十字型鋼柱制作施工工法

陳淑麗

（山西省第一建筑工程公司，山西 侯馬 043000）

十字型鋼柱制作施工工法

陳淑麗

（山西省第一建筑工程公司，山西 侯馬 043000）

本工法針對(duì)十字型鋼柱制作過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的講述，對(duì)以后類(lèi)似構(gòu)件的制作有一定的實(shí)用價(jià)值。

十字型鋼柱；制作；工法

1 前言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。因?yàn)殇摌?gòu)件和板件受壓時(shí)必須滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求，往往不能充分發(fā)揮它強(qiáng)度高的作用，而混凝土則最宜于受壓不適于受拉，將鋼材和混凝土并用，使兩種材料都充分發(fā)揮它的長(zhǎng)處，是一種很合理的結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，鋼和混凝土的組合結(jié)構(gòu)在我國(guó)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于高層建筑、大跨橋梁、工業(yè)廠房和地鐵站臺(tái)柱等。

本單位在今年施工的晉國(guó)博物館工程中就遇到了鋼和混凝土組合結(jié)構(gòu)的施工，其中型鋼混凝土柱中的型鋼為十字型鋼柱。通過(guò)施工，取得了很好的效果，結(jié)合以上工程的施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)編制了該工法。

2 工法特點(diǎn)

（1）設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單，操作方便。

（2）施工速度快、效率高、工期短。

（3）成本低、性能高、質(zhì)量易保證，效果好。

3 使用范圍

本工程使用于低碳鋼、高強(qiáng)度鋼及普通鑄鋼的焊接，適用于建筑鋼結(jié)構(gòu)十字型構(gòu)件的加工制作工序，包括工藝流程的選擇、放樣、下料、制作H型鋼、制作T型鋼、矯正、邊緣加工、組裝十字柱、焊接十字柱、裝焊頂板和地腳板、矯正調(diào)直、清理掛牌、驗(yàn)收出廠等工序。

4 工藝原理

采用H型鋼生產(chǎn)自動(dòng)流水線先加工制作成H型鋼，然后再加工成T型鋼，最后組裝成十字柱，此十字型鋼柱作為型鋼混凝土柱的型鋼。其中鋼板采用多頭切割機(jī)下料后，將腹板與翼緣板組立后，采用自動(dòng)船形位置焊接，然后進(jìn)行矯正、切割，組裝成十字柱，十字型鋼柱中間的十字焊縫采用CO2氣體保護(hù)焊焊接而成。

5 施工工藝流程和操作要點(diǎn)

5.1 工藝流程

放樣、下料→H型鋼的制作→T型鋼的制作→十字柱組立→十字柱的焊接→十字柱矯正→組裝十字柱上零件板。

5.2 操作要點(diǎn)

5.2.1 操作工藝

十字型鋼柱的組立過(guò)程分為3個(gè)步驟，即H型鋼的制作、T型鋼的制作及十字柱的組立。

5.2.1.1 放樣、下料

（1）零件下料采用火焰直條切割機(jī)進(jìn)行切割加工。

（2）對(duì)十字柱的翼板、腹板采用直條切割機(jī)兩面同時(shí)垂直下料，對(duì)不規(guī)則件采用半自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行下料，但應(yīng)注意對(duì)首件進(jìn)行跟蹤檢查。

（3）對(duì)十字柱的翼板、腹板其長(zhǎng)度放50 mm，寬度不放余量。

（4）當(dāng)十字柱主體因鋼板長(zhǎng)度不夠而需對(duì)接時(shí)，其面板的最小長(zhǎng)度應(yīng)在600 mm以上，同一零件中接頭的數(shù)量不超過(guò)兩個(gè)；同時(shí)，在進(jìn)行套料時(shí)必須注意保證腹板與翼板的對(duì)接焊縫錯(cuò)開(kāi)距離滿(mǎn)足500 mm以上。

（5）下料完成后，施工人員應(yīng)按材質(zhì)進(jìn)行色標(biāo)移植，同時(shí)對(duì)下料后的零件標(biāo)注工程名稱(chēng)、鋼板規(guī)格、零件編號(hào)，并歸類(lèi)存放。

5.2.1.2 H型鋼的制作

（1）H型鋼的組立可采用H型鋼流水線組立機(jī)進(jìn)行組立，定位焊采用氣保焊，定位焊點(diǎn)長(zhǎng)度尺寸為40～60 mm，焊角≤6 mm，間距為300～400 mm。

（2）H型鋼的組立尺寸控制應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定。

（3）H型鋼的焊接采用門(mén)型埋弧焊機(jī)，焊前應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置引、熄弧板。

