H 型鋼梁、柱標準單元多功能胎架施工技術(shù)

任旭暉

(中鐵六局集團 建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030003)

大空間、標準化、鋼結(jié)構(gòu)等引出鋼結(jié)構(gòu)工廠化施工，為此針對H 型鋼結(jié)構(gòu)梁、柱標準單元制作胎架和其加工工藝具有容易形成流水化生產(chǎn)模式，施工生產(chǎn)速度較快的特點，若要達到批量流水生產(chǎn)，必須合并桿件的種類，進而減少胎具或者模板的種類和數(shù)量，容易組織規(guī)?；a(chǎn)。此項技術(shù)方法應(yīng)用在張呼動車所檢修庫門式剛架的加工過程中，取得了良好的效果。

1 工藝原理

通過定型的胎架和模板對標準桿件的整體組裝進行裝卡，保證標準桿件組裝附件的空間相對位置關(guān)系，克服了由于人為采取量具進行定位產(chǎn)生的較大偏差，對于標準件批量生產(chǎn)效率的提高起到重要的作用。為保證標準桿件組裝精度達到規(guī)范要求，首先需對模板的制作精度和剛性平臺的穩(wěn)定進行重點卡控。定型胎架平臺的裝卡質(zhì)量是保證標準桿件組裝滿足互換性要求的關(guān)鍵因素，通過對沖釘和螺栓的充分聯(lián)接，可有效克服人為量尺產(chǎn)生的較大偏差。

2 施工工藝流程及操作要點

以張呼動車所檢修庫門式剛架的主梁加工制作為例，對空間結(jié)構(gòu)件標準化制作技術(shù)應(yīng)用進行簡要說明(對兩種裝配方法做比對:定型胎架組裝和量具劃線定位組裝):

2.1 工藝流程

定型胎架的制備→標準件整體裝卡→裝卡作業(yè)及過程控制→組裝對比分析→裝配精度檢驗。

2.2 操作要點

2.2.1 定型胎架的制備

門式剛架鋼梁連接板組裝定位胎架結(jié)構(gòu)圖見圖1.

圖1 胎架三維示意圖

定位胎架由平臺基礎(chǔ)、剛性平臺和匹配模板及定位頑板4 部分組成。平臺基礎(chǔ)是硬化的混凝土地面;剛性平臺由槽鋼和20 mm 鋼板組焊而成，平臺基礎(chǔ)和剛性平臺通過地腳螺栓連接，形成穩(wěn)固的整體;匹配模板采取平面數(shù)控鉆床進行制孔，然后根據(jù)鋼梁的組裝放樣尺寸固定于剛性平臺上;頑板主要加強鋼梁組裝過程的穩(wěn)定。模板和頑板均由頂絲固定控制，可以進行微調(diào)，保證實現(xiàn)不同截面的H 型鋼結(jié)構(gòu)梁、柱的裝配。

鋼梁裝卡工藝順序:鋼梁端部的節(jié)點板采用沖釘和螺栓與匹配模板進行聯(lián)接，然后把型鋼與節(jié)點板同時裝焊，為了方便裝配，鋼梁的實際長度相比理論值必須偏短1 ～2 mm，預(yù)留安裝間隙。

裝卸卡順序見圖2.

圖2 裝卸卡順序示意圖

2.2.2 裝卡前準備

直徑28.5 mm 沖釘30 個，規(guī)格為M27 ×100 連接螺栓30 套，大錘1 把，活嘴或者開口扳手6 把，手工電弧焊機2 臺，角磨機2 臺。

節(jié)點板螺栓孔毛刺清理:裝卡前需對螺栓孔的毛刺和內(nèi)壁進行打磨處理，不得有影響裝配的突出物或者雜物。

2.2.3 裝卡作業(yè)及過程控制

型鋼凈尺后，端部翼緣板和腹板開制坡口，然后打磨處理。節(jié)點板打磨螺栓孔內(nèi)壁和板的棱角毛刺。

節(jié)點與模板進行配對，先打定位沖釘，沖釘按螺栓孔眼數(shù)量的25%布置，呈梅花形排列，沖釘直徑比螺栓孔直徑小0.3 mm，沖釘?shù)捻g性要好，硬度要高，材質(zhì)為35 號碳素結(jié)構(gòu)鋼，沖釘形狀是兩端錐形，中間段為圓柱形。沖釘使用多次后，直徑會逐漸磨損變小。使用前應(yīng)實測，偏小的要更換。

