一种加载孔矩阵模块结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域铆焊预埋件制作
技术领域
，尤其涉及一种加载孔矩阵模块结构及其制作方法。背景技术
反力墙及反力台座可以开展结构和部件的二维伪动力试验研究。反力墙及反力台座混凝土结构里预埋矩阵加载孔，加载孔是试验构件与反力墙、反力台座的连接通道，也是受力传递的主要部件。加载孔单件是一段两端焊接方形钢板的钢管。加载孔安装定位、加载孔端板垂直度及平整度指标精度要求极高（设计为毫米级），只有高精度，才能保证在试验中相关仪器设备精确安装和试验数据准确。
由于设计要求加载孔现场预埋安装指标精度要求高，普通的预埋件施工定位方法已经不能满足施工要求，加之后续模板、钢筋、混凝土等分项施工过程不可避免的会产生震动，造成预埋件的位移，必须采取有效预埋方案。通过国内外相关资料研究检索，目前反力墙及反力台座加载孔主要有以下安装方式：
1、加载孔预埋件单件现场定位安装；2、加载孔预埋件单件安装，由现场安装定位模具进行纠偏定位。
第1种方式简单易行但存在加载孔调位困难，精度误差控制难度大，需反复调试，工期时间长。
第2种方式采用定位模具，局部安装精度高，但缺点是支撑体系要求高，造价高，二次调位困难，全局误差控制难度大，精度差，施工工期长。
基于以上现有技术存在的不足，通过研究，一种加载孔矩阵模块结构及其制作方法可解决上述问题。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种加载孔矩阵模块结构及其制作方法，加载孔矩阵模块预埋件在工厂精加工制作，只需在现场调整模块垂直、平整度及模块间的相对位置，调位简单易行，全局定位精度有可靠保证，施工工期短。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种加载孔矩阵模块结构，包括有若干加载孔单件和型钢骨架系统，所述的若干加载孔单件呈矩阵形式排列，并焊接在所述的型钢骨架系统上，构成加载孔矩阵模块。
加载孔单件委托工厂采用专用工装模具制作，其规格、精度、强度、刚度均满足设计及安装要求。
所述的型钢骨架系统包括有上片型钢骨架和下片型钢骨架，所述的上片型钢骨架和下片型钢骨架均是由多个相互平行的纵向型钢和多个相互平行的横向型钢焊接而成的，上片型钢骨架和下片型钢骨架的位于中部的上下两片相对应位置的横向型钢相互交错，每个加载孔单件的两侧分别与上下两片相对应位置的横向型钢焊接。骨架强度、刚度、挠度满足加载孔模块运输、安装及混凝土、模板、钢筋分项工序各环节施工要求。
所述的若干加载孔单件通过圆钢过渡焊接在所述的型钢骨架系统上。
圆钢为连接加载孔单件与型钢骨架连接过渡部件，圆钢的长度与直径满足加载孔与骨架焊接工艺要求。
所述加载孔单件规格圆管ø80 mm×12mm×900mm，端板200 mm×200 mm×12 mm。所述型钢骨架，纵横向型钢规格为8#槽钢，其中8根长度1200 mm槽钢，4根长度2000 mm槽钢。所述圆钢规格为ø10mm×70mm。
以上各部件尺寸用于加载孔矩阵模块 3×6个加载孔单件组成的间距500 mm模块（外形尺寸1000 mm×2500 mm×900 mm），若加载孔矩阵模块外形尺寸不同，则组装制作的加载孔数量及型钢规格、骨架长度、间距做适当调整。
一种加载孔矩阵模块的制作方法，具体包括如下步骤：
步骤（1）、制作加载孔单件；
步骤（2）、制作上片型钢骨架和下片型钢骨架；
步骤（3）、将制作好的加载孔单件呈矩阵形式排列，并通过圆钢过渡焊接在上片型钢骨架和下片型钢骨架上，构成加载孔矩阵模块。
所述的制作加载孔单件，其具体的施工过程为：
1）按照加载孔单件设计尺寸规格准备加载孔单件原材料；
2）将准备好的加载孔单件原材料采用工作模具制作加载孔单件，经检验合格后堆码备用。
所述的制作上片型钢骨架和下片型钢骨架，其具体的施工过程为：
1）根据需要制作的加载孔矩阵模块数量，计算所需纵向型钢和横向型钢的数量；
2）依次把组成上片型钢骨架和下片型钢骨架的纵向型钢和横向型钢放入不同的工装模具里，用电焊焊接，分别构成上片型钢骨架和下片型钢骨架；上片型钢骨架和下片型钢骨架焊接好后吊出工装模具，检测焊缝质量，复测上片型钢骨架和下片型钢骨架尺寸，合格后堆码备用。
所述的将制作好的加载孔单件呈矩阵形式排列，并通过圆钢过渡焊接在上片型钢骨架和下片型钢骨架上，构成加载孔矩阵模块，具体施工过程如下：
1）设计加载孔矩阵模块工装模具，所述的加载孔矩阵模块工装模具包括上部工装模具、下部工装模具、固定上片型钢骨架和下片型钢骨架的支架模具；
2）依次在加载孔矩阵模块工装模具里放入加载孔单件、上片型钢骨架和下片型钢骨架，用上部工装模具校正加载孔单件位置，无误后把加载孔单件通过圆钢过渡分别与上片型钢骨架和下片型钢骨架焊接固定；所述圆钢一侧与加载孔单件焊接，另一侧与上片型钢骨架和下片型钢骨架焊接，构成加载孔矩阵模块。
