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[摘要] 本论文以某厂房钢结构制作为背景,对大跨度空间管桁架结构制作的冷弯、相贯口切割、压膜板的下料及组装定位、拼装、焊接等关键技术进行研究,解决了类似工程钢结构加工制作的关键技术问题,为以后的工作总结了经验。
[ 关键词]主厂房,屋面,管桁架,制作技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
主厂房Ⅰ区、Ⅱ区热卷库跨、4#SACL前库、单机架前库、连退前库的屋盖系统由管桁架、高频焊H型钢檩条、支撑系统、天沟等组成。管桁架由主桁架、次桁架、边桁架组成。制作总量约2000吨。Ⅰ区主厂房热轧卷库跨分为两跨(1E---1C列 、1C ---1B列、101~116线),管桁架单榀长87m,一区主桁架上弦双主管为Ф299mmX12mm、下弦主管为Ф402mmX12mm;Ⅱ区主厂房201---219线,4#SACL前库(2A---2B)、连退前库(2B---2C)、单机架前库(2C---2D),二区管桁架单榀总长98 m,二区主桁架上弦双主管为Ф299mmX12mm、下弦主管为Ф402mmX16mm。屋盖系统承重结构采用倒三角形管桁架连跨体系,桁架与柱顶的连接座采用铰接。
在结构制作过程中最大限度使用各类先进的机械加工设备并利用各种工装夹具,以减少手工操作的随意性和不稳定性,保证构件加工质量,提高生产效率;对投入数控相贯线切割机、数控平面钻等设备须进行保养检修。
1.1构件特点、难点及应对措施
一区热卷库和二区4#SACL前库、单机架前库、连退前库屋面全部为倒三角形的鱼腹式管桁架,结构形式复杂,截面积较大,中部高度4.5m,端部高度2.8m,且跨度较大,一区热卷库为单榀长度87 m。相贯口管—管相交多,切割精度和焊接质量要求高、难度大。由于构件自身较长,拼装精度将直接影响工程的安装精度,制作拼装时精度控制难度很大。
热卷库管桁架单榀总长87 m,最大外形截面尺寸4.9 m X3.0 m X87 m,二区管桁架单榀总长98 m,最大外形截面尺寸5.4 m X3 m X98 m,均为弧形鱼腹式,运输难度非常大,整体运几乎不可能。杆件拼装量大,定位要求高,加工制作中须采取的特殊措施。
1.2 应对方案和措施
根据工程特点,选用我公司的优势兵力,调集技术业务精、能力素质高的人员进行管理,劳动力配备充足,保证工程各项工作保质、保量、按时完成,保证了项目管理工作的科学性、有效性、合理性。
考虑到管桁架的特点、制作难度,运输能力等因素,由于施工现场没有合适的拼装场地,利用厂内办公楼前空地进行桁架制作拼装,将整榀管桁架分段制作,将桁架画出分段简图并做好标识,发给安装单位,以解决运输和现场各节点拼装的困难。按鱼腹式管桁架的结构外形尺寸要求,制作若干个拼装固定胎架,并放置在经过垫平的地面上,确保管桁架在整體拼装过程中各杆件准确定位和整体几何尺寸。
2加工制作
2.1材料
管桁架采用轧制无缝钢管或焊接钢管,材质采用Q345B,对壁厚及直径的公差应严格要求,其质量应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》(GB/T8162)及《焊接钢管》的规定,支座板材采用Q235B。钢材、焊材、涂装材料须有质量证明书,并符合设计要求和现行有关标准的要求,并按规范和宝钢技改部下发的文件要求进行检复验。
焊材使用前应按要求进行烘干。钢材表面锈蚀、划痕等缺陷不得超过钢材允许负偏差的1/2,否则严禁使用。材料如有代用须经设计部门同意后方可使用。并根据代用后的实际规格对原相关尺寸做好变更。
2.2放样、号料和切割
号料前应核对施工图并掌握工艺要求,发现问题及时提出。异型板及坡口加工用数控切割机编程后自动切割,坡口加工用半自动切割机或刨边机进行。放样号料时应按要求预留切割、刨边余量。钢材号料后应标明定货号、零件号、加工方法等有关数据,并作好标识移植工作。
