十字柱鋼結構工(gōng)廠化加工(gōng)技(jì )術

2020-3-19

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十字柱鋼結構工(gōng)廠化加工(gōng)技(jì )術

新(xīn)建高鐵站房項目下部結構采用(yòng)框架勁性結構體(tǐ)系，勁性結構鋼柱設計為(wèi)十字型截面，柱腳設計為(wèi)靴梁式預埋柱腳。鋼構件為(wèi)Q345GJC材質(zhì)，加工(gōng)性能(néng)較差，且截面較大，靴梁式柱腳焊縫多(duō)、闆材空間拼接多(duō)，加工(gōng)難度較大。項目通過采用(yòng)精(jīng)細化的深化設計管理(lǐ)和現代化的工(gōng)廠加工(gōng)管理(lǐ)，通過準備、加工(gōng)的全工(gōng)序質(zhì)量控制，實現了大型複雜鋼構件的加工(gōng)質(zhì)量控制。

鋼結構柱腳上連主體(tǐ)結構，下接下部基礎，是決定承載力的主要部位，使上部結構和下部主體(tǐ)有(yǒu)效的連接起來，他(tā)能(néng)有(yǒu)效固定上部主體(tǐ)的同時将柱子下端的軸力、彎矩和剪力傳遞給基礎，柱腳剛度直接關系到結構的穩定性。同時柱腳上部為(wèi)十字型鋼柱，下部是鋼筋混凝土基礎，兩者結構上存在不連續性。作(zuò)為(wèi)結構轉接和主要受力構件，如果柱腳及整根鋼柱處理(lǐ)不當、加工(gōng)質(zhì)量不可(kě)靠，将對整體(tǐ)結構造成嚴重不良影響。
　　
　　鋼結構的加工(gōng)制造随着結構的發展，鋼結構的制造工(gōng)業機械化水平也在不斷提高。從設計入手，結合制造工(gōng)藝，促進産(chǎn)品的定型化、标準化、系列化，形成加工(gōng)流水線(xiàn)，促進批量化生産(chǎn)，降低造價。我國(guó)鋼結構自19世紀開始發展，随着工(gōng)廠内加工(gōng)工(gōng)藝和管理(lǐ)模式的日漸成熟，新(xīn)型智能(néng)化加工(gōng)設備的推陳出新(xīn)，複雜鋼結構節點的加工(gōng)質(zhì)量也到了進一步保障，加工(gōng)效率大幅提高。
　　
　　2工(gōng)廠化加工(gōng)管理(lǐ)
　　
　　2.1工(gōng)藝流程綜述
　　
　　施工(gōng)準備階段進行原材料的采購(gòu)，進廠後進行檢驗，合格後再進行預處理(lǐ)，審閱施工(gōng)圖後完成工(gōng)藝準備、焊接工(gōng)藝評定、制作(zuò)工(gōng)藝流程。材料進場後按照圖紙尺寸要求進行放樣，檢查套料的尺寸精(jīng)度後再進行下料，切割、鑽孔、鋼材冷熱加工(gōng)成形後再進行尺寸檢查，完成焊接、矯正後合攏組裝(zhuāng)，再進行焊接、矯正，經過初裝(zhuāng)、中(zhōng)裝(zhuāng)并逐級檢查矯正後，進行大合攏總拼裝(zhuāng)。在車(chē)間完成構建的預拼裝(zhuāng)，全部檢查合格後，對構建進行塗裝(zhuāng)編号，最終驗收，合格後出廠。
　　
　　靴梁式十字柱結構由1段十字型鋼柱及4個靴梁組成，十字型鋼柱加工(gōng)步驟為(wèi)：先加工(gōng)出一個H型鋼柱，再将兩個T型鋼柱組裝(zhuāng)在H型鋼柱上，再對端部銑平，驗收後分(fēn)段完成十字柱加工(gōng);現場施工(gōng)靴梁式十字柱節點分(fēn)五次進行加工(gōng)，即十字型鋼柱和4個靴梁分(fēn)次加工(gōng)，在現場進行靴梁和十字柱的焊接，完成靴梁式十字柱結構的制作(zuò)。
　　
　　2.2深化設計管理(lǐ)
　　
　　基于BIM技(jì )術，應用(yòng)Tekla軟件，通過對鋼結構施工(gōng)圖紙節點的（建模→分(fēn)析→分(fēn)解→鋼筋-鋼構節點深化→焊縫深化→形成三維深化設計成果→導出深化設計圖紙→深化設計圖紙确認→出加工(gōng)圖→加工(gōng)）等管理(lǐ)流程，實現對鋼結構節點的深化設計，使圖紙信息由設計信息完成向加工(gōng)、安(ān)裝(zhuāng)信息的轉化。
　　
　　工(gōng)程靴梁式十字柱結構，其靴梁柱腳是深化設計的重點。通過對節點的三維模型搭建，優化鋼構-鋼筋穿插，确定連接闆、預埋螺栓、鉚釘等細部構件定位，并輸出可(kě)用(yòng)于指導工(gōng)廠化加工(gōng)的鋼結構加工(gōng)圖。
　　
