钢筋混凝土塔体结构钢内衬制作及安装施工方案

钢筋混凝土塔体结构钢内衬制作及安装施工：a.内衬的施工特点:塔体中心位于本工程1与A线的交点，周围为钢筋混凝土框架结构的，塔体自身结构为混凝土塔体加钢板内衬，钢内衬为塔体整体构造的一部分，下部呈圆柱体，顶面为标准椭球体，柱壳部分内径为14米高度为8米。

a).塔体部分应首先施工，塔周围框架部分基础施工完后暂不施工主体，塔体周围预留施工通道。

b)．钢板内衬作为传力构件，必须与塔体的混凝土塔体完全贴合，不留间隙，因此钢板内衬在安装施工时，必须控制焊接变形，保证大面积钢板焊接后的表面平整度；c)．塔体内衬展开面积较大（近789㎡），现场安装制作会有大量的水平焊缝和立焊缝，且这些焊缝均为一级焊缝，因此焊接工作量既大又要求高；d)．钢板内衬的底板上密布塞焊点，因此底板焊接时必须严格控制焊接温度的输入，以减小钢板材料组织的变化，确保钢板应有的强度；同时还需控制焊接变形。

e)．对于二维椭圆曲面的内衬顶面，在制作时，必须依靠计算机进行1：1实体放样，求得每一块顶板的展开实样，并按此样进行下料；f)．由于内衬顶板为二维椭圆曲面，因此在制作中需要采取计算机控制多点冲压成型技术。

g)．根据设计为了“控制焊接二次应力，钢板分块不宜过小”的原则，本项目底板与顶板的材料消耗极大，远远超过定额所规定的5%损耗率，经初步计算其真实损耗将达到30%。

b.技术重点与难点根据上述分析，本项目的技术重点和难点为：a)．现场一级平焊缝和立焊缝的焊接质量控制b)．底板塞焊时，焊接热量输入的控制c)．二维椭圆顶板计算机模拟放样技术d)．双曲面多点冲压技术c.制造工艺方案钢内衬施工的主要工作内容为预制和安装。

预制包括底板、壁板、拱顶的制作，安装包括壁板组装、拱顶组装、底板铺设安装等。

主要施工工序如下：a) 施工准备；b) 原材料进场、检验；c) 壁板预制；d) 拱顶预制；e) 底板预制f) 预制件防腐；g) 壁板安装；h) 球形拱顶安装；j) 底板安装；k) 焊缝及尺寸检验、；l) 交工验收及工程维护。

工艺流程图如下：施工技术方案钢内衬制作安装工艺流程图页脚内容1a).技术准备工艺设计(钢板拼接分区方案):由于塔体内衬展开面积达880余㎡，而实际购买材料每一块钢板一般最大不超过15㎡，需要众多钢板拼接制作，同时根据结构焊接工艺规程要求：钢板拼接时，相邻拼接焊缝必须错开的原则和设计要求的：分片不宜过小的原则，本项目内衬钢板的拼接与现场焊接的原则是：圆柱体立面钢板：采用2000mm×6000mm规格的钢板，横向沿圆周方向布置，竖向公共设置5层，上下相邻两层横向布置的钢板的对接立焊缝居中错开；二维椭圆曲面顶板与底板：在中心处，确定直径为1000mm圆形板作为中心板，然后沿塔体底板径向布置4圈，每一圈用2000mm×6000mm的钢板放样后拼接，相邻两圈的径向对接焊缝居中错开；根据空间位置，设计制作塔体圆柱体立面板安装、焊接立式胎膜。

b).材料准备:工程所用材料分主材和辅材，主材为钢板等，辅材包括焊接材料（如焊条、焊丝和焊剂）等。

（a）材料进场、存放及检验材料进场：材料员根据材料计划编制采购计划，并进行采购，按照计划安排及时进场。

（b）材料存放进场材料应按类别分区堆放，（c）材料检验进场材料应符合下列要求：（1）工程所使用的钢材，应附有钢材材质证明书，各项指标应符合设计要求；（2）质量证明书上的炉批号应与实物相符；（3）钢材表面不得有严重锈蚀，轻微的锈蚀、麻点或划痕深度不应大于钢材厚度负偏差的1/2。

