某工业园大门设计制作方案

工程概况1.1结构形式：唐山市某工业园入口大门工程是由两根大圆弧箱形（BL和TL）梁及拉索和中心球组成，跨度为46m,BL与TL箱形梁呈“V”形，夹角为60º。BL箱形梁上表面与地面呈30º夹角，两侧面垂直于地面，整个箱形梁从两边向中间逐渐变小。最大截面尺寸为菱形2800*1950*22*22，最小截面尺寸为菱形

1500*1500*20*20，中心线最高点距地面21m。TL菱形梁几乎垂直于地面，中心线与地面的垂直面最大偏移400mm，整个箱形梁从两边向中间扭曲，每边与垂直面扭曲34º，截面尺寸为

1400*1400*20*20，中心线最高点距地面高36m。钢材材质为Q235B，工程量280吨。1.2制作难点分析：本工程建筑造型奇特，是一个张开60º的贝壳，BL与TL箱形梁均为双曲线箱形构件，其中BL为螺旋式变截面弧形箱梁，TL为扭曲弧形箱形梁，使制作的难度相当大，主要体现在：1）工期紧，由于7月28日为唐山抗震三十周年，大门必须在6月30日完成。工期仅为1个半月。2）此类构件制作是我们第一次接触，没有下料及制作经验。3）这两根箱形梁均不是规则图形，其轨迹均以空间三维坐标点进行控制，无法将钢梁放在一个平面内，类似于国家体育场柱与桁架连接的扭曲部分。4）制作过程中，所有构件必须在自行设计的胎具上进行加工制作，胎具最高点达到7m，这也给制作增加了难度。5）由于每个箱形梁都没有相同段，每段均须制作胎具，不能互用。6）由于构件造型奇特，材料消耗量大。胎具的设计BL箱形梁的胎具设计：由于此箱形梁两侧板与地面垂直，其截面为“”，胎具设计为两立柱加斜撑，外加角钢进行加固，见下图。由于整体制作胎具，胎具高度达到17m，这对钢材的消耗非常大，也不利于高空作业。因此我们采用分段制作胎具的方法，将BL箱形梁整体分为7段，制作胎具也按7段进行制作，这样以每段起点高度为零标高，终点高度比起点的高度相对降低，最高为7m，因此降低了胎具材料的使用，降低了施工作业的高度，便于现场的施工作业。具体胎具尺寸及位置图见附图1。TL箱形梁的胎具设计：由于此箱形梁截面为“

