圓管柱復雜牛腿加工工法

1、圓管柱復雜牛腿加工工法1前言在鋼結構施工中經常用到圓管柱，尤其在體育場館、高層、超高層等建筑中應用更加廣泛。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，圓管柱的節(jié)點越來越復雜，圓管與牛腿可形成任意角度。在加工圓管柱復雜牛腿時，必須采取科學、合理、可靠的技術，才能保證工程的質量。*工程圓管柱復雜牛腿加工制造過程中，積累了寶貴的經驗，制訂出一套完整的加工制作工藝，在此基礎上形成了本工法。本工法以圓管柱（700*20）為例說明圓管柱復雜牛腿加工技術要點。圖1-1圓管柱復雜牛腿節(jié)點圖1-2圓管柱復雜牛腿節(jié)點透視圖圖1-3圓管柱復雜牛腿節(jié)點分解圖牛腿翼緣板圖1-4圓管柱復雜牛腿節(jié)點分解圖牛腿腹板板2工法特點圖1-5圓管柱復雜牛腿

2、節(jié)點分解圖牛腿加勁板2.0.1利用施工詳圖對圓管柱、環(huán)形板進行定位，確定出相應的連接板、加勁板的相應位置。2.0.2采用數(shù)控切割設備制作異形環(huán)形板，再根據(jù)詳圖放地樣兒，確定環(huán)形板上連接板、加勁板 的準確位置。2.0.3制作組裝胎架，在構件組裝時，按照零件的上下順序依次對環(huán)形板、連接板及加勁板進行組裝。2.0.3采用CO2氣體保護焊對節(jié)點進行全熔透等強焊接。3適用范圍本工法適用于工業(yè)與民用建筑及一般構筑物建筑等涉及鋼結構中，圓管柱身具有帶角度牛腿、連接板的節(jié)點形式，及類似結構作為制作參考。4工藝原理通過放樣確定圓管柱及環(huán)形板的中心點、定位線；將施工詳圖中圓管柱連接板、加勁板間的弧長，依次標注到圓

3、管柱柱身的相應位置上；對環(huán)形板進行1:1放地樣兒，將連接板、加勁板位置標注到環(huán)形板上；圓管和環(huán)形板放樣定位完成后，將環(huán)形板與圓管組裝到一起，使圓管柱上的連接板、加勁板位置與環(huán)形板上的相應位置重合。在放樣、定位過程中一定要確保每一步數(shù)據(jù)的準確性、操作正確性，保證最后連接板、加勁板位置的精準。5施工工藝流程及操作要點施工工藝流程下料|- 零部件下料I鉆孔 零件尺寸檢查II J .k，一 r r 11- inn-ni lie: ir-!s-11 n irwviir MnI r-!jf11拋丸 k所有零部件組裝先拋丸 外觀檢查J Lr、廠-拼裝 - - 劃線：4；組裝 ：* 構件外形尺寸檢查 TOC

4、o 1-5 h z 二J _i一;Jr!_!一焊 接 |.點焊 ： 焊接 焊縫無損檢測|ii|IJ :r-a成品檢驗 外觀檢查L,施工操作要點下料技術要點及設備的選擇下料時要根據(jù)加工工藝圖紙及有關技術文件，復核所使用的材料的材質、規(guī)格、外觀質量， 如發(fā)現(xiàn)不符合相關規(guī)定，應及時反饋到相關部門。遇有材料彎曲、平度超差，影響下料的質量時 要對所使用的原材料進行矯正。1圓管下料切割本工程中圓管直徑 700mm為了確保圓管端頭平面度，在切割前要求畫出切割線，切割后及 時測量圓管端部垂直度。圓管下料切割采用半自動切割設備，端頭處理采用端銃設備。圓管質量 應符合表5.2.1-1相關技術要求。表5.2.1-1

