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首钢迁钢配套完善项目炼钢主厂房工程吊车梁制作方案审定：审核：编制：首建钢构迁钢项目部2008年月日一、工程概况：炼钢主厂房吊车梁共计203根，其中：包括27米、24米、22米、21米、18米、12米、9米，高跨26根，低跨177根。总工程量：6500吨。吊车梁制作严格执行《钢结构施工质量验收规范GB50205—2001》、《钢结构工程质量检验评定标准GB50221—2001》、《建筑钢结构焊接规程JGJ82-91》等验收检验评定标准。二、制作要求：1)吊车梁的基本结构：吊车梁是由上翼板、下翼板、腹板、薄板、端头板组成，它的俯视和正视均为“一”字型，断面为“工”字型制作特点，（1）部件下料几何尺寸严格，边沿整齐。（2）组对尺寸水平度、垂直度、精确度要求严格、准确。（3）焊接量大，自身质量大，翻转移位困难。（4）焊接工艺复杂，变形不易控制。（5）制作场地放样平台需平整。（6）吊车梁组拼时，不能在翼板、腹板上任意打火与焊接临时部件，腹板与翼板采用k形焊缝，均要求坡口焊透，焊缝质量二级。因以上特点这给大型吊车梁的制作带来更大的困难。2)钢吊车梁的单元划分1由于钢梁的板厚，长度大，部件数量多，但尺寸统一，适合大批量板件进行流水线生产。确定其板件尺寸，绘制排版图，进行钢板定尺，统一下料，大大减少损耗量，工作工期，提高了流水线工作胎架的利用率，工位数也降低了。我们把吊车梁划分为5个单元，上、下翼板单元，腹板单元，支座板单元，加筋板单元。2单元制造流水线钢吊车梁分解后的单元件按类型设置生产流水线，单元件制造工序为：材料预处理——划线——下料——拼接——焊接——矫正——存放。3单元件制造中的应用技术3.1火焰半自动切割及无余量下料单元件的零件在火焰切割机上切割时，将焊接收缩量及切割缝量等要考虑到，使切割好的零件制作成后无余量成品。切割几何尺寸=施工图几何尺寸+焊接收缩量+切割缝余量，无余量下料就是将零件一次下料后，经过单元件装焊矫正后，到钢梁拼装施工焊后，其零件经过多次冷热处理，最终零件尺寸的变化正好是施工完后的所需尺寸，这样零件不需二次切割加工，既节约钢材又节省大量劳动力。无余量下料切割尺寸的确定使用倒推法，首先确定钢梁完工后，所需零件尺寸，再加上钢梁上、下翼板的对接拼板施焊的收缩量，拼装成H型梁施焊的收缩量，单元件的切割余量，即为无余量下料的切割尺寸。这些收缩变化量要经过大量的模拟式试验数据，实践操作累计分析得到。一般情况下，火焰自动切割余量为1~2mm，钢板厚L20mm时，使用自动切割割嘴型号2#氧气气体压力0.16~0.41Mpa，乙炔气压力0.02Mpa,气割速度在250~380mm/min,而H型钢的组对焊接，与筋板的多少，翼、腹板的厚度等情况而定，如条天车梁27mm的翼板，20mm腹板，筋板为共10对20块，经过试验与实践操作，焊接收缩余量在10mm~15mm左右。断面高h=4700mm1000mm,四条纵焊缝每米共缩0.2mm,焊透梁高收缩1.0mm,每对加劲焊缝。梁的长度收缩2mm,收缩量L=0.2*24.5+1.0+2*10。3.2装配元件1)钢吊车梁制作易变形，制作变形分两种情况：一是下料、组对、堆放不合理造成的变形，二是焊接工艺不合理造成的应力变形，变形的形式主要有上、下翼板弯曲变形（侧弯）上拱、下拱变形，扭曲变形三种，变形的因素：腹板因下料边缘不齐和组对不平整会造成上拱、下拱变形。因火焰切割下料，翼板两边切割受热的时间和温度差异，以及焊接顺序，焊缝的高度、宽度不同而造成侧弯变形，梁翻转、固定，支垫不合理造成的扭曲变形。2)根据以上变形情况制定反变形焊接、胎具组对等措施：a.首先合理下料几何尺寸（包括焊接收缩余量，切割余量）长度偏差不大于±3mm，上、下翼板的不直度不大于±5mm，腹板上、下边缘不直度不大于±5mm，高度不大于±2mm，部件划线精度控制在2mm，对角线不大于3mm,火焰切割割纹深不大于1mm，所有划线和下料后及组对前必须进行尺寸复核，并做必要休整，确保组对的精确度。