地鐵鋼支撐制作工藝改進(jìn)措施

摘 要：文章以廈門地鐵1號(hào)線鋼支撐加工工程為實(shí)例，介紹鋼支撐加工工藝流程，分析影響鋼支撐加工工效及質(zhì)量的因素，總結(jié)出提高鋼支撐加工工效及質(zhì)量的改進(jìn)措施，為類似工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼支撐管節(jié)；改進(jìn)措施；自動(dòng)埋弧焊焊機(jī)改造；質(zhì)量控制

1 工程概況

地鐵鋼支撐主要應(yīng)用于地鐵車站深基坑開挖后的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鋼支撐應(yīng)承受的軸向力為2800KN。鋼支撐采用壁厚t=16mm鋼板卷制而成，鋼管為對(duì)接焊管，管徑為630mm。本次鋼支撐加工任務(wù)總共30000噸，施工工期一年。綜合考慮公司現(xiàn)有的條件，采用傳統(tǒng)的制作工藝無(wú)法完成任務(wù)。通過優(yōu)化工藝流程、改造加工設(shè)備、改進(jìn)焊接工藝的方式，鋼支撐加工最終滿足施工進(jìn)度要求。

2 鋼支撐制作工藝流程（見圖1）

3 影響工效及質(zhì)量的因素分析（見圖2）

4 鋼支撐制作工藝改進(jìn)措施

4.1 鋼支撐管節(jié)節(jié)段鋼板下料改進(jìn)措施

4.1.1 下料劃線方案

由于鋼支撐加工數(shù)量大，要求放樣誤差符合規(guī)范要求。按照所需的下料尺寸制作特定的下料模型，模型外框尺寸即是下料尺寸。根據(jù)下料模板進(jìn)行下料劃線放樣，消除測(cè)量劃線產(chǎn)生的誤差。

4.1.2 模型下料特點(diǎn)

利用專用模型下料劃線消除測(cè)量產(chǎn)生的誤差，操作簡(jiǎn)單，人工投入較少，重復(fù)利用率高，工效顯著提高。

4.1.3 使用注意事項(xiàng)

下料模型使用過程中必須不定期的進(jìn)行尺寸復(fù)測(cè)，防止由于模型變形產(chǎn)生尺寸偏差，影響下料規(guī)格。

4.2 鋼支撐管節(jié)節(jié)段鋼板壓頭改進(jìn)措施

4.2.1 壓頭方案

鋼板壓頭采用400T液壓壓力機(jī)配合自制圓弧壓頭模具工藝。根據(jù)管節(jié)直徑計(jì)算出鋼板卷圓時(shí)出現(xiàn)單邊150mm無(wú)法卷制成圓弧。利用液壓壓力機(jī)及自制模具將鋼板壓出圓弧段，操作簡(jiǎn)單，工作效率顯著提高較高。

4.2.2 圓弧壓頭模具制作

圓弧壓頭模具采用厚板加工，分上下兩片。壓頭鋼板在壓力機(jī)作用下兩端受力情況近似簡(jiǎn)支梁形式，鋼板受力不均，造成壓頭鋼板出現(xiàn)兩端弧度不一致，從而鋼板卷圓時(shí)出現(xiàn)兩端緊密而中間有較大縫隙。因而制作壓頭模具時(shí)采取在下模中部墊高2-3mm，防止卷圓出現(xiàn)間隙。

4.2.3 輔助措施及注意事項(xiàng)

壓力機(jī)壓頭模具同水平高度位置制作一個(gè)滾輪平臺(tái)，方便鋼板推進(jìn)及退出。壓頭模板背部焊接擋板，保證管節(jié)鋼板定位尺寸。不定期的對(duì)壓頭模具、背部擋板進(jìn)行復(fù)測(cè)，防止由于鋼板撞擊而使背部擋板移位造成壓頭尺寸偏差。

4.3 鋼支撐管節(jié)鋼板卷圓改進(jìn)施

4.3.1 卷圓施工方案

管節(jié)鋼板卷圓采用W11-20×2500三棍機(jī)械卷板機(jī)。在一個(gè)施工平臺(tái)同時(shí)設(shè)置兩臺(tái)卷圓機(jī)并配備一臺(tái)專用的簡(jiǎn)易門機(jī)。

