钢结构矫正通用工艺方案.docx

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钢结构矫正通用工艺方案

钢结构矫正通用工艺

发布日期:

2020.6.1实施日期：

2020.6.1

1主体内容与适用范围3

2编制依据3

3矫正方法分类3

4火焰矫正工艺规程3

5钢材矫正的一般要求4

6各类钢构件矫正的方法和要求4

6.1钢板变形矫正4

6.2型材的矫正5

6.3H型钢的矫正7

6.4箱形柱的矫正8

6.5十字柱矫正（偏弯）9

6.6十字柱扭曲矫正10

7矫正质量检查10

1、主体内容与适用范围

1.1主体内容：

钢材、型材矫正的一般技术要求。

1.2适用范围：

适用于板材、型材和构件成品的矫正。

2、编制依据

（1）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205

（2）《钢结构焊接规范》GB50661

（3）《钢结构工程施工规范》GB50755

（4）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81

（5）《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99

3、矫正方法分类

3.1按加工工序分为原材料矫正、成型矫正、焊后矫正等。

3.2按照矫正时外力的来源分为机械矫正、火焰矫正、手工矫正、火焰和机械组合矫正。

4、火焰矫正工艺规程

4.1矫正人员应经过培训才能上岗操作。

4.2矫正前的准备，检查氧气、丙烷、工具、设备情况，选择合适的火焰枪、嘴。

4.3了解矫正件的材质及材质的力学性能、结构特性、刚性、技术条件及装配关系，找出变形原因。

4.4用目测或直尺、粉线等测量变形尺寸，确定变形大小，并分析变形的类别。

4.5确定加热位置和加热顺序，考虑是否需加外力，一般先矫正刚性大的方向和变形大的部位。

4.6确定加热范围、加热温度和深度。

一般对于变形大的构件，加热温度为600～800℃，焊接件的矫正加热温度为700～800℃。

实践中一般根据颜色来判断加热温度的高低：

褐红色：

580～650℃

暗樱红色：

650～730℃

深樱红色：

730～770℃

樱红色：

770～800℃

4.7检查矫正质量，对未能达到质量要求的范围进行再次的火焰矫正。

矫正量过大的应在反方向进行火焰矫正，直至符合技术要求。

4.8一般件经矫正后不需退火处理，但对于专门技术规程的矫正件需作退火处理，以消除矫正应力，焊接件的退火温度为650℃。

4.9低合金钢在热矫正时，绝不允许为了加快冷却速度而使用冷水激冷。

4.10火焰校正常用方法

（1）点状加热根据结构特点和变形情况，可加热一点或数点，加热点直径一般为10~30mm，点距为50~100mm,呈梅花状布置。

适于校正板料局部弯曲或凸凹不平。

（2）线状加热时，火焰沿直线移动或同时在宽度方向作横向摆动，宽度一般约为钢材厚度的0.5～2倍，多用于较厚板（10mm以上）角变形和局部圆弧、弯曲变形等变形量较大或刚性较大的结构。

