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钢结构施工方案培训资料

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2020年5月29日
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目录
第一章 编制依据及工程概况 1
1. 编制说明及编制依据 1
1.1 编制说明 1
1.2编制依据 1
2.工程概况 2
2.1工程总体概况 2
2.2 结构工程概况 3
第二章 钢结构工程深化设计 3
1. 深化设计的总体思路 3
1.1 深化设计目的 3
1.2 深化设计总体思路 4
1.3 深化设计总体流程 5
2. 深化设计部署及进度计划 5
2.1 深化设计组织机构 5
2.2 钢结构深化设计人员部署 6
2.3 深化设计进度安排 6
3. 钢柱现场拼接接头深化设计 6
4. 深化详图设计方案 8
4.1 深化详图设计内容 8
4.2 深化详图设计深度 8
4.3 深化详图设计流程 10
4.4 深化详图设计软件 12
5 深化设计质量保证措施 12
第三章 制作工艺 15
3.1 加工工艺流程 15
3.2 钢板板切割 16
3.3 厚板H型构件翼缘板焊接反变形 18
3.4 构件焊接收缩变形 19
3.5 制定焊接工艺顺序的原则 20
3.6焊接H型构件的组对、焊接工艺 20
3.7 十(T)字柱制造工艺方案 25
第四章 钢结构安装 38
4．1 编制前提 38
4．2 机械的选择部署及钢构件分段 38
4．3 钢结构安装工艺 43
4．3．1安装准备 43
4．3．2 钢结构安装顺序 48
4．3．3 钢结构地脚螺栓测量及埋设控制 48
4．3．4 钢柱的安装工艺 52
4．3．5 现场焊接施工 58
4．4 施工进度计划和保证措施 66
4．5 材料的采购与实验 72
4．6 成品保护与构件运输 75
4．7 钢结构测量 79
4．9 工程质量保证体系 90
4．10 冬季低温天气施工措施 96
4．11 安全健康管理措施 97
4．12 现场文明施工及环保措施 98
4．13 工程验收 99

第一章 编制依据及工程概况
1. 编制说明及编制依据
1.1 编制说明
为了保证兰州城关万达广场1号住宅钢结构工程施工的顺利开展,并满足土建及其它工程的施工要求,指导现场施工,确保施工质量、安全和提高施工效率,特制定本方案。
1.2编制依据
1.2.1 工程文件
1、本工程钢结构施工图纸;
2、本工程土建结构施工图纸;
1.2.2 设计、加工、安装及验收遵循的标准及规范
序号
规范、标准名称
编号或文号
1
<钢结构设计规范>
GB50017
2
<冷弯薄壁型钢结构技术规范>
GB50018
3
<建筑钢结构焊接规程>
JGJ81
4
<钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程>
JGJ82
5
<钢结构工程施工质量验收规范>
GB50205
6
<焊接质量保证>
GB/T 12467-12469
7
<钢结构防火涂料应用技术规程>
CECS24
8
<碳素结构钢>
GB700
9
<厚度方向性能板>
GB5313
10
<钢结构制作工艺规程>
DGJ08-216
11
<埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸>
GB986
12
<钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级>
GB11345
13
<涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级>
GB8923
14
<钢的力学及工艺性能试验取样规定>
GB2975
15
<低合金高强度结构钢>
GB/1591
16
<金属拉伸试验方法>
GB/T228
17
<工程测量规范>
GB50026
18
<建筑机械使用安全技术规程>
JGJ33-
19
公司企业标准:质量保证手册及施工作业指导书

1.2.3 施工单位在类似工程中丰富的施工经验。
2.工程概况
2.1工程总体概况
1、本工程用地位于:兰州市城关区城市主干道天水北路东侧,南邻雁滩路。
2、建筑层数: 工程地下二层,地上四十六层。
建筑高度: 157米
3、主要钢构件规格:
序号
构件名称
规格、型号(mm)
单重(kg/m)
使用部位
备注
1
GZ1
H200*150*16*16
62.80
1号住宅

2
GZ2
H250*200*16*16
81.64
1号住宅

3
GZ3
H250*200*25*25
127.56
1号住宅

4
GZ4
H250*200*30*30
150.08
1号住宅

5
GZ5
十750*50*400*35
973.40
1号住宅

6
GZ6
H750*400*40*40
486.70
1号住宅

2.2 结构工程概况
2.2.1结构形式
⑴ 结构形式
主楼结构体系为框架-剪力墙结构;

