CN115233900A - 一种适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，本发明人字梁节点由铸钢改为焊接，减少工程量及材料费用；人字梁节点区上翼缘板不同标高，需要折板制作，把折板移出节点区，在等截面处做折板调整H型钢标高为设计标高，节点区域改为平面，降低加工难度；人字梁节点地面整体拼装，整体吊装，减少高空作业；销轴安装采用推进装置，减少了大型机械资源和人力的使用，节约资源、降低成本。综上所述使用大型人字梁的制作工艺及安装方法，避免复杂钢结构铸钢节点做法，确保大型钢结构人字梁制作精度，合理解决不同标高人字梁制作连接技术以及大型销轴高空安装的难题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程钢结构制造安装技术领域，具体涉及一种适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法。
背景技术
目前大型场馆通常存在几个功能区域或造型分区，形成不同维度屋面钢结构分区连接的技术问题。两个分区连接同一钢柱通常采用人字梁做法满足两个分区的空间功能要求。由于两个分区标高不同及连接构件数较多，人字梁节点一般采用铸钢节点来解决多杆件相连的难题；两个分区的钢梁与同一钢柱铰接连接，一般采用销轴节点。
结合上述做法，适合本工程的优点：铸钢节点在本工程中应用，完美解决不同标高的梁结合到一个节点的难题；销轴连接在本工程中应用达到人字梁与梭形柱铰接的作用，完美释放温度应力。但也存在一些缺点：（1）人字梁节点若使用铸钢节点，铸钢原材（G20Mn5QT）强度低，与原来主材（Q420GJB）强度差别太大，需要加厚铸钢板厚来满足强度要求，铸钢板厚达到100mm，而原来主材厚度60mm，这造成铸钢节点重量加重，与原设计不符；铸钢节点钢板加厚与原来钢梁连接造成不等厚对接焊缝，强度不能满足设计要求。（2）本工程人字梁与梭形柱采用销轴连接，销轴直径达到300mm，重量300Kg，销轴耳板厚度120mm,重1200 Kg，高空安装时采用散装，需要配置多台吊机，存在大量焊接和消耗较多机械台班，不利于节约成本。
因此，提供一种提升结构安装安全等级，大大缩短工期、节约施工成本的适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，已是一个值得研究的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种提升结构安装安全等级，大大缩短工期、节约施工成本的适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，包括以下步骤：步骤1.人字梁节点分析及建模：人字梁节点区域外为等截面H型钢，人字梁不等高区域向外移，在等截面处处理不登高问题，人字梁节点区域上下翼缘板为同一平面；通过Tekla建模，实现节点分析的结果，然后深化节点详图；
步骤2.节点制作及焊接：人字梁节点区域焊接采取先里后外的退焊工艺；销轴耳板工厂焊接，采取两次试穿，拼装时试穿，焊接后试穿；
步骤3. 地面拼装：根据施工场地情况和起重设备吊装能力，人字梁采用地面拼装后整体吊装的方法进行安装；
步骤4：吊装就位: 人字形钢梁采用履带吊进行整体吊装；
步骤5：销轴安装：采用推进装置进行销轴安装，避免现场多台机械联合6：作业；
步骤6. 人字梁与屋面梁固定:步骤5的销轴安装完成后，进行人字形钢梁与屋面梁对接校正及栓焊固定；
步骤7.吊机卸载：构件固定完成，卸载时缓慢松动钢丝绳，待吊机电脑显示荷载卸载完毕构件稳定后再解除钢丝绳；
步骤8.人字梁与屋面梁焊接：先焊接H型钢梁下翼缘焊缝，再焊接上翼缘焊缝，保证钢梁的起拱度,焊接前加设垫板、引弧板、熄弧板。
所述步骤2的具体操作如下：节点板焊接前先抛丸除锈，人字梁节点区域焊接操作空间小，多为厚板焊接，焊接过程合理安排焊接顺序，采取先里后外的退焊工艺；焊接前预热，预热温度定为110℃-130℃之间；厚板焊接采用多层多道焊接，焊接时控制焊接变形，特别是120mm厚销轴耳板焊接变形控制，两耳板之间对称加设多点防变形支撑；人字梁节点焊接时销轴耳板采取二次试穿：装配时试穿，焊接后试穿。
