大跨H型钢梁柱的制造与吊装课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,介绍大跨度钢结构梁、柱,制造与吊装，采用埋弧自动焊、,CAD,和电子图板放样法、电子图,板找重心法、连接板配对制孔,五种新工艺有效控制焊接变形,和制造下料尺寸精度采用多车,吊装大跨度钢结构梁、柱。,关键词：,H,型钢梁、柱制造，,变形控制，吊装。,摘,要,介绍大跨度钢结构梁、柱制造与吊装，采用埋弧自动焊、CAD和,一、前言：,xx,钻机维修工房，由钻井公司根据已建的露天钻机维修厂区,扩建而成，原露天道轨上有两部,20,吨的龙门吊，高度为,18,米，龙门,吊轨距为,30,米，新建工房根据现场情况采用钢结构轻型屋架，厂房,西面为可拆除的山墙，便于天车出入，工房四周墙面采用彩钢板组,装。本工房由,XX,工业设计研究院设计，高度为,21m,，长度为,71.5m,，,厂房内部可容纳两部龙门吊，钢屋架梁跨度为,42m,，梁截面为工字,型，用,Q235-B,钢板焊接而成，山墙处梁分为,5,段，其余处分为,6,段，,单榀梁重,2.1,吨，分段处端板用高强螺栓连接，柱高,19m,，立柱截面,均为工字型，用,Q235,B,钢板拼焊而成，截面下段,900mm,宽，上段,1410mm,宽，柱之间的间距为,6.5m,，梁与梁、柱与柱,一、前言： xx钻机维修工房，由钻井公司根据已建的,之间均用108,4,的钢管联接，共计,12,榀大梁，,24,根钢立柱，,东西两头各有,5,个抗风柱，共计,10,榀，高度均为,21,米左右。,之间均用1084的钢管联接，共计12榀大梁，24根钢立柱,二,.,结构分析,此类型钢结构梁柱为,XX,境内跨,度最大的工房之一，此结构简单,、轻便、钢材焊接性能好、易产,生变形，构件细而长，安装精度,要求高，且没有现场施工的条件,，构件大，运输困难，变形难以,控制，运输、吊装高空组对难度,大，需多部吊车同时配合。,优点：,经济实用，造价低，,易拆卸，工期短。,二.结构分析 此类型钢结构梁柱为XX境内跨度最大的工房之一，,三,.,下料、落料精度及变形控制,3.1,放样,构件细而长，受场地的限制，放样,需在平坦的场地。由于样板长、样板多,，油毛毡用量大，加上夏天钢板温度高,，样板易变型，影响放样精确度，所以,我们运用计算机放样技术、采用,CAD,或,电子图版应用软件放大样，按,1,：,1,比例,画出每一块样板的精确尺寸及对角线长,度直接在钢板上落料，精度高、误差小,。,三.下料、落料精度及变形控制 3.1放样 构件细而长，,3.2,下料,梁、柱有上下翼板和腹板及法,兰板联接板组成，下料的精度决,定了以后组对焊接的质量，钢屋,架的上下翼板宽为,250mm,，板厚,=,12mm,。原材料板材长度为,8,米,左右不等，宽度为,2,米，如果按此,长度切割，共计需要切割一千五,百条,250mm,宽的钢板，工作量很大,，切割精度要求高，手工切割达,不到要求，且工人劳动强度大，,速度慢。,3.2下料 梁、柱有上下翼板和腹板及法兰板联接板组成，下料的,如果采用剪板机落料，存在两,个问题：一是受剪板机制约易,产生扭曲变形且每块板只能剪,成,2.5,米的长度。二是调直矫正,工作量大，焊接接头多，易产,生弯曲变形，外观上也不好看,，影响梁、柱上下翼板的直线,度。采用自动切割机下料后，,下料速度快且质量高。工人的,劳动强度大大降低。