经过实验操作，假设以腹板与翼板垂直90°焊接，焊后翼板与腹板的角度a=98°，取a=91°、93°、95°、97°、98°，a1为焊后角度取最大值，如下表所示：b.反变形控制钢板组对时，在焊缝处反向垫高，反向变形控制。腹板与上、下翼板采用坡口焊接，使用组对胎具如图1.胎具的角度可根据梁的高度而定，胎具上的腹板与腹板拼按的角度＞90度（具体角度根据实验数据与现场操作经验数据而定，如腹板28mm、翼板48mm的天车梁，插入选用拼接角度为97度，翼板与腹板焊缝采用埋弧自动焊，反面气刨清根自动焊接。c.H型钢及单元件的矫正因吊车梁自重大，截面大，采用两台天车进行起吊，采用如图2机具，使施工工序减少，安全性系数高，施工简便，又便于H型钢的翻身，因H型钢截面大，通过天车吊住H型钢、进行矫正机矫正。三角形火焰烘烤矫正，对于单元件的小部位矫正、钢板的侧弯矫正，利用热胀冷缩的原理，因钢板冷缩的变形量大于热涨的变形量，三角形加温点的分布多少应视弯曲变形的轻重而异，如图3：某吊车梁腹板厚28mm,长度25.176m，切割下料后宽弯10mm,但温度一定要控制在650℃~900℃之间。如图3编号1加温在850°,2加温在780°，3加温在750°，4加温在700°，5加温在650°。经过加温烘烤，自然冷却后宽弯曲值Δ=±1mm。3)钢吊车梁的组对与焊接：1H型钢如图1进行组对，矫正后在平台上进行筋板与端板的组对，操作平台要求水平度精确，严格掌握焊接顺序是吊车梁变形控制的关键，整个吊车梁的焊接顺序是：端头重点段焊——筋板与上、下翼板、腹板的角焊。2吊车梁的对接焊缝按照一级焊缝质量标准，其余焊缝按二级焊缝质量标准。端头板焊是由中间向两端跳焊，如图4是端头板立缝和横缝焊接顺序示意筋板与腹板焊接顺序如图5。筋板采用围焊缝如图6：起弧与落弧的尺寸L10mm。翼板拼接焊缝一定要避开跨中1/3跨度范围，翼板与腹板的拼接焊缝及加筋板三者之间不能设置在同一截面上，应相互错开200m以上。吊车梁的上、下翼板或腹板制作时不得焊接临时固定件，并不得在母材上引弧和打火。吊车梁的支座加筋板的上、下端应刨平顶紧。在与梁连接时必须保证支座加筋板与腹板的垂直度和支座加筋板下端刨平的小平度。吊车梁横向加筋板的上端应与上翼缘刨平顶紧，后焊接。三、吊车梁制作工艺要求：1、几何尺寸要求：4)21m以上吊车梁起拱为跨度的1/1000，允许偏差为±4mm。5)总长度允许偏差0—4mm，扭曲不应大于8mm，端部高度允许偏差-3mm-0mm。6)腹板局部平面度允许偏差为3mm，翼缘板对腹板的垂直度不应大于3mm，吊车梁上翼缘板与轨道接触面的平面度不应大于1mm,端板与腹板的垂直度不应大于2mm，中心偏移允许偏差±2mm。7)上下翼缘板在跨中三分之一跨长范围内不应拼接焊缝，上下翼缘板及腹板三者的平对接焊缝不应设置在同一截面上应错开200mm以上，与加劲肋亦应错开200mm以上，翼缘板的拼接长度不应小于2倍板宽，腹板拼接宽度不应小于300mm，长度不应小于600mm。8)上下翼缘板拼接焊缝要求焊透，所有焊缝为1级。2、其他要求：1）下料前审清图纸，全面了解掌握技术要求，严格执行技术规范。2）加工制作所有构件全部采用直线切割及数控切割机或半自动切割，确保切割面的垂直度和光洁度，如局部发生缺陷时应修整。3）所加工制作的各构件在气割前、后应效验和复验各部尺寸，确保无误。4）上、下翼缘板及腹板的平对接焊缝，为保证焊透，减小变形，加工不对称的X型坡口，上、下翼缘板与腹板的T型连接焊缝，加工K型坡口。5）吊车梁支座加劲肋的下端应刨平，在与梁焊接时，必须保证加劲肋与腹板的垂直度和加劲肋下端刨平的水平度，平板式支座的加劲肋下端应刨平，与下翼板顶紧后焊接，梁下支座处的窄垫板与下翼缘板夹紧后焊接。6）上下翼缘板与腹板对接焊缝焊接后，矫平、矫直，经探伤合格后方可组对工字型。7）平对接口，允许错边1mm。8）制动梁焊完后，必须矫正，并保证制动板与吊车梁上翼缘板贴合摩擦面干净平整无毛刺，不涂底漆。