（4）H型鋼的矯正主要采取以下幾種方式，當(dāng)翼板厚度在55mm以下時(shí)，可采用H型鋼翼緣矯正機(jī)矯正；當(dāng)翼板厚度在55 mm以上時(shí)，應(yīng)在焊接過(guò)程當(dāng)中采用合理的焊接工藝順序輔以手工火焰矯正。本工程翼緣板厚度為20 mm，故采用翼緣矯正機(jī)進(jìn)行矯正。

5.2.1.3 T型鋼的制作

（1）對(duì)于T型鋼的制作采取先制作H型鋼，再將H型鋼拆分成兩支T型鋼的方法；因此，在進(jìn)行H型鋼腹板下料時(shí)，其腹板寬度為兩塊T型鋼腹板寬度之和，待H型鋼的組焊、矯正完畢后，再利用手工割槍將預(yù)留處割開(kāi)，使之成為兩個(gè)T型鋼。

（2）B.T型鋼的組焊、矯正等工序與H型鋼制作方法相同。

5.2.1.4 十字柱組立

（1）十字柱組立前設(shè)備的選擇：①十字柱的組立可采用人工胎架組立；②組立的定位焊接可采用XC500型氣體保護(hù)焊機(jī)。

（2）十字柱的組立。①確定裝配基準(zhǔn)線：在H型鋼及T型鋼（已組立成H型）組焊完畢并校正合格后，在其端頭腹板上確立裝配基準(zhǔn)線，并用記號(hào)筆標(biāo)記、劃線，并用工藝隔板進(jìn)行初步定位，（臨時(shí)）裝配定位工藝隔板（-12×100×100·1 000 mm），然后，以該裝配基準(zhǔn)線及工藝隔板為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)配。②十字柱的組立應(yīng)在胎架上完成，并輔以千斤頂對(duì)部件間頂緊，各部件間的定位點(diǎn)焊長(zhǎng)度40～60 mm左右，焊角6 mm，間距300～400 mm。

5.2.1.5 十字柱的焊接

（1）十字柱十字位置焊接采用氣保焊打底，氣保焊蓋面。

（2）做好焊前的準(zhǔn)備工作：加設(shè)引熄弧板；清理焊接區(qū)。

（3）十字型柱的十字位置焊縫蓋面采用CO2氣體保護(hù)焊機(jī)。

（4）焊接參數(shù)的選擇：氣保焊焊接電流：I＝240～280 A，焊接電壓：U＝26～32 V、焊接速度：V＝120～150 mm/min。

（5）焊接順序的選擇：為合理的控制焊接過(guò)程中產(chǎn)生的變形，焊接順序按以下進(jìn)行，并在焊接過(guò)程中加強(qiáng)檢查，以便隨時(shí)作出相應(yīng)調(diào)整。

（6）十字柱焊接完成后，將工藝隔板去除，并對(duì)十字柱進(jìn)行打磨。

5.2.1.6 十字柱矯正

十字柱矯正采用手工火焰矯正方法進(jìn)行矯正。利用火焰矯正時(shí)，加熱溫度控制在650℃左右，扭曲變形矯正時(shí)，一端固定，另一端采用液壓千斤頂進(jìn)行矯正。

5.2.1.7 組裝十字柱上零件板

（1）施工準(zhǔn)備。①零件組裝時(shí)應(yīng)確認(rèn)零件厚度和外形尺寸已經(jīng)檢驗(yàn)合格，已無(wú)切割毛刺和缺口，并應(yīng)核對(duì)零件編號(hào)、方向和尺寸無(wú)誤后才可進(jìn)行組裝。②核對(duì)待裝配的鋼柱本體的編號(hào)、規(guī)格，確認(rèn)局部的補(bǔ)修及彎扭變形均已調(diào)整完畢。

（2）十字柱的大組立。①將鋼柱本體放置在裝配平臺(tái)上，確立水平基準(zhǔn)；根據(jù)各部件在圖紙上的位置尺寸，利用石筆在鋼柱本體上進(jìn)行劃線，其位置線包括中心線、基準(zhǔn)線等，各部件的位置線應(yīng)采用雙線標(biāo)識(shí)，定位線條清晰、準(zhǔn)確，避免因線條模糊而造成尺寸偏差。②待裝配的部件（如跳梁等），應(yīng)根據(jù)其在結(jié)構(gòu)中的位置，先對(duì)部件進(jìn)行組裝焊接，使其自身組焊在最佳的焊接位置上完成，實(shí)現(xiàn)部件焊接質(zhì)量的有效控制。③在裝配平臺(tái)上，按其部件在鋼柱上的位置進(jìn)行組立。

