异型截面柱与腰桁架施工技术

异型截面柱与腰桁架施工技术某贸易中心三期A阶段工程主楼核心筒为不规则的异型截面柱，为确保牵勾件的整体精度，对异型截面构件进行合理节点拆分，确定合理的装配顺序及焊接顺序，提高各组件的精度控制标准，减少因多次焊接产生的变形以及由于多次装配产生的尺寸累积差对精度的影响，从而提高整体异型截面钢柱的加工精度。1工程概况某某三期A阶段工程主楼钢结构加工总重量约5万t，包括地下B3-Bl层顶核心筒柱、梁、支撑及钢板剪力墙；B3-Bl层顶外框筒柱、梁，其中B3、B2、Bl层内筒与外简间无平面梁；地上L1-74层顶核心筒柱、梁、支撑及钢板剪力墙；外框筒柱、梁、巨型斜柱、腰桁架、伸臂桁架等；内筒与外简间由平面结构梁连接，其中腰桁架共设置3道，分别设置在L6-7层、L28-29层、L54-56层主楼核心筒钢柱为不规则的异型截面柱，钢板材质以Q345GJC为主，钢板厚度达90mm。外框筒的腰桁架节点形式复杂，钢材材质以Q345GJD为主，钢板厚度达75mm。2工程难点分析和对策措施2．1加工精度控制异型截面柱的截面形式复杂，制作时需要进行多次的装配与焊接工序方可完成，由于制作过程的中间环节较多，导致精度的偏差累计较大，从而使异型截面柱的整体精度控制成为制作过程中的一大难点。加强构件单体的每一项制作工序及精度控制．提高单体的整体控制标准。2．2焊接变形控制组成异型截面柱及腰桁架的钢板均为厚板．其中异型截面柱的钢板厚度达90mm，腰桁架钢板厚度达75mm，焊缝的金属填充量大，构件约束应力大，焊接应力集中，构件的角变形、扭曲变形、局部或整体变形的控制难度大。号料时，预留收缩余量；装配时，制定合理的装配顺序，制作专门的胎架；焊接时，选择适当的焊接方法，选用合理的焊接工艺参数；焊接后，采取后热措施减少焊接应力。2．3装配工艺异形截面柱、腰桁架节点的装配工艺均需要经过多次进行，装配顺序的合理性将决定构件的整体质量。仔细分析图纸，对图纸的节点进行充分的理解，对其组成的各个板件进行编号、分解，确定装配的顺序；加强对多道工序的过程控制，确保单元构件的制作质量，从而保证组合构件整体的质量。2．4负温度厚板焊接工艺负温度厚板焊接；构件的截面形式复杂，焊接难度大；焊缝金属填充量大、构件约束应力大，焊接应力集中；在此条件下的焊缝极易产生焊接裂纹，防止焊接裂纹、层状撕裂是本工程制作中的又一难点。选拔技术过硬的焊工，凡参与本工程制作的焊工必须通过针对本工程设置的焊工附加考试；下料前对钢板进行取样复验，确保投入使用的钢板的力学性能及化学成分合格；对于板厚超过40mm(含40mm)的钢板进行100％超声波检测，确保钢材本身无分层夹杂等缺陷：焊接前对钢板进行充分的预热；焊材投入使用前必须进行焊材复试；对应合理的装配顺序制定合理的焊接顺序、焊接方法；确定合理的焊接工艺参数；选择合理的坡口形式：进行严格的后热处理。址3见主要关键修技术栋3狂．娃1警核心筒异烧型截面钢嫌柱的制作吧3师．羽1蝶．纪1眨异型截面成钢柱的截爪面特点除钢柱均为照异型截面荒柱，其截孩面多由箱盒形闭、肤H蜘形树、商T混形组成．俱在制作时似主要考虑鸣对异型截寒面柱进行捏分步组装坝，将异型梳截面柱拆描解成以箱凶形林、赖H伞形征及烂T治形为主的肠单元构件匠．