5、圓管尺寸允許偏差表（mm項目允許偏差檢驗方法圖 例直彳仝d+ d/500+ 5.0用鋼尺檢查111 !1II11構件長度l3.0管口圓度d/500 ,且不應大于5.0II II 1 1| 1 1r-t mi管面對管軸的垂直度d/500 ,且不應大于3.0用焊縫量規(guī)檢查h彎曲矢高d/1500 ,且不應大于5.0用拉線、吊繩和鋼尺檢查對口錯邊t/10 ,且不應大于3.0用拉線盒鋼尺檢查02異型部件采用數(shù)控切割機排版下料數(shù)控切割機排版下料，簡單的幾何形狀如矩形,?圓形，梯形等，可由操作工直接編程輸入或調用機內程序進行。復雜的幾何圖形如正弦曲線，不規(guī)則多邊形等，應由專業(yè)工藝員進行排版，需要接料時必須提

6、供切割方位示意圖。排版的重要尺寸數(shù)據(jù)必須經過專人核查無誤后，才能下料切割。排版時要將切割過程中的割縫量、收縮量考慮在內（本工程中環(huán)形牛腿翼緣板內環(huán)圓直徑加6mm。零部件應符合表 5.2.1-2技術要求。表5.2.1-2 異形板的允許偏差表（mm項目允許偏差檢驗方法直彳仝d+ d/500且不大于3.0用鋼尺檢查構件長度l+ 3.0圓度d/500且不應大于3.0板的平面度每米允許偏差13規(guī)則零件采用半自動切割設備為了節(jié)約制作成本，規(guī)則零部件采用半自動切割設備，牛腿腹板、加勁板及其他零部件若與焊縫相交處按照圖紙規(guī)定倒角。應符合表5.2.1-3技術要求。表5.2.1-3規(guī)則鋼板的允許偏差表（mm項目允

7、許偏差零件寬度、長度+ 3.0切割面平面度0.05t ,且不應大于 2.0割紋深度0.3局部缺口深度1.0注：T切割面厚度4邊緣加工焊接坡口采用半自動切割設備進行，？坡口加工尺寸要按工藝加工 ，用樣板控制坡口加工。刨邊加工的余量隨鋼材的厚度、鋼板的切割方法的不同而不同，一般的刨邊加工余量為23mm力口圓管柱牛腿坡口應符合附表3、4相關技術要求。牛腿上下翼緣板均向外開單面45 o坡口,工坡口面粗糙度或槽痕應符合相關規(guī)范要求。一旦出現(xiàn)粗糙度超過規(guī)定值，應加以修理打磨。如下圖所示。+ +牛腿圓管圖5.2.1-1圓管柱與牛腿表5.2.1-4坡口角度及允許偏差項目板厚（mm坡口形式角度（o）鈍 邊（mm

8、坡口20單邊v型50允許偏差土 5o2允許偏差土 1坡口2050K型452注：牛腿及現(xiàn)場焊接坡口為單面5制孔1）首先劃出基準線、定位孔位置，然后在打孔前先做好引孔，以免在鉆孔時出現(xiàn)滑脫、錯位等現(xiàn)象。引孔基準線1圖5.2.1-2 孔定位圖2）若板型尺寸、孔徑一樣且數(shù)量較大的，可采用套膜法制孔。套膜制孔首先要做一個模板,將模板放在最上面，利用搖臂鉆設備進行套鉆，需要注意的是模板使用三次應進行更換。模板表5.2.1-5 孔徑允許偏差（mm螺栓孔孔距范圍3000同一組內任意兩孔間距離+ 1.0士 1.5相鄰兩組孔間距離+ 1.5士 2.0士 2.5士 3.0拋丸除銹鋼材表面進行拋丸除銹時，必須使用除去