第二章 钢结构工程深化设计
1. 深化设计的总体思路
1.1 深化设计目的
深化设计目的
序号
内 容
1
经过深化设计,对兰州城关万达广场1号豪宅钢结构施工过程中结构的整体安全性和重要节点的受力进行验算,确保所有的杆件和节点满足设计要求,确保结构施工过程和使用安全。
2
经过深化设计,对兰州城关万达广场1号豪宅钢结构的构件和节点进行构造优化,确保加工制作的工艺可行性,确保现场施工的合理和便捷,提高生产和安装效率。
3
经过深化设计,依据设计院的钢结构设计施工图进行详图设计,转化为供工厂加工和现场安装使用的标准加工详图与构件安装详图。
4
经过深化设计,对本工程所有构件进行统一规则的流水编号,并录入公司项目信息库,上至项目指挥部,下至工厂、施工现场,对加工与安装过程进行全程信息化管理与监控,实现项目与制造的对接,确保本项目实施过程的精细化管理。

1.2 深化设计总体思路
钢结构深化设计不是简单的细部设计,而是在设计图纸基础上的二次设计。
1.2.1国内建筑设计院的钢结构设计一般仅对结构受力提出了一些基本的要求,较少考虑钢结构体系变形的特殊性,相对于混凝土结构而言,绝大多数钢结构均为稳定控制,而当前国内外商业程序均没有自动校核压杆稳定的模块,一般设计单位仅验算代表性的杆件,极易留下隐患;
1.2.2钢结构与混凝土结构相比,最大的不同在于钢结构节点形式的合理及可靠是保证结构体系安全的关键,一般而言,混凝土结构节点能够做到完全刚接,故计算假定与实际结构基本吻合,而钢结构则不同,绝大多数节点既非绝对刚接,亦非绝对铰接,根据节点形式及构造的不同,节点刚度是一个变量,但一般均将节点设定为刚接或铰接,造成理论计算与实际结构不符。还有,钢结构节点造型日趋复杂,很难按常规的梁、杆或板单元进行计算,必须采用有限元方法才能找出内力分布规律,避免应力集中,保证结构安全。
从上世纪九十年代初开始,随着计算机技术的日益发展,建筑设计行业开始兴起一种新兴的仿真设计方法——计算机虚拟建模技术。即在电脑上按建筑物的真实尺度实体建模,将建筑物按真实比例显示在屏幕上,这种技术的优点是能够让设计者、建造者及业主看到建筑整体、各个分部、各种构件的相互关系、空间体量、节点连接及支座条件,完全摒弃了传统的三视图设计原理。随着中国钢结构的迅速发展,钢结构深化设计作为一个新兴行业也得到了发展壮大,深化设计水平逐年提高,基于数字化虚拟建模技术明显的优势,拟在本项目采用这一数字化虚拟建造技术,对所有钢结构工程进行1:1实体建模,并将每一根构件、每一个节点、每一块零件板从空间模型中调出来,根据加工制作及安装需要进行剖切、投影,生成深化设计详图,因此图纸上的所有尺寸,包括杆件长度、断面尺寸、螺栓孔间距等,在理论上是没有误差的。高精度、高质量的设计,辅之以数控加工设备,使钢构件制作精度达到理想状态,从源头上保证钢结构安装精度及质量。
经过如上分析,兰州城关万达广场1号豪宅钢结构钢结构工程深化设计的思路为:以施工图和国家、行业、地方规范规程为依据,进行结构、节点的复核计算及构造优化,以数字化虚拟建模技术为手段进行深化详图设计。
1.3 深化设计总体流程
项目立项 → 搜集、熟悉设计资料 → 图纸会审,构造优化 → 人员部署,进度安排 → 设计交底 → 深化设计展开 → 内审、外审 → 项目实施过程服务 → 项目结束、竣工图整理、设计存档
2. 深化设计部署及进度计划
2.1 深化设计组织机构
项目总工程师