”，此梁中心线与地面的垂直面最大偏移400mm，在设计胎具时以投影在地面的垂直面为基准，将箱形靠近垂直面的三条棱线的高度作为胎具的实际高度，以这三条棱线在垂直面上的投影为胎具的实际轨迹进行作胎。因此胎具设计为板切割和工字钢组对成“V”型，外加角钢进行加固，见下图。由于此箱形整体做胎需要场地较大，因此在制作胎具时将此箱形分为两段进行制作，具体胎具尺寸及位置图见附图7-11。2.3中心球骨架胎具的设计：球骨架为φ102*3.5和φ102*5煨制成6m直径的圆，由于此管的管壁较薄，采用火焰煨制容易出现凹凸不平或烧穿现象，因此煨制时必须采用冷煨，胎具设计见下图。利用液压千斤顶对弧形胎具的顶、收进行煨制，这就避免了火煨出现的问题。制作工艺3.1放样切割：箱形接料上下翼缘板及腹板不能设置在同一截面上，应相互错开500mm以上，并与加劲板错开200mm以上，见下图。3.1.2接料坡口形式如图1所示：3.1.3箱形坡口形式如图2所示：3.1.4BL箱形梁采用手工放样，利用坐标投影的方法进行放样，把圆弧曲面近似为若干个三角形，量出这些三角形的尺寸。3.1.5根据量出的尺寸制作号料样板。如图3所示：3.1.6由于号料样板比较大，容易变形，因此必须在样板上打一条定位线，同样号料时先在钢板上打一条定位线，将样板上的定位线与钢板上的定位线对齐后才能进行号料。3.1.7TL箱形梁采用自行编制的下料程序，进行CAD放样，CAM数控切割。3.1.8BL与TL箱形梁号料时在柱角接口处留100荒料，待拼装完后净料。3.1.9所有切割均采用半自动切割机或数控机床进行切割。3.2接料3.2.1接料必须在经过测平的平面上进行，平面的不平度≤3.0mm。3.2.2接料时必须划出板条两端中心点位置，用粉线调直后方可点粘焊接。3.2.3接料前，应将坡口打磨光洁，并清除焊缝两侧50mm范围内的铁锈及油污。3.2.4接料对口错边＜0.15t，且不应大于2.0mm。3.3组装3.3.1构件组装在自治的专用胎具上进行，胎具的组装必须牢固。3.3.2组对箱形时，应按如下工序进行。3.3.3箱形四块板均为弧形，因此组装“丁”字形加筋时，必须将“丁”字形用千斤顶加火焰修烤成与箱形四块板相同的圆弧形，才能将修正好的“丁”字形组装在箱形内相应位置。修正见下图所示。3.3.4钢柱组装时必须注意组装顺序，按具体的施工工艺组装。先将底板与中间箱形内筋板组装焊接，将中间箱形与底座组装焊接，对两箱形之间的筋板进行组装焊接，组装外箱形两侧面板进行焊接，组装外箱形前后面板进行焊接，组装斜腿上下盖板进行焊接，组装底座与外箱形外面的筋板及螺栓孔上盖板进行焊接，组装箱形内隔板及“丁”字形加筋。3.4焊接钢柱焊缝采用CO2气体保护焊打底，埋弧自动焊盖面，CO2气体保护焊焊丝采用ER50-6，直径φ=1.2mm。埋弧自动焊焊丝采用H08A，直径φ=4mm，焊剂采用HJ431。柱内加劲板焊接采取CO2气体保护焊,焊丝采用ER50-6，直径φ=1.2mm。3.4.2焊接箱形主缝时，应采取对称焊接，由中间向两边进行焊接。3.4.3角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于10.0mm，角焊缝端部不设置引弧和引出板的连续焊缝，起落弧点距焊缝端部大于10.0mm，弧坑应填满。3.4.4焊缝外观检查应符合二级质量标准，箱形主焊缝、板对接焊缝、箱形四块板与柱地板之间焊缝质量等级为二级。预拼装BL梁预拼装：将焊接好的箱形进行修理，在平台上放出拼装的大样，打上样冲眼，将修理合格的构件按拼装顺序摆放在测平的平台相应位置，平台设置见图4所示，调节间隙缝，将相邻接口位置错口的板面进行修正，合格后打上中心线，并在接口两边各100mm位置打上检查线，将拼装图上的拼装号打在相应位置，便于安装用。4.2TL梁预拼装：在做好得胎架上半片整体组装，将箱形四块板和隔板、煨制好的“丁”字形组装在箱形内相应位置。在接口部位加固定口形的三角板，并在两隔板之间加斜撑，将相邻接口位置错口的板面进行修正，合格后打上中心线，将拼装图上的拼装号打在相应位置，便于安装用。安全5.1施工人员必须穿戴好劳动保护用品。5.2箱型梁单体制作时全部在样胎上完成。其中BL钢梁胎高分别为7100㎜，4500㎜，2000㎜。在制作BL梁时属于高空作业，所有高空作业人员必须遵守高空作业的规定。5.3装配胎架必须搭设平稳，牢固，胎架两侧的支撑采用“工”字钢或角钢。“工”字钢或角钢采用满焊，具体示意见下图：5.4箱型梁在组对槽形时，必须采用斜撑固定，间距3m，腹板与胎架固定。起重工在摘钩时，必须等支撑全部焊牢固够方可进行。斜撑示意如下：5.5铆工在装配零件时，必须按工艺顺序装配，零件点粘电焊派专门的人员进行，零件必须焊接牢固，以防吊装时散开。5.6铆工作业人员在作业平台上作业时，作业平台必须放稳，放牢。在作业平台上作业时，必须戴好安全帽和系好安全带。5.7在装配箱型隔板时必须站稳，防止滑倒。5.8垂直作业的下方不得有人停留，进入胎架作业区人员必须戴好安全帽。5.9铆工在打大锤操作前，要严格检查锤头安装是否牢固。在间歇时也要随时检查。发现松动要立即加固，否则，不得使用。5.10打锤的工作场地要有足够的操作空间。起锤前，要观看四周是否有人或障碍物，无异厚、后方可起锤。5.11两人或两人以上同时在作业平台上作业时，要有主有次，配合协调。5.12焊工在焊接时，必须穿戴好电焊手套和绝缘鞋，人坐在操作平台上施工前，必须配带好安全带，作业时必须将安全带挂在稳定且方便作业的位置。5.13CO2焊机机头放在操作平台上后必须进行固定，不允许机头来回移动。5.14焊接完后，在清扫药皮时，严禁对着人清扫，严禁用手接触未冷却的焊道。5.15在焊接箱形内隔板时必须采取通风措施和两个焊工轮流焊接。5.16对所有使用的吊具进行检查，确保其处于良好状态。5.17吊运中要求做到吊点正确，就位平稳，吊具选用合适。5.18吊运时应设专人指挥，信号明确。5.19吊运构件时，严禁斜拉、斜吊，吊运构件的重量应在车间安全通道上空通行。5.20开动前，先要鸣声示意，嘹望轨道两边是否有人施工，重物提升和下降操作要平衡，提升时不得用快速。5.21吊运过程中禁止起重机超负荷吊运。5.22当挂好钢丝绳锁具钢丝绳正好受力时，操作人员要立即远离吊重物，防止重物坠落伤人。5.23司机得到指挥人员信号后，方可开始操作；动作前先鸣声示意，如发现信号不清，不要随意操作。5.24提升重物时，要确认物件的真实重量，要做到不超过规