　　2.3工(gōng)廠内工(gōng)藝管理(lǐ)
　　
　　（1）下料
　　
　　鋼柱主體(tǐ)按無餘量加工(gōng)形式下料，減少二次切割;構件長(cháng)4.1m，考慮上端端銑3～4mm以及整體(tǐ)焊接收縮量，翼闆下料長(cháng)度為(wèi)4105mm，允許偏差±1mm;全熔透區(qū)域腹闆下料寬度加設2mm焊接收縮餘量。
　　
　　45mm腹闆在下料後應先完成制孔，再進行坡口開設;注意坡口正、反向的區(qū)别，嚴格按照工(gōng)藝文(wén)件要求控制坡口角度及鈍邊尺寸，坡口角度偏差0～﹢5°，鈍邊尺寸偏差0～-2mm，并處理(lǐ)好半熔透和全熔透焊接坡口的過渡。
　　
　　（2）制孔
　　
　　45mm厚腹闆Φ22穿筋孔采用(yòng)高速龍門鑽、三維鑽（寬≤1220mm）制孔，80mm厚靴梁翼闆Φ22穿筋孔亦可(kě)采用(yòng)平面鑽制孔。
　　
　　（3）組立
　　
　　腹闆與翼闆焊接連接區(qū)域應将鐵鏽、污垢等清除幹淨。十字柱中(zhōng)H型及雙T型（将兩T型腹闆位置點焊組成H型）宜采用(yòng)人工(gōng)卧式組立，在平整胎架上進行，保證截面尺寸。
　　
　　引熄弧闆材質(zhì)、厚度、坡口尺寸選用(yòng)與腹闆相同的，保證焊縫端部質(zhì)量。為(wèi)減少構件翻身及焊接變形，組立時腹闆焊接坡口深坡口應同側，同時進行深坡口側的打底焊、填充焊等，翻身後完成淺坡口側的清根、打底焊、填充焊等。4.1m長(cháng)首節柱H型重約10t，單個T型重約5t，組立時應加設安(ān)全支撐闆防傾斜，并對構件噸位及件号進行标識。
　　
　　（4）焊接
　　
　　十字柱焊接前預熱至80℃;焊接時應注意翻身，減少焊接變形。H型及雙T型焊縫應采用(yòng)埋弧焊蓋面，十字焊縫位置空間尺寸約為(wèi)1m*1m，可(kě)采用(yòng)小(xiǎo)車(chē)埋弧焊。45mm厚腹闆與翼闆焊接後，焊縫焊腳高度10mm，允許偏差0～+2mm，不允許加大焊腳高度。
　　
　　（5）端銑及栓釘焊
　　
　　采用(yòng)大型端銑機（4.5米*6米）進行十字柱頂部端銑。　　（6）翻身倒運
　　
　　在翼闆對應位置加設翻身吊耳，在翼闆外側加設弧形卡闆工(gōng)裝(zhuāng)。使用(yòng)50t桁車(chē)主鈎、副鈎完成構件翻身。
　　
　　（7）塗裝(zhuāng)運輸
　　
　　表面處理(lǐ)：
　　
　　承軌層以下構件均為(wèi)勁性構件，無需抛丸除鏽，但應去除飛濺、油污等雜質(zhì)，保證構件外觀質(zhì)量。
　　
　　構件标識：
　　
　　1）按《工(gōng)廠構件标識-通用(yòng)工(gōng)藝》執行，并貼二維碼掃描圖片（即BIM條碼）。
　　
　　2）總裝(zhuāng)車(chē)間應在鋼柱柱頂往下500mm位置的圖紙▲側，打“△”型的樣沖眼标識。油漆車(chē)間用(yòng)白色油漆明顯。
　　
　　2.4廠内加工(gōng)要求
　　
　　工(gōng)廠内加工(gōng)的基本要求如下：
　　
　　（1）焊縫要求
　　
　　1）焊縫要求參照焊縫通圖。
　　
　　2）柱的翼緣闆拼接縫和腹闆拼接縫的間距不應小(xiǎo)于200mm，拼接長(cháng)度不小(xiǎo)于600mm;所有(yǒu)拼接縫都必須避開節點區(qū)域、加勁闆200mm以上。
　　
　　3）對接焊縫質(zhì)量等級均為(wèi)一級。
　　
　　（2）材料要求
　　
　　1）焊材，焊劑在使用(yòng)前應在350℃烘焙2h。
　　
　　2）栓釘，受潮的栓釘瓷環使用(yòng)前應在120℃～150℃範圍内烘焙1h～2h。栓釘選用(yòng)ML15型。
　　
　　（3）預熱要求
　　
　　闆厚≥40mm時，焊縫坡口兩側100mm範圍内，焊前應預熱到80℃;層間溫度控制在80～250℃;焊後用(yòng)保溫棉覆蓋緩冷至常溫。為(wèi)避免延遲裂紋産(chǎn)生，構件發貨前應再次檢查構件焊縫。
　　
　　（4）其他(tā)要求
　　
　　1）采用(yòng)火焰校正構件變形，加熱校正一般溫度為(wèi)700～800℃，不得超過900℃。
　　
　　2）過焊孔按照圖紙及《天津廠過焊孔-通用(yòng)工(gōng)藝》執行;定位焊按照廠通用(yòng)工(gōng)藝執行。
　　
　　3工(gōng)廠加工(gōng)質(zhì)量控制要點
　　
　　3.1 原材料質(zhì)量管理(lǐ)
　　

