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1、第一节工厂加工制作概况及难点一、一、工厂加工制作内容概况本工程站台雨棚钢结构构件加工主要包括：焊接箱形截面柱、垂直铁轨的横向主框架梁GKLxx（焊接组合截面，其上下翼缘为焊接箱型截面，中间腹板局部开洞）、平行轨道的纵向桁架GHJXX（由焊接箱型截面组成的空腹桁架）、支撑屋面的GWJxx（焊接H型钢截面）及带吸音功能的压型钢板屋面。GKZxx柱脚为刚性柱脚；GKZXX与GKLXx、GKZXX与GHJXx、GKLXX与GHJXx、GWJXX与GKLXx、GWJXX与GHJXX均为刚性连接，GKLXX与站房柱钢骨刚性连接。站房雨棚为大跨度钢框架结构，垂直线路方向梁GKLXX跨度为55.25m。站台雨
2、棚典型节间结构形式如上图所示。二、二、工程加工制作重点、难点分析1、站台雨棚垂直于铁轨方向的主框架梁加工制作难度较大本工程站台雨棚垂直铁轨的横向主框架梁GKLxx采用焊接组合截面，其上下翼缘为焊接箱型截面，中间腹板局部开洞；构件加工阶段需先行进行上下翼缘焊接箱型截面构件的加工制作，然后将上下翼缘焊接箱型截面构件与开洞钢板腹板组装成一个整体，如果施工措施不当，腹板产生挠曲变形，其校正施工难度较大。经过认真细致分析，我司决定在该主框架梁工厂加工制作阶段，在上下翼缘焊接箱型截面构件加工制作阶段每2m设置加劲工艺隔板，隔板与箱型构件连接牢固，可有效避免组合钢梁在组装成型时腹板的变形。3、壁厚较薄的构件
3、加工制作过程中变形控制难度大本钢结构构件较多，部分构件壁厚相对较薄，切割下料、焊接变形不易控制,所以控制杆件热变形是本工程加工制作的一个重点。构件工厂加工阶段，我司将根据各构件的具体特点制定有针对性的加工制作工艺，减少和避免由于操作不当引起的构件截面变化和整体变形，对于部分无法避免的变形将采取有效矫正措施，保证构件加工制作精度，以利于现场施工安装的施工进度保证。4、部分箱型钢柱构件壁厚较大导致构件加工制作难度较大站台雨棚2轴18轴钢结构框架柱靠近站房一侧部分为预埋于主站房钢筋混凝土框架结构柱的箱型钢骨构件，该钢骨柱壁厚分别达到34mm和42mm,钢骨构件材质为Q345GJC,钢板厚，焊缝焊接熔
4、敷金属量大，焊缝裂纹敏感度高,箱型截面角焊缝层状撕裂倾向性大，同时箱型截面较大的为口1000X800,构件截面内部空间有限，箱体内部焊接位置受限，对焊工技能要求很高。如何采取有效措施保证构件加工制作质量是本工程加工制作的又一个难点。针对这一施工难点，我司针对性的施工策略为采用小坡口、自动焊以减少焊缝金属的熔敷量，减少焊接变形；同时在加工制作前编制合理的加工制作方案，确定合理的焊接顺序,焊接施工前进行预热、焊接完成后进行保温处理以及VSR消减焊接残余应力的施工方案，确保构件加工制作质量。三、三、钢结构构件加工制作方案构件加工制作工艺及质量控制技术措施是钢结构工程中一个重要的分项工程,构件的加工的
