基于构件制做十字型钢柱制作与施工探讨

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　　【摘要】文章从使用范围、工艺原理、施工工艺流程、操作要点、材料和设备、安全措施、环保措施等方面阐述了十字型钢柱制作施工工艺，仅供参考。
　　【关健词】十字型钢柱；制作工艺；流程；操作要点；安全措施；环保措施
　　
　　近年来，钢和混凝土的组合结构在我国获得了长足的发展，广泛应用于高层建筑、大跨桥梁、工业厂房和地铁站台柱等。本单位在某工程中就遇到了钢和混凝土组合结构的施工，其中型钢混凝土柱中的型钢为十字型钢柱。通过施工，取得了很好的效果，结合以上工程的施工技术经验探讨该施工工艺。
　　1 技术特点
　　1.1 设备、工艺简单，操作方便。
　　1.2 施工速度快、效率高、工期短。
　　1.3 成本低、性能高、质量易保证，效果好。
　　2 使用范围
　　本工程使用于低碳钢、高强度钢及普通铸钢的焊接，适用于建筑钢结构十字型构件的加工制作工序，包括工艺流程的选择、放样、下料、制作H型钢、制作T型钢、矫正、边缘加工、组装十字柱、焊接十字柱、装焊顶板和地脚板、矫正调直、清理挂牌、验收出厂等工序。
　　3 工艺原理
　　采用H 型钢生产自动流水线先加工制作成H 型钢，然后再加工成T型钢，最后组装成十字柱，此十字型钢柱作为型钢混凝土柱的型钢。其中钢板采用多头切割机下料后，将腹板与翼缘板组立后，采用自动船形位置焊接，然后进行矫正、切割，组装成十字柱，十字型钢柱中间的十字焊缝采用CO2气体保护焊焊接而成。
　　4 施工工艺流程和操作要点
　　4.1 工艺流程
　　放样、下料→H型钢的制作→T型钢的制作→十字柱组立→十字柱的焊接→十字柱矫正→组装十字柱上零件板。
　　4.2 操作要点
　　4.2.1 操作工艺
　　十字型钢柱的组立过程分为3个步骤，即H 型钢的制作、T 型钢的制作及十字柱的组立。
　　（1）放样、下料
　　①零件下料采用火焰直条切割机进行切割加工。
　　②对十字柱的翼板、腹板采用直条切割机两面同时垂直下料，对不规则件采用半自动切割机进行下料，但应注意对首件进行跟踪检查。
　　③对十字柱的翼板、腹板其长度放50mm，宽度不放余量。
　　④当十字柱主体因钢板长度不够而需对接时，其面板的最小长度应在600mm以上，同一零件中接头的数量不超过两个；同时，在进行套料时必须注意保证腹板与翼板的对接焊缝错开距离满足500mm以上。
　　⑤下料完成后，施工人员应按材质进行色标移植，同时对下料后的零件标注工程名称、钢板规格、零件编号，并归类存放。
　　（2）H 型钢的制作
　　①H 型钢的组立可采用H 型钢流水线组立机进行组立，定位焊采用气保焊，定位焊点长度尺寸为40～60mm，焊角≤6mm，间距为300～400mm。
　　②H 型钢的组立尺寸控制应满足设计规定。
　　③H 型钢的焊接采用门型埋弧焊机，焊前应按标准要求设置引、熄弧板。
　　④H 型钢的矫正主要采取以下几种方式，当翼板厚度在55mm 以下时，可采用H 型钢翼缘矫正机矫正；当翼板厚度在55 mm 以上时，应在焊接过程当中采用合理的焊接工艺顺序辅以手工火焰矫正。本工程翼缘板厚度为20mm，故采用翼缘矫正机进行矫正。
　　（3）T 型钢的制作
　　①对于T 型钢的制作采取先制作H型钢，再将H 型钢拆分成两支T型钢的方法；因此，在进行H 型钢腹板下料时，其腹板宽度为两块T型钢腹板宽度之和，待H 型钢的组焊、矫正完毕后，再利用手工割枪将预留处割开，使之成为两个T型钢。
　　②B.T 型钢的组焊、矫正等工序与H型钢制作方法相同。
　　（4）十字柱组立
　　①十字柱组立前设备的选择：A.十字柱的组立可采用人工胎架组立；B.组立的定位焊接可采用XC500 型气体保护焊机。
　　②十字柱的组立。A.确定装配基准线：在H 型钢及T型钢（已组立成H 型）组焊完毕并校正合格后，在其端头腹板上确立装配基准线，并用记号笔标记、划线，并用工艺隔板进行初步定位，（临时）装配定位工艺隔板（- 12×100×100•1000 mm），然后，以该装配基准线及工艺隔板为基准转配。B.十字柱的组立应在胎架上完成，并辅以千斤顶对部件间顶紧，各部件间的定位点焊长度40～60mm左右，焊角6mm，间距300～400mm。
　　（5）十字柱的焊接
　　①十字柱十字位置焊接采用气保焊打底，气保焊盖面。