先进行斥各单元体态的制作．售然后再进傅行整体组欺装。科3熊．溜1沫．访2责异型截面莫钢柱的制豪作难点与活应对策略棒截面的不岩对称性产肢生的焊接糠变形以及散多次装配栋和焊接产嚷生的累积老变形值较沾大，使其受加工的整笔体精度很式难控制。丘3悼．企1签．避3可异型截面传钢柱的类另型及分解所本工程核主心筒钢柱皮的异型截蜓面的类型驴及分解图评见算图膨2职。扛从异型截瓦面柱的分泄解图可以仗看出，异隔型截面柱殊经分解为眉各小的单刮元体后，待主要思为嘱H近形、箱形城、咐T赖形三种形绝式。因此逼，对于标馒准甜的月H原形构件可构采虏用宪H葵型钢流水蓬线制作或定人工胎架粗进行拼装帜焊接；箱岸形构件可牧采用纵向港流水线进胸行组装焊蜜接浪；学T凯形构件相刷对均于遵H庙形与箱形国构件来说矮，由顶于令T丘形构件为著偏心构件至，组装焊销接变形控鼓制比较困则难，因此豆对驱于英T胞型钢可先欺拼装挥成插H急型钢，主巧体焊缝焊骆接完毕后撞再拆解悉成股T喝型钢。非六标准旺的过H俘形构件可恳通过合理房的选择坡漫口形式。舟以减少焊开接变形。额3孩．劲1善．鸽4击T怎形构件与裂非标碌准昨H雀形构件的顽制作勤对像于暖T凯形构件的信制作按照社标昼准喂H座型钢进行没制作，工钉艺流程如顷图琴3祖。笑偏傅心滨H跳型钢的制便作流程与敲常凝规蚊H杰型钢相同正，在制作脾过程中主响要是控制唉焊接变形茫问题。由垒于丧H纤型钢的腹峰板偏心，蝴因此在焊勉接时，从河顺序的选踪择上应先乘焊接腹板浆与翼缘距遗离最小侧丙，并在腹躁板加工时幻考虑将大否坡口开在欧腹板与翼艺缘距离最扮小侧，此押外配合适夺当的翻身菌次数，控广制番H守型钢的焊蹲接变形。毫在焊接方蝇法的选择捡上，采用未先用气保由焊打底，准打底焊缝千厚度至少嘱满京足溉1洒／还3胡腹板厚度响，然后在擦其另一侧周进行清根源处理，清往根完成后轻。将构件沾翻身采用微埋弧焊焊宵接。在焊惕接过程中猎，可适当效增加临时报辅助支撑已，对焊接士完毕后残率留的焊接披变形采用烟火工矫正宗。拘3观．碍1胶．幕5燥异型截面刺柱的拼装最焊接询由于异型腹截面柱在让制作时考切虑了分体晃制作。因匠此在各分馒体矫正工冰作完成的仰条件下，凑分别进行歇各单元体等的整体拼直装。稠(1迫)岸划线植在箱形柱阀与含H疮型钢腹板趴的接触面击上划出腹丛板装配位魄置线及面就板中心线丢，作为组逝装的基准师线。检验爬划线尺寸警确认准确落无误后进腐行打印标筑记。陕(2扣)优拼装德将制作合终格的单元驴构件放在比组立平台战上，将箱互体响与泉H北型钢部分棒进行整体杠拼装，并宁进行定位涨点焊。桶(3凶)讨焊接施工笑单元体构喷件整体组掠装完毕后突，对主体害焊缝进行遣焊接，采榨用气保焊籍打底，埋虚弧焊进行略中间层及芬盖面层的槽焊坚接伯(讯焊接工艺桐参数见绿表叮l悄、碍2田)杨，并根据塞焊接工艺您要求对厚励板做好预军热、层间骡温度控制戒及后热保另温措施。生检查打底瓣焊质量，杰合格后进蛾行施焊，亡对厚板进论行焊前预凤热，同时蜡注意保证愁焊缝层间妥温度，焊闹接完毕后裤。应对焊扶缝进行后爽热处理，嚼防止裂纹好产生。减歉少焊接残兴余应力。鲜钢板的预走热温度、损焊缝的层玻间温度及捎焊缝的后眨热温度见和表主3宴。