9、油污和水分的壓縮空氣。除銹后的鋼材表面，必須用壓縮空氣吹凈磨料顆粒及表面粉塵，或用吸塵器清去死角內的磨料和粉塵，方可進行下道工序。本工程由于圓管截面較大，牛腿多，構件拼裝成型后將無法進入拋丸機拋丸，所以應將拋丸提前至拼裝之前，分別對圓管及各種零件板進行拋丸除銹。拼裝1制作圓管定位線1）確定端頭中心點將圓管放在一個固定的胎架上卡緊；將水平尺放到圓管頂部，測量出圓管的最高點即水平中心點；以圓管上端的水平中心點為基點做吊線，使吊線垂直圓管直徑的中心線，并標出圓 管最低點；通過吊線找到圓心，用水平尺測量出圓管兩個水平定位點；用卷尺測量四個定位 點之間的弧長，復查所確定的定位點是否準確；圓管兩個端頭做法

10、相同。品線圖5.2.3-1圓管定位中心點2）制作定位線將兩端都確定好十字定位點的圓管，利用墨斗在圓管外壁上彈出定位線。圖5,2.3-2圓管定位線2制作零部件的裝配線1）制作垂直圓管的環(huán)板定位線以圓管十字線作為定位線，依據(jù)圖紙構件標注裝配尺寸，1:1在圓管上畫出所有環(huán)形板的定位線。劃線時要由標高低的一端開始標注，逐一向上標注各個環(huán)形板的位置。圖5.2.3-4環(huán)形板定位線2）制作平行圓管的裝配線采用量取弧長的方法，依次在圓管柱上定位出加勁板、連接板的位置。首先，從電腦模型中測量出中心線到加勁板、連接板中心的水平弧長，再將所量取的弧長尺寸依次標注到圓管上。在 圓管上畫線時，首先應標清連接板位置，再標

11、加勁板位置。3制作環(huán)形板與連接板、加勁板的裝配線1）定出環(huán)形板的中心點將環(huán)形板放平，通過量取直徑的長度， 量出兩條直徑。這兩條直徑的交點即為該環(huán)形板的中 心點。圖5.2.3-5環(huán)形板中心線2）確定環(huán)形板的基準線取環(huán)形板外環(huán)上的一段直邊;通過這段直邊的兩個端點， 找到這條直邊的中間點； 將環(huán)形板的中心點與直邊中間點連接，得到一條基準線；每條直邊到環(huán)形板中心點的基準線做法相同，有幾條直邊就要做幾條基準線。端點圖5.2.3-6環(huán)形板基準線3）放出連接板、加勁板的地樣兒在平整的地面給環(huán)形板放地樣兒；放出圓管直徑、十字定位線、中心點；制作角度樣板，放出連接板、加勁板的中心線。4）確定連接板、加勁板在環(huán)形

12、板的中心線將環(huán)形板放在環(huán)形板地樣兒上，使地樣兒的十字定位線與環(huán)形板的基準線重合，地樣兒的 中心點與環(huán)形板的中心點重合；將地樣兒上所放出的連接板、加勁板中心線位置，在環(huán)形板上標清。圖5.2.3-7環(huán)形板上連接板、加勁板中心線加勁板邊緣所在組圖5.2.3-8圓管在胎架上圖 5.2.3-9逐一組裝環(huán)形板4）劃出連接板、加勁板的位置確定連接板、加勁板中心位置后，向中心線兩側以各板厚度一半彈出連接板、 在位置，這樣可以更準確定位連接板、加勁板的位置。4組裝首先組裝環(huán)形板，將圓管放在胎架上，用吊車將圓管一端吊起，把環(huán)板組裝到圓管上。裝時需要注意的是，兩環(huán)板（牛腿的上下翼緣板）坡口都應朝向外，為焊接提供操作

13、空間。1）將環(huán)形板某一基準線與圓管柱的一條基準線對齊，逐一在圓管上裝配環(huán)板。2）以某一連接板的中心線為起點，繞著某一固定方向依次找出其它的連接板（加勁板）的厚度中點所對應的中心線，對其進行定位。在中心定位的同時，還要以邊緣線是否與連接板（加勁板）邊緣重合做為輔助依據(jù)對各板位置進行檢查。圖5.2.3-10 組裝牛腿圖5.2.3-11 組裝耳板圖5.2.3-12組裝完成3）為確保牛腿在未焊接成形前安裝位置準確，需在組裝牛腿上下翼緣板時增加臨時支撐，固定翼緣板與柱身角度、上翼緣與下翼緣距離。焊接1定位焊焊接結構制造過程中，所有零部件均先通過點固焊 （定位焊）進行組裝，然后再焊接成一體，定位焊的質量，

