波纹腹板H型钢梁制作安装施工工法Word格式.docx

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2.2本工法采用的波纹腹板无牵制模压成型技术，比采用普通的模压法和冲压法成型，具有成型后腹板无残余应力、模压回弹值易控制、成型精度高和加工速度快的优点。

2.3本工法的应用，可以为今后在大型民用建筑结构设计中采用波纹腹板H型钢梁结构形式提供实质性的施工技术支持，提高波纹腹板H型钢梁结构的可行性，使波纹腹板H型钢在大型民用建筑中得到更广泛的应用。

3.适用范围

本工法主要适用于机场、车站、展览馆、会议厅等大型公共建筑的大跨度、截面高度超过1m，腹板厚度超过5mm特别是10mm以上的波纹腹板楼面、屋面H型钢梁的加工制作和安装。

4.工艺原理

4.1厚度小于或等于20mm的钢板采用数控等离子水下切割，钢板厚度大于20mm的采用数控火焰切割，厚度小于10mm且剪切后的边缘需再加工的钢板采用机械剪切，手工切割仅适用于次要零件且切割后的边缘需再加工的钢板。

4.2波纹腹板采用大型无牵制模压机进行模压冷弯加工，在同一横断面上同时不超过两个受压牵制区，且模压时两侧钢板不受牵制，可自由伸缩。

4.3波形钢腹板之间的连接方式，制作时选择以工厂焊接为主，减少现场焊接和涂层修复作业量的连接方式。

波形钢腹板波段之间纵向连接采用等强对接焊接；

波形钢腹板为接高而进行的工厂水平连接采用等强对接焊接。

4.4通过先进的有限元软件对施工过程进行分析，对整个结构安装及卸载过程中受力及变形状态进行计算机仿真分析。

找出各阶段钢梁的变形值，然后在深化设计阶段即对整个结构实行预变形处理，实现结构卸载后的形态到位。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

施工准备→钢板切割下料→钢板精裁、开坡口→波纹腹板模压成型→波纹腹板拼接焊接→波纹腹板H型钢梁组立→波纹腹板H型钢梁焊接→上标准钢平台整形→焊接成型中检→精磨、钻孔→工厂内预拼装→抛丸除锈→防腐油漆涂装→构件包装→构件运输→工地现场拼装→吊装用临时支撑架搭设→构件吊装→高强度螺栓施工→安装焊接→支撑架卸载→现场底漆中间漆找补、面漆涂装→防火涂料涂装→成品保护。

5.2操作要点

5.2.1施工准备

1.施工前熟悉设计图纸，制定各工序作业指导书，对所有操作人员进行交底，明确设计意图和要求。

2.用Midas有限元程序分析施工过程中受力及变形状态。

3.用Tekla软件建立结构三维模型，进行施工图纸细化和加工图设计。

4.在钢梁制作和安装前，按《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）的规定进行焊接工艺评定，并根据评定报告确定焊接工艺参数。

