超大H型钢吊车梁施工技术

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现场钢柱安装找正完,场地平整后,开始大梁运输。大梁运至现场后,采用二机抬吊, 直接安装。 一、吊车的选择:
吊 车 选 用 2 台 200t 履 带 式 起 重 机 , 双 机 抬 吊。 二、吊点、吊具
六、焊接
腹板的拼焊顺序是先拼纵
向焊缝后拼横向焊缝,分块拼接的顺序是先拼板宽方向,再拼板长方向。
对接焊缝和主焊缝均采用 CO2 打底,埋弧自动焊盖面的焊接方法,此焊接方法较单面焊
接,背面清根的方法减少焊接变形,节约材料和提高效率。
翼缘板只存在横向焊缝的
对接,翼缘板对接接头的对接
焊缝为正对接焊缝。翼缘板对 接时要注意板与板的错边值和
吊车梁上翼缘板的制孔摈弃了传统的采用钻孔套模法(即采用磁力钻和摇臂钻人工钻孔 的方法),首次采用 H 型钢钻孔设备--数控三维钻,在 H 型钢组装前,采用高精度三维数控 钻床对上翼缘板进行零件钻孔。在每组孔距中考虑焊接收缩余量,从而保证了吊车梁焊接 完毕后,达到图纸理论尺寸。保证了制动板与吊车梁上翼缘的高强螺栓的穿孔率。 五、组装:
车梁运输的平稳性,且能自如升降装卸车作业; 3. 该车组具有全液压自动调整与手动调整转向系统,在特殊条件下可以减少转弯半
径。 4. 该车组首尾都能牵引,进退自如。 5. 采用该整体车组极大地利用于吊车梁运输的稳定性、平衡性,排除了吊车梁因运输
而产生的变形可能。 6. 采用整体车组,使承载力均布于车辆各轴,有效地解决了途中桥梁的承载力。
对于钢板尺寸,由业主直接从舞阳钢厂采购,采用双定尺供货。排版需要考虑三个因素: 1、 图纸理论尺寸、规范及设计要求,如上翼缘板的拼接应避开跨中 1/4 跨度范围,
下翼缘板应避开跨中 1/3 跨度范围,腹板的拼接应避开跨中 1/5 跨度范围,并且三者的对 接焊缝不应设置在同一截面上,应相互错开 200mm 以上,与加紧肋亦应错开 200mm 以上, 吊车梁腹板的纵向拼接焊缝宜设在中心轴偏上 200mm~500mm 的范围内等;
A、制作部分
一、 施工场地 将公司北侧原材料堆场 130x40m 场地辟为大梁施工场
地,新建二台 80t 龙门吊作为大梁的制作的主导机械。龙门 吊轨长 130m,跨度为 30m。可同时摆放 2 套组对大型吊车梁 的胎架和 2 套吊车梁焊接胎架,具备 4 根吊车梁同时制作条 件(见右上图)。
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身法不可行,故最终采用了整体预组装、分段焊接,最后完成 H 型钢对接的方法。 横向对接焊缝处
吊点处
吊点处
吊点处
吊点处
第二步工作:H
型钢组对
吊车梁组装采
用平躺法在腹板上
进行预起拱处理,同
时考虑横向和纵向
焊缝收缩余量。在
上、下翼缘板上画出
腹板的定位线,将腹
焊接材料的选用:
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钢材种类
焊接方法 手工焊
SM490C 钢
埋弧焊
气体保护焊
焊条、焊剂烘干温度:
名称
烘干温度°C
烘干时间(小时)
E5015
300~400
1-2
HJ431
150~200
2
焊材类型 E5015(Φ4) H10Mn2(Φ4)
HJ431 ER50-6,Φ1.2
备注 恒温箱储存 温度 80-100°C
翼缘板的腹板间的焊缝焊接完毕后,组装焊接加劲肋。
B、运输部分 运输方案主要是选择运输车辆的承载能力、确定运输超大梁的绑扎固定方案、满足桥
梁允许过路荷载、满足车辆的转弯半径、保证运输中大梁的侧向刚度等问题。 一、运输车辆的选择
德国GOLDHOFER THP/SL10+SL10液压带转盘无牵引车头车组 1. 该车组核定承载能力为500吨,完全能保证钢结构吊车梁运输承载能力; 2. 该车组具有全液压自动调节举升系统,能有效防止路面、坡度等不平现象,保证吊
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二、 装车与固定 装车利用加工厂内2台80t龙门吊
直接装车。 运输时在车上设固定托架,跟平板
车相连,再用5t葫芦、Ф20钢丝绳固定, 以保证转 弯 速 度 为 5 公 里 / 小 时 时 , 转 弯 半 径 为 14 米 , 转弯时向心水平 力足够小, 详 见 右 图 : C、安装部分