裝卸卡工件采用扁擔梁平穩(wěn)進行，避免工件與胎架發(fā)生撞擊，產(chǎn)生變形。卡具吊裝位置根據(jù)工件重心提前劃好，以免重復(fù)卡位，影響作業(yè)效率。

2.2.4 裝配試驗對比分析

1)劃線裝配法。

劃線工在節(jié)點板上首先劃好型鋼與節(jié)點板結(jié)合的定位線，然后采用吊裝工具將節(jié)點板與型鋼進行組對焊接。

2)標準化胎架裝配法。

采用統(tǒng)一模具套作的方式進行流水化作業(yè)。

2.2.5 裝配精度檢驗

標準化胎架裝配法組裝的構(gòu)件的尺寸偏差均在規(guī)范允許范圍內(nèi)，而且偏差大小均一致;劃線裝配法組裝的構(gòu)件的尺寸偏差基本在規(guī)范允許范圍內(nèi)，偏差大小不一致。

結(jié)果分析:

生產(chǎn)效率:劃線裝配法有節(jié)點板劃線工序，標準化胎架裝配法沒有劃線工序。減少一道工序，生產(chǎn)效率增加一倍。

組裝質(zhì)量:劃線裝配法有節(jié)點板劃線工序，劃線由于人為操作，難免產(chǎn)生尺寸偏差;標準化胎架裝配法沒有劃線工序，規(guī)避了人為因素產(chǎn)生的尺寸偏差，組裝精度較高。

綜上所述，標準化胎架裝配法優(yōu)于劃線裝配法。標準化胎架裝配掠影見圖3.

圖3 標準化胎架裝配掠影圖

3 質(zhì)量控制

3.1 質(zhì)量標準

施工質(zhì)量執(zhí)行標準《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50205－2001，《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ 81－2002.

3.2 質(zhì)量控制要點

1)所有量具必須經(jīng)過嚴格檢定后，方能使用。

2)為消除水分，避免焊縫中氫氣孔、氫裂缺陷的產(chǎn)生，焊條必須經(jīng)過烘干處理，烘干溫度350 ℃左右，保溫2 h.

3)焊前必須按規(guī)范對母材焊縫及其周邊100 mm以內(nèi)的鐵銹、油污、夾渣、夾碳等進行清理。

4)組裝作業(yè)時，必須對裝配偏差進行嚴密卡控，嚴格按規(guī)范文件執(zhí)行。

5)其它按裝配作業(yè)標準進行操作。

4 總 結(jié)

此施工技術(shù)適用于H 型鋼結(jié)構(gòu)梁、柱標準單元件批量加工生產(chǎn)，可應(yīng)用于具有可互換性的帶有空間多角度帶孔群連接板的型鋼等制作領(lǐng)域中，應(yīng)用市場前景廣泛。本文以張呼動車所檢修庫門式剛架的加工制造為例，介紹了H 型鋼結(jié)構(gòu)梁、柱標準單元多功能胎架具體應(yīng)用的施工技術(shù)，該施工方法在張呼動車所不落輪鏇庫和包西動車所檢修庫等工程項目中得以實踐檢驗，其流水化生產(chǎn)組織好，加工質(zhì)量可靠性高，經(jīng)濟實用性強，解決了大型空間結(jié)構(gòu)件標準化制作難題，避免了組裝不便、裝配質(zhì)量差和生產(chǎn)效率低的問題，可為以后類似工程項目的裝配提供可靠的參考依據(jù)。

［1］ 中冶集團建筑研究總院.JGJ 81－2002 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002:2－16.

［2］ 冶金工業(yè)部建筑研究總院.GB 50205－2001 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2002:4－18.