超高层钢结构制作工艺介绍

1超高层钢结构制作工艺介绍（H型柱、十字型钢骨柱、箱形柱、十字柱与箱型柱、钢柱牛腿）1、H型柱制作工艺2、十字型钢骨柱制作工艺3、箱形柱制作工艺4、十字柱与箱型柱的拼接5、钢柱牛腿的制作6、材料质量控制7、除锈、涂装、编号8、包装、运输与交接1、H型柱制作工艺1）放样：各施工过程如钢板下料切割、H型钢组合、各部件和零件的组装，构件预拼件组装都需有专业放样工在加工面上和组装大样板上进行精确放样。放样后须经检验员检验，以确保零件、部件、构件加工的几何尺寸，形位分差、角度、安装接触面等的准确无误。2）划线和号料：对尺寸较小的板、杆材在不必要数控切割的情况下，采用人工划线、号料。划线、号料人员应做到熟练制作样板、样杆，熟悉样板、样杆上标注的符号和文字含意，搞清号料数量。3）下料切割（含坡口）：包括气割、剪切和坡口。本公司下料切割的主要设备有（1）伊萨—汉考克等离子切割机、（2）火焰多头数控切割机、（3）小车式火焰切割机、（4）卧式带锯床、（5）坡口机、（6）剪板机等。切割前应用矫正机对钢板或型材进行矫正。对焊接钢板或型钢还必须进行检验和探伤，确认合格后才准切割。加工的要求应按公司内控标准检验切割面、几何尺寸、形状公差、切口截面、飞溅物等，检验合格后进行合理堆放，做上合格标识和零件编口4）H型钢组立：组立主要是指H型钢埋弧焊前的点焊定位固定，组立是在自动组立机上进行，组立前应对翼缘板和腹板去除毛刺、割渣，并应进行矫正，由放样人员划出中心线、定位线，待检验合格后才准上组立机进行组立点焊固定。25）埋弧焊：埋弧焊主要是对钢柱、钢梁类的H型钢的焊接。柱、钢梁的埋弧焊一般采用门式埋弧焊机电焊，量大而较规则的H型钢则采用H型钢自动生产线制作。埋弧焊时必须根据钢板的厚度和品种按工艺文件采用相应的焊丝、电流、电压以及焊接速度，同时必须注意焊剂质量，特别是焊剂干燥度，H型钢焊随后应进行矫正。6）锁口和端头加工：H型柱与主梁一般设计选用高强度螺栓连接，待H型钢加工及检验合格后，用端头铣进行端头铣平加工。加工时应保证尺寸准确。7）构件组装：组装构件主要是柱、屋面钢梁以及支撑，构件组装前必须先放大样。梁、柱的H型钢端头板焊接前应进行端头铣平处理。组装构件一般为点焊成型，应待检验后才准交付正式焊接。8）组装件手工焊接：组装件手工焊接采用CO2气体焊机，焊接人员均按规定考核持证上岗，所有电焊（包括埋弧焊、气体焊、电弧焊）的焊缝也均须打上焊工的钢印号码，焊接后由检验人员进行外观检验和超声波探伤检验，合格后标上合格标识。9）制孔：钢结构的零件钻孔采用万向摇钻进行精密机械钻孔，部件、构件采用三维钻或磁性钻加划线和模板进行钻孔。为了确保钻孔精度和质量，采用模钻时均须有放样工放样划线划出基准轴线和孔中心。采用数控钻的，其首次加工品均应在检验员首检合格情况下才准批量钻孔，零件、部件、构件钻孔后均需经检验员检验合格，做上合格标识后才准转序。10）矫正：矫正工作贯穿钢结构制作的整个过程，从下料前到下料、埋弧焊、组装手工焊等均须矫正，以确保构件的尺寸、质量、形状满足规范要求。矫正的方法主要有自动矫正、火焰矫正等，主要采用设备为H型钢矫正机。11）摩擦面处理：构件的连接摩擦面端头应用铣床铣平，摩擦面经抛丸机处理表面摩擦度，在自然情况下使其产生浮锈。摩擦面加工同时应采用相同的材料和加工方法制作试件，并进行摩擦系数试验，以确保摩擦系数达到规定要求。12）构件表面处理：加工后的零件、部件、构件应均按规定进行边缘加工，去除毛刺、焊渣、焊接飞溅物、污垢等，并进行表面检查。待构件成品并去净表面后，用抛丸除锈机进行表面除锈处理。除锈等级应在Sa2.5级以上。13）油漆：除锈后的构件应立即进行表面清理，并喷涂防锈底漆，油漆的要求应按设计规定，油漆的工艺应按作业指导书和相应品种的油漆和使用说明书进行作业，油漆时的环境温度和湿度由温湿度计控制以确保符合相应品种油漆工艺的要求，喷涂的厚度由测厚仪检验控制，每道油漆的厚度应按使用说明书控制。