5.2.2钢板切割下料

1.钢板矫平

钢板下料前应对所使用材料材质、规格、厚度进行确认并矫平处理。

矫平采用WC43-100x2200mm型钢板矫平机进行（如图5.2.2--1所示），矫平后的钢板能保证板件下料的精度，同时也能有效的降低板件的轧制应力。

图5.2.2—1钢板矫平5.2.2—2数控等离子水下切割

2.钢板切割下料

1）切割前应清除母材表面的油污、铁锈和潮气，切割后表面应光滑无裂纹，在切割过程中考虑割缝补偿。

2）为保证下料精度、消除切割变形和应力，厚度小于或等于20mm的钢板采用数控等离子水下切割（如图5.2.2—2所示）。

3）钢板厚度大于20mm的采用数控火焰切割。

大跨度波纹腹板钢梁翼缘板厚度达80mm，甚至更大，厚板切割操作工艺要点如下：

①保证向气割区供给足够的氧气，所需切割氧流量Q可按下式估算；

Q=0.09～0.14t（t为板厚）

②切割氧压力（割炬进口处压力）要调节适当，保证能及时把氧化铁吹排出去。

压力范围0.9—1.3MPa，宜高不宜过低，否则后拖量较大，出现割不透的现象；

③一旦切割开始，在切割过程中必须连续切割，严禁中途因氧气或燃气用尽而使切割中断；

④切割应采用等压式割嘴或外混式割嘴。

5.2.3钢板精裁、开坡口

1.各规格的翼缘板、腹板、劲板、连接板等，根据焊接工艺和现场安装时的要求，采用数控等离子开设所需坡口。

2.厚板切割下料后，去除切割淬硬层。

有利于厚板的Z向性能保证和防止厚板层状撕裂。

5.2.4波纹腹板模压成型

1.采用2800吨大型无牵制模压机组压制波纹钢腹板（如图5.2.4—1所示）。

图5.2.4—12800吨大型无牵制模压机组图5.2.4—2无牵制模压法示意图

2.波纹腹板成型采用无牵制模压法，在同一横断面上同时不超过两个受压牵制区，且模压时两侧钢板不受牵制，可自由伸缩（如图5.2.4—2所示）。

3.压制之前必须对钢板进行准确的定位与固定，确保压制后波纹钢板与设计要求一致。

事先进行工艺优化，减少钢板残余应力。

4.压制过程中，注意钢板的压制方向与定位，确保坡口方向与工艺要求一致。

5.压制过程中，必须考虑到后续工艺的加工余量与焊接变形，并考虑到弯曲变形的回弹。

折弯半径按设计图要求，折弯半径宜大于15倍腹板厚。

6.压制成型的波纹钢腹板不应有冷弯裂纹、趋势性断裂、浪边、角部裂纹、角部褶皱、纵向弯曲、扭曲等缺陷。

7.波纹腹板的起吊、搬运和堆放过程中，应注意保持其形状尺寸。

5.2.5波纹腹板拼接焊接

波纹腹板模压成型后按腹板竖直方向进行拼接焊接，焊接采用埋弧焊，焊缝质量达到全熔透一级焊缝质量要求。

5.2.6波纹腹板H型钢梁组立、焊接

1.组立在专门的胎架上进行，先进行纵向卧式胎架的搭设，胎架的刚度大于梁的刚度，胎架水平度控制在2mm以内并检查合格后方可使用（如图5.2.6—1所示）。

图5.2.6—1组装胎架示意图

2.胎架搭设

1）组装胎架：

在较平整的水泥地面上铺设钢板，一侧弹出一条纵向直线，并根据直线每间隔2500mm竖直放置一根12#槽钢，垂直于平面外侧加一支斜撑，距竖直槽钢150mm放置一根500mm截面的H型钢，另一支H型钢视梁大小确定。

另一侧竖直槽钢要考虑到顶翼缘板用千斤顶的尺寸。

2）焊接胎架：

为采用14#槽钢搭设，两边45°

角的胎架，组立完的H型波纹腹板梁放入该胎架内进行焊接（如图5.2.6—2所示）。

图5.2.6—2焊接胎架示意图图5.2.6—3上翼缘板固定

3.组立方法与步骤

1）根据组装图在钢平台上画地样。

2）在先组立的胎架内吊入上翼缘板，并用竖直槽钢垂直定位点焊牢固，以防侧翻伤人。

点焊采用50*50*10钢板与槽钢点焊（如图5.2.6—3所示）。

3）将已拼接成型的波纹腹板吊入胎架内定位，并与上翼缘板进行定位（如图5.2.6—4所示）。

4）吊入另一侧的下翼缘板，并与腹板进行定位，下翼缘板外侧采用千斤顶顶紧并与腹板吻合，可用3—4只千斤顶同时顶紧，在腹板上面采用配重压制及千斤顶顶紧即可（如图5.2.6—5所示）。