所述步骤3的具体操作如下：步骤3.1将钢构件进行三维建模，在模型中对其放样，核对构件编号进行构件拼装前准备，在拼装过程中采取措施保证拼装精度；步骤3.2建立模型导出人字梁各点位坐标，在支撑胎架上用全站仪测出坐标点，将构件置于胎架上进行调整，调整完成后固定焊接，形成稳固体系，步骤3.3构件在焊接完成，通过焊缝无损检测后，脱离胎架，进行吊装；构件拼装焊接过程中，管理人员全程进行旁站监督。
所述步骤4的具体操作如下：字形钢梁采用XGC400履带吊进行整体吊装，由于场地空间的限制，人字形钢梁在地面拼装时长度方向与建筑长度方向平行，由于安装方向与拼装方向垂直，待人字形钢梁起吊到安全高度后，使用安全溜绳使人字梁方向旋转90°，到达安装位置，一端穿入销轴与梭形钢柱连接，另一端与屋面钢结构焊接连接。
所述步骤5的具体操作如下：字梁整体吊装前，推进装置临时固定在销轴的耳板上，在地面预先把销轴先穿入一侧耳板。人字形钢梁安装到位后，使推进装置将销轴缓慢推入另一侧销轴孔，销轴安装完成后，旋紧销轴盖板，并点焊固定。
所述步骤6的具体操作如下：首先采用冲钉定位，安装结构时，每个节点上应穿入临时螺栓，不应少于该节点高强螺栓数量的1/3；高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时，连接处的螺栓应按一定顺序施拧，一般应由栓群中央向外拧紧；高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成。
所述推进装置包括底座、与底座的左端固定连接且开口向下的门型架、位于底座右侧且与底座可拆卸连接的限位挡板、位于底座上且右端与限位挡板抵触的千斤顶，千斤顶的左端与销轴抵触顶推动销轴进入耳板上的安装孔。
所述门型架与底座之间设有辅助撑杆，所述底座上设有用于放置千斤顶的刀板，刀板的上表面设有开口向上且用于放置千斤顶的凹槽。
本发明的有益效果是：本发明人字梁节点由铸钢改为焊接，减少工程量及材料费用；人字梁节点区上翼缘板不同标高，需要折板制作，把折板移出节点区，在等截面处做折板调整H型钢标高为设计标高，节点区域改为平面，降低加工难度；销轴耳板改为加工厂焊接，减少现场焊接量，采取试穿，便于控制加工精度，提高现场安装质量和工作效率；人字梁节点地面整体拼装，整体吊装，减少高空作业，提高了焊接质量；销轴安装采用推进装置，减少了大型机械资源和人力的使用，节约资源、降低成本。综上所述使用大型人字梁的制作工艺及安装方法，避免复杂钢结构铸钢节点做法，确保大型钢结构人字梁制作精度，合理解决不同标高人字梁制作连接技术以及大型销轴高空安装的难题，进而提升了结构安装安全等级，大大缩短工期、节约施工成本。
附图说明
图1为本发明推进装置的结构示意图；
图2为本发明推进装置使用时的结构示意图；
图3为本发明人字梁的结构示意图；
图4为图3的A-A方向的剖面图；
图5为图3的B-B方向的剖面图；
图6为图5的J-J方向的剖面图；
图7为图3的F-F方向的剖面图；
图8为图3的I-I方向的剖面图；
图9为本发明人字梁的立体结构示意图；
图中：底座1，门型架2，辅助撑杆3，限位挡板4，千斤顶5，销轴6，刀板7，耳板8。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图3至图9所示，一种适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，包括以下步骤：步骤1.人字梁节点分析及建模：人字梁节点区域外为等截面H型钢，人字梁不等高区域向外移，在等截面处处理不登高问题，人字梁节点区域上下翼缘板为同一平面；通过Tekla建模，实现节点分析的结果，然后深化节点详图；人字梁节点处于两个分区界限，两个分区标高和曲率都不一致，造成人字梁节点上下翼缘板出现折板，翼缘板厚度60mm,弯折长度达到3853mm，宽度超限，现有设备无法弯折；此外采用钢板拼接，高差处无法合理过度，焊接质量无法保证。上述情况现有的通常做法采用铸钢件，但铸钢件又存在强度低，不能满足设计要求。
步骤2.节点制作及焊接：人字梁节点区域焊接采取先里后外的退焊工艺；销轴耳板工厂焊接，采取两次试穿，拼装时试穿，焊接后试穿；具体操作如下：节点板焊接前先抛丸除锈，人字梁节点区域焊接操作空间小，多为厚板焊接，焊接过程合理安排焊接顺序，采取先里后外的退焊工艺；焊接前预热，预热温度定为110℃-130℃之间；厚板焊接采用多层多道焊接，焊接时控制焊接变形，特别是120mm厚销轴耳板焊接变形控制，两耳板之间对称加设多点防变形支撑；人字梁节点焊接时销轴耳板采取二次试穿：装配时试穿，焊接后试穿。