3）制作好的加载孔矩阵模块反复测量调试，合格后焊接牢固，从加载孔矩阵模块工装模具里吊出，经过加载孔矩阵模块校正台、测试台检验，符合设计要求各项指标.把合格的模块进行编号，堆码在干燥平整的库房里备用。
本发明的优点是：本发明解决了加载孔预埋件单件现场定位安装或加载孔预埋件单件安装定位模具进行纠偏定位的缺点，加载孔矩阵模块预埋件在工厂精加工制作，只需在现场调整模块垂直、平整度及模块间的相对位置，调位简单易行，全局定位精度有可靠保证，施工工期最短。从而达到质量保证率高、安全可靠，环保节能，降低成本，提高效益的目的。
附图说明
图1本发明的轴测图；
图2本发明的上片型钢骨架轴测图；
图3本发明的下片型钢骨架轴测图；
图4本发明中圆钢轴测图；
图5本发明加载孔与骨架连接轴测图。
具体实施方式
如图1-5所示，对本发明进行进一步的详细描述，需要说明的是，在合理设置结构件的情况下，本发明申请的实施例及实施例中的结构件能够相互组合。
一种加载孔矩阵模块结构，包括加载孔1本体，型钢骨架系统2，圆钢3。加载孔单件1通过圆钢3过渡焊接在型钢骨架系统2上，组成加载孔矩阵模块。
所述加载孔1本体，加载孔单件1委托工厂采用专用工装模具制作，其规格、精度、强度、刚度均满足设计要求。
所述型钢骨架系统2，一个加载孔矩阵模块型钢骨架系统包括上片型钢骨架21和下片型钢骨架22。上片型钢骨架21和下片型钢骨架22与多个加载孔1单件组成一个空间构件，即加载孔矩阵模块。
所述上片型钢骨架21和下片型钢骨架22，上片型钢骨架21和下片型钢骨架22分别由纵横向型钢构成，上片型钢骨架21和下片型钢骨架22位置根据加载孔1位置在工厂通过工装模具确定。上片型钢骨架21和下片型钢骨架22强度、刚度、挠度满足加载孔模块运输、安装及混凝土、模板、钢筋分项工序各环节施工要求。
所述上片型钢骨架21和下片型钢骨架22布置位置，上片型钢骨架21和下片型钢骨架22的中部横向型钢位置，上下对应相互交错，使得加载孔1圆管两侧均有与上片型钢骨架21和下片型钢骨架22固定点，上片型钢骨架21和下片型钢骨架22型钢夹持加载孔1圆管。
所述上片型钢骨架21和下片型钢骨架22，上片型钢骨架21和下片型钢骨架22纵横向型钢采用电焊连接。
所述圆钢3，为连接加载孔1单件与上片型钢骨架21和下片型钢骨架22连接过渡部件。圆钢3的长度与直径满足加载孔1与上片型钢骨架21和下片型钢骨架22焊接工艺要求。
一种加载孔矩阵模块结构的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、制作加载孔1单件。
1）准备原材料，按照加载孔1设计尺寸规格，购买钢管及钢板，材料必须有合格证及检测报告。
2）制作加载孔1单件，为了确保加载孔1的精度，专门设计加载孔1制作工装模具，保证加载孔批量生产，质量稳定。经多道工序，制作出加载孔1单件。加载孔1单件经检验合格后堆码备用。
3）加载孔1检验验收，加载孔1制作好后，逐个检测验收，合格的成品堆码备用。不合格的返工重做，严禁用于加载孔1模块组装。
步骤2、上片型钢骨架21和下片型钢骨架22制作
1）根据需要制作的加载孔1矩阵模块数量，计算所需型钢总数量，一次性购买进货。货物进场时进行验收检测，符合要求方可使用。
2）为确保加载孔1矩阵模块制作精度及效率，设计专用上片型钢骨架21和下片型钢骨架22制作工装模具。依次把组成上片型钢骨架21和下片型钢骨架22的纵横向型钢放入专用上片型钢骨架21和下片型钢骨架22制作工装模具里，用电焊焊接。上片型钢骨架21和下片型钢骨架22焊接好后吊出工装模具，检测焊缝质量，复测上片型钢骨架21和下片型钢骨架22尺寸，合格后堆码备用。上片型钢骨架21和下片型钢骨架22制作工装模具分别为两套，分别制作出上片型钢骨架21和下片型钢骨架22。
步骤3、加载孔1矩阵模块组装制作
1）设计加载孔1矩阵模块组装专用工装模具。工装模具包括底部及上部工装模具、固定上片型钢骨架21和下片型钢骨架22的支架模具。制作工装模具并反复试制调试，满足加载孔1矩阵模块制作精度要求。
2）加载孔1矩阵模块制作。依次在工装模具里放入加载孔1单件、上片型钢骨架21和下片型钢骨架22。用上部工装模具校正矩阵模块加载孔1单件位置，无误后把加载孔1单件与上片型钢骨架21和下片型钢骨架22固定。为了便于调整加载孔1单件位置精度，设置加载孔1单件与上片型钢骨架21和下片型钢骨架22之间焊接过渡圆钢3，圆钢3一侧与加载孔1单件焊接，另一侧与上片型钢骨架21和下片型钢骨架22焊接，有效减少焊接热变形对加载孔1精度影响。
3）加载孔1矩阵模块在制作工装模具里反复测量调试，合格后焊接牢固，从工装模具里吊出。经过加载孔1矩阵模块校正台、测试台检验，符合设计要求各项指标.把合格的模块进行编号，堆码在干燥平整的库房里备用。
本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。
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