典型“目”字形鋼柱的制作施工技術(shù)總結(jié)

XX電視臺典型“目”字形鋼柱的制作摘要：本文介紹了XX電視臺典型目字形鋼柱的制作過程，并詳細闡述了相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)和難點。關(guān)鍵詞：典型目字形鋼柱制作一、概述XX電視臺外框典型目字形鋼柱位于塔樓的外立面，構(gòu)件在空間為雙向6度內(nèi)傾斜，與外框梁連接的牛腿為水平設(shè)置，柱子本體由板厚100mmQ420D—Z35厚板構(gòu)成，典型目字形鋼柱由3個箱體組成，外側(cè)箱體的翼板通過蝶形板與箱形結(jié)構(gòu)的斜撐相連，結(jié)構(gòu)焊接型式為全焊透一級焊縫，3箱柱的凈截面為1.4*1米，長度約為15米，單根凈重最大者達123噸。二、加工制作的重點及難點①厚板焊接的收縮量的大小和制作時的預(yù)設(shè)。②焊接變形預(yù)防和糾正。③焊接引起的內(nèi)應(yīng)力如何控制在最小。④多箱柱子端部凹凸面的銑加工⑤多箱柱子的斷面尺寸控制⑥多箱柱的焊接順序設(shè)定。三、解決問題的思路①從結(jié)構(gòu)的整體考慮，應(yīng)將構(gòu)件拆分為幾個獨立而自身能穩(wěn)定的部件，目的是使部件自身焊接內(nèi)應(yīng)力保持平衡，而拆分后的部件之間又以自由端相互焊接，這樣就減少焊接時部件相互的牽制。同時將部件之間在連接處的材料預(yù)放一定的余量來消除部件焊接變形引起的尺寸誤差，從而控制了構(gòu)件整體的變形和將內(nèi)應(yīng)力降為最低。將不定的因數(shù)轉(zhuǎn)為可預(yù)見和可控制的因數(shù)。②在部件的選擇上，盡量考慮部件焊縫的對稱性，對非對稱的焊縫應(yīng)通過計算及以往工程的經(jīng)驗比較后得出焊接引起的變形量，在零件準備和焊接順序上下工夫。這也就要求制作和焊接工藝要相結(jié)合出對策。③對此類結(jié)構(gòu)在編制工藝時要一切從焊接的可操作性可控制性出發(fā)，安排組裝次序。因為一旦構(gòu)件變形，矯正工作受溫度和結(jié)構(gòu)形式的影響而很難進行和奏效，尤其對于多箱柱更為重要。④正確地應(yīng)用好鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范上的公差規(guī)定的范圍，在規(guī)定公差的基礎(chǔ)上考慮余量的設(shè)放，從而保證產(chǎn)品在合格的范圍內(nèi)。⑤要建立一套較完整的工藝編制和審核制度，其好處是在工程的開工之初就能預(yù)計到工程進行中的問題，即自己提問題和解決問題，把構(gòu)件的制作在文件上先畫圓了。⑥根據(jù)構(gòu)件的節(jié)點形式，多箱柱的驗收標(biāo)準的設(shè)定以滿足安裝需要、滿足規(guī)范為原則。四、典型組合箱形目字柱的加工制作工藝(1)制造加工工藝流程圖加工方案技術(shù)討論確定加工方案技術(shù)討論確定排版、下料、切割計算機放樣隔板、加勁肋下料消應(yīng)力處理測量設(shè)置反變形胎架設(shè)置檢查零件矯平、矯直坡口加工零件外形尺寸檢查沖砂、涂裝、編號裝車發(fā)運單箱形組裝外形檢查UT、MT檢查箱形焊接、矯正組合箱形組裝外形檢查UT、MT檢查整體組合焊接整體矯正、測量檢測、記錄提交監(jiān)理驗收端面機加工(2)加工細則工藝說明a構(gòu)件放樣采用計算機放樣技術(shù),放樣時必須將工藝需要的各種焊接收縮補償余量加入整體尺寸中。