（3）三角形加热，加热面呈等腰三角形，加热面的高度与底边宽度一般控制在型材高度的1/5~2/3范围内。

加热的面积大，收缩量较大，常用于校正厚度较大、刚性较强的构件的弯曲变形。

（4）如果一次加热未达到矫正效果，则需要做第二次加热，其加热温度应略高于前次，否则亦将无效果。

热矫正的加温次数与升温成正比，每重复一次必须要提高一次温度才有收获。

同一加热点的加热次数不宜超过3次。

5、钢材矫正的一般要求

5.1钢材若在划线前或下料后，存在较大的弯曲或凹凸不平，应进行矫正。

5.2钢材的矫正应尽量采用机械矫正，少用手工矫正。

当手工和机械矫正中用火焰辅助配合矫正时，应根据材料特性，避免在蓝脆温度下进行。

6、各类钢构件矫正的方法和要求

6.1钢板变形矫正：

6.1.1钢板的变形一般用火焰矫正法矫正。

厚度小于6mm的薄板，如中部凸起，切忌用锤直接击凸起部分，应向中间有次序均匀地锤击；边缘有波形的钢板、厚度大于6mm的板材，应直接锤击板材的凸起处。

锤击时，锤头不能和板材直接接触，应加垫板，避免出现大的锤痕。

6.1.2钢板弯曲火焰矫正：

（1）方法一：

集中加热3个三角形，加热范围应达到钢板宽度中心，每处边缘宽度取60mm宽，加热温度取900℃，如下图一。

冷却后观察，如有不足，在两间距中间再加热2处，根据残余变形量的大小调节加热区的宽度。

（2）方法二：

在中间3～4m长度范围内均匀加热其突出边缘，烤枪按螺旋形走向运作，宽度约30mm,见红即走。

此时由于受热面积小，冷却较快，很快可以见到矫正效果。

但因钢板易产生平面外挠曲，宜在反面同样烤1次。

图一

6.1.3焊接拼板角变形的矫正

（1）将钢板放在平台上，压紧三个边。

用线状加热，先从凸起的两侧平均地方开始，然后向凸起处围拢，加热线顺序和方向为图2所示。

（2）加热线长度一般占板宽的1/2—1/3，加热间距视凸起的高度而定，凸起的越高，加热线距离越远，一般为50～200mm之间。

（3）当第一次加热完后尚有不平，可再进行第二次加热，加热线在第一次加热线之间。

（4）为提高矫正速度，对Q235来讲，可采用水、火矫正法，即在火焰加热的同时用水急冷，矫正的效果更好。

（5）图1所示为厚度20mm的钢板，开X型坡口，焊后产生角变形，用6号焊嘴、中性火焰进行线状加热，加热宽度23mm，深度10～15mm，焊炬移动速度平均每秒4mm，经过一次矫正后，即平直。

6.2型材的矫正

型钢的矫正可采用机械矫正、手工矫正及火焰矫正。

型钢的矫正，应尽可能在矫正机上进行机械矫正，也可采用手工及火焰矫正。

6.2.1型钢的机械矫正

（1）在使用型钢矫正机时，须选好辊轮，辊轮的形状应与被矫正的断面形状适应。

（2）在使用型钢矫正机时，型钢进入辊轮后要来回滚动数次，才能最后得以矫正。

（3）在使用型钢矫正机时，辊轮工作槽表面不允许有磨损、凹坑及剥蚀等情况，如出现上述情况时，应及时更换。

6.2.2型钢的手工矫正

型钢用人力大锤矫正，多数是用在小规格的各种型钢上，依点锤击力进行矫正。

因型钢结构的刚度较钢板强，所以用锤击矫正各种型钢的操作原则为见凸就打。

（1）扁钢的手工矫正

a.当扁钢在厚度方向弯曲时，应将扁钢的凸起处向上，锤击凸处就可以矫正。

b.当扁钢在宽度方向弯曲时，用锤依次锤击扁钢的凹处，或在凹处的三角区域内进行锤击，使其延伸而矫正。

c.矫正扭曲的扁钢，可将其一端夹在台钳上，用U形夹或板手夹持另一端，反扭即可，最后放在平台上用大锤修整。

如右图。

（2）圆钢的手工矫正

a.矫正弯曲的圆钢，一般锤击凸处，使其反向弯曲而矫正。

b.对于外形要求较高的圆钢，矫正时可选用合适的摔锤置于圆钢的凸处，然后锤击摔锤的顶部进行矫正。

一般圆钢的弯曲矫正时，可两人进行。

一人将圆钢的弯处凸面向上放在平台一固定处，来回转动圆钢，另一人用大锤打击凸处，当全圆钢矫正一半时，从圆钢另一端进行矫正，直到整根圆钢全部与平台相接触即可。

（3）角钢的手工矫正

a.角钢的扭曲矫正方法，可将其一端夹在台钳上，用U形夹或板手夹持另一端，反扭即可。

b.在角钢两面夹角大于90°时，应将大于90°的区段放在V形槽垫铁或平台上锤击矫正。

c.角钢两面夹角小于90°时，可将其仰放，使其脊线贴在平台上，另一端人工掌握，将手锤垫在需矫正的区域内，再用大锤打击手锤，使角度劈开为直角。

d.角钢弯曲时，应将其凸处向上，放在平台或钢圈上，锤击凸处，利用产生的反向弯曲而矫正。

e.有弯曲、扭曲、两面夹角大于90°或小于90°的多种变形的角钢，矫正次序是：

扭曲→两面夹角大于90°或小于90°→弯曲。

（4）槽钢、工字钢的手工矫正

a.槽钢、工字钢略有扭曲的矫正，可参照扁钢的扭曲矫正。

b.槽钢大小面方向变形变曲的大锤矫正与角钢各面弯曲矫正方法相同。

矫正槽钢、工字钢的立弯时，可将其置于两根用平行圆钢组成的简易矫正台上，并使其凸部向上，用大锤锤击，且锤击点宜选择在腹板处；矫正其旁弯时，可用类似的方法，用大锤锤击翼板进行矫正。