当全部点焊完毕后将该波纹腹板钢梁吊入焊接胎架内进行焊接。

图5.2.6—4波纹腹板与上翼缘板定位

5.2.6—5下翼缘板与波纹腹板的组立

4.焊接

1）除节段与节段等必需的现场焊接之外，所有焊接作业应采用工厂焊接，每个施工节段的波纹腹板梁应在工厂内整体制作，工厂焊接宜采用全自动或半自动装备焊接。

2）波纹腹板H型钢梁的焊接，包含连接件的焊接和节段之间的焊接。

所有焊接均应在施焊之前进行焊接工艺检验及评定。

3）波纹腹板接高焊接应按照一级焊缝标准执行，与剪力平行方向的焊接和其他焊接按照二级焊缝标准要求执行，尚需满足设计要求。

4）正式焊接前，应进行与实际条件相似的焊接实验，并按经评定的焊接工艺指导书，采用适宜的焊接时间、电流和相关工艺参数。

5）波纹腹板与上下翼缘板间的焊接，宜采用全熔透焊。

5.2.7波纹腹板H型钢梁整形控制

1.成形后的波纹腹板H型钢梁需采用专用的标准钢平台、工装设备进行整形，以满足波纹腹板的尺寸和整体结构要求，波纹腹板和相关连接件，采用机械整形矫正，不得采用锤击等其他人工方法。

2.钢梁矫正一般采用冷矫，冷矫正时环境温度不得低于-12℃，矫正后的钢材表面不得有超过标准要求的凹痕和其他损伤。

3.个别部位确需采用热矫时，热矫温度应控制在600—800℃，严禁过烧。

矫正后零件温度应缓慢冷却，降至室温以前，不得锤击钢材工件或用水急冷。

4.钢梁整形后尺寸允许偏差应符合设计和钢结构验收规范要求。

5.2.8预拼装

1.钢梁预拼装应按设计文件和现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》的有关规定进行验收。

2.预拼装场地应平整、坚实；

预拼装所用的临时支撑架或平台应经测量准确定位，预拼装所用的临时支撑结构应进行结构安全计算。

3、钢梁预拼装应按设计图的控制尺寸定位，对有预起拱、焊接收缩等的构件，应按预起拱值或收缩量的大小对尺寸定位进行调整。

5.2.9抛丸除锈及涂装

1.涂装前采用抛丸工艺，对波纹腹板梁表面进行二次除锈，将表面氧化皮和铁锈以及其他杂物清除干净，油污脱脂采用化学分解去除，不建议采用灼烧法。

2.抛丸处理达标后4h内应进行涂装作业，否则应再次进行前处理。

3.涂装前，制作两块300mm*150mm*6mm的薄板，焊成300mm*300mm*6mm的板，用与钢梁相同的涂料和喷涂方法，做成喷漆样板，经检查确认平板区和焊缝区各项检验指标均合格后，方可进行喷涂作业。

4.除现场修复及最后整体面漆可在现场作业外，其余涂装均在工厂内进行。

涂装时的环境温度宜在5—30℃之间，相对湿度不应大于80%。

不得在雨天、有扬尘、蚊虫多、钢材表面有潮气、结露、涂装后表面易产生气泡时涂装；

涂装后4h内应加以保护，免受雨淋。

5.底层涂装宜配置高附着力的具备屏蔽或阴极保护功能的涂层体系，主要有铝和锌防腐系列、富锌系列等；

中层防护宜配置具备屏蔽封孔功能的涂层体系，主要有环氧云铁、环氧厚浆漆等；

面层防护宜配置具备耐候及防化学腐蚀功能的涂层体系，主要有聚氨酯类、氟碳类等。

应采用高压无气喷涂方式。

面层液态涂料宜分成两层，一层在工厂涂装，最后一层安装修复后整体涂装。

5.2.10工地现场拼装及吊装用临时支撑架搭设

1.受构件尺寸及重量等运输条件的限制，大跨度波纹腹板H型钢梁一般需车间加工成18m以内单元段，运到工地后再根据吊装需要现场拼接成大的单元。

钢梁分段的对接口采用两种形式，现场拼装采用U字型对接口，吊装单元采用Z字型对接口（如图5.2.10-1所示）。

拼装对接U字口吊装对接Z字口

图5.2.10-1现场拼装及吊装对接口形式

2.当钢梁跨度大、米重大、吊机不能靠近安装位