,如果采用剪板机落料，存在两个问题：一是受剪板机制约易产生扭曲,为防止切割后变形，在切割起始处、结,尾,及,中,部,选,4,5,点,不,切,割,预,留,长,度,为,40,50mm,为宜，切割完后等钢板温度降,至约到室温后，再切割预留处，检查翼,板变形，矫正变形，单块翼板变形应控,制在,2mm,。,3.3,落料,为防止切割后变形，在切割起始处、结尾及中部选45点不切割预,4,、制孔,钢屋架法兰连接端板多达,75,对，钻孔加,工数量达,2400,个，最大的孔直径为=48mm,，最小的,22mm,，误差要求,0.5mm,，最厚的,钢板为,50mm,，考虑到由于划线误差、钻孔,误差组对误差及焊接变形叠加在一起。影,响梁柱的联接。为减少安装时扩孔先将同,类型的钢板四块一组点焊，划线打眼一次,钻孔。然后两个一组编号配对。如图梁,12-,2,接柱,12-2,，通过这种方法的实践，组装时,所有螺栓安装一次成功。,4、制孔 钢屋架法兰连接端板多达75对，钻孔加工数量达2,5,、梁、柱预制组对,组对有两种方法见图,:,一是直立组对法，,二是平铺组对法，直立组对相比平铺法有很,多缺点，因为腹板窄而高、薄而长，组对时,晃动太大还必需用吊车提正，吊车占用时间,长，稳定性差又不安全。,二是平铺组对法、先将腹板平放在制作,好的平行支架上，两边摆放好翼板、及法兰,连接板，刚好达到位置线，方法简单易行，,可多组同时施工，质量安全有保证，施工速,度快（见下图）,5、梁、柱预制组对 组对有两种方法见图:一是直立组对,大跨H型钢梁柱的制造与吊装课件,6.1,手工焊与自动焊,钢结构梁、柱是用钢板组对成,“,H,”,形而成，焊接长度达,5,千米、,采用手工焊，劳动强度大，焊接速,度慢，外观成型差，焊缝宽窄不易,控制，人均每天最多能焊,20,米左右,效率低。采用埋弧自动焊大大降低,了工人的劳动强度，每台焊机每天,至少可焊接,76,米，效率高且焊缝饱,满，满足设计要求。,六,、,焊,接,方,法,的,选,择,6.1手工焊与自动焊 钢结构梁、柱是用钢板组对成“H”形而成,七,.,焊接工艺,7.1,焊材选择,7.1.1,焊丝选择,根据,Q235,B,钢材的机械性能,及化学成分，依据,JB4708,2000,钢制压力容器焊接工艺评定,选用,H08A,镀铜碳素结构钢焊丝，,配合焊剂进行埋弧自动焊，焊缝,金属具有优良的力学性能。配合,焊剂可用于碳钢和强度级别较低,的合金钢。,七.焊接工艺 7.1焊材选择 7.1.1焊丝选择 根据Q23,7.1.2,焊剂选用,焊剂决定了焊缝成型、焊角尺寸及焊接质量，根据钢种,、板厚、接头形式、焊接设备、施焊工艺等，同时要求满,足焊丝焊剂匹配。,SJ301,属硅钙型中性烧结焊剂，碱度约,1.0,，呈灰色球,形颗粒，粒度为,10,60,目。可交直流两用，直流施焊时焊,丝接正极。电弧稳定，脱渣容易，焊缝成型美观。可满足,大线能量多层多道，双面单道，高速焊等焊接方法及工艺,的需要，对焊接区的少量油、铁锈不敏感。熔渣属“短渣,”性质焊接小直径的环缝时亦无熔渣下淌现象，故特别适,宜用于环缝焊接,。配合,H08A,、,H08MnA,、,H08MnMoA,等,焊丝，可焊接普通结构钢，、锅炉用钢、管线用钢,7.1.2焊剂选用 焊剂决定了焊缝成型、焊角尺寸及焊接,HJ431,是熔炼型高锰高硅低氟焊剂，呈红棕,色到浅黄色的玻璃状颗粒，粒度,8,40,目。,可交直流两用，直流时焊丝接正极，工艺良,好，电弧稳定。配合,H08A,、,H08MnA,、,H10Mn2,及,H10MnSi,焊丝，焊接,A,3,、,20g,及,18Nb,、,14MnNb,、,16Mn,钢结构，如船舶、锅炉、压力,容器等，也可用于电渣焊及铜的焊接。