圓管柱復(fù)雜牛腿加工工法

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

2、節(jié)點(diǎn)分解圖牛腿加勁板2.0.1利用施工詳圖對(duì)圓管柱、環(huán)形板進(jìn)行定位，確定出相應(yīng)的連接板、加勁板的相應(yīng)位置。2.0.2采用數(shù)控切割設(shè)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(zhǔn)確位置。2.0.3制作組裝胎架，在構(gòu)件組裝時(shí)，按照零件的上下順序依次對(duì)環(huán)形板、連接板及加勁板進(jìn)行組裝。2.0.3采用CO2氣體保護(hù)焊對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全熔透等強(qiáng)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(gòu)筑物建筑等涉及鋼結(jié)構(gòu)中，圓管柱身具有帶角度牛腿、連接板的節(jié)點(diǎn)形式，及類似結(jié)構(gòu)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(diǎn)、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(biāo)注到圓

3、管柱柱身的相應(yīng)位置上；對(duì)環(huán)形板進(jìn)行1:1放地樣兒，將連接板、加勁板位置標(biāo)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(yīng)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(zhǔn)確性、操作正確性，保證最后連接板、加勁板位置的精準(zhǔn)。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)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(gòu)件外形尺寸檢查 TOC

4、o 1-5 h z 二J _i一;Jr!_!一焊 接 |.點(diǎn)焊 ： 焊接 焊縫無損檢測(cè)|ii|IJ :r-a成品檢驗(yàn) 外觀檢查L,施工操作要點(diǎn)下料技術(shù)要點(diǎn)及設(shè)備的選擇下料時(shí)要根據(jù)加工工藝圖紙及有關(guān)技術(shù)文件，復(fù)核所使用的材料的材質(zhì)、規(guī)格、外觀質(zhì)量， 如發(fā)現(xiàn)不符合相關(guān)規(guī)定，應(yīng)及時(shí)反饋到相關(guān)部門。遇有材料彎曲、平度超差，影響下料的質(zhì)量時(shí) 要對(duì)所使用的原材料進(jìn)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(shí)測(cè)量圓管端部垂直度。圓管下料切割采用半自動(dòng)切割設(shè)備，端頭處理采用端銃設(shè)備。圓管質(zhì)量 應(yīng)符合表5.2.1-1相關(guān)技術(shù)要求。表5.2.1-1

5、圓管尺寸允許偏差表（mm項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法圖 例直彳仝d+ d/500+ 5.0用鋼尺檢查111 !1II11構(gòu)件長度l3.0管口圓度d/500 ,且不應(yīng)大于5.0II II 1 1| 1 1r-t mi管面對(duì)管軸的垂直度d/500 ,且不應(yīng)大于3.0用焊縫量規(guī)檢查h彎曲矢高d/1500 ,且不應(yīng)大于5.0用拉線、吊繩和鋼尺檢查對(duì)口錯(cuò)邊t/10 ,且不應(yīng)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(jī)排版下料數(shù)控切割機(jī)排版下料，簡(jiǎn)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(diào)用機(jī)內(nèi)程序進(jìn)行。復(fù)雜的幾何圖形如正弦曲線，不規(guī)則多邊形等，應(yīng)由專業(yè)工藝員進(jìn)行排版，需要接料時(shí)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(jīng)過專人核查無誤后，才能下料切割。排版時(shí)要將切割過程中的割縫量、收縮量考慮在內(nèi)（本工程中環(huán)形牛腿翼緣板內(nèi)環(huán)圓直徑加6mm。零部件應(yīng)符合表 5.2.1-2技術(shù)要求。表5.2.1-2 異形板的允許偏差表（mm項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法直彳仝d+ d/500且不大于3.0用鋼尺檢查構(gòu)件長度l+ 3.0圓度d/500且不應(yīng)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(dòng)切割設(shè)備為了節(jié)約制作成本，規(guī)則零部件采用半自動(dòng)切割設(shè)備，牛腿腹板、加勁板及其他零部件若與焊縫相交處按照?qǐng)D紙規(guī)定倒角。應(yīng)符合表5.2.1-3技術(shù)要求。表5.2.1-3規(guī)則鋼板的允許偏差表（mm項(xiàng)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(yīng)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(dòng)切割設(shè)備進(jìn)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(yīng)符合附表3、4相關(guān)技術(shù)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(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。一旦出現(xiàn)粗糙度超過規(guī)定值，應(yīng)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(xiàng)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(chǎng)焊接坡口為單面5制孔1）首先劃出基準(zhǔn)線、定位孔位置，然后在打孔前先做好引孔，以免在鉆孔時(shí)出現(xiàn)滑脫、錯(cuò)位等現(xiàn)象。引孔基準(zhǔn)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(gè)模板,將模板放在最上面，利用搖臂鉆設(shè)備進(jìn)行套鉆，需要注意的是模板使用三次應(yīng)進(jìn)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(nèi)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(jìn)行拋丸除銹時(shí)，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(nèi)的磨料和粉塵，方可進(jìn)行下道工序。本工程由于圓管截面較大，牛腿多，構(gòu)件拼裝成型后將無法進(jìn)入拋丸機(jī)拋丸，所以應(yīng)將拋丸提前至拼裝之前，分別對(duì)圓管及各種零件板進(jìn)行拋丸除銹。拼裝1制作圓管定位線1）確定端頭中心點(diǎn)將圓管放在一個(gè)固定的胎架上卡緊；將水平尺放到圓管頂部，測(cè)量出圓管的最高點(diǎn)即水平中心點(diǎn)；以圓管上端的水平中心點(diǎn)為基點(diǎn)做吊線，使吊線垂直圓管直徑的中心線，并標(biāo)出圓 管最低點(diǎn)；通過吊線找到圓心，用水平尺測(cè)量出圓管兩個(gè)水平定位點(diǎn)；用卷尺測(cè)量四個(gè)定位 點(diǎn)之間的弧長，復(fù)查所確定的定位點(diǎn)是否準(zhǔn)確；圓管兩個(gè)端頭做法

