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师大附中卓人塔制作焊接工艺应用

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师大附中卓人塔制作焊接工艺应用

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【摘要】:
1、工程概况  此工程为河南师范大学附中双语国际学校卓人塔,工程位于新乡市新东大道和东文路交叉口西南角。本工程结构型式为筒状高耸结构,塔底约3600mm×5700mm,塔尖高度36.0m,内部中空,钢柱采用无缝钢管,钢梁采用热轧H型钢,材质均为Q235B,四边长不对称,内角度分别为:71°、91°、108°和90°;结构复杂,水平撑和斜撑安装难度大。故采用在工厂加工并进行预拼装,现场吊装拼装空中焊
1、工程概况
  此工程为河南师范大学附中双语国际学校卓人塔,工程位于新乡市新东大道和东文路交叉口西南角。本工程结构型式为筒状高耸结构,塔底约3600mm×5700 mm,塔尖高度36.0m,内部中空,钢柱采用无缝钢管,钢梁采用热轧H型钢,材质均为Q235B,四边长不对称,内角度分别为:71°、91°、108°和90°;结构复杂,水平撑和斜撑安装难度大。故采用在工厂加工并进行预拼装,现场吊装拼装空中焊接的施工方法,钢结构卓人塔主体结构型式和效果图见图1所示。
2、工程特点及难点
2.1 卓人塔的钢结构型式主要由H型钢、圆钢管、连接钢板焊接而成,结构复杂且不规则,平台处转角牛腿加工难度大,角度定位是本工程的难点。
2.2 卓人塔在标高1m处的水平截面见图2所示。可以看出是不等边且不规则四个内角度不相等的截面结构,如何控制其安装精度保证现场顺利吊装,是本工程的重点。
2.3 由于卓人塔是圆管柱筒状层间高耸变截面结构,每层平台梁拐角连接结构角度各不相同以及此构件在圆管上的定位存在难度,也是本工程的难点。某层牛腿部件结构见图3所示。
制作总体思路:数控切割下料、地胎分片组对、点固焊接、每段整体预拼、段之间预拼装、编号、拆分成片、焊接、除锈、涂装。
3、主管下料
3.1第一段管长按分段处长度(即分段处标高至柱脚板全长),但柱脚板处的坡口和角度先不要割,待定尺后再割出。每段共四件,其余三段做法相同。
3.2平台梁和柱间连接板均按图制作。
3.3斜撑用H型钢按图制作,斜撑之间先采用点固焊。
3.4平台梁处的牛腿
翼缘牛腿角度是关键,应采用整体数控切割下料,角度控制应准确公差在±0.1°范围内。两上下带圆环的翼缘之间的腹板先点焊成部件,待预拼后再焊接。
3.5柱撑连接板按图纸下料制作,按要求先点固焊在相应的位置上。
4、分片组装
4.1在平整的胎架上划出两轴中心线(5076mm),焊接定位块,先摆放圆管柱到位,见图4预拼装示意图。
4.2组装平台梁。
4.3组装斜撑。
4.4对组装好的两片由质检部专职检验员进行检验核对尺寸符合设计要求。
5、每段预拼装
5.1将组装好的跨度最大的一片置于平台上面,先将两片之间的平台梁相连,然后组装水平撑,最后组装斜撑,需要加辅助撑以保安全,每段组装见图5示意。
5.2将组装好构件做好标识编号,然后分拆成两片,用CO2气体保护焊进行焊缝焊接,焊接工艺参数见表1,焊缝机械性能见表2所示。
表1 CO2气体保护焊焊接工艺参数
为保证现场安装精度,当每节焊接完毕经检查合格后,还需要每两段之间进行工厂内预拼,确保到现场顺利吊装,两节预拼装见图6所示。先将最底一段置于胎架上,然后再将上一段吊置胎架与之对接,若误差过大可适当通过扩孔来调整。5.3段与段之间预拼装
图6 两段预拼装实景照片
经检查符合要求后,对各连接接口处做对合标记、中心线、对合线、标高线、水平线标记,并用样冲打出同时做好各种数据的测量记录表,提供现场安装使用。
6、结束语
经过细心安排,科学管理,合理选择拼装顺序、焊接顺序以及焊接规范参数,控制线能量及应力变形,保证了塔架在现场安装过程的顺利进行,赢得了工期,积累了一定的制作高耸塔类钢结构组装、焊接经验,为今后类似工程提供借鉴。