選用高純度98.0％以上的丙稀氣體加99.99％的液氧氣體,保證切割端面光滑、平直、無缺口、掛渣，坡口采用專用進口坡口切割機進行切割，切割后檢查零件外形尺寸并進行坡口打磨處理,同時用硬度檢查計對焊接坡口處進行硬度檢測，符合要求方可使用。b鋼柱在加工組裝前，為保證組裝和焊接質(zhì)量，采取先將所有零件在專用矯平機上先進行矯平處理，使每塊零件的平整度控制在每平米1mm之內(nèi)。c由于鋼柱板厚較厚，且存在結(jié)構(gòu)焊接不對稱的情況，會造成焊接角變形的產(chǎn)生，故預(yù)設(shè)焊接反變形。反變形設(shè)置如下圖示。d組合目字型柱的組裝胎架設(shè)置，由于單根鋼柱重量較大，鋼板超厚，組裝胎架必須要具有很強的剛性,若采用箱形組裝流水線進行組裝顯然不適合，將無法保證組裝精度尺寸要求；所以，為了保證組裝精度，特別是組裝間隙的控制，必須采用專用組裝胎架進行組裝，根據(jù)鋼柱的外形特點、制作工藝要求，制作單根箱型重型組裝胎架和整體組裝胎架，組裝胎架如下圖示。胎架要求:胎架平臺必須采用有預(yù)埋件的重型組裝平臺，保證足夠的剛性。胎架模板工作面須進行銑平機加工，以保證組裝精度。胎架定位采用激光進行組立測量，以保證構(gòu)件組裝定位精度。e典型組合目字柱組裝流程步驟如下圖示意1.零件放樣、下料1.零件放樣、下料應(yīng)用計算機放樣和數(shù)控編程錄入技術(shù)，提高放樣下料精度。所有零件均預(yù)置焊接收縮補償余量。下料尺寸=理論尺寸+焊接收縮量+加工余量-焊接間隙為了控制鋼板的切割熱變形，鋼板下料采用多頭自動切割機進行精密切割，以控制切割過程中受熱不均。另外下料時嚴格控制切割工藝參數(shù)，保證零件切割表面質(zhì)量。坡口質(zhì)量直接影響著厚板焊接質(zhì)量，為保證焊接坡口質(zhì)量，零件坡口將采用半自動切割機進行切割，切割后并打磨光順。2.零件矯平、矯直目字柱零件板材厚度較厚，為了消除鋼板的軋制應(yīng)力及切割熱變形，鋼板下料后采用專用鋼板矯平機進行矯平，鋼板平整度控制在1mm/m2以內(nèi)。3.設(shè)置反變形目字柱為一組合箱形柱，其外側(cè)2翼緣板為非對稱施焊，焊后易產(chǎn)生較大的焊接角變形，且難于矯正。施工中為減少厚板的焊接變形，組裝前采用大功率油壓機進行預(yù)設(shè)反變形。反變形參數(shù)根據(jù)工藝試驗或以往類似工程施工經(jīng)驗確定。4.單箱形組裝目字柱是由兩個箱形柱組合而成，制造時先分別組裝成2個單箱形柱。組裝時主要通過工裝胎架進行組裝，其組裝次序為：先定位一側(cè)翼緣板→再定位中間兩腹板→最后定位另一側(cè)翼緣板。單箱形組裝過程主要通過專用工裝夾具和千斤頂進行控制，其翼緣板垂直度及箱形寬度尺寸精度得到良好的控制。1.零件放樣、下料2.零件矯平、矯直4.單箱形組裝鋼板矯平機3.設(shè)置反變形5.箱形焊接、矯正6.組合箱形組裝7.整體組合焊接8.消應(yīng)力處理9.整體矯正、測量5.箱形焊接、矯正5.箱形焊接、矯正6.組合箱形組裝7.整體組合焊接8.消應(yīng)力處理9.整體矯正、測量5.箱形焊接、矯正焊接方法：因箱形柱腹板的內(nèi)部施焊空間小，腹板與翼緣板的角焊縫坡口宜采用單面坡口（反面貼襯墊）形式。其焊接方法采用CO2氣體保護焊打底、埋弧焊蓋面的方法進行。焊前預(yù)熱：腹板焊接前進行預(yù)熱，其預(yù)熱溫度根據(jù)工藝試驗確定，一般控制在100～150℃；預(yù)熱方式采用遠紅外電加熱板進行加熱。焊接順序：焊接時應(yīng)采取合理的焊接順序及較低焊接線能量進行。先對稱施焊上側(cè)兩角焊縫至1/3腹板厚度，再翻身對稱焊接下側(cè)兩角焊縫至1/3腹板厚度，采取輪流施焊直至全部焊完，其優(yōu)點在于可減小焊接變形及防止焊接裂紋的產(chǎn)生。