10、相同。品線圖5.2.3-1圓管定位中心點(diǎn)2）制作定位線將兩端都確定好十字定位點(diǎn)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(gòu)件標(biāo)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(shí)要由標(biāo)高低的一端開始標(biāo)注，逐一向上標(biāo)注各個(gè)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(cè)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(biāo)注到圓管上。在 圓管上畫線時(shí)，首先應(yīng)標(biāo)清連接板位置，再標(biāo)

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(diǎn)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(diǎn)即為該環(huán)形板的中 心點(diǎn)。圖5.2.3-5環(huán)形板中心線2）確定環(huán)形板的基準(zhǔn)線取環(huán)形板外環(huán)上的一段直邊;通過這段直邊的兩個(gè)端點(diǎn)， 找到這條直邊的中間點(diǎn)； 將環(huán)形板的中心點(diǎn)與直邊中間點(diǎn)連接，得到一條基準(zhǔn)線；每條直邊到環(huán)形板中心點(diǎn)的基準(zhǔn)線做法相同，有幾條直邊就要做幾條基準(zhǔn)線。端點(diǎn)圖5.2.3-6環(huán)形板基準(zhǔn)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(diǎn)；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(zhǔn)線重合，地樣兒的 中心點(diǎn)與環(huán)形板的中心點(diǎn)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(biāo)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(cè)以各板厚度一半彈出連接板、 在位置，這樣可以更準(zhǔn)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(shí)需要注意的是，兩環(huán)板（牛腿的上下翼緣板）坡口都應(yīng)朝向外，為焊接提供操作

13、空間。1）將環(huán)形板某一基準(zhǔn)線與圓管柱的一條基準(zhǔn)線對(duì)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(diǎn)，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(diǎn)所對(duì)應(yīng)的中心線，對(duì)其進(jìn)行定位。在中心定位的同時(shí)，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(duì)各板位置進(jìn)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(zhǔn)確，需在組裝牛腿上下翼緣板時(shí)增加臨時(shí)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(jié)構(gòu)制造過程中，所有零部件均先通過點(diǎn)固焊 （定位焊）進(jìn)行組裝，然后再焊接成一體，定位焊的質(zhì)量，

14、將直接影響焊縫質(zhì)量乃至整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量，因此應(yīng)給予足夠的重視。1）定位焊所用焊條應(yīng)和正式焊接所用焊條相同，不能用受潮、脫皮或不知型號(hào)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(yīng)放在反面。 形狀對(duì)稱的構(gòu)件，定位焊道應(yīng)對(duì)稱排列。構(gòu)件上有交叉焊縫的地方，不應(yīng)有定位焊縫，定位焊道至少離開交叉點(diǎn) 50mm3）定位焊工藝要求定位焊道短，冷卻快，焊接電流應(yīng)比正常焊接電流大1520%。定位焊縫兩頭應(yīng)平滑，防止正式焊接時(shí)造成未焊透或裂紋。定位焊縫不應(yīng)有裂紋、夾渣等缺陷。對(duì)于剛性較大的構(gòu)件或有裂紋傾向的構(gòu)件，應(yīng)采取必要的熱處理措施，以防定位焊縫產(chǎn)生裂紋。4）定位焊縫尺寸在滿足