14、將直接影響焊縫質量乃至整個產品的質量，因此應給予足夠的重視。1）定位焊所用焊條應和正式焊接所用焊條相同，不能用受潮、脫皮或不知型號的焊條，不 能用焊條頭代替。2）定位焊部位雙面焊反面清根的焊縫，如果可能，定位焊道應放在反面。 形狀對稱的構件，定位焊道應對稱排列。構件上有交叉焊縫的地方，不應有定位焊縫，定位焊道至少離開交叉點 50mm3）定位焊工藝要求定位焊道短，冷卻快，焊接電流應比正常焊接電流大1520%。定位焊縫兩頭應平滑，防止正式焊接時造成未焊透或裂紋。定位焊縫不應有裂紋、夾渣等缺陷。對于剛性較大的構件或有裂紋傾向的構件，應采取必要的熱處理措施，以防定位焊縫產生裂紋。4）定位焊縫尺寸在滿足

15、裝配強度要求的前提下，定位焊縫尺寸應盡可能小一些。可以通過縮小定位焊縫間距的方法來減小定位焊縫的尺寸。表5.2.4-1定位焊技術要求板厚（mm定位焊縫高度（mm定位焊縫長度（mm間距（mm123651050100123558153010030035509123550300350注：剛性大的定位焊縫長度可增加到50802焊接1）焊接作業(yè)前應將焊縫坡口周圍的鐵銹、油污、水份等其他影響焊接質量的雜物清理干凈。2）焊工應嚴格執(zhí)行焊接工藝標準和焊接參數(shù)進行焊接作業(yè)。3）作業(yè)中焊縫應一次連續(xù)焊接完成，因天氣或其他原因要中斷焊接作業(yè)時，應確保焊縫具有足夠強度，以防止焊縫受力開裂，應保證焊至該焊縫完工尺寸的1

16、/3以上。4）未能一次焊完的焊縫重新開始焊接作業(yè)時應按工藝要求進行。5）焊工在焊完焊縫中某一層焊縫后，應立即進行缺陷檢查，發(fā)現(xiàn)裂紋及夾渣、未熔合時應 事先休整合格后方可進行下層焊接作業(yè)。表5.2.4-2 CO2 氣保焊焊絲 直徑姿勢焊接參數(shù)氣體流量L/min電流（A）電壓（V）焊接速度（cm/min）1. 2mm下向26g 3403g 3815 505g 100橫向22g 30028s 3615 505g 100表5.2.4-3碳弧氣刨碳棒直徑電流（A）電壓（V）刨槽形狀(mm作業(yè)速度mm/min深度寬度6.5 X305 mm24040387508.0 X305 mm30040410875成品

17、檢測加工完成的圓管柱組裝尺寸偏差應滿足相關規(guī)定，見表 5.2.5-1表5.2.5-1圓管柱組裝尺寸控制核對表項目允許偏差圖例測量工具柱的高度H+ 3.0mmj鋼尺一3HL銃平面到第一個安裝孔的距離+ 1.0mm鋼尺I_=r柱身彎曲矢高H/1500、不大于5.0且 不應大于1010.0mm鋼線、鋼尺jiLLj- 1牛腿上表面到柱底距離L1 ,兩牛腿上表面之間的距離為L4+ 2.0mm1鋼尺牛腿長度偏差+ 3.0mmIT鋼尺各牛腿腹板中線與鋼管中心的偏差32.0mm1線錘、鋼尺1c各牛腿之間的夾角偏差4 4+ 20a-2樣板牛腿孔到柱軸線距離 L2+ 3.0mm產1鋼尺1K：1t=3牛腿的翹曲、扭

