H 型钢梁、柱标准单元多功能胎架施工技术

任旭晖

(中铁六局集团 建筑安装工程有限公司，山西 太原 030003)

大空间、标准化、钢结构等引出钢结构工厂化施工，为此针对H 型钢结构梁、柱标准单元制作胎架和其加工工艺具有容易形成流水化生产模式，施工生产速度较快的特点，若要达到批量流水生产，必须合并杆件的种类，进而减少胎具或者模板的种类和数量，容易组织规模化生产。此项技术方法应用在张呼动车所检修库门式刚架的加工过程中，取得了良好的效果。

1 工艺原理

通过定型的胎架和模板对标准杆件的整体组装进行装卡，保证标准杆件组装附件的空间相对位置关系，克服了由于人为采取量具进行定位产生的较大偏差，对于标准件批量生产效率的提高起到重要的作用。为保证标准杆件组装精度达到规范要求，首先需对模板的制作精度和刚性平台的稳定进行重点卡控。定型胎架平台的装卡质量是保证标准杆件组装满足互换性要求的关键因素，通过对冲钉和螺栓的充分联接，可有效克服人为量尺产生的较大偏差。

2 施工工艺流程及操作要点

以张呼动车所检修库门式刚架的主梁加工制作为例，对空间结构件标准化制作技术应用进行简要说明(对两种装配方法做比对:定型胎架组装和量具划线定位组装):

2.1 工艺流程

定型胎架的制备→标准件整体装卡→装卡作业及过程控制→组装对比分析→装配精度检验。

2.2 操作要点

2.2.1 定型胎架的制备

门式刚架钢梁连接板组装定位胎架结构图见图1.

图1 胎架三维示意图

定位胎架由平台基础、刚性平台和匹配模板及定位顽板4 部分组成。平台基础是硬化的混凝土地面;刚性平台由槽钢和20 mm 钢板组焊而成，平台基础和刚性平台通过地脚螺栓连接，形成稳固的整体;匹配模板采取平面数控钻床进行制孔，然后根据钢梁的组装放样尺寸固定于刚性平台上;顽板主要加强钢梁组装过程的稳定。模板和顽板均由顶丝固定控制，可以进行微调，保证实现不同截面的H 型钢结构梁、柱的装配。

钢梁装卡工艺顺序:钢梁端部的节点板采用冲钉和螺栓与匹配模板进行联接，然后把型钢与节点板同时装焊，为了方便装配，钢梁的实际长度相比理论值必须偏短1 ～2 mm，预留安装间隙。

装卸卡顺序见图2.

图2 装卸卡顺序示意图

2.2.2 装卡前准备

直径28.5 mm 冲钉30 个，规格为M27 ×100 连接螺栓30 套，大锤1 把，活嘴或者开口扳手6 把，手工电弧焊机2 台，角磨机2 台。

节点板螺栓孔毛刺清理:装卡前需对螺栓孔的毛刺和内壁进行打磨处理，不得有影响装配的突出物或者杂物。

2.2.3 装卡作业及过程控制

型钢净尺后，端部翼缘板和腹板开制坡口，然后打磨处理。节点板打磨螺栓孔内壁和板的棱角毛刺。

节点与模板进行配对，先打定位冲钉，冲钉按螺栓孔眼数量的25%布置，呈梅花形排列，冲钉直径比螺栓孔直径小0.3 mm，冲钉的韧性要好，硬度要高，材质为35 号碳素结构钢，冲钉形状是两端锥形，中间段为圆柱形。冲钉使用多次后，直径会逐渐磨损变小。使用前应实测，偏小的要更换。

装卸卡工件采用扁担梁平稳进行，避免工件与胎架发生撞击，产生变形。卡具吊装位置根据工件重心提前划好，以免重复卡位，影响作业效率。

2.2.4 装配试验对比分析

1)划线装配法。

划线工在节点板上首先划好型钢与节点板结合的定位线，然后采用吊装工具将节点板与型钢进行组对焊接。

2)标准化胎架装配法。

采用统一模具套作的方式进行流水化作业。

2.2.5 装配精度检验

标准化胎架装配法组装的构件的尺寸偏差均在规范允许范围内，而且偏差大小均一致;划线装配法组装的构件的尺寸偏差基本在规范允许范围内，偏差大小不一致。

结果分析:

生产效率:划线装配法有节点板划线工序，标准化胎架装配法没有划线工序。减少一道工序，生产效率增加一倍。

组装质量:划线装配法有节点板划线工序，划线由于人为操作，难免产生尺寸偏差;标准化胎架装配法没有划线工序，规避了人为因素产生的尺寸偏差，组装精度较高。

综上所述，标准化胎架装配法优于划线装配法。标准化胎架装配掠影见图3.

图3 标准化胎架装配掠影图

3 质量控制

3.1 质量标准

施工质量执行标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205－2001，《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81－2002.

3.2 质量控制要点

1)所有量具必须经过严格检定后，方能使用。

2)为消除水分，避免焊缝中氢气孔、氢裂缺陷的产生，焊条必须经过烘干处理，烘干温度350 ℃左右，保温2 h.

3)焊前必须按规范对母材焊缝及其周边100 mm以内的铁锈、油污、夹渣、夹碳等进行清理。

4)组装作业时，必须对装配偏差进行严密卡控，严格按规范文件执行。

5)其它按装配作业标准进行操作。

4 总 结

此施工技术适用于H 型钢结构梁、柱标准单元件批量加工生产，可应用于具有可互换性的带有空间多角度带孔群连接板的型钢等制作领域中，应用市场前景广泛。本文以张呼动车所检修库门式刚架的加工制造为例，介绍了H 型钢结构梁、柱标准单元多功能胎架具体应用的施工技术，该施工方法在张呼动车所不落轮镟库和包西动车所检修库等工程项目中得以实践检验，其流水化生产组织好，加工质量可靠性高，经济实用性强，解决了大型空间结构件标准化制作难题，避免了组装不便、装配质量差和生产效率低的问题，可为以后类似工程项目的装配提供可靠的参考依据。

［1］ 中冶集团建筑研究总院.JGJ 81－2002 建筑钢结构焊接技术规程［S］.北京:中国建筑工业出版社，2002:2－16.

［2］ 冶金工业部建筑研究总院.GB 50205－2001 钢结构工程施工质量验收规范［S］.北京:中国计划出版社，2002:4－18.