5、质量好坏直接关系到整个工程的质量。因此必须制定一个科学、先进、精度控制高的生产工艺。本雨棚钢结构工程制作的重点主要在于钢框架梁、钢桁架梁、刚框架柱。考虑本工程的重要性，在生产过程中有一些不可见的因素，钢结构深化设计，加工制作必须满足施工方安装的需求为前提。为保证钢结构构件加工任务的顺利实现，首先原材料的检验必须按照本工程技术要求文件的规定严格控制。其次是制作前对工人焊接操作技能进行一次培训及综合考核，以达到熟能生巧的目的，并对即将投入本工程施工的设备进行一次全方位的检修，以提高构件机械化加工精度；来保证加工产品的质量；达到业主要求。本工程钢结构加工组织方案如下：1、加工制作管理体系工厂加工制作
6、，由项目总指挥对公司设计、生产、设备材料供应质管等部门进行综合协调和控制，各专业部门和下属专业加工车间班组等根据综合计划按工艺特点要求对钢结构构件进行加工制作，具体由各专业车间完成加工任务，主要单位职责如下：设计院一一工程的深化设计和加工图设计技术部一一负责工艺设计和施工组织设计供应部一一负责原材料供应质管部一一负责质量管理、检验和试验综合计划部一一负责综合协调和总体进度控制生产部一一负责钢结构的钢框架梁、钢框架柱、联系桁架、支承构件和网架结构的网架杆件、螺栓球、以及其它各种网架结构构配件等钢构件的加工加工制作管理体系详见下表:加工制作组织机构图2、加工管理和保证措施本工程构件在制作过程，有以
7、下几个特点：、工程建造周期紧凑，要求生产、制作、加工中随时满足业主要求，满足现场安装要求，确保工期；确保质量。、加工精度要求高，形位公差严，必须有高精度的机加工保证。、焊接、涂装质量要求高，必须采用合适的焊接方法，制定科学合理的焊接工艺，焊接人员操作能力应十分熟练。(4)、运输量大，既要按安装顺序运输满足现场安装进度需要，又要保证构件不产生变形，不损伤涂层。(5)、要有足够的构件存放场地。根据以上这些特点，为加快进度，提高效率，保证质量，使制作形成顺畅的生产线，就要求具有所需的配套生产设施和设备足够、完好，以保证构件制作顺利完成。在制作工艺上，结合工厂的加工能力，对关键工序和生产环节制定出必要
8、的技术措施，包括防止构件吊运时发生变形的措施，保证钻孔尺寸精度的措施，保证焊接质量和控制焊接变形的措施，保证涂装质量的措施等。第二节第三节、站台雨棚主要结构的分类和分段工程位于福建省宁德市东桥区土尾村，构件加工基地位于浙江省杭州市萧山区，距离工程所在地距离遥远；根据我国公、铁路运输法第四十九条规定：运输钢结构构件工厂制作控制在1600OmmX320OmmX2800（长X宽X高）以下，每个构件的重量控制在40吨以下。鉴于以下原则，对本工程的主要结构进行如下分段。一、一、焊接箱型截面钢柱构件的工厂制作分段本工程工焊接箱型截面钢柱主要用于站台雨棚框架柱部分，钢柱截面尺寸包括口1000X800乂34乂
9、34口700乂700乂34*34等多种规格，柱上伸有牛腿连接件，钢柱构件下部预埋于钢筋混凝土基础承台，通过柱脚牛腿、节点板以及预埋钢柱部分柱身均匀分布的焊接栓钉与钢筋混凝土基础承台可靠连接；除12根钢骨柱构件外，其余钢柱构件长度达到17.8m,根据钢柱结构特点以及安装工艺考虑，本工程钢柱工厂加工制作阶段需要进行分段，钢柱最重达到17.6T,分段原则为采取满足运输要求和现场安装施工工艺要求，由于构件运输长度为12m,故将钢柱分为三段，分段点设置在基础承台顶面以上1.8m、12m（三段）或3.25m（两段）处；钢柱分三段的，采取工厂预拼装散件运至现场，以承台面为基准在地面拼接，然后分两段进行吊装。
