管桁架加工制作

第八章 钢构件加工制作 由于该工程桁架因构件体型过长，整榀运输难度较大，根据工程总体部署，对超长桁架进行工厂构件加工、预拼装、编号后，运输至工地拼装、焊接的施工，其余能整体运输的工件均在工厂进行整体加工工艺方法，充分利用制作车间和专用涂装车间进行钢结构的制作，确保构件的加工精度，然后运至工地进行组拼。该标段的其余构件均在工厂加工制作完成，运输至工地现场。 由于该标段部分的特殊性，工厂进行杆件加工，现场通过胎架进行组装、焊接。 1、钢结构制作重点和技术难点 管子相贯线接口切割 该工程桁架是由钢管组成的桁架，有大量的管子相贯剖口，管子相贯线是一个空间曲线，且其坡口角度是随曲线的变化而变化的，管子相贯线的切割好坏直接关系到桁架的焊接质量及外观质量，是制作过程的关键。公司采用从日本进口的HID-600EH五维数控相贯线切割机进行切割，能够根据放样程序在电脑上控制自动切割，加工管径为50-600MM，加工管壁厚达5-50MM，切割管长最长可达12，定位精度：，并能一次性坡口成形，坡口角度可随圆周变化，以满足相贯线接头处趾部、根部和侧部的不同焊接要求。 管子线型加工 本工程空间桁架，桁架弦杆成曲线，管子的线型必须光顺美观且要达到标准要求，为确保钢管弯曲圆滑成形，防止起鼓、起皱。针对曲率大、半径小的采用中频弯管机进行弯管。 拟采用1000KV、500KV中频弯管机及冷弯管加工设备，可以对不同的管径、材质、不同壁厚的钢管进行弯曲加工，对于局部部位采用火焰矫正法进行精确矫正，确保钢管弯曲圆滑成型、防止起鼓、起皱。 及备用JXW500型大型弯管机进行钢管弯弧。该设备能对钢管弯曲半径Rmin≥3m。管材直径范围：Φ550≥D≥Φ100。 节点制孔 钢结构的零件钻孔采用中捷友谊I3035×16/1万向摇钻进行精密机械钻孔，部件、构件采用PEDDINGHAUS公司的BDL-1240/9A型三维钻（本设备每维有3支不同直径的钻头,共9支钻可进行自动更换钻孔；重复定位精度: ㎜）或磁性钻加划线和模板进行钻孔，为了确保钻孔精度和质量，采用模钻时均须有放样划线划出基准轴线和孔中心，采用数控钻的其首次加工品均需检验员首检合格后才批量钻孔，零件、部件、构件钻孔后均需检验员首检合格作上合格标志后才准转序。 焊接变形控制和制作精度控制 由于本工程受力采用空间桁架结构，桁架采用钢管焊接，故对焊接提出了较高的要求，为保证本工程的建造精度能满足设计要求,保证现场安装的顺利进行，焊接变形的控制和制作精度控制是本工程的重点和难点之一。采取的制作工艺及措施见制作工艺。2、本工程桁架结构制作工艺总流程图 设计图生产技施工图数学下料切零件焊接试验及工制作精度控制材料订货 材料复验 专用工装及胎焊工培训及考钢结构零部 桁架节段主桁架节段 钢结构构 钢结构构钢构件工地拼装

钢构件吊装、钢构件工地

建造方 4、钢桁架结构加工制作 放样、切割、加工 放样 放样、切割、制作、验收所用的钢卷尺，经纬仪等测量工具必须经市、部级以上计量单位检验合格。此外，桁架分段重要尺寸的测量应以一把经检验合格的钢卷尺（100m）为基准，并附有勘误尺寸，以便与监理及安装单位核对。 所有构件应按照细化设计图纸及制造工艺的要求，进行手工1：1放大样或计算机的模拟放样，核定所有构件的几何尺寸。如发现差错需要更改，必须取得原设计单位签具的设计更改通知单，不得擅自修改，放样检验合格后，按工艺要求制作必要的角度、槽口、制作样板和胎架样板。 切割

钢管、型钢切割前应事先排料，钢管桁架分段弦杆应以钢管最大利用长度对接，但应使接头至腹杆与弦杆节点的距离大于或等于500mm。腹杆对接时，接头位置原则上不大于杆件长度的三分之一（具体视管子来料情况定）但不小于500mm。 相贯线接头的钢管切割，采用先进的五维数字控制相贯线自动切割机进行相贯线接头加工，可以切割出完全满足设计要求的相贯线接头（包括相贯线剖口及多杆重叠相贯线接头），在保证焊缝接头质量的前提下，更能加快工程的进度。 C型钢的切割和钻孔，在数控C型钢加工流水线上进行。 钢板的切割，应根据放样套料图及数控切割下料图，分别进行数控自动切割、门切自动切割、光电跟踪切割及部分手工切割下料。 所有钢材切割的公差均应满足GB50205-2001规范要求。 放样及切割流程详见下表。