梢(4洪)正焊接过程宋中的翻身耕因构件截睬面尺寸较喝大，为避卵免构件在体翻身过程冈中受强力啄发生弯扭即变形，在眯翻身时利胆用翻身工宋装，工装绵分别位于纵构件长度今的洽1团／农3铅处，并根没据构件的款长度采用肃两台行车倒同时同步议进行翻身日。吸3忘．软1挽．而6牲异型截面生柱的矫正点措施截本工程的慈异型截面岗柱截面形喊式复杂，笑在制作工冒艺上主要喇考虑的是绣单元体制醋作再进行忆整体拼装豆。在单元极体制作过详程中可以犹采用机械牙设株备确(完板厚粪在索55m吹m锡以下上时股)旋及火焰矫卡正，而在悲整体组装姨阶段，对指于焊接变状形的矫正往将主要依仔靠千斤顶滚配合火焰香进行加热盲矫正。拌(1宝)胁矫正注意岔事项溉火焰矫正哥加热方法怠有点状加峡热、线状幻加热、三阶角形加热轻，加热位品置应在构低件需收缩开的一边。赛采用外力树辅助矫正拢时，冷却随时当温度越下降垃到拘20搞0调～厉400耳o纠C戚时，须将绘外力全部汪解除，使陈其自然收塞缩。艘加热顺序学为先矫正阴变形大的糖局部．然懂后矫正变必形小的部夸位。窜加热温度败的判定可贷从钢材加惕热时所呈伞现的颜色壳进行判断链，见昼表顶4塔。软对构件进托行加热矫族正时，矫屿正温度不盘宜超重过梯800工o绒C售，以防止阳改变钢板棕的力学性落能及化学娃成分，配两合使用红苦外线测温伞仪进行过触程控制。悬(2搞)倾矫正后检甚查顷构件变形耍矫正的检找查应在构庄件完全冷赵却之后进个行。矫正辛后构件尺江寸允许偏擦差应符合液《钢结构公施工质量郑验收规范月》峡(GB5浪020就5蛮—古2001篇)搬的规定；虹矫正后的椒钢材表面羊．不应有拨明显的凹恶面或损伤睁，划痕深过度不得大同于赖0算．稻5m装m穴．且不应修大于该钢编材厚度负拐允许偏差顽的依1晴／拖2躲。钻3土．勤1栽．章7色异型截面荣钢柱端面护铣逼为保证上券下段钢柱乱现场接口帮的铣平顶袋紧，对下发段柱的柱炉顶采取端你面铣进行寺铣平。对酬于异型截绣面柱的端蜜铣．采用扯两种方式葡相结合，晨一是对设革备进行技败术改造，诸对异型截着面柱的端退面采取钢盒柱平移或昂翻身接刀瓦，保证端芬面铣平；厉另一种措贯施为采取吉分单元铣趋削的方式衬。狸对于采取薄分单元端准铣的单体符构件，在上端铣前必帜须划好端迁铣终止线钟及端铣基死准线，端衣铣终止线拿与端铣基施准线之间底的距离设悼置搁为懒1000蜓m哑m颂，端铣完做毕进行整浙体组装时吵，必须以墨端铣基准截线为基准纸进行线对管线装配，饿防止柱顶脏接口翼板路与腹板间海的错位，懂影响柱顶体端面的平茄面度。及3喜．完2狐腰桁架的盐制作偿3匹．粱2肆．节1储构件组成钢编号殖制作前对狸构件的组稍成进行分鱼解并进行酒编号，分响析确定组荡装的顺序榨，如资图联8语、临9借所示。饭3轿．弊2肚．映2昏主要零件奖下料尺寸厕腰桁架本犯体钢板厚复度主要糕有悔50m莫m决、凝65m拜m羊、遗75m败m根三种，材造质均女为疤Q345咸GJ桌D倡—扁Z2理5霉。下料时复，综合考裂虑切割、匙焊接等因枪素对构件招尺寸的影目响，要进债行适当的瞧放尺。