就位时需要验算腹板跨中弯矩的板内应力及焊缝剪应力。通过计算焊缝剪应力远小于
f=290N/mm2;板内应力也满足要求。
4mm焊缝
4mm焊缝
6000
此时为了防止腹板变形而造成焊缝内部受损,特设计专用夹具进行翻身,在框形夹具
内另设 T 形顶板以控制腹板变形,如下图:
Байду номын сангаас
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后来在实际的操作中,发现装夹具上的 T 形顶板比较困难,进而采用了先组装部分劲
焊前根据工艺要求对厚板进行预热。预热区在焊道两侧,每侧宽度均应大于焊件厚度 的 1.5 倍以上,且不应小于 100mm,吊车梁翼缘板δ=70mm,所以预热区确定为焊道两侧 每侧宽度为 120mm(应>1.5 倍的板厚)的范围内进行预热,后热处理应在焊后立即进行。 预热温度(120~150℃),层间温度(有预热要求的焊件控制在(120~200℃)范围内;无预热要 求的控制在 200℃以下,在预热区的边缘用液晶显示点式测温笔测量预热温度,焊完前一 道焊缝也用电子测温笔测量层间温度,符合要求后再进行后道焊缝的焊接。下图为预热及 温度检测图:
二、工艺流程:
技术、材料准 主缝焊接 矫正
抛丸除锈 钻孔 组对 二次组对 编号出厂
车间底漆 接板、下料 焊接、打磨
涂装
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三、材料准备: 主体钢结构采用 SM490C 钢,其化学成分和机械性能符合 JISG3106-1999 的规定,且板
厚在 40mm 以上者需满足厚度方向性能 Z35 级之要求。钢板有正火供货的要求,碳当量的 要求、冲击韧性的要求,钢材验收时,进行抽查检验,其复验的结果符合国家产品标准和 设计要求。
板、先焊接焊缝 2、而取消 T 形顶板的做法,如下图。此方法的缺点是:主焊缝在劲板处
需要断开,以后必须使用手工焊修补。
焊缝1
焊缝2
焊缝1
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以上两种方法均进一步加强了腹板 450 就位时的强度。强度满足之后,利用特制吊具将 吊车梁上翼缘吊起,用支撑固 定,使腹板与地面成 45 度角, 再进行埋弧焊的船形焊接,然 后使用同样的方法焊接上翼缘 与腹板的角焊缝。利用吊具翻 身后同样处理反面焊缝。实际 操作如右图:
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超大 H 型钢吊车梁施工方案
一、 工程概况及特点 1.1 工程概况
某工程中,有 8 根超大 H 型实腹吊车梁,其长、宽、高分别为 58.7x1.1/0.9x6.14m, 单重约 150t,是目前冶金工业厂房吊车梁之最。
该大梁处于冷床上方,待大梁安装结束后再进行冷床施工,因而安装条件优越。考虑 到该 H 型钢大梁腹板高为 6 米,厚度仅 22 毫米,而上下翼缘板分别为 1.1 米和 0.9 米,长 度 58.5 米,长细不成比例,在制造过程中未焊接筋板前的腹板及 H 型钢翻身时腹板弯曲和 变形,制作难度大,下面将作详细介绍。运输、安装难度相对较小,不再详细介绍。 1.2 工程特点 a) 超大超重,构件长细不成比例:构件长 58.7m,高 6.14m,上下翼缘板宽分别为 1.1m
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四、下料、制孔 下料要求:根据工艺需要,长度方向加工余量预留 80mm。其中焊接收缩余量主焊缝考虑
为 12mm,劲板焊接长度方向收缩 28mm,切割余量考虑 40mm。起拱根据某规范:自重下挠+ 3~5mm,本吊车梁起拱值为 25mm,其中自重下挠公式:δ=5/384xWxL4/E/IX,计算出本吊 车梁自重下挠值约为 20mm。
CO2打 底 面
直线度符合规范要求。吊车梁
主焊缝的焊接顺序:吊车梁主
焊缝的焊接先焊接下翼缘与腹板的角缝,再焊接上翼缘与腹板的角缝,吊车梁主焊缝的焊
接顺序如上图所示。
吊车梁筋板的焊接顺序:首先焊接加劲板与上翼缘板刨光顶紧处的焊缝,然后再焊接