油漆后，应由专人按图纸要求做上标识，构件3的主要标识有拼装号码，高度基准点，拼装基准线中心线，吊点等标记和标识。2、十字型钢骨柱制作工艺十字柱的制作主要采用美国PEDDINGHAUS生产流水线；十字柱工程制作主要的难点在于装配精度及焊接变形的控制问题。对于装配精度，我们采取自动组立与工装夹具来保证；对于焊接变形，采取适当的焊接工艺及加上必要的机械与火工校正。T型钢制作两种方案：①先组成H型钢焊接，后再切割成T型钢；②先组成T型钢，后再组成H型钢焊接。以上两种方案要通过工艺试验来最终确定。（建议用方案①）1）方案①制作流程：十字柱制作流程：H型及T型钢制作流程图：42）方案②制作流程十字柱制作流程：H型钢制作流程图：5T型钢制作流程图：3）下料主材下料和开坡口使用火焰切割，切割前应选择合适的割嘴。主材切割使用多头切割机，并为以后的型钢下料适当放加工余量，由直条切割机进行两边同时切割下料，开坡时使用两台双头半自动切割机以控制焊接变形。由于十字柱的腹板需开双面坡口，因此由铣边机来完成。切割后应检查尺寸并记录，如超差应立即向主管工艺员汇报。对切割后可能产生的旁弯等变形应使用火焰矫正达到规定尺寸，切割后打磨去除割渣、飞溅、氧化物，对切割和坡口面的超差缺陷补焊、打磨处理。4）组立组立前应对焊接面仔细检查，消除氧化皮等异物。（1）H型钢的组立由自动组立机进行，保证装配精度。（2）T型组立：为减少T型钢焊接变形，采取2根T型钢组对焊接的方法，组立顺序如下：①将两块腹板用工艺板连接（工艺板两面对称安装）6②组立（同H型钢的组立）。如下图：（3）组立后的H型钢及T型钢（已组立成H型钢）的下料、钻孔、锁口（两端头开坡口）均由美国peddinghaus公司生产的锯床、三维钻、锁口机组成的流水线上自动完成；然后，将T型钢中的工艺板去掉，并磨平焊点。5）焊接（1）焊接坡口形式：7（2）焊接顺序和焊接方法：①H型焊接和T型焊接（已组立成H型）采取埋弧自动焊，船形焊位置，保证焊缝质量。T型柱的制作，考虑到T型柱焊接的变形，采取使两个T型柱组成H型后再进行焊接，严格控制了焊接变形，大大提高了产品的质量。十字柱组立后的焊接采取对称分段退焊，以控制变形。②十字型焊接按以下顺序：a．埋弧自动焊，水平位置两侧同时焊接，两丝前后交叉200cm以控制焊接变形。具体顺序：第一步：正面焊接1层，翻转180°；第二步：背面焊接至板厚，翻转180°；第三步：正面焊接至板厚。b．埋弧自动焊船形焊位置，保证良好的焊缝外观和成型。6）矫正H型钢和T型钢采用机械矫正和火焰矫正相结合。十字型矫正使用火焰矫正，矫正时应特别注意对扭曲变形的控制和防止；7）十字型柱组立十字型柱的制作采用专用的胎具来保证其尺寸要求，如下图：83、箱形柱制作工艺1）箱形柱制作流程箱形柱制作流程：92）箱形柱制作流程图10箱型柱内隔板均进行机械加工，并在BOX自动组立机装配定位，保证装配精度。埋弧焊由美国林肯双弧双丝焊机来完成（两边同时焊接）；电渣焊由日产电渣焊机来进行，采取两边同时焊接，以控制变形；箱型柱端面由端面铣床进行机加工，保证了端面的垂直度。3）下料。方法与十字柱相同。4）组立（1）内隔板与电渣焊隔板进行组装后，进行机加工保证装配精度，如下图：（2）U型组立如下图：11（3）箱型柱的组立在专门的流水线上进行，如下图：（4）安装上翼板，如下图：5）焊接12（1）焊前准备检验各被组装零部件的标记。检验各组装件的图号及尺寸形状的正确性。对零件的焊接坡口处用磨光机或风砂轮打磨。焊接时所用的E5015焊条，在使用前用烘干炉350～400℃烘1～2小时，焊接时，放在保温筒内，随用随取。（2）焊接参数≥40mm厚的钢板焊接应先预热150～200℃后，方可进行焊接。先用气保焊打底，然后进行双丝埋弧焊。