罗腰桁更架宰(怨一凭)对构件虽：欲③侮号件宽度消加徒放服4m析m山、长度加稼放报10m剧m妹余量吃，饱⑤颂、疤⑥猜、裕⑦纹、称⑧罪、特⑨郊、评⒆衔、验⒇淡号件加满放脊15m贷m白余最量架(推焊缝收缩楼、端使铣爆)拨；中③军号零件按属详图尺寸薄放出上下总端部与各蝶翼板连接亚的中心漆线持(抓图昏10a三)凑，定位并谋用油漆标驱注．便于馒组对使用蛙。么腰桁甲架鞭(择二硬)躲构件见：吓④啦号零件要奴求宽度加魄放麻4m聋m喇、长度加昏放吨6m荷m个，糕⑤专、火⑥细、胖⑦穴、慕2仅3诸、慨2扰4胀、嗽2达5乓、秋2次6跌号件长度歼方向加绿入臣15m剧m喷余古量为(昂焊接收缩绝量、端铣胳加工余染量碑)巩，朴④济号零件按省详图尺寸渠放出上下昨端部与各晒翼板连接农的中心置线苏(他图遭10b骄)港，定位并抄用鲜艳油绩漆标注，省便于组对怎使用。闷3榴．吸2诵．钳3拣腰桁架组宁装顺序煮(1己)臭腰桁缎架相(移一适)戏构件抹在组装平巧台上扒将欢③详、码1朴9辰、孤2骂0缎号件拼接鸦成整体翼望缘板并焊盲接，为控廉制焊接角纷度变形，脂在剧1魔9吓、祥2收0近件之间加权入拉撑；只同时腹伴板削⑥飞和麦⑧轿、它⑦苦和细⑨咸进行接料侄并焊接，悬接料采用增双面坡口话埋弧自动姐焊焊接；召腹板与翼核缘板连接我，焊缝要欺求见喉图扒l描1毯，坡口形戒式见屈图晴1受2泡，拼接后镰的翼缘板闯及腹板进吉行火焰矫萝正平直。宴组对下翼钢缘板与腹斜板窜⑤乖号件，将柜腹板与翼京缘板垂直千角度调整错好后再与防上翼缘板书组对，构错成裕H亚形并采用愈手工焊接额，焊接前企须徐在咽H德形两侧加得入临时支器撑，间距稀约症为雄2000敢m孕m城，以减小索焊接变挨形浓(漆图桌13祖)族，焊泄后根H确型角变形际采用火焰宰矫正方法惊进行修正害。凶组对托座莲位置加劲救板杰1照5符、常1特6奖号借件倘(继图妄14逼)熔，采用坡雨口加垫告板参G怖F诸形式进行芳手工进行据焊接，具烟体坡口形隙式见骡图摧1输2讽。节将焊接矫帆正合格后圆的内H先型钢与两缸侧腹匀板薯(让均滚压弯坊曲成黄型先)钳组对并焊本接，同时恢将缩1留5鸦、亦1满6戏号件与腹抽板连接的顶位置焊缝堵进行焊接捕。两端直丛段位置外炮侧采用埋奉弧自动焊拘焊接，直摔段里侧及聪其他部位朋采用手工敬焊接。脉组装托座伏及其他剩变余零件，吴托座加劲串板姜1崭4武号件采用诉坡口加垫诊板籍G租F菊形式进行油组对，组历装后进行疑手工焊接将，托座与砌加劲板的冻十字接头革对称施焊资。仁(2住)虏腰桁锄架脸(救二舱)项构件你将窑④分、地⑤蝇、旦24-寇6牧号件拼接堪成整体翼耻缘板并焊蛇接章⑧莲2腔3妈号件拼接骄成整体腹翼板并焊接坏，为控制赏焊接角变谨形德，丧24-涨6鹅号之间须锹设置拉撑萄。接料采室用双面埋蔽弧自动焊容焊接，腹狭板与翼缘义板连接，矛焊缝要求下见溪图甚1绘5吩，拼接后杂的翼缘板平及腹板进洞行火焰矫寨正平直。究将下翼缘裤板放在平键台上与中圈间腹板组腐对，再将都上翼缘板粗与腹板组难对，构甜成卖H曾形并进行祥焊接。下悦端卧⑤业号件长度滩方向采用绵埋弧自动遗焊焊接，提上端为手歪工焊接，份上端焊接评前须渠在奏H油形两侧翼希缘板之间者加入临时舰支撑。间忠距约勒为决2000想m盖m贝，以减小轧焊接角变蜡形。焊梅后躁H幅形角变形万采用火焰只矫正方法姜进行修隔正烦(径图场16旷)徒。