切割前,应将切割区表面的铁锈,油污等清除干净,严格按划线下料的标注进行切割.切割后,断口处不得有裂纹和大于1.0mm的缺棱,并及时清除边缘的熔瘤和飞溅物,否则,严禁向下道工序传递。
2.2.3制孔
按施工图纸要求选择钻头直径。钻孔前将构件放平、垫稳、固牢,防止钻偏钻斜,严禁套钻。为确保连接板孔位准确,全部采用数控平面钻孔。钻孔完毕应及时清除毛边、飞刺,并用量规检查,不合格品须经技术人员同意方可扩钻或用与母材匹配的焊条焊补后重新钻孔, 严禁用钢块填塞。加工和彩钢车间将加工完的半成品按规格分类,并标明订货号、零件号及数量并填好工序交接卡经检查后方可转交装配焊接工序。
2.2.4组装
组装桁架用胎架的搭设质量直接影响桁架制作、拼装质量,搭设正确、适宜的胎架是组装桁架的关键,由于桁架外形尺寸大,对于组拼桁架胎架的平整、牢固、稳定性要求较高。胎架搭设时应注意以下问题:各部位焊缝必须焊接牢固;胎架底板下的场地须平整、夯实,具有足够的承载力和稳定性,在拼装焊接过程中胎架不得发生沉降或倾斜现象;胎架放置时须测量标高,保证几个胎架的上顶面在组装焊接过程中,保持水平;胎架放置时,控制其直线度。
桁架组装前应根据图纸要求和加工、彩钢车间提供的料单认真核对零件的尺寸、规格,严格检查质量,不合格不得组立。为减小主桁架的挠度,在现场施工时主桁架的跨中按跨度的1/500mm起拱。在详图深化阶段,已将起拱度加以考虑,施工图中的杆件尺寸是起拱以后的尺寸;起拱后,腹杆与弦杆的尺寸都有相应的变化;加工时的放样图应是根据施工图中提供的尺寸绘制。
组装前,认真清除接口表面50mm范围内的铁锈、油污等杂质,打磨干净,并认真检查杆件的直线度。组立时应严格控制各部位的偏差和间隙:局部间隙≤1.0mm。焊接后的变形矫正,采用火焰矫正,同一部位的加热不得超过两次,加热温度严禁超过900℃,如采用手工捶击矫正须采取加锤垫等措施,以防凹痕和损伤母材。Q345钢火焰矫正后严禁水冷。隐蔽焊缝应认真施焊,经检查合格后方可进行下一道工序。
3检查验收
构件制作完毕,检查人员应按施工图、制作工艺和《钢结构工程施工质量验收规范》 ,认真检查验收,记录表格按《钢结构工程施工质量验收规范》规定做好记录。检验批、分项分部及各类报验的软件资料,严格按监理和业主确认的表样填写。
4 质量、安全保证措施
坚持以产品实体质量为核心的全过程控制,不断强化职工创精品的质量意识和市场意识。生产全过程中严格履行质量体系文件的各项制度,并明确目标,落实责任,跟踪检查。同时加大对特殊工种的查处和考核,确保特殊工种持证上岗。严格控制工序与工序的交接,实行工序交接制度,不合格品决不向下道工序流入。在软件资料管理上严格做到同步、规范、标准和统一。加大控制和治理制作过程中可能出现的质量通病。
坚决落实“安全第一,预防为主”的方针和安全为了生产、生产必须安全的规定,全面进行预控管理,从思想上重视,措施上保证,行动上支持,杜绝伤亡事故的发生。加强特殊工种人员安全操作技能的培训教育,严格做到执证上岗。作业人员进入施工现场必须按规定穿戴劳防用品,起重机操作人员和指挥人员应严格遵守“十不吊”规定。
5结论
以往管桁架多应用在体育厂馆、剧院等大型公共场所的建筑,在大型工业厂房屋面结构的应用我还是第一次接触。宝钢五冷轧带钢工程主厂房Ⅰ区热轧卷库、Ⅱ区主厂房屋面均采用管桁架的结构型式,不仅减少了结构的用钢量,提高了经济效益,也大大的增加了厂房的美观效果。我在施工前期做了充分的准备工作,认真审图,把图纸问题及时与设计院沟通,避免施工过程出现的一些问题,使工程少走一些弯路。在施工过程中我们根据工程的特点、难点制定出合理的制作拼装方法,实践证明我们的方法还是科学的、可行的。在质量方面从每道工序开始逐步加以控制,严把工程质量关,技术、质量方面取得了良好的结果,也为今后网架结构的施工积累了一点经验。
