制点的距离及位置进行测量；

第一步，先将下盖板水平定位后，与连接支撑板组立，将下盖板与连接支撑板相连处开好剖口，剖口可以根据实际板厚的情况，剖口采用V型或U型，焊缝等级为一级全融透；

第二步，将U型加劲板、连接支撑板和下盖板组立，将连接支撑板和上盖板相连处开好剖口，剖口采用双面K型，焊缝等级为一级；

第三步，将加劲定位板、侧受力板、受力板放入其中分别与连接支撑板、下盖板和U型加劲板相连；

第四步，将上盖板盖上，在上盖板和下盖板的中间分别开直径为900mm的灌浆孔，以便加工时有施焊空间及方便现场灌混凝土；

在以上4步完成后，节点箱体已组装完成；

在焊接过程中，根据焊接工艺评定，节点焊接遵循平面上由中间向四周方向施焊，立面由下向上、尽量按中和轴对称施焊的顺序原则，通过设置刚性支撑固定、反变形、矫正工艺减少焊接变形，并采用振动时效工艺对构件进行残余应力的消减；

特别须保证节点连接支撑板处的焊接质量，因支撑板厚度最大可达150mm，厚度方向性能达Z25，材质为Q420GJ,并且焊缝区域集中，焊接过程着重控制厚板的层状撕裂、焊接变形及残余应力的消减；

第五步，焊接完成后，根据要求进行超声波探伤，确保焊接质量，同时需要进行尺寸检测，确认满足设计要求后进行下一步工序；

第六步是将连接牛腿与拼装胎架上的构件组立，由于每个节点的位置都在变化，角度均各不相同，因此需要在连接牛腿相贯线下料时，就根据三维实体模型进行数字化编程，同时在等离子数控切割时就开好焊接剖口角度，以便于该节点的最后一道工序顺序完成；

牛腿组装时，按管口定位点控制组装精度，焊接过程中注意保证牛腿小夹角相贯焊缝质量；

组装完成后对整体节点进行外观及最后焊缝的检测，满足设计和现场拼装尺寸的要求；

外观关键尺寸包括：牛腿端口控制点与节点中心尺寸、牛腿端口控制点间尺寸、节点上下盖板标高尺寸、上下部圆管牛腿内侧控制点距离。