c.槽钢翼缘内凸的矫正。

槽钢翼缘向内凸起矫正时，将槽钢立起并使凹面向下与平台悬空；矫正方法应视变形程度而定。

当凹变形小时，可用大锤由内向外直接击打；严重时可用火焰加热其凸处，并用平锤垫衬，大锤击打即可矫正。

d.槽钢翼缘面外凸矫正。

将槽翼缘面仰放在平台上，一人用大锤顶紧凹面，另一人用大锤由外凸处向内击打，直到打平为止。

（5）管材的手工矫

一般可采用上、下摔子扣住其圆弧面进行锤击，也可采用钢管灌砂手工煨矫的方法进行矫正。

矫正管材也可用火焰对其凸处进行点状加热，使加热处金属收缩而矫正。

热矫应由有经验的工人承担。

6.3H型钢的矫正

6.3.1H型钢翼板角变形的矫正

主要采用辊压矫正机进行机械矫正。

也可采用火焰加热的线状加热方式矫正。

线状加热，见图5-53，即带状加热，加热带的宽度不大于工件厚度的0.5-2.0倍。

由于加热后上下两面存在较大的温差，加热带长度方向产生的收缩量较小，横方向收缩量使钢板变直，但加热红色区的厚度不应超过钢板厚度的一半，常用于H型钢构件翼板角变形的纠正，见右图。

6.3.2H型钢翼板倾斜度的矫正（图2）

采用火焰线状矫正方法，火焰应调整为硬质火焰（氧化焰），矫正部位离倾斜翼板下方20mm处的腹板处（翼板上翘一侧），火焰温度为450～550℃，加热宽度为板厚的1～1.5倍，加热深度为板厚的1/2，加热长度为H型钢的长度。

6.3.3H型钢拱度的矫正（图3）

三角形加热，加热面呈等腰三角形，加热面的高度与底边宽度一般控制在型材高度的1/5~2/3范围内，加热面应在工件变形凸出的一侧，三角顶在内侧，底在工件外侧边缘处，一般对工件凸起处加热数处，加热后收缩量从三角形顶点起沿等腰边逐渐增大，冷却后起部分收缩使工件得到矫正。

H型钢垂直方向弯曲度的矫正（H型钢上拱或下拱）（图3）采用火焰矫正法，具体在凸处翼板侧面及相邻腹板处用三角形加热法进行，当腹板厚度小于10mm时，用单面加热法（腹板单面）；当腹板厚度≥10mm时，可用双面加热（腹板）法进行。