怠将焊接矫嚷正合格后们的虹H鲜形与两侧构腹丝板奉(价均滚压弯挂曲成型后鼠焊上栓蕉钉域)手进行组对挎并焊接。胖对大法于搬9OOm跃m考的空间位指置采用双工面坡口手溪工焊，小险于检900m茄m深l辞的空间位掉置采用单默面坡口加愧垫板手工牙焊接，与左托座上翼货缘板连接康的腹板下屡端采用坡紫口加垫板李形式，手才工焊接前丽上下翼缘健板之间罗约孩2000塞m缩m做范围内加膨临时支撑忌，防止焊脊接角变京形明(骡图以15或)第。闸组装托座当并焊接。老将其他剩梦余零件进梯行组装浅，闲1童1吃、炼1俘2歌、屋1寸4狗、夫1阅9娇号件采用宿坡口加垫崭板金G它F友形式组对谷并进行手卧工焊接。扮3炊．注2堪．刮4筒腰桁矫正蒙针对腰桁原架这类复锈杂构件，烟矫正必须植分阶段进智行，各组倾件组装前夜必须先进敌行矫正，经组装并焊复接完成后鼻。再进行见最终的矫哈正。由于控腰桁架包景含箱形、扎工字形等惭截面形式继，在进行塌矫正时，汉可有针对挑性地选择慎矫正方法歪。旱(1曲)螺箱形矫正枣：箱形结蚕构矫正非悬常困难，筹通常采用虫火焰矫正拳。袋(2罚)赔工字形的净角变形：编在粉H筑型钢生产宁线上采用务翼缘板矫膀正机或火赔焰矫正。欢(3膛)烦侧弯：采那用三角形悟火焰矫正扯。贪当采用热墨轧、正火薪钢板时，框加热矫正逃的温度宜枝为珠65圾0量～板800聋o标C查；控轧钢斤板，加热掌温度应略在柳820桐o纸C浴以下，用捞红外线测俯温仪进行鸭检测，在吊空气中自醒然缓冷。两3槽．穗2益．盟5顶焊接变形强控制措施音(1确)饮下料时，豆充分考虑俯焊接的收祖缩留出收寒缩余量，物严格控制岭下料的精粘度。楚(2路)刃组立前，匹构件的翼欧缘、腹板具必须进行户矫平，确漂保其平整果度。梯(3脏)史控制装配术精度。熄装配前，玻矫正每一英零部件和得构件的变丽形，必须资符合装配争公差的内狐控要求。少组装时，芬使用必要鞠的装配和神焊接胎架忧，并调平催装配用平多台。通过雅工装夹具幕、工艺隔四板及撑杆丛对组装件阿进行加强勇并必要时随预置反变省形。限隔那板炉(跟工艺隔板奋、横向加舟劲恶肋仁)护下料时预弄留焊接收旋缩余量和贞机械加工伙余量。隔崇板、横向只加劲肋在掌机加工时闯，多据块叨(优至少同一嫩根构件别上丹)促叠起后同产时统一基辞准加工。桥隔板在翼齿缘上定位熊装配时，饶注意隔板贪存在的外谨形差，要诸检查密贴篮度、板边被的垂直度记、对角线网差、尺寸罪，使满足扬制作工艺揭要求，以搬免因隔板究存在外形俗差使构件友组装造成滩扭曲。雕构件装配炎时，对同搏一组翼缘码、腹板注闸意零件的尽旁弯方向垄，使零件侦弯的方向暂一致，避简免组装引迅起的扭曲永。蹄(4苍)茅同一构件没上焊接时惩，尽可能纸采用热量躲分散、对挖称分布的智方式施焊塑；采取合妇理的焊接僻顺序，在湖焊缝较多猴的组装过搞程中，应令根据实际陆构件的形恰状和焊缝衬的位置、揭尺寸大小慎等采取先宏焊收缩量庄较大的焊行缝。后焊闻收缩量较策小的焊缝瞎；先焊拘木束度大的固而不能自桶由收缩的型，后焊拘堆束度小的梯能自由收到缩的焊缝男。翻(5畜)灰控制坡口摧尺寸精度催。纵缝、觉横缝坡口咬的加工和减装配，要亭严格控制隶坡口的加托工精度和纳装配间隙屋。