[发明专利]矿山法初期支护格栅钢架焊接模具的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接模具，特别是一种矿山法初期支护格栅钢架焊接模具的制作方法。

背景技术

在地铁工程中，中国式矿山法是常用的一种区间暗挖隧道施工工法，采用格栅钢架结合网喷混凝土作为初期支护、后期模筑钢筋混凝土作为二衬的复合衬砌形式，其中，格栅钢架是由多种型号钢筋和型钢等焊接而成的，具有可根据不同的断面形式及荷载情况设计成不同截面形状的优点。在施工过程中，格栅钢架需根据断面种类和设计图纸要求提前加工，每榀格栅钢架分段制作，架设时采用螺栓连接拼接成环。格栅钢架的传统加工工艺为：一)根据设计图纸分段下料弯制钢筋；二)在钢筋加工平台上人工定位拼装、焊接格栅钢架主筋、U型构造筋、Z型构造筋和分段连接角钢。上述工艺存在的问题是：焊接质量与制作精度控制难度大，采用人工定位，制作过程繁杂、多次人工定位测量错误率高、安装时连接板螺栓孔位置难以对准，施工速度较慢且影响洞内格栅架设进度，不符合暗挖隧道施工早封闭的原则。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种矿山法初期支护格栅钢架焊接模具的制作方法，采用该模具焊接格栅钢架速度快精度高。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种矿山法初期支护格栅钢架焊接模具的制作方法，采用以下步骤：一)根据格栅钢架的设计图设计格栅钢架焊接模具；所述格栅钢架是由多个分段拼装连接而成的，所述分段的两端均设有端板，相邻的两个所述分段的端板通过螺栓连接在一起；每个所述分段包括四根格栅钢架主筋，分上下两层，每层有内外两根，四根格栅钢架主筋通过U型构造筋和Z型构造筋连接在一起；所述焊接模具包括基板和焊接在其上的多组托架，每组托架包括至少三个主筋托架和两个段端定位架，相邻的两组托架共用一个所述段端定位架，所有所述主筋托架和所有所述段端定位架围成一圈；所述主筋托架包括支架和焊接其上的两根水平设置的悬臂式托臂，所述支架位于格栅钢架的内侧，两根所述悬臂式托臂上下平行设置，它们之间的间距和格栅钢架上下两层主筋之间的间距相同，在上的所述悬臂式托臂上形成有与格栅钢架上层两根主筋适配的两个上层主筋限位槽，在下的所述悬臂式托臂上形成有与格栅钢架下层两根主筋适配的两个下层主筋限位槽，所述支架与所述基板固接；所述段端定位架包括定位支撑立板，在所述定位支撑立板上设有与格栅钢架分段端板连接的螺孔；二)应用revit软件建立格栅钢架焊接模具的三维模型；三)将所述基板铺设在地面上，利用格栅钢架焊接模具的三维模型在所述基板上放样定位，然后将构型不同的多组托架焊接在所述基板上。

在所述定位支撑立板的两侧设有斜撑，所述斜撑焊接在所述定位支撑立板和所述基板之间。

所述支架是由立放的角钢形成的；在上的所述托臂上固接有从内至外依次设置的限位块Ⅰ、限位块Ⅱ和限位块Ⅲ，同一个主筋托架中的所述支架与所述限位块Ⅰ之间构成一个位于内侧的所述上层主筋限位槽，在所述限位块Ⅱ和所述限位块Ⅲ之间构成一个位于外侧的所述上层主筋限位槽；在下的所述托臂上固接有从内至外依次设置的限位块Ⅳ、限位块Ⅴ和限位块Ⅵ，同一个主筋托架中的所述支架与所述限位块Ⅳ之间构成一个位于内侧的所述下层主筋限位槽，在所述限位块Ⅴ和所述限位块Ⅵ之间构成一个位于外侧的所述下层主筋限位槽。

所述限位块Ⅰ、所述限位块Ⅱ、所述限位块Ⅲ、所述限位块Ⅳ、所述限位块Ⅴ和所述限位块Ⅵ均是由钢筋制成的。

本发明具有的优点和积极效果是：通过应用revit软件建立格栅钢架焊接模具的三维模型，通过三维模型放样，确定托架中主筋托架和段端定位架的位置，最后完成焊接模具的制作，能够很好地保证模具的制作精度，进而保证格栅钢架的成环质量。每组托架包括至少三个主筋托架和两个段端定位架，相邻的两组托架共用一个所述段端定位架，能够很好地保证格栅钢架分段的成型质量和对位精确。主筋托架采用悬臂结构能够方便可靠地对格栅钢架主筋进行定位。因此采用本发明焊接格栅钢架不需重复调整、重复量测，速度快精度高，质量稳定，便于安装，能够缩短洞内架设时间，缩短围岩暴露时间，保证尽早成环，从而减小安全风险，减小对周边环境的影响。

附图说明

图1为本发明步骤一)中的格栅钢架焊接模具的结构示意图；

图2为本发明步骤一)中的格栅钢架焊接模具的应用效果图；

图3为本发明步骤一)中的格栅钢架焊接模具的一组托架的结构示意图；

图4为本发明步骤一)中的格栅钢架焊接模具的一组托架的应用效果图；

图5为本发明步骤一)中的格栅钢架焊接模具的主筋托架的结构示意图；