步骤3. 地面拼装：根据施工场地情况和起重设备吊装能力，人字梁采用地面拼装后整体吊装的方法进行安装；具体操作如下：步骤3.1将钢构件进行三维建模，在模型中对其放样，核对构件编号进行构件拼装前准备，在拼装过程中采取措施保证拼装精度；步骤3.2建立模型导出人字梁各点位坐标，在支撑胎架上用全站仪测出坐标点，将构件置于胎架上进行调整，调整完成后固定焊接，形成稳固体系，步骤3.3构件在焊接完成，通过焊缝无损检测后，脱离胎架，进行吊装；构件拼装焊接过程中，管理人员全程进行旁站监督。
步骤4：吊装就位: 人字形钢梁采用履带吊进行整体吊装；具体操作如下：字形钢梁采用XGC400履带吊进行整体吊装，由于场地空间的限制，人字形钢梁在地面拼装时长度方向与建筑长度方向平行，由于安装方向与拼装方向垂直，待人字形钢梁起吊到安全高度后，使用安全溜绳使人字梁方向旋转90°，到达安装位置，一端穿入销轴与梭形钢柱连接，另一端与屋面钢结构焊接连接。
步骤5：销轴安装：采用推进装置进行销轴安装，避免现场多台机械联合6：作业；具体操作如下：字梁整体吊装前，推进装置临时固定在销轴的耳板上，在地面预先把销轴先穿入一侧耳板。人字形钢梁安装到位后，使推进装置将销轴缓慢推入另一侧销轴孔，销轴安装完成后，旋紧销轴盖板，并点焊固定。
步骤6. 人字梁与屋面梁固定：步骤5的销轴安装完成后，进行人字形钢梁与屋面梁对接校正及栓焊固定；具体操作如下：首先采用冲钉定位，安装结构时，每个节点上应穿入临时螺栓，不应少于该节点高强螺栓数量的1/3；高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时，连接处的螺栓应按一定顺序施拧，一般应由栓群中央向外拧紧；高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成。
步骤7.吊机卸载：构件固定完成，卸载时缓慢松动钢丝绳，待吊机电脑显示荷载卸载完毕构件稳定后再解除钢丝绳。
步骤8.人字梁与屋面梁焊接：先焊接H型钢梁下翼缘焊缝，再焊接上翼缘焊缝，保证钢梁的起拱度,焊接前加设垫板、引弧板、熄弧板。
实施例2
如图1和图2所示，推进装置包括底座1、与底座1的左端通过焊接固定连接且开口向下的门型架2、位于底座1右侧且与底座可拆卸连接的限位挡板4、位于底座1上且右端与限位挡板4抵触的千斤顶5，千斤顶5的左端与销轴6抵触顶推动销轴6进入耳板8上的安装孔。底座1采用10#槽钢焊接成矩形，焊接高度保证销轴的中心与耳板的安装孔的中心一致，再通过门型架2扣在耳板8上与耳板8形成临时固定；所述门型架2与底座1之间设有辅助撑杆3，辅助撑杆3的两端分别与门型架2和底座1焊接固定，所述底座1上设有用于放置千斤顶5的刀板7，刀板7的上表面设有开口向上且用于放置千斤顶5的凹槽，限位挡板4的底部通过螺栓组件与底座1连接，即根据千斤顶5型号和销轴6的长度选择限位挡板4的位置，限位挡板4使千斤顶5稳固受力。
本发明人字梁节点由铸钢改为焊接，减少工程量及材料费用；人字梁节点区上翼缘板不同标高，需要折板制作，把折板移出节点区，在等截面处做折板调整H型钢标高为设计标高，节点区域改为平面，降低加工难度；销轴的耳板改为加工厂焊接，减少现场焊接量，采取试穿，便于控制加工精度，提高现场安装质量和工作效率；人字梁节点地面整体拼装，整体吊装，减少高空作业，提高了焊接质量；销轴安装采用推进装置，减少了大型机械资源和人力的使用，节约资源、降低成本。综上所述使用大型人字梁的制作工艺及安装方法，避免复杂钢结构铸钢节点做法，确保大型钢结构人字梁制作精度，合理解决不同标高人字梁制作连接技术以及大型销轴高空安装的难题，进而提升了结构安装安全等级，大大缩短工期、节约施工成本。
Claims (8)
1.一种适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1.人字梁节点分析及建模：人字梁节点区域外为等截面H型钢，人字梁不等高区域向外移，在等截面处处理不登高问题，人字梁节点区域上下翼缘板为同一平面；通过Tekla建模，实现节点分析的结果，然后深化节点详图；