10、这样既可以满足钢柱分段后分段长度符合公路运输长度要求，又能满足本工程钢结构安装施工工艺要求。钢柱分段示意图如下：钢柱构件第一分段钢柱构件第二分段二、主框架梁分段本工程钢结构加工制作难度最大的为站台雨棚横向组合截面主框架梁的加工制作，该梁上下翼缘为焊接箱型截面，截面规格包括口480X800X30X3048070012X18等多种规格，腹板为钢板构件，局部开孔，腹板厚度主要包括25mm、22mm和20mm等三种；组合截面钢梁为屋盖荷载向下部钢柱以及基础传递的主要结构构件，其两段与雨棚两侧钢梁相连接，钢梁之间通过组合桁架构件连接，所以其跨度较大，该钢梁的跨度达到55m。根据深化设计图纸分析，该组合截
11、面钢梁上翼缘焊接箱型截面构件厚度在不断变化，此构件的加工制作结合我公司的安装施工方案考虑，可将组合截面钢梁分为五段进行加工制作，分段点的设置情况为每12m左右设置一个。本工程组合截面钢梁的整体结构以及分段情况分别如下图所示：站台雨棚实腹钢梁结构图及分段情况示意图三、桁架分段站台雨棚结构中平行于轨道方向桁架GHJXX的长度有两种类型，类型一长度为16米，类型二长度为24米。为便于构件运输，桁架在工厂内加工时，将长度16米的桁架分成两段，长度24米的分成三段，由现场进行拼装。桁架分段示意图如下:16米长桁架分段示意图24米长桁架分段示意图第三节第七节、组合截面钢梁的的加工制作大跨度组合截面实腹钢梁
12、的上下弦均为箱形截面梁，其加工工艺如前所述。实腹梁的腹板则为钢板。因此实腹梁的加工制作类似于焊接H型钢的加工制作。实腹梁在工厂整体组装后分段运输至现场安装。其组装过程如下：1、焊接箱形梁的加工制作。2、腹板的加工制作。腹板由采用伊萨一汉考克等离子、数控火焰多头切割机和小车式火焰切割机进行下料切割。钢板切割前应用钢板矫正机对钢板或型材进行矫正。加工的要求应按公司内控标准检验切割面、几何尺寸、形状公差、切口截面、飞溅物等，检验合格后进行合理堆放，做上合格标识和零件编号。3、实腹梁的组装实腹梁的组装工艺可参照焊接H型钢的组装工艺。将采用液压门式组立机进行组装。组立精度：腹板中心偏移2.0mm；腹板与
13、箱形梁的垂直度为b/100且不大于3.0mm（b为箱形梁宽度）；截面高度3.0mm；实腹梁组立合格后，进行定位点焊。定位点焊前先将焊接部位用大功率火焰枪等预热焊缝两侧100mm范围，温度达到150C左右时进行定位焊接，定位焊接采用CO2气体保护焊。4、焊接方法和顺序焊接方法及顺序：实腹梁腹板与箱形构件的焊接主要采用埋弧焊接；2、焊接实腹梁埋弧焊焊接实腹梁定位焊接后放置在专用船行胎架上调整型钢位置使焊丝行走路线为焊缝的中心线。焊接前在构件两侧设置好引出弧板。自动埋弧焊前采用大功率火焰枪或陶瓷加热器等对焊缝两侧100mm范围内的母材加热至150200。测温点为焊缝两侧边缘100mm处，符合要求时，
14、进行埋弧自动焊接。埋弧自动焊接应先在预设的(25030Omm)引弧板上施焊，使在正式焊接前调整好焊接各项工艺参数。收弧时也应将电弧引出焊缝区在专设的收弧板上进行收弧。这样使焊接起、收弧可能引起的缺陷排除在有效焊缝部位之外，避免由于起、收弧的缺陷而导致接头裂纹发生，同时还能有效对接头焊缝起到预热和焊后后热的效果。3、埋弧自动焊焊接工艺参数实腹梁埋弧自动焊在专用船行胎架上进行焊接，采用双头龙门埋弧自动焊机进行双丝双弧埋弧自动焊，采用多道多层焊接。焊接工艺参数(根据焊接工艺试验确定)：焊接材料：H08A+HJ431(Q235)H10MnAHJ101(Q345),焊剂在使用前必须进行350400C2h