避免坡黑口加大过激量焊接导孟致的过度挺变形；控号制纵缝坡秧口加工精偷度和装配剧间隙，保识证构件沿削长度方向兆坡口大小从一致使焊产接填充量嫌一样，是咬防止构件筹扭曲的重黄要措施。狸3辣．愁2找．规6聪腰桁架的港工厂预拼求装抬(1厚)大为保证钢脚柱、钢梁闷之间的高品强度螺栓牢孔的准确洲性，所有旺连接板采据用数控钻氏床进行钻执孔。三(2网)旨钢柱、钢除梁之间的它连接孔需扎预拼装时旋与连接板已套钻。际(3蛮)互预装用钢存尺与制作穷用尺一致钓。责(4陵)嫁所有预拼伤装的构件私经过验收土合格。除挎柱、梁节糖点之间的去连接孔不经钻伯(妹待预拼装危时套仓钻觉)劳，其他尺堪寸及要求朗必须符合催设计图纸毒。摆(5极)迷预装桁架润在固定、暮坚实的胎普架上进行彻，其不平瘦度偏差不凑大仁于斑3裙．锈0m便m邀。怨(6摔)叠预留安装弓焊缝收缩社余量，纵基向柱与柱戚之间连接乔接口加歉放叉3m隙m这余量，柱杂与柱安装斤接口间隙州缝而为中9m惧m百，预拼装如间隙缝脊为泻9m校m深一室3mm=敬6m态m桌，要求钢嫌柱在制作皮时上下端短加长字各干1循．目5m察m拦，同样横狱向连接的忠钢柱托座劫按正公西差记1~嚷1铜．讽5mm哪(展除托座与绿托座相连纵接的按正裙公序差蜻1m握m稿外俱)逐。嫩(7触)衫拼装方法银采用整片精卧式，根舟据外框筒皮轴线立面桥图在平台稻上放出大跌样尺寸。您(8烧)水放样尺寸谜经技术员许核实后投贵入使用，铅并在平台斥上定出钢裹柱及钢梁是的重心位哥置，便于芒拼装时使垫用。连(9帆)趴外框简每休一侧面预符拼装顺序恒均从中间探向两侧摆致放构越件掀(轮图触17券)构，每一竖疗向连接节舱点接口处是加放出安阶装焊缝收碗缩量，注席意此安装退焊缝收缩来量在放样愧时加出。煎摆放构件屑前，加好慨钢柱定位送挡，待钢哈柱与钢梁涨的中心线满与放样的惨中心线对庄齐后加入殖钢梁的定卖位挡。泻(1O骑)答调整各连米接节点的糟间隙、角抱度及尺寸盯。秆整体尺寸沸调整合格间后，进行翻柱、梁的缺连接节点融的钻孔，客按详图中菜的实际尺饿寸将连接萝板固定在南接口位置贿进行套钻宜。4结论雹通过对某榆某三烫期亡A遣阶段工程纹的异型截劲面柱与腰露桁架的制职作，总结该以下几点蚀结论，希执望能够为螺以后类似喷工程的复以杂节点制压作、厚板扒焊接、异阔型截面构塑件的制作赛提供参考爸。灭4风．涌1型选拔技术量过硬的焊裳工咬对于复杂驾构件的制称作，工程辅开工前，堆针对构件纠的特点组伤织焊工进姑行实操型尾的附加考蒜试，从中朝可以选拔打技术过硬歇的焊工，盘这是焊接貌质量得以梨保证的基勾本条件。两4萄．慧2肠正确拆分寨节点。符确定合理辞的装配顺口序对于复师杂的异型缝截面，必具须考虑将效其分解成刻若干单元巴体，分解叮时以尽量乞按认H也形、箱形创等标准件柿拆分为原虫则，拆分咸后综合考俭虑装配、误焊接的可途操作性等辨因素，安馆排装配顺宴序。纹4适．利3仰加强多道嘴工序的过数程控制尸复杂构件惹的制作，劳均需要多屋次装配与水焊接工序模方可完成迟，这必然只出现由于季累计偏差浊过大，导萍致组合构途件的整体包精度难以糠控制的问潜题。所以竹在制作时府，加强多序道工序的迹过程控制困，是保证淋单元构件阳的一项有六效的措施筝，这是保采证组合构穴件整体精肿度的前提贷条件。温4潮．县4念重视焊接涉工艺的管只理爱焊接工艺