因为H型钢的钢性较大，亦可同时采用机械矫正进行辅助矫正。

6.3.4H型钢横向弯曲度（旁弯）的矫正（图4）：

采用三角形火焰矫正法，加热部位在上、下翼板的凸面处，三角形的夹角朝向凹面处。

板厚大于10mm的应用双面加热法进行。

加热温度控制在750～800℃范围内，夹角大小由弯曲大小决定，弯曲度越大，夹角越小。

6.3.5H型钢腹板不平度的矫正

将构件平放，凸面朝上，采用点状火焰矫正法进行矫正。

加热前后在凸处加上一个外力，一次加热点数不宜过多，冷却后再加热直至矫平整。

点状加热加热点呈小圆形，见右图，直径一般为10~30mm，点距为50~100mm，呈梅花状布局，加热后“点”的周围向中心收缩，使变形得到矫正。

6.3.6H型钢的挠度、旁弯及翼缘板的角变形综合矫正

用火焰矫正H型钢的挠度、旁弯及翼缘板的角变形。

矫正方法：

第一步，先架起两端，以矫正其上下弯曲；第二步，矫正其水平弯曲；第三步，矫正翼缘板不垂直于腹板，见红即走，烤完全长。

见右图顺序

（1）、

（2）、（3）。

6.4箱形柱的矫正

6.4.1箱形柱扭曲变形的矫正（图5）

由于构件钢性较大，在箱形柱扭曲变形矫正时，除火焰矫正外，还需施加外力协助。

矫正顺序：

（1）先把柱子放在平台上用线锤测量扭曲方向，划出矫正位置线（图5）；

（2）用线状加热来矫正扭曲构件；

（3）视变形、扭曲情况大小，用一条或数条斜线来对称矫正。

斜线方向和扭曲的方向成八字形，即相反方向，加热温度750℃～850℃，加热宽度为板厚的1～2倍，深度是板厚的1/2～2/3。

斜线的斜坡在35°～50°之间，斜坡越大，矫正量越大。

6.4.2箱形柱弯曲上拱变形的矫正（图6）

箱形柱的弯曲上拱变形主要采用火焰矫正方法来矫正，上拱面上用火焰线状加热法，侧面用三角形加热法而成的火焰矫正的方法，而且在同一部位采用拱面与两侧面应同时加热。

加热温度为750℃～850℃，箱形柱弯曲度越大，则加热三角形的高度应越大，相对应的上拱面加热宽度就越宽。

为提高矫正的效果，亦采用机械加火焰矫正的联合方法，即在上拱面用两支千斤顶加力，然后再用上述火焰矫正的方法。

6.4.3箱形柱截面形状矫正（端部）

用线状加热法加热＞90°两对角内侧，加热后用千斤顶加力后＜90°两对角加热在外侧，加热与加外力同时进行，使构件矫正到规范要求，加热温度750℃～850℃。

6.5十字柱变形矫正

6.5.1偏弯矫正

（1）上拱矫正，把构件十字柱弯曲方朝上放置，两端头垫高，成起拱状态。

向下有个自重力。

划出弯曲变形位置线。

（2）采用翼板上四边形，腹板上三角形方法矫正。

三角形的顶角在凹面，顶角与三角形大小，与变形构件成正比，变形越大，矫正用三角形越大。

三角形应控制在30°～60°之间，角度过大矫正后可产生新的波浪。

（3）矫正火焰应用中性焰，两面两人同时加热矫正，矫正温度应控制在750℃～850℃。

（4）同一节柱上不应同时加过多的矫正点，造成膨胀过大产生扭曲变形。

（5）视构件旁弯大小，矫正一处或数处。

（6）矫正应从中间向两端进行。

6.5.2扭曲矫正

（1）十字柱扭曲矫正与箱型柱扭曲矫正因形状不同，矫正的方法不同。

箱型柱矫正，矫正位置是四周加热，而十字柱扭曲矫正，主要位置是腹板，且在两端加上反扭外力进行矫正。

（2）采用腹板矫正法，用线锤测量扭曲方向，扭曲量，矫正点在十字焊缝上方10—20mm处，采用线状矫正法矫正，火焰调成氧化焰进行矫正，此类矫正加上个外力为最佳。

（3）加杠杆式外力矫正扭曲十字柱，其方法为：

取任意两支梁端部位置焊好两块小方板，插入十字焊缝处，利用其扭力将它反扭，再用中性焰在腹板位置斜线加热，必须贯穿十字缝。

视变形情况加热一处或数处，加热宽度30～50mm，加热温度750℃～850℃。

7、矫正质量检查

7.1矫正件表面不得存在机械伤痕、锤痕和其它影响外观的缺陷。

7.2除图样有明确要求外，矫正后板材的平面度：

当板材厚度不大于4mm时，每平方米应不大于2mm；当板材厚度大于4mm时，每平方米应不大于1.5mm，且整个钢板的平面度不大于5mm。

7.3除图样有明确要求外，矫正后型材、管材的直线度每米不大于1mm，全长直线度应不大于4mm。

表1钢材矫正后的允许偏差（mm）

项目

允许偏差

图例

钢板的局部平面度

t≤14

1.5

t＞14

1.0

直线度（拱度Δ）

每1000允许1.0

型钢弯曲矢高

L/1000且不应大于5.0

角钢肢的垂直度

B/100双肢栓接的角钢不得大于90°

槽钢翼缘对腹板的垂直度

B/80

工字钢、H型钢翼缘

对腹板的垂直度

B/100且不大于3.0

7.4型材矫正后应符合相应的国家标准。

7.5钢结构构件矫正后应符合相应的工艺文件的要求。