（4）当对钢材质量有异议时，应对原材料进行抽样检验。

（5）所有焊条、焊丝、焊剂应具有出厂质量证明书，并符合设计要求；（6）焊接材料包装应完好，其标识与质量证明书相同。

钢板内衬所需要的Q345B钢板和焊条，进场时需认真比照设计要求和采购计划核对品牌、规格、数量；对照材质证明书核对品牌、规格、炉批号，确保进场材料的无误。

为保证焊缝质量，所有Q345B钢板在投料放样之前，均需将四周20mm边沿切除，排版下料按照钢板切除边沿后的规格处理。

所有主体结构需要的E50系列焊条在使用之前，均需进行烘干处理，并保证在整个作业过程中焊条的保温。

放样工艺:钢板内衬的底板与圆柱体立面所需的钢板按照上述分区原则，根据数学计算进行放样。

钢板内衬的二维双曲椭圆顶板，更具上述分区原则，利用计算机，进行1：1实体模拟放样，确定曲面顶板展开后的实际形状的各个顶点坐标，然后在切除边沿的钢板上划线放样。

二维椭圆曲面顶板与底板每一块扇形板均采用一块整版进行放样排版。

d. 钢内衬预制方案根据工艺流程，在钢内衬安装时先安装壁板，再安装椭球形拱顶，最后安装底板件。

因此，预制时也应按此顺序进行制作。

a）壁板预制2）生产准备（1）绘制排板图、排料图根据施工图和施工规范绘制壁板排板图和排料图，在排板图中给每块板编号，编号按上述方法进行。

排板图包括以下内容：筒体直径；16000mm每块壁板的尺寸每块壁板的编号；排版图应符合以下技术要求：壁板最小尺寸不得小于400mm；上下两层壁板间立焊缝应相互错开板长的1/2；（2）技术交底制作前施工技术人员应向施工班组进行施工技术质量、安全交底，使施工班组明确每道工序的准备工作及工作要求，施工中应注意的质量和安全问题。

a)．圆柱体立面壁板和底板周边排水沟工艺路线：分区计算——钢板边沿切割——实体放样划线——切割边沿处理——坡口加工——机械弯曲加工——预留孔开孔——栓钉焊接——抛丸除锈——表面封闭处理——（防腐涂装）——检验包装关键工艺步骤：实体放样、坡口加工、机械弯曲加工、预留孔开孔。

（a）放样、划线施工班组根据壁板排板图在钢平台上进行壁板的放样，并划出切割线。

放样时，应考虑切割余量。

放样完毕检查板宽、长、对角线尺寸，均应符合下表要求。

（b）切割用半自动切割机CG1-30对划好线的板料进行切割。

切割后，清除切割边的毛刺，检查板料尺寸是否符合上表要求。

（c）坡口加工壁板坡口加工用机械刨边机进行刨边，必须按图纸要求严格控制坡口角度和钝边高度。

（d）成形壁板圆弧成形前，在钢平台上放部分壁板圆弧大样，按大样分别加工壁板内、外圆弧检查样板，样板长度为2000mm，中部宽度为200mm。

在三芯滚板机上进行壁板圆弧的成形。

边压制边用圆弧样板检查圆弧的成形情况。

由于卷制的板长，故在卷制过程中需要吊车配合卷制。

由于本项目钢板为20mm厚的Q345B，钢板强度厚度均较大，并且幅面较宽（近2000mm），因此需采用大功率钢板弯园设备加工，弯园后再进行抛丸处理，在满足除锈要求的同时，达到消除机械加工应力的目的。

预留孔开孔必须在机械弯园后进行，在开孔前，要首先确认现场施工情况，同时按照相贯线方式（因为此时钢板已经做弯园处理）进行放样开孔。

（e）半成品堆放为避免成形后的壁板在搬运过程中发生变形，应将壁板半成品堆放在专用胎具上，如下图所示：b)．二维椭圆双曲面球顶板（a）生产准备1）绘制排板图、排料图根据施工图和施工规范绘制顶板排板图和排料图，在排板图中给每块板编号。