（3）鋼柱柱底板的裝配方法。①首先，確立裝配的水平平臺(tái)，將裝配用的平臺(tái)調(diào)好水平；然后，在柱底板上劃出十字中心線及鋼柱的斷面形狀。②在水平胎架上，將底板與鋼柱本體按靠線裝配，確保柱底板對(duì)于鋼柱本身成直角，并利用線墜確認(rèn)。

（4）對(duì)鋼柱大組立裝配完畢后，在柱底按要求對(duì)鋼柱的中心線用紅油漆做標(biāo)識(shí)，并準(zhǔn)確核對(duì)裝配的方向。

6 材料和設(shè)備

6.1 材料要求

（1）鋼結(jié)構(gòu)使用的鋼材、焊接材料、涂裝材料等應(yīng)具有質(zhì)量證明書(shū)，必須符合設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

（2）進(jìn)廠的原材料，除必須有生產(chǎn)廠的出廠質(zhì)量證明書(shū)外，并應(yīng)按合同要求和有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)在甲方、監(jiān)理的見(jiàn)證下，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證取樣、送樣、檢驗(yàn)和驗(yàn)收，做好檢查記錄、并向甲方和監(jiān)理提供檢驗(yàn)報(bào)告。

6.2 設(shè)備

見(jiàn)表1。

7 質(zhì)量控制

嚴(yán)格按《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205—2001的規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收。

表1 主要設(shè)備需用量表

8 安全措施

（1）在施工作業(yè)前，對(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)施工的全體人員進(jìn)行認(rèn)真的安全知識(shí)宣傳、教育，培訓(xùn)并教育全體施工人員嚴(yán)格遵守公司的安全生產(chǎn)及各級(jí)有關(guān)規(guī)章制度。

（2）防火。施工區(qū)域如有易爆、可燃等氣體，點(diǎn)火前應(yīng)采用相應(yīng)的措施適當(dāng)隔離。

（3）施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)計(jì)劃有序，施工作業(yè)區(qū)機(jī)具、設(shè)備及工具，成品、半成品、原材料應(yīng)排列整齊，保持道路暢通。

（4）進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)要求戴好安全帽，佩戴齊全的勞保用品，禁止酒后進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)操作。

（5）電器設(shè)備的安裝要符合安全要求，并定期對(duì)電器設(shè)備的接頭及接地裝置進(jìn)行檢查、維修。

（6）施工操作人員必須認(rèn)真執(zhí)行各工種的安全操作規(guī)程。

（7）對(duì)起重機(jī)要嚴(yán)禁超載吊裝。

9 環(huán)保措施

（1）施工安排在8:00～18:00間進(jìn)行,如因特殊原因確需晝夜連續(xù)施工的，應(yīng)向上級(jí)部門(mén)或當(dāng)?shù)刂鞴懿块T(mén)申請(qǐng)，經(jīng)批準(zhǔn)后再夜間施工。

（2）廢棄物的存放場(chǎng)（或容器）應(yīng)按廢棄物分類(lèi)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

（3）廢料根據(jù)實(shí)際情況，盡可能充分回收利用。

（4）有毒有害廢棄物中若有利用價(jià)值的可回收利用，如廢油桶等；沒(méi)有利用價(jià)值的按當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)的要求進(jìn)行處理。

（5）施工現(xiàn)場(chǎng)的主要道路，加工場(chǎng)地和辦公臨舍區(qū)等處，宜做硬化地面，并灑水清潔，未硬化部分（場(chǎng)所），有條件時(shí)，盡可能進(jìn)行綠化處理。

（6）施工作業(yè)區(qū)應(yīng)做到活完底清，及時(shí)清理，堅(jiān)持安全生產(chǎn)，文明施工。

10 效益分析

本工法成功解決了十字型鋼柱制作中需解決的特殊技術(shù)課題，提供了成套的、成熟的施工工藝；部分技術(shù)的運(yùn)用節(jié)省了人工，縮短了施工工期；對(duì)開(kāi)發(fā)商的效益方面也有很大的回報(bào)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分明顯。

11 應(yīng)用實(shí)例

本單位在晉國(guó)博物館工程中應(yīng)用了該工法，該工程型鋼混凝土柱骨架采用了十字型鋼柱，總共41根，用鋼量140 t。成功對(duì)十字型構(gòu)件進(jìn)行制作，取得了良好的效果。

The Construction Method of Cross-shaped Steel Column Production

Chen Shuli

The construction method describes in detail on the production process ofcross-shaped steel column.It has some practical values for the future production ofsuch components.

cross-shaped steel column;production;construction method

TU755.3

A

1000-8136(2011)05-0026-03