钢管柱加工制作方案

京津城际延伸线XXX站站房工程

钢管柱加工制作方案

一、工程概况

XXX中心商务区共规划有5条地铁线路。其中Z1、B1及B2等3条地铁线与京津城际延伸线XXX站集中设置在XXX中心商务区北端，形成交通枢纽。

新建XXX站综合交通枢纽本着“功能性、系统性、文化性、先进性、经济型”的设计理念，设计时充分考虑了生态、环保、节能等因素，力求建筑与周边自然环境融为一体，并以满足旅客快速进出站为原则，同时考虑了城际铁路、地铁、公交车、出租车等不同交通方式之间的相互换乘，使XXX枢纽成为了一个立体的综合交通枢纽。

XXX地面站房总建筑面积86168m2共地下二层，主要包括地面站房、地面风亭和出入、疏散口和采光天井等；地下一层包括候车大厅、售票、进站、出站等功能大厅及设备管理用房；地下二层包括站台、轨行区、设备用房等。地面层为采光屋面，采用穹顶造型，南北向长约143m，东西向宽约80m（不含站前平台），建筑高度24m；地下车站设计南北向长约874m，东西向宽约63m。车场规模为3座岛式站台6条到发线，到发线临靠站台；地面站房周边设置有环形站前平台，南侧最宽约15m，北侧最小宽度约9m。平台主要为人行景观平台，分别在东、南、西三个方向设置通路与规划道路连接。

XXX站房主体结构钢管柱采用Q345B钢，钢管直径1.4m，壁厚分22mm、30mm、42mm，其中壁厚大于42mm钢板采用厚度方向性能钢板。钢管为直缝焊接管，焊接管必须采用对接熔透焊缝，焊缝强度不低于钢管强度要求。

二、钢管加工制作工艺流程

1.钢管柱的加工制作工艺

（1）卷制钢管加工工艺框图

（2）卷制钢管的成型工艺和方法

2.钢管加工工艺要点

(1)放样

采用计算机三维放样技术，对钢柱筒体零件进行准确放样，绘制零件详图，作为绘

制下料图及数控编程的依据。本工程钢柱由于其本体为锥型，其零件下料前需进行展开放样。

(2)筒体卷制加工余量加放

a. 钢管压制直径精度的控制

由于钢管柱钢板较厚，在压制过程中钢板的延伸率发生变化，会直接导致加工后筒体的直径偏大，所以加工前必须采取措施进行预防，根据本联合体以前曾加工过的类似工程的实际经验，φ1200×60-80mm钢管压制后，其圆周长将会增加约10-15mm，所以加工前应将钢管直径缩小3-5mm展开进行展开下料。

b 钢管轧制压头余量的加放

为保证每一管节位于纵缝区域曲线光顺，必须在纵缝两侧各加放一定的加工压头余量，见下图所示。

管节纵缝两侧压头余量的加放锥形两侧压头余量的加放

c 钢管纵缝对接收缩余量的加放

对接焊缝处需加放2mm焊接收缩余量。

(3)压头

根据锥管的曲面线形制作压模并安装，采用800吨油压机进行钢板两端部压头，钢板端部的压制次数至少压三次，先在钢板端部150mm范围内压一次，然后在300mm范围内重压二次，以减小钢板的弹性，防止头部失圆，压制后用样板检验，切割两端余量后并开坡口。

压头时注意压头质量，钢板制作，且圆弧处采用铣床进行机加工，从而保证加压头质量的好坏直接关系到锥体的成型质量，所以为保证加工质量，尤其是锥度要求，压头检验用样板必须使用专用样板，样板

要求用3mm不锈钢加工制作

钢板压头示意图

(4)卷制

关键加工设备：

筒体卷制采用EZW11100*3200数控卷板机及800吨油压机加工成型。卷板机设备最大加工能力可达t=100mm；L=3200mm；D内≥850mm，见下图所示。

数控卷板机

（5）注意事项：

为了保证筒体的外形尺寸精度，筒体轧制时根据其锥度要求在零件上划出加工母线（见下图所示），轧制过程中通过加工母线位置进行调节钢板进料方向及速度，从而达到加工成型的要求。

(6)钢管段节卷制后的公差要求

纵缝对口错边允许偏差≤1.5mm

管端椭圆度允许偏差≤3mm

管端的平整度允许偏差≤2mm

3.卷制钢管纵缝的焊接工艺

(1)钢管的定位焊接

钢管卷制后进行纵缝的定位拼接，定位拼接时应注意板边错边量和焊缝间隙，另外

定位焊时不得用短弧焊进行定位，定位前用火焰预热到120~150℃，定位焊长度不小于60mm，间距300mm左右，定位焊条用φ3.2，焊缝高度不大于8mm，且不得小于4mm。注意：定位焊接必须由正式焊工进行焊接。

(2)钢管的纵缝焊接

a.焊接方法:筒体焊接采用在筒体自动焊接中心或在专用自动焊接胎架上进行，筒体内外侧均采用自动埋弧焊进行焊接，如下图所示。

纵缝伸臂焊接中心焊接示意图专用纵缝焊接胎架焊接示意图

b. 焊接顺序：先焊内侧，后焊外侧面。内侧焊满2/3坡口深度后进行外侧碳弧气刨清根，并焊满外侧坡口，再焊满内侧大坡口，使焊缝成型。

c. 焊前装好引熄弧板，并调整焊机机头，准备焊接。

d. 焊前预热：焊接前必须对焊缝两侧100mm范围内进行预热，预热采用陶瓷电加热板进行预热，预热温度100~150℃，加热时需随时用测温仪和温控仪测量控制加热温度，不得太高，如下图示。

采用陶瓷电加热板进行焊前预热

e. 按焊接工艺评定的参数调整焊接工艺参数，先进行内侧面的焊接，焊后用碳弧气刨进行反面清根，清除焊道内的杂物并打磨光洁，如此时温度不够，应进行继续加热，

然后再进行焊接，焊后进行校正，待48小时后完全冷却后进行焊缝无损检测。

(3)防止筒体焊接产生微裂纹的措施

由于厚板从卷制到成型的过程中，产生的拘束应力非常大，将直接导致钢板的硬度增大，使材料塑性降低，钢材可焊性降低，焊接后在焊缝热影响区易产生微裂纹，所以如何保证筒体焊缝不致产生裂纹在本工程中是重中之重，根据本公司以往施工过的类似工程经验，将采取以下措施进行施工。

a. 会同业主、设计针对关键部位做焊缝试验,对试件进行金相分析,以获得有关重要的焊接参数和数据,用于本工程的焊接。

b. 严格按厚板焊接要求进行焊接。

c. 进行焊后热处理，用电加热的方法对焊缝进行消氢处理，具体方法为：在筒体外侧面上焊上悬挂电加热器的碰钉，把电加热器均匀地挂在碰钉上，然后采用二层50mm 厚硅酸铝保温隔热材料将电加热器包好，外用铅丝网一层将保温材料紧固，进行均匀加热。

焊后加热消氢处理示意图

4.钢管的矫正

(1)筒体加工过程中和加工成型及纵缝焊接后均需采用专用样板进行检查筒体的成型，加工样板采用2-3mm不锈钢板制作，每节筒体应用不少于三个部位的检查样板进行检查。筒体加工成型后应直立于水平平台上进行检查，其精度要求应达到下述要求：上、下端面平面平行度偏差≤2mm

上、下端面圆心垂直偏差≤2mm

上、下端面平面椭圆度偏差≤3mm