十字型鋼柱制作施工工法

陳淑麗

（山西省第一建筑工程公司，山西 侯馬 043000）

十字型鋼柱制作施工工法

陳淑麗

（山西省第一建筑工程公司，山西 侯馬 043000）

本工法針對十字型鋼柱制作過程進行了詳細的講述，對以后類似構件的制作有一定的實用價值。

十字型鋼柱；制作；工法

1 前言

隨著我國國民經濟的不斷發展和科學技術的進步，鋼結構在我國的應用范圍也在不斷擴大。因為鋼構件和板件受壓時必須滿足穩定性要求，往往不能充分發揮它強度高的作用，而混凝土則最宜于受壓不適于受拉，將鋼材和混凝土并用，使兩種材料都充分發揮它的長處，是一種很合理的結構。近年來，鋼和混凝土的組合結構在我國獲得了長足的發展，廣泛應用于高層建筑、大跨橋梁、工業廠房和地鐵站臺柱等。

本單位在今年施工的晉國博物館工程中就遇到了鋼和混凝土組合結構的施工，其中型鋼混凝土柱中的型鋼為十字型鋼柱。通過施工，取得了很好的效果，結合以上工程的施工技術經驗編制了該工法。

2 工法特點

（1）設備、工藝簡單，操作方便。

（2）施工速度快、效率高、工期短。

（3）成本低、性能高、質量易保證，效果好。

3 使用范圍

本工程使用于低碳鋼、高強度鋼及普通鑄鋼的焊接，適用于建筑鋼結構十字型構件的加工制作工序，包括工藝流程的選擇、放樣、下料、制作H型鋼、制作T型鋼、矯正、邊緣加工、組裝十字柱、焊接十字柱、裝焊頂板和地腳板、矯正調直、清理掛牌、驗收出廠等工序。

4 工藝原理

采用H型鋼生產自動流水線先加工制作成H型鋼，然后再加工成T型鋼，最后組裝成十字柱，此十字型鋼柱作為型鋼混凝土柱的型鋼。其中鋼板采用多頭切割機下料后，將腹板與翼緣板組立后，采用自動船形位置焊接，然后進行矯正、切割，組裝成十字柱，十字型鋼柱中間的十字焊縫采用CO2氣體保護焊焊接而成。

5 施工工藝流程和操作要點

5.1 工藝流程

放樣、下料→H型鋼的制作→T型鋼的制作→十字柱組立→十字柱的焊接→十字柱矯正→組裝十字柱上零件板。

5.2 操作要點

5.2.1 操作工藝

十字型鋼柱的組立過程分為3個步驟，即H型鋼的制作、T型鋼的制作及十字柱的組立。

5.2.1.1 放樣、下料

（1）零件下料采用火焰直條切割機進行切割加工。

（2）對十字柱的翼板、腹板采用直條切割機兩面同時垂直下料，對不規則件采用半自動切割機進行下料，但應注意對首件進行跟蹤檢查。

（3）對十字柱的翼板、腹板其長度放50 mm，寬度不放余量。

（4）當十字柱主體因鋼板長度不夠而需對接時，其面板的最小長度應在600 mm以上，同一零件中接頭的數量不超過兩個；同時，在進行套料時必須注意保證腹板與翼板的對接焊縫錯開距離滿足500 mm以上。

（5）下料完成后，施工人員應按材質進行色標移植，同時對下料后的零件標注工程名稱、鋼板規格、零件編號，并歸類存放。

5.2.1.2 H型鋼的制作

（1）H型鋼的組立可采用H型鋼流水線組立機進行組立，定位焊采用氣保焊，定位焊點長度尺寸為40～60 mm，焊角≤6 mm，間距為300～400 mm。

（2）H型鋼的組立尺寸控制應滿足設計規定。

（3）H型鋼的焊接采用門型埋弧焊機，焊前應按標準要求設置引、熄弧板。

（4）H型鋼的矯正主要采取以下幾種方式，當翼板厚度在55mm以下時，可采用H型鋼翼緣矯正機矯正；當翼板厚度在55 mm以上時，應在焊接過程當中采用合理的焊接工藝順序輔以手工火焰矯正。本工程翼緣板厚度為20 mm，故采用翼緣矯正機進行矯正。

5.2.1.3 T型鋼的制作

（1）對于T型鋼的制作采取先制作H型鋼，再將H型鋼拆分成兩支T型鋼的方法；因此，在進行H型鋼腹板下料時，其腹板寬度為兩塊T型鋼腹板寬度之和，待H型鋼的組焊、矯正完畢后，再利用手工割槍將預留處割開，使之成為兩個T型鋼。

（2）B.T型鋼的組焊、矯正等工序與H型鋼制作方法相同。

5.2.1.4 十字柱組立

（1）十字柱組立前設備的選擇：①十字柱的組立可采用人工胎架組立；②組立的定位焊接可采用XC500型氣體保護焊機。

（2）十字柱的組立。①確定裝配基準線：在H型鋼及T型鋼（已組立成H型）組焊完畢并校正合格后，在其端頭腹板上確立裝配基準線，并用記號筆標記、劃線，并用工藝隔板進行初步定位，（臨時）裝配定位工藝隔板（-12×100×100·1 000 mm），然后，以該裝配基準線及工藝隔板為基準轉配。②十字柱的組立應在胎架上完成，并輔以千斤頂對部件間頂緊，各部件間的定位點焊長度40～60 mm左右，焊角6 mm，間距300～400 mm。