15、裝配強(qiáng)度要求的前提下，定位焊縫尺寸應(yīng)盡可能小一些?？梢酝ㄟ^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(shù)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(yīng)將焊縫坡口周圍的鐵銹、油污、水份等其他影響焊接質(zhì)量的雜物清理干凈。2）焊工應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)和焊接參數(shù)進(jìn)行焊接作業(yè)。3）作業(yè)中焊縫應(yīng)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(shí)，應(yīng)確保焊縫具有足夠強(qiáng)度，以防止焊縫受力開裂，應(yīng)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(shí)應(yīng)按工藝要求進(jìn)行。5）焊工在焊完焊縫中某一層焊縫后，應(yīng)立即進(jìn)行缺陷檢查，發(fā)現(xiàn)裂紋及夾渣、未熔合時(shí)應(yīng) 事先休整合格后方可進(jìn)行下層焊接作業(yè)。表5.2.4-2 CO2 氣保焊焊絲 直徑姿勢(shì)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(cè)加工完成的圓管柱組裝尺寸偏差應(yīng)滿足相關(guān)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(duì)表項(xiàng)目允許偏差圖例測(cè)量工具柱的高度H+ 3.0mmj鋼尺一3HL銃平面到第一個(gè)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(yīng)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(chǎn)1鋼尺1K：1t=3牛腿的翹曲、扭

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

19、證。并應(yīng)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。二氧化碳?xì)怏w純度不低于 99.5%,含水量和含氧量不超過 0.1%。設(shè)備本工法所用的機(jī)具設(shè)備見表6.2-1。表6.2-1機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備廠家1半自動(dòng)切割機(jī)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(jī)哈爾濱四海4拋丸清理機(jī)青島黃河5CO2氣保焊機(jī)成都焊研6高壓無氣噴涂機(jī)波羅怒斯7普通直條切割機(jī)無錫華聯(lián)8碳弧氣刨1000型成都焊研95T電動(dòng)單梁起重機(jī)河南豫中1010T電動(dòng)單梁起重機(jī)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(zhì)量控制7.0.1所有鋼材從合格分供方廠家進(jìn)行采購。材

20、料在進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須提供出廠合格證、質(zhì)量證明。7.0.2電腦制作深化圖紙，必須經(jīng)過嚴(yán)格的自檢、互檢及審核，確保構(gòu)件尺寸準(zhǔn)確無誤后方可運(yùn)用于生產(chǎn)加工。7.0.3對(duì)于零部件的質(zhì)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(nèi)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(jīng)驗(yàn)豐富的挪工進(jìn)行圓管及環(huán)板的放樣、劃線工作，在進(jìn)行放樣中質(zhì)量人員應(yīng)隨時(shí)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行檢查。1利用吊線方法確定圓管柱端頭等分點(diǎn)后，用卷尺通過測(cè)量點(diǎn)間弧長的方法，對(duì)其進(jìn)行校核；2環(huán)形板的中心點(diǎn)、基準(zhǔn)線，與地樣兒所放的中心點(diǎn)、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(gòu)件尺寸進(jìn)行比對(duì)、校核。7.0.6在定位軸線、基準(zhǔn)線、中心線等線上鑿出幾個(gè)樣沖點(diǎn)，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(yīng)及時(shí)復(fù)合輔助線的定位尺寸，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)位要及時(shí)修改。7.0.8選用焊接技術(shù)較好的焊工，對(duì)構(gòu)件的重要部分，如牛腿、節(jié)點(diǎn)區(qū)域等進(jìn)行施焊。8安全措施8.0.1施工機(jī)具必須符合建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，施工中定期進(jìn)行檢查、維修，保證機(jī)械使用安全。8.0.2加強(qiáng)操作人員的安全教育培訓(xùn)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(rèn)真開展班前安全教育活動(dòng)，確保每個(gè)操作人員對(duì)安全防護(hù)工作做到心中有數(shù)。8.0.3專業(yè)責(zé)任工程師和區(qū)域責(zé)任工程師必須督促與檢查各施工隊(duì)對(duì)安全防護(hù)措施是否進(jìn)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(yīng)嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程來操作相關(guān)機(jī)械設(shè)