【参考文献】
1. 唐丽萍 钢结构制作与安装机械工业出版社
2. 周观根 建筑钢结构制作工艺学 中国建筑工业出版社
[ 关键词]主厂房,屋面,管桁架,制作技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
主厂房Ⅰ区、Ⅱ区热卷库跨、4#SACL前库、单机架前库、连退前库的屋盖系统由管桁架、高频焊H型钢檩条、支撑系统、天沟等组成。管桁架由主桁架、次桁架、边桁架组成。制作总量约2000吨。Ⅰ区主厂房热轧卷库跨分为两跨(1E---1C列 、1C ---1B列、101~116线),管桁架单榀长87m,一区主桁架上弦双主管为Ф299mmX12mm、下弦主管为Ф402mmX12mm;Ⅱ区主厂房201---219线,4#SACL前库(2A---2B)、连退前库(2B---2C)、单机架前库(2C---2D),二区管桁架单榀总长98 m,二区主桁架上弦双主管为Ф299mmX12mm、下弦主管为Ф402mmX16mm。屋盖系统承重结构采用倒三角形管桁架连跨体系,桁架与柱顶的连接座采用铰接。
在结构制作过程中最大限度使用各类先进的机械加工设备并利用各种工装夹具,以减少手工操作的随意性和不稳定性,保证构件加工质量,提高生产效率;对投入数控相贯线切割机、数控平面钻等设备须进行保养检修。
1.1构件特点、难点及应对措施
一区热卷库和二区4#SACL前库、单机架前库、连退前库屋面全部为倒三角形的鱼腹式管桁架,结构形式复杂,截面积较大,中部高度4.5m,端部高度2.8m,且跨度较大,一区热卷库为单榀长度87 m。相贯口管—管相交多,切割精度和焊接质量要求高、难度大。由于构件自身较长,拼装精度将直接影响工程的安装精度,制作拼装时精度控制难度很大。
热卷库管桁架单榀总长87 m,最大外形截面尺寸4.9 m X3.0 m X87 m,二区管桁架单榀总长98 m,最大外形截面尺寸5.4 m X3 m X98 m,均为弧形鱼腹式,运输难度非常大,整体运几乎不可能。杆件拼装量大,定位要求高,加工制作中须采取的特殊措施。
1.2 应对方案和措施
根据工程特点,选用我公司的优势兵力,调集技术业务精、能力素质高的人员进行管理,劳动力配备充足,保证工程各项工作保质、保量、按时完成,保证了项目管理工作的科学性、有效性、合理性。
考虑到管桁架的特点、制作难度,运输能力等因素,由于施工现场没有合适的拼装场地,利用厂内办公楼前空地进行桁架制作拼装,将整榀管桁架分段制作,将桁架画出分段简图并做好标识,发给安装单位,以解决运输和现场各节点拼装的困难。按鱼腹式管桁架的结构外形尺寸要求,制作若干个拼装固定胎架,并放置在经过垫平的地面上,确保管桁架在整體拼装过程中各杆件准确定位和整体几何尺寸。
2加工制作
2.1材料
管桁架采用轧制无缝钢管或焊接钢管,材质采用Q345B,对壁厚及直径的公差应严格要求,其质量应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》(GB/T8162)及《焊接钢管》的规定,支座板材采用Q235B。钢材、焊材、涂装材料须有质量证明书,并符合设计要求和现行有关标准的要求,并按规范和宝钢技改部下发的文件要求进行检复验。
焊材使用前应按要求进行烘干。钢材表面锈蚀、划痕等缺陷不得超过钢材允许负偏差的1/2,否则严禁使用。材料如有代用须经设计部门同意后方可使用。并根据代用后的实际规格对原相关尺寸做好变更。
2.2放样、号料和切割
号料前应核对施工图并掌握工艺要求,发现问题及时提出。异型板及坡口加工用数控切割机编程后自动切割,坡口加工用半自动切割机或刨边机进行。放样号料时应按要求预留切割、刨边余量。钢材号料后应标明定货号、零件号、加工方法等有关数据,并作好标识移植工作。