5.2.1.5 十字柱的焊接

（1）十字柱十字位置焊接采用氣保焊打底，氣保焊蓋面。

（2）做好焊前的準備工作：加設引熄弧板；清理焊接區。

（3）十字型柱的十字位置焊縫蓋面采用CO2氣體保護焊機。

（4）焊接參數的選擇：氣保焊焊接電流：I＝240～280 A，焊接電壓：U＝26～32 V、焊接速度：V＝120～150 mm/min。

（5）焊接順序的選擇：為合理的控制焊接過程中產生的變形，焊接順序按以下進行，并在焊接過程中加強檢查，以便隨時作出相應調整。

（6）十字柱焊接完成后，將工藝隔板去除，并對十字柱進行打磨。

5.2.1.6 十字柱矯正

十字柱矯正采用手工火焰矯正方法進行矯正。利用火焰矯正時，加熱溫度控制在650℃左右，扭曲變形矯正時，一端固定，另一端采用液壓千斤頂進行矯正。

5.2.1.7 組裝十字柱上零件板

（1）施工準備。①零件組裝時應確認零件厚度和外形尺寸已經檢驗合格，已無切割毛刺和缺口，并應核對零件編號、方向和尺寸無誤后才可進行組裝。②核對待裝配的鋼柱本體的編號、規格，確認局部的補修及彎扭變形均已調整完畢。

（2）十字柱的大組立。①將鋼柱本體放置在裝配平臺上，確立水平基準；根據各部件在圖紙上的位置尺寸，利用石筆在鋼柱本體上進行劃線，其位置線包括中心線、基準線等，各部件的位置線應采用雙線標識，定位線條清晰、準確，避免因線條模糊而造成尺寸偏差。②待裝配的部件（如跳梁等），應根據其在結構中的位置，先對部件進行組裝焊接，使其自身組焊在最佳的焊接位置上完成，實現部件焊接質量的有效控制。③在裝配平臺上，按其部件在鋼柱上的位置進行組立。

（3）鋼柱柱底板的裝配方法。①首先，確立裝配的水平平臺，將裝配用的平臺調好水平；然后，在柱底板上劃出十字中心線及鋼柱的斷面形狀。②在水平胎架上，將底板與鋼柱本體按靠線裝配，確保柱底板對于鋼柱本身成直角，并利用線墜確認。

（4）對鋼柱大組立裝配完畢后，在柱底按要求對鋼柱的中心線用紅油漆做標識，并準確核對裝配的方向。

6 材料和設備

6.1 材料要求

（1）鋼結構使用的鋼材、焊接材料、涂裝材料等應具有質量證明書，必須符合設計要求和現行國家標準的規定。

（2）進廠的原材料，除必須有生產廠的出廠質量證明書外，并應按合同要求和有關現行標準在甲方、監理的見證下，進行現場見證取樣、送樣、檢驗和驗收，做好檢查記錄、并向甲方和監理提供檢驗報告。

6.2 設備

見表1。

7 質量控制

嚴格按《鋼結構工程質量驗收規范》GB50205—2001的規定進行驗收。

表1 主要設備需用量表

8 安全措施

（1）在施工作業前，對進入現場施工的全體人員進行認真的安全知識宣傳、教育，培訓并教育全體施工人員嚴格遵守公司的安全生產及各級有關規章制度。

（2）防火。施工區域如有易爆、可燃等氣體，點火前應采用相應的措施適當隔離。

（3）施工現場應計劃有序，施工作業區機具、設備及工具，成品、半成品、原材料應排列整齊，保持道路暢通。

（4）進入施工現場要求戴好安全帽，佩戴齊全的勞保用品，禁止酒后進入施工現場操作。

（5）電器設備的安裝要符合安全要求，并定期對電器設備的接頭及接地裝置進行檢查、維修。

（6）施工操作人員必須認真執行各工種的安全操作規程。

（7）對起重機要嚴禁超載吊裝。

9 環保措施

（1）施工安排在8:00～18:00間進行,如因特殊原因確需晝夜連續施工的，應向上級部門或當地主管部門申請，經批準后再夜間施工。

（2）廢棄物的存放場（或容器）應按廢棄物分類進行標識。

（3）廢料根據實際情況，盡可能充分回收利用。

（4）有毒有害廢棄物中若有利用價值的可回收利用，如廢油桶等；沒有利用價值的按當地環保部門的要求進行處理。

（5）施工現場的主要道路，加工場地和辦公臨舍區等處，宜做硬化地面，并灑水清潔，未硬化部分（場所），有條件時，盡可能進行綠化處理。

（6）施工作業區應做到活完底清，及時清理，堅持安全生產，文明施工。

10 效益分析

本工法成功解決了十字型鋼柱制作中需解決的特殊技術課題，提供了成套的、成熟的施工工藝；部分技術的運用節省了人工，縮短了施工工期；對開發商的效益方面也有很大的回報，經濟效益和社會效益十分明顯。

11 應用實例

本單位在晉國博物館工程中應用了該工法，該工程型鋼混凝土柱骨架采用了十字型鋼柱，總共41根，用鋼量140 t。成功對十字型構件進行制作，取得了良好的效果。

The Construction Method of Cross-shaped Steel Column Production

Chen Shuli

The construction method describes in detail on the production process ofcross-shaped steel column.It has some practical values for the future production ofsuch components.

cross-shaped steel column;production;construction method

TU755.3

A

1000-8136(2011)05-0026-03