4.3.2 改進(jìn)方案優(yōu)點(diǎn)

兩臺(tái)卷圓機(jī)在同一平臺(tái)配合專用簡(jiǎn)易門機(jī)施工，可以利用交叉作業(yè)間隔完成工作，提高設(shè)備的使用率，提高工作效率，保證進(jìn)度要求。

4.4 鋼支撐管節(jié)鋼管縱向焊縫焊接改進(jìn)措施

4.4.1 縱向焊縫焊接方案

縱向縫內(nèi)外均采用自動(dòng)埋弧焊機(jī)焊接完成，內(nèi)外側(cè)焊接均設(shè)置固定平臺(tái)架設(shè)自動(dòng)埋弧焊機(jī)。內(nèi)側(cè)焊縫焊接時(shí)，管節(jié)底部焊縫位置鋪設(shè)焊劑，防止自動(dòng)埋弧焊焊接過程出現(xiàn)電流太大穿透鋼板。內(nèi)側(cè)縱向縫焊接完成后轉(zhuǎn)至外側(cè)縱向縫焊接平臺(tái)焊接。

4.4.2 焊接方案優(yōu)點(diǎn)

縱向縫焊接內(nèi)外側(cè)均采用自動(dòng)埋弧焊焊接，保證鋼板完全焊透，焊縫成型均勻，外觀漂亮。內(nèi)外側(cè)縫焊接分別操作，操作簡(jiǎn)單，人工投入較少，工效提高。

4.4.3 注意事項(xiàng)

自動(dòng)埋弧焊焊接時(shí)，操作者要隨時(shí)觀察焊絲是否對(duì)準(zhǔn)焊縫，防止焊偏，并經(jīng)常觀察焊縫反面紅透程度，若發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)調(diào)整電流、電壓以保證焊縫質(zhì)量。

4.5 鋼支撐管節(jié)間環(huán)焊縫焊接工藝改進(jìn)措施

4.5.1 環(huán)焊縫焊接方案

鋼支撐管節(jié)環(huán)焊縫內(nèi)外側(cè)均采用埋弧自動(dòng)焊焊接。管節(jié)內(nèi)徑較小，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，內(nèi)側(cè)焊縫采用改造小機(jī)頭的埋弧焊機(jī)配合滾輪機(jī)進(jìn)行焊接。外側(cè)環(huán)焊縫采用傳統(tǒng)的自動(dòng)埋弧焊接配合滾輪機(jī)及專用平臺(tái)進(jìn)行焊接。

4.5.2 自動(dòng)埋弧焊小車優(yōu)化改造。

采用剛性強(qiáng)度較好的矩形方管50×100×8把埋弧焊小車橫梁長(zhǎng)度加長(zhǎng)為6米，滿足不調(diào)頭一次可焊接鋼管6米長(zhǎng)的焊縫；在橫梁上利用槽鋼和滾輪組增設(shè)一個(gè)橫梁支座（架），保證橫梁的穩(wěn)定性；增設(shè)固定小車行走軌道保證小車行走的平穩(wěn)和直線度；增設(shè)焊絲絕緣套管，保證焊絲從絲盤到焊嘴不與鋼管壁接觸產(chǎn)生短路；在橫梁支座上增設(shè)可上下、左右的調(diào)節(jié)螺桿，便于調(diào)節(jié)導(dǎo)電嘴與焊縫的對(duì)中性；在機(jī)頭增設(shè)一盞節(jié)能照明燈，便于觀察焊絲是否對(duì)中焊縫；增設(shè)一個(gè)遠(yuǎn)程焊劑控制便于焊劑流量控制，保證焊縫質(zhì)量；在支架上增設(shè)一個(gè)助力轉(zhuǎn)盤便于小車行走。

4.5.3 改造措施優(yōu)點(diǎn)

自動(dòng)埋弧焊小車改造解決了小管徑鋼管內(nèi)側(cè)焊縫采用埋弧自動(dòng)焊的工藝創(chuàng)新，解決了長(zhǎng)管節(jié)不調(diào)頭即可焊接的工藝，不僅操作簡(jiǎn)單，節(jié)約人工成本，節(jié)約焊絲成本，生產(chǎn)效率成倍提高。

