焊接H钢结构厂房构件制造安装技术

焊接H钢结构厂房构件制造安装

技术

摘要:以浦镇车辆厂的铝合金车体及总装车间为例，介绍焊接H钢结构厂房构件制作安装技术，包括焊接H

钢制造工艺、构件安装工艺、高强度螺栓安装工艺及彩板安装工艺。

关键词:焊接H钢厂房制造安装

1工程概况

南京浦镇车辆厂铝合金车体及总装厂房,用于生产城市轨道交通车辆，是铁道部重点工程之一，总建筑面积10757.68 m2

跨度为57m(24m + 18m + 15m),长度为2 28m，设两道伸缩缝，柱间距为6m

檐口标高14.4m。厂房结构为实腹门式刚

架，柱脚刚接。内设10 t、20 t行车各3台,钢材采用16 Mn、Q235 - AF

髙强度螺栓采用H2T2B (10.9级)承压

型。屋面、墙体檩条均采用C型钢檩条,彩板均采用BHP公司产品，屋面外板采用G550

镀铝锌本色板,墙面外板采用G550镀铝锌保洁板,内板均采用G550镀铝锌本色板。工程的难点为焊接H

钢焊缝质量的控制、构件几何尺寸的控

制、高强度螺栓安装质量的控制、屋面防水质量的控制。

2主要施工方法

根据现场条件和工程特点，决定钢结构构件、彩板在工厂加工，用汽车运输至现场进

行拼装、安装。钢结构的主构件均为焊接H型钢，

总重量达7000 kN ,单根构件重量5〜15k N不等，其中立柱123根,抗风柱8

根,行车梁174根屋面梁378根,在焊接H 型钢流水线上加工。

钢结构附件以檩条为主，总重量达15 00 kN ,为160型檩条，在檩条机上加工。屋面外

板、内板共计21 200m2

墙面外板、内板共计16200m2，在彩板成形机上加工。

现场钢结构构件采用起吊力为160 k N 的吊车吊装，主钢结构采用两台起吊力各为35 0 kN吊车吊装，附件安装采用提升力为20 kN

的卷扬机提升。安装高强度螺栓采用全自

动扭力扳手。彩板采用起吊力为350 kN的吊车进行提升,采用电动自攻螺钉枪安装。

3.2钢结构制造的技术要点

钢结构制造技术主要是焊接H钢的制造,其中控制主焊缝全自动埋弧焊的焊接质量为关键技术。

3.2.1焊接变形的控制

自动埋弧焊电流大，热量高，构件易产生变形(翼缘板角变形；H钢的纵向弯曲;H钢扭曲变形)。

针对上述问题主要采取以下技术措施：

(1)针对焊接工作的需要自行制作了一个专用的工作台，将H

钢的四条纵向角焊变为船形焊，以保证焊

缝的焊透,提高焊接质量，减少熔敷金属。这是对焊接变形的第一步控制。

(2)根据翼缘板与腹板的不同配置调整焊接参数，将角变形控制在3 mm以内,然后用

翼缘矫正机对其进行校正。

(3)纵向弯曲是由于H

型钢单边受热产生的残余应力分布不均造

成的。通过实验决定利用后续焊缝的残余应

力平衡上道焊缝的残余应力的办法，即第

1、2道焊缝焊接时,电流调至下限值,第3

道焊缝焊接时,电流调至平均值，在最后一道焊缝焊接时，将电流调至上限值，以期消除变形。如采用上述措施后仍有少量变形，则在后续

工序中用火焰法予以校正。

(4)扭曲变形与纵向弯曲产生的原因大致相同,因此,也是通过合理调整焊接顺序，以

后续焊缝的残余应力来平衡前面的焊接残余应力。

322自动埋弧焊的焊接参数的确定

(1)焊丝直径：在焊接电流、电压和速度不变的情况下，焊丝直径将直接影响焊缝的熔深。随着焊丝直径的减少，熔深将加大，成型系数减小。

(2)焊接电流:对焊缝熔深大小影响

最大的因素是焊接电流。随着焊接电流的增大，

熔深将增加。

(3)电弧电压:

电弧电压低时，熔深大、焊缝宽度窄；电弧电压高时，熔深浅、焊缝宽度增加；过分增加电压，会使电弧不稳,熔深减少,易造成未焊透的现象，严重时还会造成咬边、气孔等缺陷。

⑷

焊接速度:如焊接速度增加，焊缝的线能量减少，使熔宽减少、熔深增加，然而继续加大焊接速度，反而会使熔深减少，焊接速度过快,电弧对焊件加热不足，使熔合比减少，还会造成咬边、未焊透及气孔等缺陷。

323构件变形的校正及几何尺寸的控制

在焊接H钢生产中对构件变形的校正，主要采用三种方法：火焰校正法、机械校正法和反变形法。

(1)机械校正法主要校正翼缘板的角变形，在专用的翼缘矫正机上，通过机械力进行反复的强制性校正，直到角变形量符合标准为止。

(2)火焰校正法主要用于校正H钢的

纵向弯曲变形，在拱起的一侧用火焰加热至85

0 C〜900

C，在翼缘板上进行条形加热，在腹板上进行三角形区加热，加热后用冷水进行跟踪冷却。

加热时根据不同的变形量，控制加热区的大小和

加热的温度，以防校正过量和出现过烧现象。

(3)

反变形法用于控制端头板焊接变形。在端头板焊接前，在施焊部位的反面用大号气焊枪进

行烘烤，产生残余应力，待正式施焊时达到焊接残余应力平衡。最终实现端头板的平整。

3.3钢结构安装技术要点

3.3.1定位测量

依据设计资料，对基础的水平标高、轴线、柱间距讲行复测。在基础顶面标明纵横两轴线的十字交叉线，作为安装立柱的定位基准。

3.3.2立柱安装

为消除立柱长度制造中的误差对立柱标高的影响，吊装前，从牛腿上平面向下量1 m 作为理论标高的截面，标出明显标记，用作调整立柱标高的基准。在立柱底板的上表面，标

出通过立柱中心的纵横轴十字交叉线，用作立柱

安装定位的基准。安装时将立柱上与基础上十字交叉线重合，先用水平仪以立柱上理论标高处的标记为准校正立柱的标高，然后用垫块垫实，拧紧

地脚螺丝。再用两台经纬仪从两轴线方向校正立柱的垂直度，达到要求后使用双螺帽将螺栓拧紧。对于单根不稳定结构的立柱，可借助加风缆临时保护措施。对于设计有柱间支撑的立柱，可借助安装柱间支撑，以增强结构稳定性。

3.3.3吊车梁安装

吊车梁安装前，应对其进行检查，当变形不超限时才能安装。吊车梁单片吊装就位后应及时与牛腿用螺栓连接，并将梁上缘与柱之间的

连接板连接，用水平仪和经伟仪照准调整，符合要求后将螺栓拧紧。

3.3.4屋面梁安装

屋面梁在地面拼装前应对构件进行检查，当构件变形不超限、高强度螺栓连接摩擦面没有泥沙等杂物并确认摩擦面平整、干燥时，方可在地面拼装。拼装时采用无油枕木将构件垫起,构件两侧用木杠支撑，以增强稳定性。屋面梁的拼装以两柱间作为一单元，单元拼接后要检验：

①梁的直线度；②与其它构件（例如立