施工技术交底

下料工场 细部设计图纸

计算机放样 编套料图 校 对

画零件草图

送制造车间 编制数控程序

制作样板

手工下料 数控下料 光电下料 焊接坡口切割 钢管相贯线 数控切割 型钢数据专用机床切割

钢板下料 加工 钢管的弯制：曲率半径大的弧形钢管，将采用数控弯管机或液压弯管机冷弯成形；曲率半径小的弧形钢管，将采用中频弯管机或火工弯曲的方法进行。在弯曲钢管时，配备弯管机使用的各种规格尺寸的专用弯曲钢模，不但可在弯曲过程中严格控制弯曲半径和钢管壁厚减薄量，弯曲钢模还可最大限度地减少钢管弯曲时受力部位的变形。 桁架主要工艺 确定桁架工艺分离面 分界面在两相邻节点的距离的1/4处，且上下主钢管错位（如图），安装时对接的间隙是两侧管端各占一半。

工艺试验 用同类管子及节点形式，进行三个节点以上的桁架段的工艺试验：

L1/4L

主桁架分界面位置示意图

分界面焊接后，测量其收缩量。 安装时对接接头的收缩量的测定，此举主要是由于现场安装时的对接，在两侧耳板夹固情况下（耳板及连接板抛丸处理成摩擦面），进行焊接，焊完冷却后，卸下螺栓后测量。 通过计算、分析，预确定主桁架的长度方向的增加量2mm/对接节点。 下料 桁架结构主管直段采用切管机和美国peddinghaus公司生产的锯床下料，支管采用日本生产的数控管子相贯线切割机直接下料；H钢采用美国peddinghaus公司生产的锯床下料；节点板和加劲板用剪板机或数控火焰切割机下料；对主管原则上长度按定尺采购，每段放焊接收缩余量2-5mm 弯圆 桁架主管弯圆采用钢管弯圆机进行加工。弯曲后，钢管直径变化不大于3mm，壁厚变化不大于1mm，钢管表面不能出现折痕和凹凸不平的现象。然后切割端头，在焊接端用管子坡口机制坡口，具体如下图,并在工装划出纵向直线，相隔90°、四条及节点圆周环线，并打样冲眼。

230°主管断部示意图 对桁架腹杆等杆件，下料时，根据工艺实验所得值放焊接收缩余量1mm，如下图为相贯线切割机下料后端头的形状示意图。

下料后，必须立即对构件或杆件进行检验，当钢管不平直及有局部凹陷时，应对钢管进行矫正；对达不到长度要求的，应重新下料。支管的检验应以首件为样品，检验后，根据图纸对构件或杆件进行编号，以便装配。 钢管的对接 各主管部分的钢管与钢管之间的对接，内设衬管（该衬圈必须用相贯线切割机进行切割），在胎架上进行，具体形状尺寸如下图（相同管壁时和不同管壁时）；

2支管端头示意图1

ES

相同管壁的主管对接示意图（一）衬圈355°±51

40 支管的对接长度原则上不能对接且不小于2m。对接后进行超声波探伤，按二级焊缝100%检验。 、桁架的制作 确定工艺分离面 现将大型桁架每榀桁架分成散件进行工厂制作、运输到现场进行拼装成整体。其它桁架部分采用整体制作，整体运输。 为了保证构件的尺寸精度，我们将以上分段桁架在工厂加工完成后进行一次预拼装。拼装尺寸由专用的胎架来保证。而每段之间的弦杆用高强度螺栓连接，如下图所示：

衬圈5

主管之间临时固定示意图 .装配、焊接

≥20 标准相贯节点 对桁架的几根主管及相互之间的支撑在装配平台上利用组装胎架进行装配，装配工艺为先在胎架上组装上弦及下弦的主管，确定其空间位置，然后装配支管并定位、焊接。桁架装配胎架示意图如下所示：

标准相贯节点 对桁架的四根主管及相互之间的支撑在装配平台上利用组装胎架进行装配，装配工艺为先在胎架上组装上弦及下弦的主管，确定其空间位置，然后装配支管并定位、焊接。 组装胎架将主管固定在装配平台上，再用汽吊将已接好的主管放

临时耳板销子地面平台H型钢置在如图对应位置，固定定位块，调节调整板，确保主管之间的相对位置； 在胎架上对主管的各节点的中心线进行划线； 对桁架定位好后，进行焊接，焊接时，为保证焊接质量，尽量避免仰焊、立焊。 桁架结构采用腹杆与弦杆一般直接焊接的相贯节点，弦杆截面贯通，腹杆焊接于弦杆之上，焊接时，对如下图所示节点，当支管与主管的夹角小于90度时，支管端部的相贯焊缝分为A，B，C，D四个区域，其中A，B区采用等强坡口对接熔透焊缝，D区采用角焊缝，焊缝高度为倍管壁厚，焊缝在C区应平滑过渡。当支管与主管相垂直时，支管端部的相贯焊缝分为A，B两个区域，当支管壁厚不大于5mm时可不开坡口，由于在趾部为熔透焊缝，在根部为角焊缝，侧边由熔透焊缝逐渐过度到角焊缝，同时考虑焊接变形，因此必须先焊趾部，再焊根部，最后焊侧边。

主管支管

趾部侧边过渡区根部