步骤2.节点制作及焊接：人字梁节点区域焊接采取先里后外的退焊工艺；销轴耳板工厂焊接，采取两次试穿，拼装时试穿，焊接后试穿；
步骤3. 地面拼装：根据施工场地情况和起重设备吊装能力，人字梁采用地面拼装后整体吊装的方法进行安装；
步骤4：吊装就位: 人字形钢梁采用履带吊进行整体吊装；
步骤5：销轴安装：采用推进装置进行销轴安装，避免现场多台机械联合6：作业；
步骤6. 人字梁与屋面梁固定:步骤5的销轴安装完成后，进行人字形钢梁与屋面梁对接校正及栓焊固定；
步骤7.吊机卸载：构件固定完成，卸载时缓慢松动钢丝绳，待吊机电脑显示荷载卸载完毕构件稳定后再解除钢丝绳；
步骤8.人字梁与屋面梁焊接：先焊接H型钢梁下翼缘焊缝，再焊接上翼缘焊缝，保证钢梁的起拱度,焊接前加设垫板、引弧板、熄弧板。
2.根据权利要求1所述的适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，其特征在于：所述步骤2的具体操作如下：节点板焊接前先抛丸除锈，人字梁节点区域焊接操作空间小，多为厚板焊接，焊接过程合理安排焊接顺序，采取先里后外的退焊工艺；焊接前预热，预热温度定为110℃-130℃之间；厚板焊接采用多层多道焊接，焊接时控制焊接变形，特别是120mm厚销轴耳板焊接变形控制，两耳板之间对称加设多点防变形支撑；人字梁节点焊接时销轴耳板采取二次试穿：装配时试穿，焊接后试穿。
3.根据权利要求1所述的适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，其特征在于：所述步骤3的具体操作如下：步骤3.1将钢构件进行三维建模，在模型中对其放样，核对构件编号进行构件拼装前准备，在拼装过程中采取措施保证拼装精度；步骤3.2建立模型导出人字梁各点位坐标，在支撑胎架上用全站仪测出坐标点，将构件置于胎架上进行调整，调整完成后固定焊接，形成稳固体系，步骤3.3构件在焊接完成，通过焊缝无损检测后，脱离胎架，进行吊装；构件拼装焊接过程中，管理人员全程进行旁站监督。
4.根据权利要求1所述的适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，其特征在于：所述步骤4的具体操作如下：字形钢梁采用XGC400履带吊进行整体吊装，由于场地空间的限制，人字形钢梁在地面拼装时长度方向与建筑长度方向平行，由于安装方向与拼装方向垂直，待人字形钢梁起吊到安全高度后，使用安全溜绳使人字梁方向旋转90°，到达安装位置，一端穿入销轴与梭形钢柱连接，另一端与屋面钢结构焊接连接。
5.根据权利要求1所述的适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，其特征在于：所述步骤5的具体操作如下：字梁整体吊装前，推进装置临时固定在销轴的耳板上，在地面预先把销轴先穿入一侧耳板；人字形钢梁安装到位后，使推进装置将销轴缓慢推入另一侧销轴孔，销轴安装完成后，旋紧销轴盖板，并点焊固定。
6.根据权利要求1所述的适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，其特征在于：所述步骤6的具体操作如下：首先采用冲钉定位，安装结构时，每个节点上应穿入临时螺栓，不应少于该节点高强螺栓数量的1/3；高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时，连接处的螺栓应按一定顺序施拧，一般应由栓群中央向外拧紧；高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成。
7.根据权利要求1所述的适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，其特征在于：所述推进装置包括底座、与底座的左端固定连接且开口向下的门型架、位于底座右侧且与底座可拆卸连接的限位挡板、位于底座上且右端与限位挡板抵触的千斤顶，千斤顶的左端与销轴抵触顶推动销轴进入耳板上的安装孔。
8.根据权利要求7所述的适用于超长超宽人字梁的制作工艺及安装方法，其特征在于：所述门型架与底座之间设有辅助撑杆，所述底座上设有用于放置千斤顶的刀板，刀板的上表面设有开口向上且用于放置千斤顶的凹槽。
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