科普：钢梁制作安装

11:钢梁制作安装钢桥制造及架设一、钢桥制造作样－制作样板，样杆、样条号料－利用样板、样杆、样条在选用的材料上划线，号孔（样冲）切割－将号好的料用精密切割、手工氧切或剪切制成整备的零件矫正－将切割好的零件，滚压整平，加工矫正（以上为预处理）边缘加工－根据要求对零件的边缘进行刨或铣，使外观整齐美观制孔－用覆盖式样板或立体式机器样板在零件上进行钻孔组焊－将整备好的零、部件放入组装胎型中，用点焊组装成型焊接－按规定的焊接方法和工艺施焊整形－可用机械冷矫或用火焰热矫，矫正焊接残余变形检验－对焊缝进行超声波和X光检查试装－取有代表性的结构在工厂进行试拼装最后喷沙除锈、涂装、发送工地

用作钢结构的钢材有钢板、钢带、型钢(工字钢、槽钢、角钢)、钢管和钢铸件等。钢带工字钢钢板槽钢及角钢钢管概述钢材的进场验收

⑴质量证明文件：钢材进场应有随货同行的质量合格证明文件，进口钢材应有国家商检部门的复验报告；

⑵外观检查：钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷;钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许偏差值的1/2，且锈蚀等级应在C级及C级以上。

⑶允许偏差抽查：钢板抽查厚度，型钢抽查规格尺寸，每一品种、规格各抽查5处。

⑷抽样复验：国外进口钢材、钢材混批、板厚≥40mm且有Z向性能要求的厚板、结构安全等级为一级大跨度结构中主要受力构件采用的钢材、设计有复验要求的钢材、对质量有疑义的钢材应进行抽样复验。1构件制作钢结构构件制作一般在工厂进行，包括放样、号料、切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正和防腐与涂饰等工艺过程。箱型柱吊车梁钢管柱钢桁架格构式管柱H型钢C型钢Z型钢蜂窝梁钢楼承板彩色压型钢板自然通风器预埋锚栓1构件制作轻钢结构的构件1.1放样与号料根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸，按1:1的比例把产品或零、部件的实体画在放样台或平板上，求取实长并制成样板的过程。1.1.1放样对复杂的壳体零、部件，还需作图展开。有条件时应采用计算机辅助设计。1构件制作1.1.2号料根据样板在钢材上画出构件的实样，并打上各种加工记号，为钢材的切割下料作准备。工人在号料1.2切割下料

切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料分离。常用的切割方法有：气割、机械剪切和等离子切割三种方法。1.2.1气割下料

利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰加热金属表面达到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化，放出大量的热促使下层金属也自行燃烧，同时通以高压氧气射流，将氧化物吹除而形成一条狭小而整齐的割缝。气割法有手动气割、半自动气割和自动气割。手动气割割缝宽度为4mm，自动气割割缝宽度为3mm。1构件制作气割法设备灵活、费用低廉、精度高，能切割各种厚度的钢材，尤其是带曲线的零件或厚钢板，是目前使用最广泛的切割方法。气割下料CNC电脑切割生产线直线气割机1.2切割下料1.2.2机械剪切下料