4.5.4 注意事項(xiàng)

自動(dòng)埋弧焊焊接時(shí)，操作者要隨時(shí)觀察焊絲是否對(duì)準(zhǔn)焊縫，防止焊偏，并經(jīng)常觀察焊縫反面紅透程度，若發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)調(diào)整電流、電壓以保證焊縫質(zhì)量。

4.6 鋼支撐管節(jié)與法蘭板拼接改進(jìn)措施

4.6.1 管節(jié)與法蘭改進(jìn)方案

按照管節(jié)長(zhǎng)度兩端各制作一個(gè)專業(yè)定位臺(tái)架，臺(tái)架兩端上設(shè)置與法蘭板一樣的鋼板，底部設(shè)置限制鋼管高度的底座。拼裝時(shí)用銷子固定一端法蘭板與臺(tái)架鋼板，放置管節(jié)，在另一端臺(tái)架底部用小型千斤頂頂緊法蘭板與管節(jié)，并隨即點(diǎn)焊，同樣的方法拼接另一端法蘭板。

4.6.2 管節(jié)與法蘭改進(jìn)方案

改進(jìn)方案專業(yè)定位臺(tái)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，拼接操作簡(jiǎn)單，拼接尺寸有保證，工效大幅度提高。

4.6.3 注意事項(xiàng)

操作者要不時(shí)檢查和校正拼接兩端的法蘭臺(tái)架，以保證臺(tái)架一直保持良好的狀態(tài)，從而使各管節(jié)對(duì)口始終保持在同一軸線上進(jìn)行。

4.7 鋼支撐焊縫焊接工藝參數(shù)

5 質(zhì)量控制

5.1 施工準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制

5.1.1 對(duì)參加本項(xiàng)目施工人員進(jìn)行培訓(xùn)和選擇，各工種操作員必須通過考核并取得上崗證，必須持證上崗。

5.1.2 在施工前，施工技術(shù)部做好技術(shù)交底和技術(shù)培訓(xùn)。

5.1.3 各項(xiàng)施工工藝、技術(shù)、均應(yīng)有超前的施工方案和施工措施。

5.2 施工過程階段質(zhì)量控制

5.2.1 每個(gè)工作日要做好卷管、對(duì)接管節(jié)、拼接兩端法蘭尺寸誤差數(shù)據(jù)記錄表以備核查。

5.2.2 每個(gè)工作日要做好埋弧焊內(nèi)、外直焊縫，內(nèi)、外環(huán)焊縫的電壓、電流數(shù)據(jù)記錄表和焊縫反面紅透記錄以備核查。

5.2.3 每個(gè)工作日要做好手工焊的焊角高度、電壓、電流數(shù)據(jù)及焊縫表面有否缺陷記錄表，以備核查。

5.2.4 施工過程中，施工質(zhì)量部及時(shí)對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，按比例對(duì)焊縫進(jìn)行探傷檢查并編寫檢查記錄，以備核查。

5.3 施工竣工階段質(zhì)量控制

竣工前及時(shí)做好竣工資料，收集和整理原材料的質(zhì)量合格證明材料、驗(yàn)收材料，各種材料的試驗(yàn)檢驗(yàn)資料等其他的施工記錄。

6 實(shí)施效果

通過對(duì)鋼支撐施工工藝的改進(jìn)及施工設(shè)備的改造，總結(jié)已經(jīng)加工的5000噸鋼支撐，鋼支撐加工工效及質(zhì)量顯著提高，該工藝實(shí)施效果顯著。針對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行探傷檢查，焊縫質(zhì)量合格率在90%以上，相對(duì)傳統(tǒng)工藝有大幅度提高。改進(jìn)后工藝的成本比傳統(tǒng)工藝的下降40%以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

7 結(jié)束語(yǔ)

該工藝改進(jìn)措施有效的提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)保證了施工質(zhì)量及施工進(jìn)度，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。尤其是自動(dòng)埋弧焊接設(shè)備的改造解決了小管徑鋼管內(nèi)部焊縫的施焊難題，為今后類似工程施工提供參考。