　　1）物(wù)資主管部門在進行工(gōng)程所需的各種材料的采購(gòu)前，應審查生産(chǎn)廠家是否滿足業主及工(gōng)程所需材料要求，并要求提供相關證明。必要時應進行材料産(chǎn)地或生産(chǎn)廠家的質(zhì)量調查，确保工(gōng)程材料的質(zhì)量保證。

　　
　　2）材料進場後，質(zhì)量主管部門與物(wù)資主管部門負責按照材料質(zhì)量标準進行外觀質(zhì)量和幾何尺寸的檢驗，并做好相關記錄。
　　
　　3）質(zhì)量主管部門在外觀質(zhì)量檢查合格的原材料、半成品中(zhōng)按照業主、監理(lǐ)及國(guó)家标準的規定進行取樣，抽取的樣品由質(zhì)量主管部門材料檢驗員負責送檢，檢測單位應具(jù)有(yǒu)規定的資質(zhì)并在當地建設行政主管部門備案認可(kě)。
　　
　　4）隻有(yǒu)經過驗收、檢驗被确認為(wèi)合格的原材料、半成品、零部件才能(néng)被允許使用(yòng)。
　　
　　5）經檢驗不合格的材料應進行明顯的标識，并及時與供應商(shāng)聯系按照合同協商(shāng)解決。嚴禁在工(gōng)程上使用(yòng)不合格材料。
　　
　　6）材料進場驗收後，均應做好标識，并按要求進行保管。
　　鋼結構加工(gōng)廠
　　3.2 制作(zuò)過程的質(zhì)量控制
　　
　　1）工(gōng)程質(zhì)量檢驗工(gōng)作(zuò)必須嚴格按照國(guó)家和地方政府的法律、法規、規範及規程标準執行。
　　
　　2）工(gōng)程開工(gōng)前，相關部門應對車(chē)間及作(zuò)業班組進行技(jì )術、制作(zuò)工(gōng)藝和檢驗計劃交底。
　　
　　3）作(zuò)業班組應嚴格按照設計圖紙和技(jì )術交底、制作(zuò)工(gōng)藝以及質(zhì)量驗收規範的要求進行，專職質(zhì)量檢驗員應按照檢驗批的劃分(fēn)随時檢查制作(zuò)質(zhì)量，發現有(yǒu)不符合驗收标準要求的及時進行整改。
　　
　　4）作(zuò)業班組在工(gōng)程生産(chǎn)過程中(zhōng)嚴格進行“三檢制”。上道工(gōng)序經檢驗合格後才能(néng)進入下道工(gōng)序的生産(chǎn)。
　　
　　5）專職質(zhì)量檢驗員及車(chē)間應認真做好生産(chǎn)記錄，以保持加工(gōng)質(zhì)量的可(kě)追溯性。
　　
　　3.3 成品保護管理(lǐ)
　　
　　1）質(zhì)量主管部門負責監督、檢查車(chē)間對構件、物(wù)資的标識和可(kě)追溯性的管理(lǐ)工(gōng)作(zuò)。
　　
　　2）物(wù)資主管部門以及車(chē)間負責對原、輔材料及生産(chǎn)過程中(zhōng)所有(yǒu)零部件、構件進行标識，并有(yǒu)可(kě)追溯性。
　　
　　3）庫内存放物(wù)資，物(wù)資主管部門宜采用(yòng)懸挂卡片的方法标識名(míng)稱、規格、材質(zhì)、數量、産(chǎn)地等。
　　
　　4）下料班組在零部件下料完成後，進入下道工(gōng)序前用(yòng)油漆标明零件号、材質(zhì)等信息。
　　
　　5）每道焊接作(zuò)業完成後，焊接班組應在焊縫附近标記焊工(gōng)鋼印号。
　　
　　6）總裝(zhuāng)班組應在構件組裝(zhuāng)完成後，用(yòng)鋼印标記出構件編号。
　　
　　7）成品堆場構件的堆放、發運的質(zhì)量管理(lǐ)。
　　
　　8）鋼構件制作(zuò)完畢後應加以臨時圍護隔離，防止踏踩。
　　
　　9）構件需要運輸時，應注意防止磕碰，防止在地面拖拉。

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