,.,HJ431是熔炼型高锰高硅低氟焊剂，呈红棕色到浅黄色的玻璃状,焊剂,成型,焊角,尺寸,电流,电压,匹配,气孔,缺陷,脱渣,性,工艺,性能,备注,HJ431,一般,差,一般,不易,出现,不易,出现,好,一般,SJ301,好,好,要求,高,易出,现,凹坑、,麻点,好,好,备注：,HJ431,在平焊位置成形美观。,SJ301,在焊接角焊缝时焊角尺寸易保证。,通过对以上两种焊剂的比较，选用,SJ301,焊剂。,SJ301,与,HJ431,性能比较,焊剂 成型 焊角 尺寸 电流电压匹配 气孔,7.2,焊接工艺参数调试,埋弧焊在焊接前要调试好各种,参数，根据不同的材质、板厚，,采用不同的焊接电流、电压及焊,接速度与之匹配。根据多次的实,验，焊接角焊缝翼板为,14mm,，腹,板为,12mm,时电流为,390,400A,，电,压为,30,32V,，速度为,19cm/min,，,焊角高度,6mm,，且不咬边，当翼,板为,12mm,，腹板为,10mm,时，焊接,电流为,390,400A,，电压为,30,32V,，速度为为,19cm/min,，当翼板,为,10mm,，腹板为,8mm,时，电流为,380A,，电压为,30,32V,，行车速,度为速度为为,19cm/min,。,7.2焊接工艺参数调试 埋弧焊在焊接前要调试好各种参数，根据,焊,接,工,艺,卡,工程名称,新疆吐哈油田钻井公司钻机修理工房,图号,03025S,零部件名称,翼板,+,腹板,图号,03025S-G-6,焊接工艺评定编号,95-39,焊工项目资格号,M1,5,母,材,材,质,规格,类别,焊,接,材,料,牌,号,规,格,烘温,腹板,Q235-B,=8,=10,H08A,3,翼板,Q235-B,=10,=12,SJ301,300-350,翼板,Q235-B,=14,焊,接,规,范,焊 接 工 艺 卡 工程名称 新疆吐哈油,层,数,焊材,直径,电流,(A),电压,(V),速,度,cm/min,层间温,度,接头型式：,1,3,380-,450,26-32,18-20,焊接位置,平角焊,探伤要求：,其它：角焊缝的焊脚尺寸厚度：,K,1/3S,t,，且不小于,6mm,。,层数 焊材直径 电流 (A) 电压 (V) 速,7.3,焊接,7.3.1,焊接变形,:,焊接,H,型钢结构常见的变形有如扭曲变形、上下翼板角变形、上,拱及左右弯曲变形，通过对结构的分析，采取以下措施控制变形。,7.3焊接 7.3.1焊接变形: 焊接H型钢结构常见的变,7.3.2,直立焊接法,:,（见右图）,将组对好的钢屋架立起固定好,两,边辅设用角铁做成的道轨,长,20,米,用,两台埋弧自动焊同时对称施焊,以同样,的电流、电压及焊接速度。由于在焊,接过程中,钢架翼板角焊缝受热集中,单位长度上线能量输入高，引起上翘,变形,从而很难跟踪焊道,焊接完后的,质量很难保证,咬边大,焊角高度不够,冷却后沿宽度方向焊接变形多达,50mm,长度方向左右弯曲变形,100mm,每台自,动焊需两个人操作,耗费时间,变形无,法控制，焊缝质量无法保证。,7.3.2直立焊接法:（见右图） 将组对好的钢屋架立起固定好,7.3.3,钢性固定法,:,（见下图）,将钢架,点焊在钢性平台上，然后用两台自动焊,机同时对焊,焊接完毕后磨开点焊处。由于两台焊,机同时对一点施焊,线能量集中输入,变形大,冷却,后变形上拱处高达,60mm,因为有上拱变形,翻过来以,后无法固定在平台上,变形难以矫正。