深化设计管理部

技术负责人

结构组

工艺组

详图组

专业负责人

专业负责人

专业负责人

设计人员

设计人员

设计人员

钢结构加工厂

图 钢结构深化设计组织机构
2.2 钢结构深化设计人员部署
钢结构深化设计人员部署
钢结构技术负责人
1人
结构组
专业负责人
1人
设计人员
1人
工艺组
专业负责人
1人
设计人员
1人
详图设计部
专业负责人
1人
建模人员
1人
制图人员
1人
校对人员
1人
合计
9人
2.3 深化设计进度安排
表 深化设计进度安排
序号
钢结构深化设计项目
工期
1
每节钢柱深化
5工作日
2
每节钢柱审核、校对
2工作日
3
每节钢柱出图
1工作日
3. 钢柱现场拼接接头深化设计
钢结构制作和安装过程中,由于运输条件的限制,或者柱截面发生变化,需要将柱和柱拼接起来。柱的拼接节点一般都是刚性节点,为便于现场安装操作,柱拼接接头一般设置在距楼板顶面以上1.1～1.3m的位置,同时避开水平荷载下的最大弯距区,抗震设计时柱的拼接接头应位于框架节点塑性区以外,并按与柱截面等强度原则设计。
考虑运输方便及吊装条件等因素,柱的安装单元一般采用二～三层为一节,长度不超过14.5m。根据设计和施工的具体条件,柱的拼接可采用焊接或高强度螺栓连接。焊接接头没有拼接节点板,传力简单,外形整齐,节省材料。但高空焊接作业,需要采取措施保证焊接质量。
有抗震设防要求的焊缝连接,应采用全熔透坡口焊。箱型柱壁板全熔透坡口焊时,下柱与柱口齐平处设置盖板,厚度一般不小于16mm,用单边V形坡口与柱壁板焊接,其边缘与柱口截面一齐刨去4mm,以便与上柱的焊接垫板有良好的接触面。下柱盖板与柱壁板焊接时,应保证一定的焊接深度,使柱口铣平后不致将焊根露出。箱型柱现场焊接接头的上柱也应设置上柱隔板,以防止运输、堆放和焊接时的截面变形,其厚度不小于10mm。
钢柱的现场拼接,4个壁板均采用焊接。上下柱均设置安装耳板,以便安装就位。每个耳板上开三个螺栓孔,耳板厚度根据风振及施工荷载确定,并不小于10mm。拼接时,首先用连接板和螺栓将上下柱的耳板连接固定在一起,再进行柱翼缘和腹板的焊接。柱焊接好后,用焰割将耳板切除。连接板为单板时,其厚度宜取耳板厚度的1.2～1.4倍;为双板时,宜取耳板厚度的0.7倍。连接耳板的螺栓直径不小于M20。

图 钢柱现场安装拼接接头

4. 深化详图设计方案
4.1 深化详图设计内容
深化详图设计的内容包括(但不限于)以下内容:
表 深化详图设计内容
序号
内 容
1
深化设计图纸目录、钢结构深化设计总说明、焊接通用图
2
构件布置图
3
总装图、成品构件图、零件图
4
成品构件清单、螺栓清单
5
其它需要表示的内容
4.2 深化详图设计深度
深化设计图纸的表示至少(但不限于)达到如下要求的深度。
4.2.1 图纸目录、图纸清单至少应包含以下内容
表 深化设计尚应包含内容
序号
内 容
1
应注明详图号
2
构件号、数量、重量、构件类别
3
图纸的版本号以及提交的日期
4
其它资料
4.2.2 钢结构设计总说明,主要应包含以下内容
表 设计总说明包含内容
序号
内 容
1
工程概况及设计依据(主要为遵照的设计、施工规范、规程)
2
钢材、焊接材料、螺栓、涂料等材料选用说明及依据
3
加工、制作、安装及涂装(包括防火)的技术要求和说明
4
焊接、除锈、涂装等工艺的质量要求
5
加工、制作、安装及涂装(包括防火)需要特别强调的事宜
6
图例说明
7
其它需要说明的内容
4.2.3 构件清单
准确而详细地表示所有构件和图纸的对应关系以及所有应当表示的构件信息
4.2.4 地脚螺栓布置图、平、立面布置图(包括剖面布置图),至少应包含以下内容:
构件编号、安装方向、标高、安装说明等一切安装所必须具有的信息。
4.2.5 构件加工图,至少应包含以下内容:
表 构件加工图包含内容
序号
内 容
1
构件细部、材料表、材质说明、构件编号、焊接标记、连接细部、锁口和索引图等
2
螺栓统计表、螺栓标记、螺栓规格
3
轴线号及相对应的轴线位置
4
加工、安装所必须具有的尺寸
5
方向
6
图纸标题、编号、改版号、出图日期
7
加工厂及安装所需要的必要信息
4.2.6 零件详图
尺寸表示完整。
4.3 深化详图设计流程
深化详图设计流程见下图。
设计结束,提交完整设计图纸

