圓管柱復(fù)雜牛腿加工工法

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，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（①700*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 圖1-4圓管柱復(fù)雜牛腿節(jié)點(diǎn)分解圖 圖1-5圓管柱復(fù)雜牛腿節(jié)點(diǎn)分解圖牛腿翼緣板 一一牛腿腹板板 一一牛腿加勁板2工法特點(diǎn)2.0.1利用施工詳圖對圓管柱、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，按照零件的上下順序依次對環(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)注到圓管柱柱身的相應(yīng)位置上；對環(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)量時要對所使用的原材料進(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，切割后及時測量圓管端部垂直度。圓管下料切割采用半自動切割設(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)方法圖例直徑d±d/500±5.0用鋼尺檢查r?、iii?n0構(gòu)件長度l±3.0管口圓度d/500，且不應(yīng)大于5.0管面對管軸的垂直度d/500，且不應(yīng)大于3.0用焊縫量規(guī)檢查彎曲矢高d/1500，且不應(yīng)大于5.0用拉線、吊繩和鋼尺檢查對口錯邊t/10，且不應(yīng)大于3.0用拉線盒鋼尺檢查2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，需要接料時必須提供切割方位示意圖。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)方法直徑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圖紙規(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2?3mm。加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。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°坡口，如下圖所示。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）坡口形式角自度（°）鈍邊（mm）坡口<20單邊v型50允許偏差±5°2允許偏差±1坡口20?50K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(zhǔn)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?；鶞?zhǔn)線圖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(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。

圖5.2.1-3套鉆示意圖表5.2.1-5孔徑允許偏差（mm）螺栓孔孔距范圍W500501~12001201?3000>3000同一組內(nèi)任意兩孔間距離±1.0±1.5相鄰兩組孔間距離±1.5±2.0±2.5±3.0拋丸除銹鋼材表面進(jìn)行拋丸除銹時，必須使用除去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)①將圓管放在一個固定的胎架上卡緊；②將水平尺放到圓管頂部，測量出圓管的最高點(diǎn)即水平中心點(diǎn)；③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)；④通過吊線找到圓心，用水平尺測量出圓管兩個水平定位點(diǎn)；⑤用卷尺測量四個定位圖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。劃線時要由標(biāo)高低的一端開始標(biāo)注，逐一向上標(biāo)注各個環(huán)形板的位置。定位線零件中心線圖5.2.3-3定位線零件中心線圖5.2.3-3牛腿、連接板定位線弧線長度環(huán)形板定位線定位線圖5.2.3-4環(huán)形板定位線定位線圖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(biāo)注到圓管上。在圓管上畫線時，首先應(yīng)標(biāo)清連接板位置，再標(biāo)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)。中心點(diǎn)圖中心點(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①取環(huán)形板外環(huán)上的一段直邊；②通過這段直邊的兩個端點(diǎn)，找到這條直邊的中間點(diǎn)；③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；④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?；鶞?zhǔn)線圖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①在平整的地面給環(huán)形板放地樣兒；②放出圓管直徑、十字定位線、中心點(diǎn)；③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)形板的中心線①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；②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。加勁板圖5.2.3-7環(huán)形板上連接板、加勁板中心線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、加勁板邊緣所在位置，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。在組裝時需要注意的是，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)線對齊，逐一在圓管上裝配環(huán)板。圖5.2.3-8圖5.2.3-8圓管在胎架上圖5.2.3-9逐一組裝環(huán)形板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)所對應(yīng)的中心線，對其進(jìn)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(jìn)行檢查。圖5.2.3-10組裝牛腿勁板）邊緣重合做為輔助依據(jù)對各板位置進(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(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，將直接影響焊縫質(zhì)量乃至整個產(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。形狀對稱的構(gòu)件，定位焊道應(yīng)對稱排列。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)50mm。3）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15?20%。定位焊縫兩頭應(yīng)平滑，防止正式焊接時造成未焊透或裂紋。定位焊縫不應(yīng)有裂紋、夾渣等缺陷。對于剛性較大的構(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（mm）<123~65~1050~10012?355~815~30100~30035~509~1235~50300~350注：剛性大的定位焊縫長度可增加到50-802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，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1/3以上。4）未能一次焊完的焊縫重新開始焊接作業(yè)時應(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5.2.4-2CO2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260s34030s3815s5050s100橫向220s30028s3615s5050s100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6.5X305mm24040387508.0X305mm30040410875成品檢測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表項(xiàng)目允許偏差圖例測量工具柱的高度H±3.0mm|j|八WIlXJ—— L鋼尺銃平面到第一個安裝孔的距離±1.0mm鋼尺柱身彎曲矢高H/1500、不大于5.0且不應(yīng)大于1010.0mm鋼線、鋼尺

牛腿上表面到柱底距離L1，兩牛腿上表面之間的距離為L4±2.0mm展滬7鋼尺牛腿長度偏差±3.0mm1-1鋼尺各牛腿腹板中線與鋼管中心的偏差432.0mm線錘、鋼尺各牛腿之間的夾角偏差△4±20we-s樣板一△牛腿孔到柱軸線距離L2±3.0mmLJ鋼尺L2W1000mm2.0mm牛腿的翹曲、扭曲、側(cè)鋼線、線錘、面偏差△L2>1000mm3.0mm鋼尺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(yīng)大于3.0mmnJ管口圓度D/500且不應(yīng)大于3.0mm-ma鋼尺管面對管軸的垂直度±D/500且不應(yīng)大于2.0mmA*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。主材為圓管、鋼板，質(zhì)量應(yīng)符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼幺《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%。6.2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)備表序號設(shè)備名稱設(shè)備廠家1半自動切割機(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電動單梁起重機(jī)河南豫中1010T電動單梁起重機(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。材料在進(jìn)場時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1001^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)豐富的鉚工進(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)隨時對構(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，用卷尺通過測量點(diǎn)間弧長的方法，對其進(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、校核。7.0.6在定位軸線、基準(zhǔn)線、中心線等線上鑿出幾個樣沖點(diǎn)，避免畫出的軸線被抹掉而造成的誤差。.7組裝過程中應(yīng)及時復(fù)合輔助線的定位尺寸，如發(fā)現(xiàn)錯位要及時修改。.8選用焊接技術(shù)較好的焊工，對構(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，確保每個操作人員對安全防護(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)備。8.0.5圓管柱在胎架上組裝過程中應(yīng)嚴(yán)格按照