,7.3.3钢性固定法:（见下图） 将钢架,点焊在钢性平台上，,7.3.4,平焊法,:,（见下图）,经过以上两种的失败以后,总结经验,分析原因决定将钢屋架,平放焊接,将埋弧自动焊焊机直接放在腹板上,不用道轨,而是用,导向轮将焊机卡在翼板的边缘,通过翼板保持焊丝与焊道间角度,和间距,焊完一侧再焊另一侧,焊接线能量相对减小,应力相互抵,消,虽然在焊接程中腹板也有所摆动,但焊机是在腹板上,相对角,焊缝并未移动,采用其它方法即使在平焊位置也需两人配合,调,间距,扫焊剂,而现在只需一个人,采用导向轮后则无须经常调间,距,速度快,焊缝尺寸得到保证，焊完后总体质量较好。,7.3.4平焊法:（见下图） 经过以上两种的失败以后,总结经,八、拉运及吊装,1,、拉运：梁和柱长度均在,20,米以上，用现有任何车辆拉运,长度都不够、我们将,30,吨管托牵引杆加长,8,米，将车的两支点间距,调整为,16,米，满足拉运的条件。柱子之间用钢管隔开共五间，钢管,焊在托车上，结件的底部和左右都用胶皮垫实，以防侧倒和碰掉耐,火涂料，一次装运五品梁或柱。,2,、柱的吊装：由于现场有两台龙门吊在工作，工作场所比,较侠窄紧张，可采用一边拉运，一边吊装的方法，柱子重量为,1.8,吨,高度为,19,米,事先在找好重心的轴线位置上焊好吊环，用两台,30,吨的吊车起吊,主吊车吊起上部、辅助吊车吊起根部配合主吊车，,先拉运吊装北面,A,轴上的,12,榀立柱，再吊东面的五榀抗风柱，后吊,南面,B,轴上的,12,榀立柱，由东向西按照编号吊起、就位、找正焊接,。,3,、柱子与柱子的连接：柱子之间的连接用三根114的系杆,用螺丝连接起来,然后焊接,高度分别为止,6.4M,12.8M,19.2M,。系,杆在吊柱子时先用一个螺栓连接在连接板上随柱子一起吊起。一辆,吊车找正，另一辆吊车将吊栏吊上，上面乘一人，吊钩上挂一个滑,八、拉运及吊装 1、拉运：梁和柱长度均在20米以上,梁的拉运及吊装：,1,、梁的设计成人字形分为六段，用法兰及,高强螺栓连接，整段梁长,42,米，梁在工房焊接完成,后，进行校正达到设计要求。然后三段一组装长,21,米，再一次进行直线度校正，等待装车拉运。,2,、梁拉运到现场后再一次进行组对连接，,进行二次紧固，准备吊装，梁的重心采用,CAD,及电,子图板计算技术进行计算，在该位置焊接吊耳，便,于吊装时保证梁柱平衡，各部位受力均匀。梁的两,端起吊前挂上吊栏，放上工具用做梁柱连接的高空,平台，和钢梁一起吊起，准备完毕后用两台吊车同,时起吊，到达位置后人上去紧固螺栓，同时另一辆,吊车吊装钢系杆，两头用螺栓连接紧固。,梁的拉运及吊装： 1、梁的设计成人字形分为六段，,大跨H型钢梁柱的制造与吊装课件,大跨H型钢梁柱的制造与吊装课件,总,结,采用埋弧自动焊焊接钢结构角焊缝是可行的。埋弧自动焊替,代手工焊，施工效率大幅度提高，焊接质量提高。,利用计算机技术，采用,CAD,或电子图板可提高下料精度和效率。,焊接工艺及方法的正确选择是减小变形和缺陷的重要环节。,采用非对称焊接方法，减小单位长度焊缝线能量输入，可减小,焊接变形。,在平台上组对可保证梁、柱尺寸，用平铺法组对安全，易组对,，误差小。,参考文献：,1.,大西洋焊接材料,2.,钢结构工程施工质量验收规范,GB5025,2001,3.,建筑钢结构焊接技术规程,JGJ,91,总 结 采用埋弧自动焊焊接钢结构角焊缝,汇报结束,谢谢大家！,汇报结束 谢谢大家！,