CO2气体保护焊：H08Mn2SiA、φ1.2焊丝焊接电流280~350A、电压28~38V焊接速度300~150mm/min，气体流量25~50l/min手工电弧焊：E5015型、φ4mm焊条焊接电流160~180A、电压26~28V埋弧焊：H08MnA、φ4mm焊丝；HJ431焊剂焊接电流700~800A、电压35~45V焊接速度350~400mm/min，焊丝伸出长35mm电渣焊：φ2.4mm焊丝焊接电流450~500A、电压45~50V3）坡口型式134、十字柱与箱型柱的拼接1）十字柱与箱型柱拼接流程2）十字柱与箱型柱拼接方案（1）将十字柱的十字腹板插入到箱型柱里面，然后用专用的长臂焊机进行焊接，如下图：14（2）将箱型柱四块板上开槽，并开一定的坡口，然后将十字柱的十字腹板插入四条槽中，最后进行焊接，如下图：3）十字柱与箱型柱拼接图，栓钉焊使用专用的螺柱焊机焊接。15165、钢柱牛腿的制作牛腿的组对应有工装、模具，并对牛腿的标高和垂直角度重点控制。牛腿制作质量的好坏直接关系到现场安装质量。对重要钢构件的首件检查和验收是必要的，它能防止产生钢构件批量的质量缺陷6、材料质量控制1）检查进场材料的质量证明文件是否齐全、清晰、真实有效。原、辅材料名称主要检验内容钢板、钢管质保书（出厂证明书或试验报告单）外观损伤及几何尺寸理化试验、强度试验、弯曲试验30mm以上厚板应进行探伤和工艺性能评定高强螺栓连接副质保书、合格证外观（包括裂纹等缺陷）及几何尺寸理化试验、强度试验、扭矩试验、硬度焊丝、焊条质保书、合格证、生产日期、型号规格、外观首次使用的应进行工艺评定试验涂料质保书、、生产日期、型号、外观工艺性能试验初次使用的分承包方应提供权威部门鉴定报告焊剂质保书、湿度气体质保书、纯度2）材料进厂时要检查其合格证书及炉、批号是否与钢板上钢印号相符。3）材料进厂后应进行外观检查和尺寸检查，表面无明显锈蚀、麻坑等缺陷。材料力学性能及化学成分应符合GB/T1591-94的规定。4）≥40mm材料进厂后应抽样进行Z向拉伸试验和UT探伤试验。Z向拉伸试验是利用钢板厚度方向的断面收缩率来评定钢材的层状撕裂敏感性。（试件的制取部位和尺寸形状如图所示）175）检查合格的材料应做好材质和工程色标，并摆放在平整的材料堆放胎架上。7、除锈、涂装、编号1）加工后的零件、部件、构件均应按规定进行边缘加工，去除毛刺、焊渣、焊接飞溅物、污垢等，并进行表面检查。待构件成品并去净表面后，进行除锈处理。构件的连接板摩擦面经抛丸机处理表面摩擦度。摩擦面加工同时应采用相同的材料和加工方法制作试件，并进行摩擦系数试验，以确保摩擦系数达到规定要求。2）涂料涂装遍数、涂层厚度均应符合设计要求。构件表面不应误涂、漏涂，涂层不应脱皮和返锈等。涂层应均匀、无明显皱皮、流坠、针眼和气泡等。3）涂装完成后，构件的标志、标记和编号应清晰完整。（如钢柱中心线，柱、梁方向，标高以及构件名称或编号等）8、包装、运输与交接构件的包装形式由各加工厂自选，应以不影响安装质量和不丢失为原则，进行装箱或捆绑发运，构件发运应按委托方要求的时间和安装顺序配套提供。1）钢结构配件应分类标识打包，各包装体上作好标识，零配件应标明名称、数量、生产日期。螺栓等应有可靠的防水、防雨防潮措施。同一区域的小构件打包在一起。不同使用部位的构件避免混包。2）严格执行中华人民共和国公路法，要求运输单位对参与运输的车辆进行全面检查、18检修。在材料运输前必须制定可靠的运输计划，作好运输车辆的调度安排，考虑雨天等不利因素，作好提前准备工作，保证材料按时到达施工现场。3）梁、柱构件都用吊车或桁车装运，车上堆放合理，绑扎牢固，装车时有专人检查。卸料时，应严格遵守起重机操作规程，不得斜拉、斜吊。起吊和放置时不能与其他物品发生碰撞。应在运输车辆上预先准备枕木，以防油漆划伤。材料到现场，应按施工顺序分类堆放，堆放都必须整齐、合理,标识明确。高强螺栓连接副必须放在现场库房堆放。雨天要做好防雨淋措施，高强螺栓连接摩擦面应得到确实保护。4）构件交接应对每次发运构件的名称、规格、数量以及构件质量等进行准确、全面的检验，并出具各车辆所装载的构件出厂清单，随车到达安装现场，同委托方交接。