开始下一批图纸设计

图纸交底
及工厂

设计人员详图设计

详图设计碰到图纸问题,向设计单位提交书面报告

完成一批图纸

校对、审核

修 改

提交图纸

设计交底,提交施工图设计单位确认
施工图设计方确认

设计方审核确认

施工图设计单位进行施工图交底

熟悉图纸

安装单位进行安装方案交底

详图设计单位确定杆件分段位置、加工工艺、图纸分批情况及图纸提交时间

详图设计人员再次熟悉图纸,并提交图纸中问题书面报告

图 深化详图设计流程
4.4 深化详图设计软件
结合以往工程深化设计经验,兰州城关万达广场1号豪宅钢结构钢结构工程的钢结构部分详图设计主要采用CAD辅助设计、出图。
照上述步骤完成后,将最后完成的图纸进行”自校—互校—校对—审核—签字”。
五、 工艺设计
根据兰州城关万达广场1号豪宅钢结构钢结构工程具体的焊接坡口及切槽构造,应根据接头的类型、板件的厚度、板件焊缝的类型、质量等级及相关规范、规程,并结合工厂制作工艺要求进行设计。
5 深化设计质量保证措施
5.1深化设计三级审核制度
除了强化人员能力配备外,对深化设计严格合理的工作流程、体制和控制程序是保证深化设计质量的关键因素。总包项目经理部将根据中国钢结构行业的具体情况,制定符合建设部颁布的各项制图标准和设计规范的深化设计标准,建立起完善的三级审核制度。设计制图人员根据设计图纸、国家和部委规范、规程以及企业深化设计标准完成自己负责的设计制图工作后,经过以下检查和审核过程:
5.2 设计制图人自审

设计制图人将完成的图纸打印白图(一次审图单),把对以下内容的检查结果用马克笔做标记:

表 深化详图自审内容
序号
内 容
1
笔误、遗漏、尺寸、数量;
2
施工的难易性(对连接和焊接施工可实施性的判断);
3
对于发现的不正确的内容,除在电子文件中修改图纸外,还要在一次审图单上用红笔修改,并做出标记(圈起来);
4
自审完成后将修改过的图纸重新打印白图(二次审图单),并将一次审图单和二次审图单一起提交审图人员。

5.3.1 审图人员的校对检查
审图人员的检查内容和方法同自审时基本相同,检查完成后将二次审图单交设计制图人员进行修改并打印底图,必要时要向制图人将错误处逐条指出,但对以下内容要进行进一步审核:
表 审核内容
序号
内 容
1
深化设计制图是否遵照公司的深化设计有关标准;
2
对特殊的构造处理审图;
3
结构体系中各构件间的总体尺寸是否冲突。

5.3.2 审定时的审图以深化设计图的底图和二次审图单为依据,对图纸的加工适用性和图纸的表示方法进行重点审核。对于不妥处,根据情况决定重复从审图人员开始或制图人员开始的上述工作。

5.4 及时的通知、反馈、处理
当深化设计出现质量问题,在生产放样阶段被发现时,及时通知深化设计部。深化设计部立即组织人员对问题进行分析,如果判断属于简单的笔误,即迅速修改错误,出新版图,并立即发放给生产和质量控制等相关部门,同时收回原版图纸。当质量问题判断为对设计的理解错误或工艺上存在问题时,重新认真研究设计图纸或重新分析深化设计涉及到的制作工艺,及时得出正确的认识,并迅速修改图纸,出新版图后立即发放给生产和质控等相关部门,同时收回原版图纸。当在构件制作过程中或安装过程中,根据现场反馈的情况发现深化设计的质量问题时,立即通知现场停止相关部分的作业。同时组织技术力量会同有关各方研究处理措施和补救方案,在征得设计和监理同意后,及时实施,尽可能将损失减少到最小,并将整个过程如实向业主汇报。
5、出错补救措施
深化设计部设专门联系人与设计院、业主保持不间断的联系,尽量减少深化设计的错误;在设计中发现深化图出错,而尚未下料开始制作的,立即对错误进行修改,在确认无误后再进行施工;如果深化设计发生错误,且工厂已经下料开始制作,在发现错误后,立即停止制作,并向设计院和业主报告,与设计人员共同商讨所出现错误的性质,如果所发生的错误对整体结构不造成安全影响,在设计院、业主的认可、批准后继续施工;否则对已加工的构件实行报废处理。

第三章 制作工艺
3.1 加工工艺流程
技术准备
施工图转换
焊接工艺评定试验,焊接变形测试等
编制工艺规范及制造方案的优选
焊工及检验人员培训
施工组织设计
工装器具设计及制造
验收标准实施细则
材料复验
钢材前期加工
预处理及车间底漆(如有)
钢板(管)下料切割、校平
NC切割,焊接坡口加工
杆件加工
胎架组装
焊接及焊接变形控制
校形
检验
节点整体组装
组装方法,胎架及机具
整体检验
拆卸
涂装
二次处理
涂装
运输