（焊接要求具體參見焊接工藝）焊后矯正：焊后進行箱形矯正，主要采用熱矯正，其矯正溫度宜控制在600～800℃。6.組合箱形組裝單箱形組裝焊接完后進行組合箱形的組裝。其組裝次序為：先定位一側(cè)單箱形→組裝中間兩腹板→組裝另一側(cè)單箱形。其組裝方法參見第4條單箱形組裝。7.整體組合焊接整體組合焊接參見單箱形的焊接方法。8.消應(yīng)力處理由于厚板焊接后存在較大的焊接殘余應(yīng)力，焊后采用超聲沖擊進行消應(yīng)力處理。該方法主要利用大功率超聲波推動沖擊工具以每秒二萬次以上的頻率沖擊金屬物體表面，使金屬表面產(chǎn)生較大的壓縮塑性變形，從而達到消除應(yīng)力的良好效果。f目字柱本體組裝焊接矯正后，在安裝節(jié)點或牛腿之前，采用以下方法進行檢測和劃線。檢測和劃線具體工藝要求：a)鋼柱應(yīng)在自由狀態(tài)下檢測、劃線，且應(yīng)在鉗工平臺上進行。根據(jù)鋼柱長度，設(shè)置平臺，平臺四角水平度必須確?！?.5mm,超差修正。b)在鋼柱兩端各50mm處設(shè)置一方鋼，此方鋼必須經(jīng)機加工加工等厚，同時在鋼柱需劃線的部位涂上鋅氧粉涂劑，如果鋼柱放置后在1/2處有撓度且＞5mm，則必須先進行火工校正再進行劃線。c)在鋼柱兩端寬度分中,用專用劃針盤在劃線平臺上拖動進行初步劃線,檢查初劃之中心線是否與將寬度分中的四個點重合,如果不重合,必須進行校正,重新劃線,劃出的中心線與寬度分中的四個點之差值盡可能相同。d)將鋼柱翻轉(zhuǎn)90度，注意翻身應(yīng)吊離平臺進行翻身，再吊上劃線平臺上，不能直接傾倒在劃線平臺上，以防因沖擊而引起劃線平臺變形；然后用同樣方法劃出另一面的相關(guān)支撐中心線，并檢查在兩端面中心線是否直。e)以鋼柱上口為正作端，用專用劃線鋼帶量出鋼柱的理論長度，另外加放4mm端面端銑機加工余量。f)以鋼柱下口為正作端，用專用劃線鋼帶和鋼針劃出各樓層節(jié)點板、牛腿的裝焊位置線，從鋼柱中心線上量取，提交檢查員及監(jiān)理驗收合格后即可安裝節(jié)點板和牛腿。(3)、目字柱整體組裝A)整體組裝胎架設(shè)置及要求如下圖所示胎架要求：a在地面劃出鋼柱中心線、端面企口線、各牛腿中心角度線、樓層標(biāo)高等水平投影線，用小鐵板與地面固定牢固，敲上洋沖印，作為鋼柱定位、牛腿安裝的基準線，并提交專職檢查員驗收。b如上圖示，設(shè)立胎架，胎架模板上口水平度必須保證±0.5mm，且不得有明顯的恍動狀，胎架必須用斜撐。B)蝶形牛腿的拼裝①、按上圖所示，在地面上劃出蝶形牛腿①、②各端接頭所處的中心線（軸線）、端面位置線。按基準線組裝蝶形節(jié)點，腹板的高度放4mm焊接收縮余量，在斜撐連接口處放3mm銑削余量，各自進行拼裝、焊接。焊接后矯正蝶形板的平面度。劃出端口基準線，銑削上下連接端口。以柱子本體中心基準線到翼板邊緣的實際尺寸，切割蝶形節(jié)點與本體的焊接坡口，安裝襯墊板時放出2mm的焊接收縮余量。②、拼裝要求a.截面高度h≤500偏差±2mm。500<h≤1000偏差±3mm。h>1000偏差±3mm。蝶形板箱口高度h1偏差±3mm。b.截面寬度b偏差±3mm。c.翼板與腹板垂直度偏差≤2mm。d.翼板與腹板位于接口端處應(yīng)處于同一平面內(nèi)偏差≤1mm。e.焊縫外觀要求必須達到本工藝中有關(guān)焊縫外觀要求的質(zhì)量標(biāo)準。C)、劃線a.對拼裝結(jié)束并經(jīng)自檢合格的牛腿按圖示要求分別劃出A0、B0、C0、DO、MO、NO中心線。b.劃線偏差≤1mm。