与腹板连接处的焊缝,与腹板连接的焊缝长度达到6m,采用从中间向两端间断跳焊的方
2、 钢厂所规定的厚板成材率的最佳范围; 3、 钢厂流水线可以生产的板宽和板长范围; 4、 材料检验需要试样在钢板上的取样位置和方向,预留出样件尺寸。 在实际操作中,事先我们对吊车梁进行了纯理论排版,提出了双定尺的材料预算表。 然而材料尺寸大部分不在钢厂成材率的最佳范围内(例:设钢厂规定 70 毫米厚钢板成材率 在 80%的话,一个 25 吨的炉料将会轧制出一张 20 吨的钢板,而我们需要一张 17 吨的钢板, 成材率大幅度下降),有的钢板尺寸使钢厂的成材率下降 20%,使钢材单位成本大幅度上升, 仅 8 根梁的材料就比市场价上升百万元之多。基于成本原因,某领导及公司领导带领我们 奔赴河南舞阳,根据钢厂可以提供的一些炉料吨位,以及钢厂成材率的最佳范围,重新进 行排版,来选定我们需要的炉料吨位及每块钢板的尺寸。最后我们用尽了钢厂所有的炉料 吨位,仅 70 毫米钢板就排出了 20 多种的不同尺寸钢板,而最后一块钢板的成材率较钢厂 最佳成材率仅下降 1%,达到了预期目的。
板放在专用组装胎架上,翼缘板分别立于腹板两侧,用契块调整好位置, 用可移动式顶紧装
置,并用千斤顶对称顶紧。固定后点焊固定并用 CO2 打底焊接。点焊长度为 80mm~100mm,
点焊间距不超过 500mm。高度为设计焊缝的 2/3,且不得高于 8mm。CO2 焊缝高度为 4 毫米, 然后再进行埋弧焊的船形焊接,由于此时腹板太宽,且此时焊缝高度仅为 4 毫米,梁 450
第一步工作:腹板、翼缘板对接 将开好坡口的腹板平放于经过水平仪操平的制作胎架上,调整好组对间隙、错边,同时 考虑反变形数值 f,纵向焊缝局部点焊后,进行纵向焊缝的焊接工作(考虑焊前预热和层间 温度),之后进行分段腹板的翻身,此时由于钢板长度较短,利用一台吊车及一副扁担即可 进行翻身。在腹板纵向焊缝焊接完成并矫正后,进行腹板横向焊缝的对接、翻身,此时由 于腹板长度太厂,利用现有的两台 80 吨吊车与两副扁担根本无法完成翻身,所以有人提出 了中间增加一台汽车吊进行 5 点吊装翻身,通过计算此时腹板将产生板内弯距达到 245KN-m,腹板 W=6000x222/6=484000mm3,则腹板应力=245000000/484000=506N/mm2, 远远大于许用应力 f=290N/mm2,于是有人提出汽车吊也使用扁担,即采用 6 点吊装,此方 法极度不安全,未被采用。其实通过下面的腹板翻身时自重作用下弯矩及反力图可以发现, 考虑吊点的位置时还要计算横向拼接焊缝的强度。由于此时焊缝为单面,故仅考虑一半的 焊 缝 厚 度 , 焊 缝 W = 6000x11^2/6 = 121000mm3 , 焊 缝 处 所 能 承 受 的 弯 矩 为 290x121000=35090000N 即 35KN-m。综合以上原因,长度为 57.5 米,高 6 米的腹板整体翻
和 0.9m,单件重 150 吨。国内没有制作的先例,需要进行大量的计算和工艺准备工作。 b) 制造难度大:从下料、拼接板、组装、焊接到吊装,特别是拼接起来的腹板翻转、吊
装都应采取专门的安全、技术措施。 c) 焊接要求高:吊车梁上、下翼缘板、腹板的对接焊缝及上翼缘与腹板的应焊透的 K 型
焊缝均为一级焊缝的质量标准,超探比例 100%。吊车梁材质为 SM490C,板厚>40mm 的钢板应满足 Z35 的性能要求。 d) 对于如此大型的工字型实腹吊车梁没有制作的先例,所以其结构制作开始前必须首先 进行焊接工艺评定试验,确定一套科学、合理的施工工艺、施工方法和科学、准确的 工艺参数,整个施工过程必须严格地执行所制定的工艺规程和工艺参数。
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法。 对接焊缝采用 CO2 打底,埋弧自动焊,X 形坡口、无钝边,组对间隙 2mm。在焊缝两侧
加 100×100mm 的引弧板和熄弧板。腹板与翼缘板角焊缝的焊接,采用用 CO2 打底,埋弧自 动焊,双边开坡口,在焊缝两侧加 100×100mm 的引弧板和熄弧板,工件材质、厚度及坡口 形式与工件相同。筋板的焊接,采用 CO2 气体保护焊。
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