加工工艺流程图
3.2 钢板板切割
3.2.1 厚板切割方法的正确选择
钢板板切割质量的好坏,直接影响到后道工序—结构组装。过去传统的切割方法是采用普通火焰切割+机械铣边(刨边)。普通火焰切割,由于乙炔气体焦距火焰温度高达3200℃。在切割厚板时,将钢板的上缘容易熔塌,下缘容易挂渣等情况,同时割咀小,切割端面呈锯齿状。为了保证切割端面光洁度、垂直度,需要增加一道机械铣边工序,但该工序将对钢板的端面易产生微裂状,这对焊接遗留下隐患。本公司为了保证厚板切割质量吸收国外的先进工艺采用精密切割方法,选用高纯度98%以上的丙稀气体+99.99%的液氧气体,使用大于4#+9#割咀切割火焰的焦距温度在2900℃。这种切割工艺使60mm切割后坡口端面光滑、平直、无缺口、无挂渣。对钢板的表面硬度浓度影响降至0.2mm(普通火焰的切割表面硬度深度≥0.5mm)。为了降低及消除切割对钢板的金相组织的影响,本公司采用板材切割后,由操作工对每块板材的切割端面用电动砂轮打磨机进行打磨,在经过钢板矫正机的滚压校平,完全消除了切割对钢板强度应力的影响。
坡口尺寸大若精度超差,造成焊缝间隙、坡口角度偏大 ,加大焊接工作量;坡口角度偏小,造成熔深不够。本公司除了选用精密切割工艺外,特别注重切割操作工的培训和质量意识的教育。要求每个切割工上岗作业前,首先检查割咀与轨道,因为割咀与轨道对切割端面的质量有直接的关系;在作业过程中,每个切割工都配备一把卡度尺,随时进行自检自查,及时调整火焰焦距与轨距,避免造成切割端面的精度质量。
3.2.2 厚板切割气体的正确选择
氧气和切割燃气是工厂与现场气割的必备材料,除火焰割嘴需选用超音速割嘴外,氧气的纯度和燃气的燃烧热能选择,也是影响材料和坡口切割的重要因素,若处理不当,将会造成不良后果并造成较大的浪费。
常见的切割气有乙炔、丙烷和丙烯。在切割和矫正厚板时,传统的做法是采用乙炔,因为乙炔具有火焰温度高、加热速度快等特点,在薄板和中板的切割中,丙烷和丙烯被应用较多。我公司经过乙炔、丙烷和丙烯厚板切割的对比试验,发现丙烷和丙烯同样能够完成厚板的切割,特别是采用丙烯,不但可保证切割质量,而且能够节约切割成本。下表为我们从实践中总结出的厚板切割燃气对照表:

各种燃气对照表
切割参数
乙炔
丙烷
丙烯
氧气中火焰温度℃
3000～3300
2100～2600
2500～2900
热值(KJ/kg)
50000
21500
49167
空气中爆炸范围
2.5～80.0
2.4～9.6
2.0～11.1
毒性
低
低
低
最大使用压力(Mpa)
0.1
0.85
0.92
回火机率
高
低
低
耗氧量(M3/kg)
1
1.9
2.6
预热时间
短
较长
较短
产生1000千焦的热量费用
0.34元
0.40元
0.19元
切割速度
较快
稍慢
稍慢
切割质量
一般
较好
较好
重复的试验和工程实践证明,工人只要掌握了完整的切割方法和有效的操作经验,采用合适的丙烯气体,完全可进行厚板的有效切割,同时,由于丙烯火焰温度稍低,比较温和,切割面光洁度更高,切割质量更好,既经济又安全。
5.2.3火焰切割工艺评定试验方案
⑴ 在产品加工制造前,根据材料的使用情况用有代表性的试件进行火焰切割工艺评定,对于切割前已经过抛丸除锈预处理并涂上车间底漆的钢材,进行切割工艺评定时,试件也必须涂上同样的底漆和底漆厚度。
⑵ 进行火焰切割工艺评定的试件,当试件厚度为20mm时,其工艺评定结果适用于小于20mm的各种厚度的钢材。
⑶ 经过火焰切割工艺评定试验,应验证热量控制技术并达到以下切割质量目的和要求。
①切割端面无裂纹。
②切割端面局部硬度不超过350HV。
③不得出现其它危害永久性结构使用性能的缺陷。
④ 确定不同板厚的熔化宽度
3.2.4 中薄板切割
对板厚不大于10mm时将采用高精度门式数控等离子切割机切割,以减少切割变形。
3.3 厚板H型构件翼缘板焊接反变形
由于本工程中焊接H型钢较多且钢板厚度比较厚,而且腹板与上下翼缘的焊缝为角焊缝,焊接后上下翼缘板会产生较大的角变形,相对于厚板的角变形,不易校正,为减少校正工作量,故在H型钢拼装前将上下翼缘板先预设反变形,反变形量按实际焊接变形情况定,反变形设置方法如下图示:

焊接H型钢反变形型数控参照表

3.4 构件焊接收缩变形
根据本工程特点及我公司多年的实际经验,对于构件焊接收缩余量考虑如下表所示:
结构类型
焊件特征和板厚
焊缝收缩量(mm)
钢板对接
各种板厚
长度方向每米焊缝0.7
宽度方向每个接口1.0
实腹结构及焊接H型钢
断面高度小于等于1000mm且板厚小于等于25mm
四条纵焊缝每米共缩0.6,焊透梁高收缩1.0,每对加劲焊缝,梁的长度收缩0.3
断面高小于等于1000mm且板厚大于25mm
四条纵焊缝每米共缩1.4,焊透梁高收缩1.0,每对加劲焊缝,梁的长度收缩0.7
断面高度大于1000mm的各种析厚
四条纵焊缝每米共缩0.2,焊透梁高收缩1.0,每对加劲焊缝,梁的长度收缩0.5
格构式结构
屋架、托架、支架等轻型桁架
接头焊缝每个接口为1.0,搭接贴角焊缝每米0.5
实腹柱及重型桁架
搭接贴角焊缝每米0.25
3.5 制定焊接工艺顺序的原则
经过技术分析,我们在焊接时采取以下的技术措施来控制焊接变形:
☆按照上述的工艺分析和焊接工艺评定的试验结果,制定焊接工艺规范,在生产中严格执行;
3．5．1 先焊中间再焊两边;
3．5．2先焊受力大的构件再焊受力小的构件;
3．5．3 先焊受拉构件再焊受压构件;
3．5．4先焊焊缝少的部位再焊焊缝多的部位;
3．5．5 先焊大厚度构件再焊较薄构件;
3．5．6 先焊趾部再焊根部。
3．5．7在同一构件上焊接时,应尽可能采用热量分散,对称分布的方式施焊
3．5．8采用多层多道焊代替单层焊;
在本工程中最有效的应该是刚性固定法,利用平台或连板进行固定,减少变形量。
3.6焊接H型构件的组对、焊接工艺
3.6.1 焊接H型钢的加工工艺框图
钢板矫平

预处理

检 查

数控精密下料切割

”H”形组装

”H”形焊接

拼板接长

二次矫平

不合格品
控制
检 查

矫 正

组装腹板加劲肋

加劲肋焊接

矫正检测

端面机加工(大截面)

钻 孔

标识、存放

不合格品
控制
腹板坡口加工

不合格品
控制
不合格品
控制

焊接H型钢杆件制作工艺框图

3.6.2 焊接H型钢杆件制作流程示意图

3.6.3 焊接H型钢杆件制作工艺说明
⑴ 放样、下料: 钢板放样采用计算机进行放样,放样时根据零件加工、焊接等要求加放一定机加工余量及焊接收缩补偿量;钢板下料切割后用矫平机进行矫平及表面清理,切割设备主要采用数控等离子、火焰多头直条切割机等。
⑵ H型杆件的组装:H型杆件的翼板和腹板下料后应标出翼缘板宽度中心线和与腹板组装的定位线,并以此为基准进行H型杆件的拼装。H型杆件拼装在H型钢拼装机上进行自动拼装。为防止在焊接时产生过大的角变形,拼装可适当用斜撑进行加强处理,斜撑间隔视H型杆件的腹板厚度进行设置。
ZLJ20型 H型钢重型拼装机

⑶ 钢板切割后必须对切割后的零件进行矫平。
⑷ H型杆件的焊接: H型钢拼装定位焊所采用的焊接材料须与正式焊缝的要求相同。H型杆件拼装好后吊入龙门式埋弧自动焊机上进行焊接,焊接时按规定的焊接顺序(见右图所示)及焊接规范参数进行施焊。对于钢板较厚的杆件焊前要求预热,采用陶瓷电加热器进行,预热温度按对应的要求确定。
⑸ H型杆件的校正:H型杆件组装焊接完后进行校正,校正分机械矫正和火焰矫正两种形式,H型杆件的焊接角变形采用H型钢矫正机进行机械矫正;弯曲、扭曲变形采用火焰矫正,矫正温度控制在650℃以下。

重型H型钢翼缘矫正机

⑹ H型杆件的钻孔: 为了保证钻孔的精度,所有需要钻孔H型杆件必须全部采用维数控锯钻流水线进行钻孔、锁口,以保证杆件长度和孔距的制度精度。

数控三维锯钻流水线
⑺标识:杆件制作完后采用挂标识牌的方法注明杆件编号、名称、杆件连接方向等。
5.7.4 焊接H型钢杆件制作精度要求
序号
项目
允许偏差(mm)
1
断面尺寸
高(H)
±1.0
宽(B)
±2.0
断面对角线(D)
±2.0
扭转(δ)
±3.0
2
构件长度
上翼缘
±3.0
下翼缘
3
翼缘板对腹板的垂直度
0.5(有孔部位)
1.5(无孔部位)
4
翼、腹板平面度
有栓孔处 ±0.5
无栓孔处 ±1.5