D)、關(guān)于蝶形結(jié)構(gòu)的裝焊次序a、在地面上劃出其底線，將其中一塊蝶形板在胎架上定位。b、將②、③、2A、3A、④在蝶形板定位后，蓋上另一塊蝶形板。焊接②、③與蝶形板間PP區(qū)域的焊縫。暫不焊接④端頭封板與與蝶形板間的焊縫。c、安裝①。安裝封板⑤。封板⑤朝箱內(nèi)側(cè)面應(yīng)在其安裝前作好油漆工作。d、結(jié)構(gòu)焊接矯正后對于向上端面進行端銑。e、看清圖紙要求的涂裝區(qū)域，按要求制作。f、若實際構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與上圖有所差別時，應(yīng)根據(jù)實況合理調(diào)整裝焊順序。E)、鋼柱與牛腿的整體組裝方案a.將已經(jīng)檢驗合格并機加工結(jié)束的柱子吊上水平胎架進行定位，固定。要求柱子兩側(cè)面中心線位于水平狀態(tài)，偏差≤2mm。b.將柱子頂（底）面中心線及牛腿水平標(biāo)高中心線投影至平臺基面上。c.在平臺基面上劃出柱子中心線，牛腿中心線A0、B0、C0、DO、MO、NO及牛腿端面位置線aa′、bb′、cc′、dd′、mm′、nn′等。d.用投影法將牛腿中心線與柱子外形線交點P1、P2、P3和P1′、P2′、P3′移植至牛腿所在柱子對應(yīng)位置的翼緣板邊沿上，并據(jù)此在柱子側(cè)面上劃出相應(yīng)垂直線。以上各線劃出后其偏差均不得大于1mm。e.將蝶形牛腿①吊上胎架,根據(jù)牛腿中心線A0、B0、Mo和牛腿端面位置線aa′、bb′、mm′以及交點P1、P2、P3等位置進行定位，具體如下：Ⅰ).蝶形牛腿①翼緣板上中心軸線A0、B0、Mo對準柱子上軸線交點O,且通過P1、P2、P3三點；Ⅱ).蝶形牛腿端口四角必須保證水平；Ⅲ).牛腿端部必須與基面上aa′、bb′、mm′位置線吻合；Ⅳ).定對胎架地面角度中心線和左右兩側(cè)的水平度、端面垂直度以及端面企口線。以上定位偏差均不得大于1mm。Ⅴ).在上述定位過程中牛腿與柱子的接縫間隙應(yīng)力爭緊貼，必要時允許間隙≤3mm，局部允許≤5mm。f.將蝶形牛腿②按上述組裝蝶形牛腿①的工藝及要求吊上胎架進行定位。g.裝配蝶形節(jié)點,要求蝶形節(jié)點的各個連接端口與柱子本體在同一個平面內(nèi)，在組裝前先調(diào)整胎架的水平，測量蝶形節(jié)點各端口與本體的平面度（使其控制在5mm范圍以內(nèi)），測量各端口的坐標(biāo)尺寸。h.按上述要求進行檢查，驗收及焊前臨時加強。F）、焊接(1)檢查各接縫間隙，對可能引起較大收縮變形的焊縫在其單面加上t>16的襯板，等另一面焊后冷透再進行拆除。(2)蝶形節(jié)點焊接時，應(yīng)以柱子為中心進行對稱焊接和翻身焊接，由雙數(shù)焊工分區(qū)進行焊接，不能一次焊完，減少焊接變形。(3)裝配牛腿和其他吊裝附件板，焊接、矯正附件板。對柱子進行整體的測量和檢查。(4)焊接栓釘。G）、測量、矯正、驗收牛腿裝焊結(jié)束，將柱子拆離胎架進行測量，并按柱子與上述牛腿組裝要求逐行進行檢查、矯正、驗收。清理構(gòu)件表面，完成各類標(biāo)記。多節(jié)鋼柱制作檢查要求單位（mm）序號測量項目允許偏差1一節(jié)柱高度±3.02兩端最外側(cè)安裝孔孔距離±2.03銑平面到第一個安安裝孔距離±1.04柱身彎曲矢高H/1500，且且不大于5.05一節(jié)柱的柱身扭曲曲H/250，且不不大于5.06柱截面尺寸連接處±3.0非連接處±4.07牛腿端孔到主軸線線距離±3.08柱腳底板平面度5.09柱腳螺栓孔對柱軸軸線的距離3.010