切割前,应将切割区表面的铁锈,油污等清除干净,严格按划线下料的标注进行切割.切割后,断口处不得有裂纹和大于1.0mm的缺棱,并及时清除边缘的熔瘤和飞溅物,否则,严禁向下道工序传递。
2.2.3制孔
按施工图纸要求选择钻头直径。钻孔前将构件放平、垫稳、固牢,防止钻偏钻斜,严禁套钻。为确保连接板孔位准确,全部采用数控平面钻孔。钻孔完毕应及时清除毛边、飞刺,并用量规检查,不合格品须经技术人员同意方可扩钻或用与母材匹配的焊条焊补后重新钻孔, 严禁用钢块填塞。加工和彩钢车间将加工完的半成品按规格分类,并标明订货号、零件号及数量并填好工序交接卡经检查后方可转交装配焊接工序。
2.2.4组装
组装桁架用胎架的搭设质量直接影响桁架制作、拼装质量,搭设正确、适宜的胎架是组装桁架的关键,由于桁架外形尺寸大,对于组拼桁架胎架的平整、牢固、稳定性要求较高。胎架搭设时应注意以下问题:各部位焊缝必须焊接牢固;胎架底板下的场地须平整、夯实,具有足够的承载力和稳定性,在拼装焊接过程中胎架不得发生沉降或倾斜现象;胎架放置时须测量标高,保证几个胎架的上顶面在组装焊接过程中,保持水平;胎架放置时,控制其直线度。
桁架组装前应根据图纸要求和加工、彩钢车间提供的料单认真核对零件的尺寸、规格,严格检查质量,不合格不得组立。为减小主桁架的挠度,在现场施工时主桁架的跨中按跨度的1/500mm起拱。在详图深化阶段,已将起拱度加以考虑,施工图中的杆件尺寸是起拱以后的尺寸;起拱后,腹杆与弦杆的尺寸都有相应的变化;加工时的放样图应是根据施工图中提供的尺寸绘制。
组装前,认真清除接口表面50mm范围内的铁锈、油污等杂质,打磨干净,并认真检查杆件的直线度。组立时应严格控制各部位的偏差和间隙:局部间隙≤1.0mm。焊接后的变形矫正,采用火焰矫正,同一部位的加热不得超过两次,加热温度严禁超过900℃,如采用手工捶击矫正须采取加锤垫等措施,以防凹痕和损伤母材。Q345钢火焰矫正后严禁水冷。隐蔽焊缝应认真施焊,经检查合格后方可进行下一道工序。
3检查验收
构件制作完毕,检查人员应按施工图、制作工艺和《钢结构工程施工质量验收规范》 ,认真检查验收,记录表格按《钢结构工程施工质量验收规范》规定做好记录。检验批、分项分部及各类报验的软件资料,严格按监理和业主确认的表样填写。
4 质量、安全保证措施
坚持以产品实体质量为核心的全过程控制,不断强化职工创精品的质量意识和市场意识。生产全过程中严格履行质量体系文件的各项制度,并明确目标,落实责任,跟踪检查。同时加大对特殊工种的查处和考核,确保特殊工种持证上岗。严格控制工序与工序的交接,实行工序交接制度,不合格品决不向下道工序流入。在软件资料管理上严格做到同步、规范、标准和统一。加大控制和治理制作过程中可能出现的质量通病。
坚决落实“安全第一,预防为主”的方针和安全为了生产、生产必须安全的规定,全面进行预控管理,从思想上重视,措施上保证,行动上支持,杜绝伤亡事故的发生。加强特殊工种人员安全操作技能的培训教育,严格做到执证上岗。作业人员进入施工现场必须按规定穿戴劳防用品,起重机操作人员和指挥人员应严格遵守“十不吊”规定。
5结论
以往管桁架多应用在体育厂馆、剧院等大型公共场所的建筑,在大型工业厂房屋面结构的应用我还是第一次接触。宝钢五冷轧带钢工程主厂房Ⅰ区热轧卷库、Ⅱ区主厂房屋面均采用管桁架的结构型式,不仅减少了结构的用钢量,提高了经济效益,也大大的增加了厂房的美观效果。我在施工前期做了充分的准备工作,认真审图,把图纸问题及时与设计院沟通,避免施工过程出现的一些问题,使工程少走一些弯路。在施工过程中我们根据工程的特点、难点制定出合理的制作拼装方法,实践证明我们的方法还是科学的、可行的。在质量方面从每道工序开始逐步加以控制,严把工程质量关,技术、质量方面取得了良好的结果,也为今后网架结构的施工积累了一点经验。
【参考文献】
1. 唐丽萍 钢结构制作与安装机械工业出版社
2. 周观根 建筑钢结构制作工艺学 中国建筑工业出版社