弧形非直角翼缘板H型钢制作工法

吉化集团吉林市北方建设有限责任公司

目  录

1  前  言    2

2  工艺原理    2

3  工艺流程、操作方法及要点    3

4  材料及设备    7

5  质量控制    7

6  安全措施    9

7  环保措施    10

8  工法特点、效益分析及实际应用    10

弧形非直角翼缘板H型钢制作工法

1、前言

随着我国经济的发展、钢结构技术的日益成熟，钢结构由于其优越的力学性能和环保节能等性能得到了迅速发展；近年来由于大量钢构件的使用，一些大跨度、大截面、复杂型截面等钢结构也就越来越多，给钢结构加工制作及安装带来的难度就越来也大，一些特殊构件由于以往没有此类构件的加工制作方面的经验，新的构件的加工制作工艺工法就迫切需要解决，同时对加工制作安装单位也提出了较高的要求，需要根据工程的特点与实际情况，利用传统、成熟的技术相结合进一步创新创造，形成一套适合于现场加工制作安装的工法。经过吉林市新一代天气雷达系统塔楼钢结构施工，在弧形非直角翼缘板H型钢制作方面不断总结经验，推陈出新，总结出一套关于该类构件的制作工法，如下：

2、工艺原理

 2.1 利用条形腹板的弹性特性，利用一端固定另一端施力，配合圆弧上均布设置的固定胎具，形成腹板的预定位及预煨制。

 2.2 根据钢构件腹板、缘板的结构够尺寸制作的胎具，使下缘板、腹板、上缘板能够一次性预定位。

 2.3 预定位完成后，通过侧向千斤顶和上部楔铁夹紧，一次性完成腹板的煨制及构件组装。

 2.4 此方法的胎具既是煨制胎具，又是组装胎具和固定卡具，做到一胎多用，一次性成型，简单、快速、实用。

3、工艺流程、操作方法及要点

3.1工艺流程

钢构件放样→构件零部件加工→胎具现场实际放样→胎具制作→胎具校核→组对→焊接→质量检验→无损检测

3.2工艺图示及操作方法

3.2.1用计算机进行图纸分解构件精确放样后采用数控切割机进行零部件和胎具的下料切割，主要的是控制非直角翼板弧度，（非直角翼板是三维的，附视尺寸不是展开尺寸）并根据到货板材规格进行下料，减少材料损耗。

3.2.2根据构件尺寸及板厚在组装平台上放样后设置一组（6-12个）胎具及前端固定卡具，要进行胎具的整体弧度及各个胎具上零部件定位位置的校核。

3.2.3操作步骤：

3.2.3.1将下缘板置于预定位位置，水平方向要与胎具贴紧。

3.2.3.2将腹板垂直置于前端定位位置夹紧，另一端手拉葫芦施力，进行预煨制。

3.2.3.3各个胎具对应的千斤顶从前端到后端依次逐个顶紧，完成腹板的煨制，千斤顶不卸荷，作为腹板的定位卡具使用。

3.2.3.4上缘板放置于定位位置，上部楔铁夹紧，完成H型钢的整体组装。

3.2.3.5组装完成，复核构件结构尺寸，点焊连接加固，构件从胎具上撤下。

3.2.4钢构件组对成型后，二氧化碳气体保护焊进行焊接，焊缝的质量要求按设计及规范要求。弧形腹板以及非直角翼缘板H型钢结构，对常规埋弧自动焊的较大，没有可调全自动埋弧焊设备的厂家及施工现场无法采用埋弧焊进行角缝的焊接，采用CO2气体保护焊，该焊接方法相对于埋弧焊风力影响较严重，在室外施工要设置防风措施，且飞溅较大，焊后清理工作增大。相对埋弧焊熔深小，为了保证焊脚尺寸需进行多层多道焊增加了焊接质量控制难度。

飞溅处理前

处理后

4、材料及设备 

本工法所需主要工器具及主要设备见下表： 

5.1钢构件采用计算机及结合实际放样， 保证构件的详细尺寸参数。 

5.2 构件尺寸的控制为避免构件在制作过程中构件产生尺寸偏差，放样制作腹板弧度和上缘角度样板，以便于校核钢构件的尺寸，既减少靠尺子丈量的不精又提高检测的效率及精度。

5.3钢构件尺寸按照图纸的要求及《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2012的要求严格控制钢构件尺寸。

5.4钢构件尺寸检查及焊后处理完毕后，在移交下一工序之前按照设计及规范要求进行无损探伤检测，H型钢制作完成后如下图。

6、安全措施

6.1组织措施

建立以项目经理为首要责任者的安全管理网络。

安全工程师：组织整个施工过程中的安全检查，向各个作业组发布安全命令；

工艺工程师：监督、检查、指导各项安全方案的实施；

各作业班组：负责班组工作范围内所有安全工具、作业环境、劳动防护。

6.2建立健全安全生产管理制度

6.2.1建立健全安全生产责任制，做到目标明确，责任到人。

8.2.2制定安全技术措施计划，保证安全生产、防止伤亡事故、各项技术组织措施。

6.2.3建立安全检查制度。

6.3保证安全技术措施

6.3.1、在钢构件加工前，成立施工班组，由专业安全员对班组人员进行安全技术交底，确认各工种各工序作业时安全注意事项及安全操作方法。

6.3.2、检查电器设备及电线，应绝缘、接地良好，以保证电气安全；

6.3.3、对组装设备进行检查，保证设备完好和安全，安全保护装置齐全可靠。 

6.3.4、操作人员必须身体健康，并经过专业培训考试合格，在取得有关部门颁发的操作证后方可操作。

7、环保措施

7.1固体废弃物管理：

对可回收废弃物材料下脚料、油漆桶、包装物等废材料、分类存放。

不可回收的旧砂纸、生活垃圾等放在指定地点。然后将垃圾外运至指定的垃圾处理站。

7.2噪声管理：

在施工操作前，首先检查机械传动部分润滑情况，使施工机械自身噪声降到最低操作，人员在噪声96分贝环境中施工，每天不大于120分钟；在86分贝环境中施工，每天不大于240分钟。

7.3节能降耗方案

7.3.1任何人不得随意改变供电线路和私自接耗电设备，作业区域采用节能灯，做到人走灯灭。

7.3.2设备选型和更新时，应优先考虑环保、节能性的产品。杜绝设备空运转，操作人员不得离开正在运转的设备。

8、工法特点、效益分析及实际应用

8.1常规方法弧形腹板的加工采用辊床加工，辊床加工属于粗加工需多次对弧度矫正，若弧度过小由于钢板的弹性形变导致卷制后弧度展开，若弧度过大半径过小又受辊床规格型号的。使用固定胎具组对腹板和翼缘板一次组对成型避免了钢板弹性回弹，弧度易控制且适用范围大。节约了机械卷制及矫正的人工费、机械费。

8.2辊床卷制后上下机床要有吊装机械配合且移至组装平台时发生二次倒运，耗费人工费、机械费。

8.3 辊床加工时要根据机床性能留有直边加工余量，卷制后切割掉，耗费人工费、材料费。

8.4因是弧形非直角H型钢，不能使用自动组立设备。辊床加工后组装时也要在组装平台上设置必要的卡具，导致重复无必要作业施工，节约了人工费、材料费。

8.6实际应用：本工法适用于弧形非直角翼缘板H型钢制作。具体应用如吉林市新一代气象雷达塔塔楼钢结构环形梁。见下图：

平面图

立面图