2）技术交底制作前施工技术人员应向施工班组进行施工技术质量、安全交底，使施工班组明确每道工序的准备工作及工作要求，施工中应注意的质量和安全问题。

3）下料、开坡口根据排版图进行各个板块的下料和开坡口。

4）成形采用双曲面数控冲压加工成形。

工艺路线：计算机模拟1：1放样——钢板边沿切割——实体放样划线——切割边沿处理——坡口加工——双曲面数控冲压加工——应力消除热处理——栓钉焊接——抛丸除锈——表面封闭处理——检验包装关键工艺步骤：计算机模拟1：1放样、实体放样划线、坡口加工、双曲面数控冲压加工、应力消除热处理。

在这里着重谈计算机模拟1：1放样、双曲面数控冲压加工、应力消除热处理等三个问题。

计算机模拟1：1放样：由于本项目顶板为二维椭圆形双曲面顶板，因此无法采用数学计算方式进行放样，必须采用计算机模拟手段，进行1：1展开放样，根据计算机模拟结果，确定二维椭圆形双曲面展开后平面图形的各顶点坐标，依据此坐标数据在处理后的钢板上进行实体放样，以保证制造精度。

双曲面数控冲压加工：由于普通的冲压设备只能进行一维平面冲压加工，不能够满足本项目所要求的二维双曲面冲压加工，因此本项目必须采用数控多点模拟技术进行冲压加工（此技术已经在“鸟巢”项目上得到了成功的应用）。

应力消除热处理：经过机械冲压后，钢板内将存在一部分机械加工应力（压应力），该残余应力在焊接作业时，将会释放出来，造成钢板变形，因此在冲压加工后，必须进行加热保温处理，以消除机械加工残余应力，加热温度控制在300度，保温时间不少于3小时，加热工艺采用两盏火焰喷灯扫射均匀加热，用温度热敏仪测控温度，保温采用石棉被包裹保温处理。

c)．底板：塔体底板为平底，稍带坡度坡向底板边缘，坡度为5%。

（a）施工工艺油罐底板制作时，要先绘制排版图，然后根据排版图进行底板的制作。

工艺流程如下图所示：（b）生产准备1）绘制排版图、排料图根据施工图和施工规范绘制排版图，排版图需符合在满足图纸和施工技术要求的情况下，尽量减小材料损耗的原则。

如果部分尺寸需做改动时，应排版图应符合以下技术要求：（1）底板的尺寸应满足图纸要求，必要时可做适当调整，但边缘板外径必须符合图纸要求；（2）每块板的搭接尺寸均应满足图纸和施工规范要求；（3）焊缝相互错开1/2 板长。

（c）技术交底制作前施工技术人员应向施工班组进行施工技术质量、安全交底，使施工班组明确每道工序的准备工作及工作要求，施工中应注意的质量和安全（d）底板板制作1）放样、号料根据排料图在钢板上放样，划出切割线，将每块板的编号用油漆写在板上。

放样前应将板料上的浮锈、油污等杂物清理干净。

放样按下述方法进行：根据排版图中的数量及其外径尺寸，确定下料尺寸。

2）切割、开坡口根据切割线用半自动切割机进行板料的切割和开坡口，将切割毛刺清理干净。

3）切割圆弧用计算机计算的尺寸在钢平台上分别放出边板的1:1大样，用气割进行切割，将毛刺清理干净。

工艺路线：分区计算——钢板边沿切割——实体放样划线——切割边沿处理——坡口加工——塞焊孔造孔——抛丸除锈——表面封闭处理——（防腐涂装）——检验包装在地板制造中，关键工艺步骤是：实体放样、坡口加工和塞焊孔造孔。

在实体放样中时，应根据计算结果和塞焊孔设计位置，在放样时进行必要调整，以避免分区切割线（或者坡口）与塞焊孔位置冲突干涉。

同时放样时，考虑底板自圆心向周边要有5%坡度要求所需的余量，以便分块安装时找坡处理。

为保证焊接坡口的质量，进而保证焊接质量，坡口加工时，严禁使用手持火矩进行火焰加工，必须使用自动火焰切割设备进行自动切割加工，有条件的情况下，最好使用机械加工。

由于本项目钢板内衬底板上塞焊孔众多，且塞焊孔需要与预埋件配合焊接，因此为了保证焊接可靠性和焊接质量，本项目的所有塞焊孔，均需采用数控平面钻床加工，不得采用磁力钻加工。