　　②做好焊前的准备工作：加设引熄弧板；清理焊接区。
　　③十字型柱的十字位置焊缝盖面采用CO2气体保护焊机。
　　④焊接参数的选择：气保焊焊接电流：I＝240～280A，焊接电压：U＝26～32V、焊接速度：V＝120～150mm/min。
　　⑤焊接顺序的选择：为合理的控制焊接过程中产生的变形，焊接顺序按以下进行，并在焊接过程中加强检查，以便随时作出相应调整。
　　⑥十字柱焊接完成后，将工艺隔板去除，并对十字柱进行打磨。
　　（6）十字柱矫正
　　十字柱矫正采用手工火焰矫正方法进行矫正。利用火焰矫正时，加热温度控制在650 ℃左右，扭曲变形矫正时，一端固定，另一端采用液压千斤顶进行矫正。
　　（7）组装十字柱上零件板
　　①施工准备。A.零件组装时应确认零件厚度和外形尺寸已经检验合格，已无切割毛刺和缺口，并应核对零件编号、方向和尺寸无误后才可进行组装。B.核对待装配的钢柱本体的编号、规格，确认局部的补修及弯扭变形均已调整完毕。
　　②十字柱的大组立。A.将钢柱本体放置在装配平台上，确立水平基准；根据各部件在图纸上的位置尺寸，利用石笔在钢柱本体上进行划线，其位置线包括中心线、基准线等，各部件的位置线应采用双线标识，定位线条清晰、准确，避免因线条模糊而造成尺寸偏差。B.待装配的部件（如跳梁等），应根据其在结构中的位置，先对部件进行组装焊接，使其自身组焊在最佳的焊接位置上完成，实现部件焊接质量的有效控制。C.在装配平台上，按其部件在钢柱上的位置进行组立。
　　③钢柱柱底板的装配方法。A.首先，确立装配的水平平台，将装配用的平台调好水平；然后，在柱底板上划出十字中心线及钢柱的断面形状。B.在水平胎架上，将底板与钢柱本体按靠线装配，确保柱底板对于钢柱本身成直角，并利用线坠确认。
　　④对钢柱大组立装配完毕后，在柱底按要求对钢柱的中心线用红油漆做标识，并准确核对装配的方向。
　　5 材料和设备
　　5.1 材料要求
　　5.1.1 钢结构使用的钢材、焊接材料、涂装材料等应具有质量证明书，必须符合设计要求和现行国家标准的规定。
　　5.1.2 进厂的原材料，除必须有生产厂的出厂质量证明书外，并应按合同要求和有关现行标准在甲方、监理的见证下，进行现场见证取样、送样、检验和验收，做好检查记录、并向甲方和监理提供检验报告。
　　5.2 设备见表1
　　6 质量控制
　　严格按《钢结构工程质量验收规范》GB50205―2001 的规定进行验收。
　　7 安全措施
　　7.1 在施工作业前，对进入现场施工的全体人员进行认真的安全知识宣传、教育，培训并教育全体施工人员严格遵守公司的安全生产及各级有关规章制度。
　　7.2 防火。施工区域如有易爆、可燃等气体，点火前应采用相应的措施适当隔离。
　　7.3 施工现场应计划有序，施工作业区机具、设备及工具，成品、半成品、原材料应排列整齐，保持道路畅通。
　　7.4 进入施工现场要求戴好安全帽，佩戴齐全的劳保用品，禁止酒后进入施工现场操作。
　　7.5 电器设备的安装要符合安全要求，并定期对电器设备的接头及接地装置进行检查、维修。
　　7.6 施工操作人员必须认真执行各工种的安全操作规程。
　　7.7 对起重机要严禁超载吊装。
　　8 环保措施
　　8.1 施工安排在8:00～18:00 间进行,如因特殊原因确需昼夜连续施工的，应向上级部门或当地主管部门申请，经批准后再夜间施工。
　　8.2 废弃物的存放场（或容器）应按废弃物分类进行标识。
　　8.3 废料根据实际情况，尽可能充分回收利用。
　　8.4 有毒有害废弃物中若有利用价值的可回收利用，如废油桶等；没有利用价值的按当地环保部门的要求进行处理。
　　8.5 施工现场的主要道路，加工场地和办公临舍区等处，宜做硬化地面，并洒水清洁，未硬化部分（场所），有条件时，尽可能进行绿化处理。
　　8.6 施工作业区应做到活完底清，及时清理，坚持安全生产，文明施工。
　　9 效益分析
　　本工艺成功解决了十字型钢柱制作中需解决的特殊技术课题，提供了成套的、成熟的施工工艺；部分技术的运用节省了人工，缩短了施工工期；对开发商的效益方面也有很大的回报，经济效益和社会效益十分明显。
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
　　

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