3.7 十(T)字柱制造工艺方案
3.10.1钢柱的结构形式

钢柱的结构形式图
3.10.2钢柱的制作方案
如上图所示:十(T)字形钢柱能够分别看作是一个H形钢与两(一)个T排的组合,即十(T)字形钢柱制作时,将H形钢与T排分别先进行小合拢装焊,装焊合格后进行占孔及补强板的装焊,而后再进行中合拢装焊(包括加劲板、底板、牛腿、耳板等的定位、装焊),从而形成十(T)字钢柱,如下图所示:

十(T)字钢柱分拆后各零、部件轴测图
3.10.3 H型钢的小合拢装焊
⑴ H型钢制作工艺流程图

矫正、检验
原材料进厂
主 体
数控钻孔
下料切割矫平
连接板下料
放样排板
检 验
检 验
BH拼装组立
构件定长、钻孔、锁口
打 磨
检 查
焊接、矫正
翼腹板下料
检 验
数控钻孔
检 验
待 用

埋弧自动焊
矫正机矫正

H型钢制作工艺流程图

⑵ H型钢拼装制作流程如下图示:

H型钢拼装制作流程图
. ⑶ H型钢的装焊细则
① 组装前先检查组装用零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度等是否符合图纸和工艺要求,确认后才能进行装配。
② 构件组装要严格按照工艺流程进行,拼制H梁四条纵焊缝处30mm范围以内的铁锈、油污等应进行打磨清理干净,直至露出金属光泽后才能进行拼装。
③ H钢的翼板和腹板下料后应标出翼板宽度中心线和腹板拼装位置线,并以此为基准进行H钢的拼装。H钢拼装在H梁拼装机上进行。

H形钢自动组装生产线
④ H型钢拼装定位焊所采用的焊接材料须与正式焊缝的要求相同,定位焊的焊脚不应大于设计焊缝的2/3,且不得大于8mm,定位焊缝长度宜大于40mm,间距宜为500mm~600mm,定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣,否则必 须清除后重新焊接。
⑤ 组装精度要求
项次
项 目
简 图
允许偏差(mm)
1
组合BH的外形

-2.0≤△b≤+2.0
-2.0≤△h≤+2.0
2
BH钢腹板
偏移e

E≤2mm
3
BH钢翼板的
角变形

连接处
e≤b/100且≤1mm
非连接
e≤2b/100且≤2mm
4
腹板的弯曲

el≤H/150且el≤4mm
e2≤B/150且e2≤4mm
⑷ H钢的焊接
① 焊接H形钢面、腹板间的焊接采用在专用H型钢生产线上进行,采用龙门式自动埋弧焊机在船形焊接位置焊接,H型钢拼装好之后可直接将其吊入门型埋弧自动焊机焊接胎架上,安装引熄弧板,引熄弧材质与H钢相同,调整焊机,准备焊接,如下图示:

龙门式H形钢埋弧自动焊焊接生产线
② 按焊接工艺评定参数用埋弧焊进行自动焊焊接,焊接时按下图焊接顺序进行焊接。
③ 先焊序号1焊缝,焊接前先用气保焊进行打底,打底时从中部向两边采用分段退焊法进行焊接,然后采用埋弧焊进行盖面焊接,焊至设计焊缝的一半。
④ 采用同样的方法进行焊缝2的焊接,同样先焊至一半,焊后将H钢翻转,熔透部位进行焊缝背面的碳弧清根出白,注意反面清根必须彻底,不得有夹渣、熔合线存在,清根后同时并检查根部是否有裂纹,确认达到要求后,再进行加热。
⑤ 达到加热温度后,进行焊接序号3焊缝,焊接前先用气保焊进行打底,打底时从中部向两边采用分段退焊法进行焊接,至少打二至三遍底,然后用埋弧焊进行焊接,直至盖面结束;
⑥ 再同样焊接序号4焊缝。将工字钢翻转,进行焊接序号1、2焊缝,直至焊接结束。注意各顺序焊接时需连续预热,焊缝必须保证预热状态。
⑦ 在焊接过程中,应密切注意焊接过程中的焊接变形方向,以便在焊接时可随时调整焊接顺序。
⑧ 焊后进行探伤、测量,超差必须进行矫正。
⑸ H钢的矫正
① H钢的矫正有两种方法,一是采用火焰矫正,另一种是采用机械矫正。
② 焊接H构件的矫正采用机械矫正,即在H型钢翼缘矫正机上进行翼板角变形矫正,采用弯曲矫直机进行挠度变形的矫正,直至符合拼装公差要求,如下图所示:

H型钢翼缘矫正机
③ 焊接H钢装焊公差要求如下表所示:
焊
接
H
型
钢
H钢高度 h≤500,500＜h≤1000,h＞1000
±2,±3,±4
H钢翼缘宽度
±3
翼缘与腹板的垂直度
b/100且≯3
腹板中心偏移
2
腹板局部平面度 t＜14, t≥14
3 , 2
扭曲
b/250且≯5
3.10.4 T排的小合拢装焊
⑴ 装焊前应检验板材的直线度,主尺度,平面度以及坡口形式是否满足安装要求,否则需校平、校直使其满足安装要求。
⑵ 设置一水平胎架,胎架的水平度±1mm必须保证。
⑶ 以T排的面板作为胎架面进行正造,首先将T排面板吊上水平胎架进行定位,定位时注意面板坡口方向应朝上。
⑷ 划出面板中心线,吊上T排腹板,将腹板板厚中心线与面板中心线对齐,同时需保证腹板与面板间的垂直度,定位后进行点焊,并适当加设斜撑进行加强。
⑸ 定位正确后进行焊接,焊接采用对称焊,由中部向两端进行,以减小焊接变形。
⑹ 焊后进行校平、校直,安装面板两侧垫板待中合拢。
⑺ 制作示意图如下图所示:

⑻ 公差要求:
T排的高度 ±2mm
面、腹板的平面度 2mm
腹板与面板的垂直度 1mm
端口的平面度 1mm
腹板中心位置的偏移 2mm
3.10.5十(T)字形钢柱的装焊细则工艺
⑴ 工艺流程:
制作专用组装胎架→将H形钢吊上胎架进行定位→吊装定位T排→提交专职质检员进行验收→验收合格后进行CO2打底→送流水线进行自动焊→探伤、校正→送端铣平台进行端面的机加工→再吊上组装胎架进行重新定位→吊装定位底板、加劲板及牛腿→焊接、探伤、校正→划出栓钉安装位置线→进行栓钉的焊接
⑵ 装焊细则:
① 按钢柱的平面投影尺寸,在地面划出组合柱的外轮廊线、中心线以及端部位置线。

② 然后进行搭设胎架模板,胎架模板上口标高误差不大于1mm,胎架设置后不得有明显的恍动状,胎架设置后进行自检自查,然后提交专职质检员进行验收,合格后方可使用,胎架设置后如下图所示:

③ 将检验合格的H型钢吊上胎架(H形钢及T排上的补强板应预先与H形钢及T排进行小合扰装焊),在其腹板上划出T型钢的定位位置线,作为安装检验的基准,将H形钢面板中心线对齐地面定位中心线,同时将H形钢底部边线对齐地面位置线,如下图所示:

④ 将T排吊上胎架进行定位,定位时先从底部开始,将T排底部对齐地面位置线,同时将T排腹板对齐H形钢腹板中心线,如下图所示:

⑤ T排定位时面板采用千斤顶将其顶紧到位;腹板由于操作空间较小,不宜 采用千斤顶进行操作,可采用定位卡马,如下图所示:

⑥ T排安装后必须保证其腹板与H形钢腹板的垂直度及直线度。定位正确后即可进行定位焊。
⑦ 提交专职质检员进行验收,验收合格后即可进行焊接,焊接时采用CO2气保焊进行打底,然后吊上专用船形胎架上进行埋弧自动焊,焊接胎架如下图所示,

⑧ 其焊接顺序及方法与H形钢焊接相似,焊后进行探伤、测量、校正,合格后划出余量线并送端铣平台进行顶部平面的机加工铣平,然后重新将其吊上组装胎架进行定位,吊上加劲板及底板进行定位,底板定位时将其中心线对齐H形钢及T排中心线,同时保证与地面的垂直度。如下图所示:

⑨ 然后进行各牛腿的安装,牛腿定位时,分别定对各自的安装位置线,同时保证与地面的垂直度,如下图所示:

⑩ 底板、劲劲板及各牛腿定位正确后进行自检互检,然后提交专职检查员及驻厂监理进行验收,合格后即可进行焊接,焊后进行探伤、校正,再整体上组装胎架进行焊后完整性的验收,胎架的水平度需重新复核,如下图所示:

(11)验收合格后划出栓钉的安装位置线并进行检钉的焊接