18、曲、側 面偏差L21000mm3.0mmA端部銃平對軸線垂直度允許偏差L/1500鋼管外徑偏差+ D/500且不應大于3.0mm管口圓度D/500且不應大于3.0mmr1 A鋼尺L L管面對管軸的垂直度+ D/500且不應大于2.0mm鋼直尺、 塞尺6材料與設備材料鋼材本工法中所用鋼材材質均為Q345B級。主材為圓管、鋼板，質量應符合碳素結構鋼、低合金高強度結構鋼的要求。焊接材料組裝焊接采用 CO2氣體保護焊，采用 HJ (ER) 50-6型號焊絲。材料廠家必須選用通過相應 國際質量體系認證，具有供應類似規(guī)模鋼結構工程材料業(yè)績的材料供應商。其所有的焊接材料均 要求有質檢部門的質檢報告和出廠合格

19、證。并應符合碳鋼焊條、熔化焊用鋼絲、埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑相關標準的規(guī)定。二氧化碳氣體純度不低于 99.5%,含水量和含氧量不超過 0.1%。設備本工法所用的機具設備見表6.2-1。表6.2-1機具設備表序號設備名稱設備廠家1半自動切割機哈爾濱四海2搖臂鉆中捷人民友誼廠3數(shù)控多頭直條切割機哈爾濱四海4拋丸清理機青島黃河5CO2氣保焊機成都焊研6高壓無氣噴涂機波羅怒斯7普通直條切割機無錫華聯(lián)8碳弧氣刨1000型成都焊研95T電動單梁起重機河南豫中1010T電動單梁起重機河南豫中11滑線及軌道配件河南豫中1220米跨單梁門吊（10T）河南豫中7質量控制7.0.1所有鋼材從合格分供方廠家進行采購。材

20、料在進場時必須提供出廠合格證、質量證明。7.0.2電腦制作深化圖紙，必須經過嚴格的自檢、互檢及審核，確保構件尺寸準確無誤后方可運用于生產加工。7.0.3對于零部件的質量要求有，所有部件邊緣焊渣、毛刺等必須清理干凈；熔透坡口100mm范圍內組裝必須打磨干凈；組裝前零部件必須矯正。7.0.4選擇資歷深、經驗豐富的挪工進行圓管及環(huán)板的放樣、劃線工作，在進行放樣中質量人員應隨時對構件進行檢查。1利用吊線方法確定圓管柱端頭等分點后，用卷尺通過測量點間弧長的方法，對其進行校核；2環(huán)形板的中心點、基準線，與地樣兒所放的中心點、定位線必須完全吻合；3通過量取弧長在圓管外壁上確定的連接板、加勁板定位線，與環(huán)形板

21、放樣得到的連接板、加勁板定位線必須完全吻合。7.0.5利用電腦放樣尺寸制作 1:1的油粘紙樣板，把油粘紙樣板尺寸和放樣好的構件尺寸進行比對、校核。7.0.6在定位軸線、基準線、中心線等線上鑿出幾個樣沖點，避免畫出的軸線被抹掉而造成的誤差。7.0.7組裝過程中應及時復合輔助線的定位尺寸，如發(fā)現(xiàn)錯位要及時修改。7.0.8選用焊接技術較好的焊工，對構件的重要部分，如牛腿、節(jié)點區(qū)域等進行施焊。8安全措施8.0.1施工機具必須符合建筑機械使用安全技術規(guī)程的有關規(guī)定，施工中定期進行檢查、維修，保證機械使用安全。8.0.2加強操作人員的安全教育培訓工作，開工前做好安全交底工作，并形成書面交底記錄；每天認真開展班前安全教育活動，確保每個操作人員對安全防護工作做到心中有數(shù)。8.0.3專業(yè)責任工程師和區(qū)域責任工程師必須督促與檢查各施工隊對安全防護措施是否進行了檢查。8.0.4圓管柱環(huán)形板、連接板等下料過程中，操作人員應嚴格按照安全操作規(guī)程來操作相關機械設