15、烘干。烘干后存入保温箱，随取随用。焊前预热：焊接前必须对焊缝腹板及翼缘板两侧100mm范围内的母材加热至150200。焊后后热：焊接后将焊缝两侧IoOmm的范围内加热至200300,用石棉被等保温。焊丝直径：4.0mm、5.0mm；焊接电流：直流600700A(中4.0)、直流700800A(5.0);电流极性：直流反接；焊接电压：3842V；焊接速度：3545mh;4、焊接质量控制要点A、焊接过程中设置焊丝对中装置，确保焊接位置，保证熔池中心在焊缝的中心线上，消除因焊接位置不对称而产生的变形。B、电弧引弧必须在引弧板上引弧，并在进入焊缝之前调整好焊接参数和焊接状态。熄弧时将电弧引入熄弧板上，
16、熄灭电弧，避免引引弧和熄弧而引起裂纹等缺陷OC、翻身焊时，必须进行严格清根处理。采用碳弧气刨对焊缝进行清根气刨,气刨留下碳晶粒必须用砂轮打磨机打磨干净，直至露出金属光泽后，再进行焊接。D、焊后及时进行后热和保温措施。消除或减少残余应力，是防止层状撕裂,减少焊接变形的关键。焊接完成后，用大功率火焰枪或陶瓷加热器对焊缝两侧150mm范围内均匀加热至250300C,然后用石棉等材料围裹保温，待冷至常温撤除。E、焊后24小时方可进行超声波无损检测。焊接质量等级必须达到设计要求。实腹梁缝超声波探伤时，还应注意对两侧焊趾以及焊道成层下母材内部缺陷的检查。5、焊接变形的预防及矫正措施本工程站台雨棚垂直铁轨的
17、横向主框架梁GKLxx采用焊接组合截面，其上下翼缘为焊接箱型截面，中间腹板局部开洞；构件加工阶段需先行进行上下翼缘焊接箱型截面构件的加工制作，然后将上下翼缘焊接箱型截面构件与开洞钢板腹板组装成一个整体，如果施工措施不当，腹板产生挠曲变形，其校正施工难度较大。经过认真细致分析，我司决定在该主框架梁工厂加工制作阶段，在上下翼缘焊接箱型截面构件加工制作阶段每2m设置加劲工艺隔板，隔板与箱型构件连接牢固，可有效避免组合钢梁在组装成型时翼缘的变形。6、箱形埋弧焊箱型构件焊接主要是四条主焊缝的焊接，焊接采用门式全自动埋弧焊，两条焊缝同时、同一方向、同一焊接电流施焊。焊接后需要对其进行矫正，由于构件钢板比较
18、厚，主要采取焊后局部加热退火消除产生的集中应力。箱型构件翼缘内根据深化设计要求增设内隔板后，箱型构件的整体刚度将大大增强，可有效防止钢梁整体组装时结构的变形。但是，由于加工制作中含有较多不确定因素，组合截面钢梁焊缝数量较多，钢梁组装成型不可避免的存在局部焊接变形，对于这些变形的矫正，主要采用火焰矫正法进行矫正。原因是：在生产过程中普遍应用的矫正方法,主要有机械矫正、火焰矫正和综合矫正,对于本工程雨棚组合截面钢框架的特殊构造，显然机械矫正无法达到理想的矫正效果，只有采用火焰矫正的矫正方法进行。但火焰矫正是一门技术性较强的工作,方法掌握、温度控制不当还会造成构件新的更大变形。因此，火焰矫正要有丰富的实践经验。对于本工程钢结构构件加工制作火焰矫正的施工方案参照本方窠第七章第一节“十一、焊接变形火焰校正施工方法”进行操作。7、由于受到运输、起吊等条件的限制，钢框梁不能进行整体安装，为了检验钢框梁制作的整体性和准确性，在钢框梁出厂之前应进行预拼装，并对每一段的安装方向做好标记。