3、焊接要求：1）吊车梁采用Q345C钢，埋弧自动焊采用H08mnA焊丝，二氧化碳气体保护焊为ER50—6焊丝，手弧焊选用结506电焊条。2）吊车梁的上、下翼缘板及腹板的拼接焊缝和上、下翼缘板与腹板的T型焊缝采用埋弧自动焊，加劲肋采用结506低氢型电焊条焊接。3）下翼缘板的对接焊缝为1级，全熔透100%探伤，上、下翼缘板对接焊缝及翼板与腹板焊缝为1级，全熔透100%探伤，正面焊接后，背面用电弧气刨清根，清根后，将气刨后表面的淬硬层打磨，露出金属光泽再施焊，确保熔透内部无缺陷。4）上、下翼缘板、腹板的拼接口及上、下翼缘板与腹板的T型接口焊接前应加引出板和引弧板（引弧板的材质、厚度、坡口与主材相同）。长度为150mm，焊接完成被焊件的引弧板切除后，沿受力方向修磨平整。5）焊接前应将经气割和电弧气刨后坡口表面的淬硬层打磨掉至露出金属光泽后施焊。9)多层焊接，每焊完一层，应清除熔渣、金属飞溅及杂质，以保证层间熔合良好，防止产生层间撕裂，确保无缺陷。10)吊车梁角焊缝表面应成直线形或凹形。焊接中避免出现咬边、弧坑等缺陷，焊接加劲肋的直角焊缝的始末端应采用回焊等措施，避免始末端产生弧坑，回焊长度不小于直角焊缝焊脚尺寸的三倍，跨中三分之一范围内的加劲肋靠近翼缘的直角焊缝末端，必须避免弧坑及咬肉情况发生。11)上、下翼缘板及腹板的对接焊缝，坡口形式为不对称的X型坡口，对口间隙为2—3mm，第一层采用二氧化碳保护焊焊接，保证单面焊双面成行，采用角型磨光机清根。12)对接焊缝的焊肉宽度允许偏差0—4mm，余高应在0.5—2mm范围内，角焊缝的焊脚尺寸允许偏差0—3mm，咬边深度应小于0.5mm，连续长度不应大于100mm。13)焊缝表面产生气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等缺陷应用砂轮打磨，气孔、夹渣用砂轮清楚后补焊，对咬边、弧坑未填满等缺陷应进行补焊。14)经无损探伤检测确定焊缝内部存在超标缺陷时，应进行返修，返修时应采取以下工艺措施：a)根据无损探测确定的缺陷位置、深度，用砂轮打磨或电弧气刨清除缺陷，缺陷为裂纹时，碳弧气刨前应在裂纹两端钻止裂孔，并清除裂纹及其两端各50mm的焊缝或母材。b)清除缺陷时应将刨槽加工成四侧边斜面角大于10°的坡口，并修整表面，打磨掉渗碳层。c)焊补时应在坡口内引弧，熄弧时应填满弧坑，多层焊的焊层之间接头应错开，焊缝长度不应小于100mm，当焊缝长度超过500mm时，应采用分断退焊法，返修部位应连续焊成。d)焊缝正反两面缺陷在同一部位时，同一部位返修不应超过两次，对两次返修后仍不合格的部位应重新制定返修方案，经工程技术负责人审批并报监理工程师认可后方可执行。15)碳弧气刨清根时，如发现夹碳，应在夹碳边缘5-10mm处重新起刨，所刨深度应比夹碳处深2-3mm。16)安排合理的焊接顺序，上、下翼缘与腹板连接的4条角焊缝焊接方向应同一方向的焊接顺序，严格避免各条焊缝的焊接方向相互错开的焊接顺序。四、安全措施：我们将严格按照创建文明安全工地的标准和要求、有关建筑施工现场管理规定进行安全生产管理，坚决按照北京市相关规定执行。我们将根据OSHMS18000《职业卫生安全管理体系标准》、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59—99）、本企业《环境和职业安全卫生管理手册》的要求管理现场，建立现场安全管理体系，制定安全生产责任制及相应的措施和制度,确保安全生产目标的实现。1）安全管理体系：A、安全管理方针：安全第一、预防为主。B、安全生产责任制:项目经理是项目安全生产的第一责任人，对整个工程项目的安全生产负责；项目总工程师负责主持整个项目的安全技术措施、制作加工中的技术问题、加工工艺的编制、季节性安全施工措施的编制、审核工作；项目副经理具体负责安全生产的计划和组织落实；专职安全员负责对分管的加工现场，对所属各专业队伍的安全生产负监督检查、督促整改的责任；项目各专业工长是其工作区域（或服务对象）安全生产的直接责任人，对其工作区域（或服务对象）的安全