通过冲剪、切削、磨擦等机械来实现。

⑴冲剪切割：当钢板厚度≯12cm时，采用剪板机、联合冲剪机切割钢材，速度快、效率高，但切口略粗糙。

⑵切削切割：采用弓锯床、带锯机等切削钢材，精度较好。

⑶磨擦切割：采用磨擦锯床、砂轮切割机等切割钢材，速度快、但切口不够光洁、噪声大。液压联合冲剪机锯床利用高温高速速的等离子焰流将切口处金属属及其氧化物物熔化并吹掉来来完成切割，能切割任何何金属，特别别是熔点较高高的不锈钢及及有色金属铝铝、铜等。1.2.3等离子切割下下料等离子切割机机数数控等等离子切割机机1.2切割下料1.3构件加工对于尺寸精度度要求高的腹腹板、翼缘板板、加劲板、、支座支撑面面和有技术要要求的焊接坡坡口，需要对对剪切或气割割过的钢板边边缘进行加工工。1.3.1边缘加工边缘加工方法法有：铲边、刨边、、铣边和碳弧气刨边。钢板铣边机端端面铣滚滚剪倒角(坡口)机1.3.2弯卷成型钢板卷曲是通通过旋转辊轴对板料进行连连续三点弯曲曲所形成的。。钢板卷曲包包括预弯、对中和卷曲三个过程。⑴钢板卷曲曲①预弯：钢板在卷板机机上卷曲时，，两端边缘总总有卷不到的的部份，即剩剩余直边。通通过预弯消除剩余直边边。②对中：为防止钢板在在卷板机上卷卷曲时发生歪歪扭，应将钢钢板对中，使使钢板的纵向向中心线与滚滚筒轴线保持持严格的平行行。③卷曲：对中后，利用用调节辊筒的的位置使钢板板发生初步的的弯曲，然后后来回滚动而而卷曲。钢板卷曲①型钢弯曲曲：型钢弯曲时断断面会发生畸畸变，弯曲半半径越小，则则畸变越大。。应控制型钢钢的最小弯曲曲半径。构件的曲率半半径较大，宜宜采用冷弯；构件的曲率半半径较小，宜宜采用热弯。⑵型材弯曲曲②钢管弯曲曲：在自由状态下下弯曲时截面面会变形，外外侧管壁会减减薄，内侧管管壁会增厚。。弯制方法：管中加入填充充物(砂)或穿入芯棒进进行弯曲；或或用滚轮和滑滑槽在管外进进行弯曲。弯曲半径：≮管径的3.5倍(热弯)到4倍(冷弯)。型材弯曲机全自动弯管机机把构件的边缘缘压弯成倾角角或一定形状状的操作过程程称为折边。。折边可提高构构件的强度和和刚度。弯曲折边利用用折边机进行。⑶折边包括铆钉孔、、螺栓孔，可可钻可冲。钻孔用钻孔机进行行，能用于钢钢板、型钢的的孔加工；冲孔用冲孔机进行，一般只只能在较薄的的钢板、型钢上上冲孔，且孔孔径一般≮钢钢材的厚度。。施工现场的的制孔可用电电钻、风钻等等加工。⑷制孔液压板料折弯弯机数控三维钻孔孔机1.3构件加工1.3.3构件矫正钢材在存放、、运输、吊运运和加工成型型过程中会变变形,必须对不符合合技术标准的的钢材、构件件进行矫正。。钢结构的矫正正，是通过外力或加加热作用迫使使钢材反变形形，使钢材或构件件达到技术标标准要求的平直或几何形形状。矫正的方法：：火焰矫正(亦称热矫正)、机械矫正和手工矫正(亦称冷矫正)。1.3构件加工板材矫正机H型钢翼缘矫正正机钢钢管矫矫直机利用火焰对钢钢材进行局部加热，被加热处理理的金属由于于膨胀受阻而而产生压缩塑塑性变形，使使较长的金属属纤维冷却后后缩短而完成成的。⑴火焰矫正正影响矫正效果果的因素：火焰加热位置置、加热的形形式、加热的温度。火焰矫正加热的温度：对于低碳钢钢和普通低合合金钢为600～8000C。火焰矫正1.3构件加工是通过专用矫正机使用权弯曲的的钢材在外力力作用下产生生过量的塑性性变形，以达达到平直的目目的。⑵机械矫正正拉伸机矫正：用于薄板扭曲曲、型钢扭曲曲、钢管、带带钢、线材等等的矫正。压力机矫正：用于板材、钢钢管和型钢的的矫正。多辊矫正机：用于型材、板板材等的矫正正。液压矫正机多辊矫正机矫矫正板材1.3构件加工采用锤击的方法进行，，操作简单灵灵活。由于矫正力小、劳劳动强度大、、效率低而用用于矫正尺寸寸较小的钢材材，或矫正设设备不便于使使用时采用。。⑶手工矫正正锤击法--钢板焊接应力力变形校正1.3构件加工1.4.1钢材的除锈钢结构的防腐腐与涂饰包括括普通涂料涂装装和防火涂料涂装装。涂装前，钢钢材表面应除锈。1.4除锈、防腐与涂饰钢材除锈方法法有：喷砂、抛丸、酸洗以及钢丝丝刷人工除锈锈、现场砂轮打磨磨等。抛丸除锈是最理想的除除锈方式。喷砂除锈抛丸机除锈1构件制作1.4.2防腐与涂饰施涂的方法有有刷涂法(油性基料的涂涂料)和喷涂法(快干性和挥发发性强的涂料料)普通涂料的涂涂装遍数、涂涂层厚度应符符合设计要求求，钢材表面面不应误涂、、漏涂，涂层层应均匀，无无明显皱皮、、流坠、针眼眼、气泡及脱脱皮和返锈等等。防火涂料料的涂层厚度度应符合耐火极限的设设计要求。喷涂法进行涂涂装1.4除锈、防腐与与涂饰2连接与拼装钢构件的连接接方法有焊接、紧固件连接(螺栓连接、射射钉、自攻钉钉、拉铆钉)及铆接三种。广州电视塔外外筒南南京大大胜关长江大大桥钢结构焊接施施工高高强螺栓栓连接施工铆接连接2.1钢结构构件焊焊接焊接方法特点适用范围手工焊交流焊机设备简易,操作灵活,可进行各种位置的焊接普通钢结构直流焊机焊接电流稳定,适用于各种焊条要求较高的钢结构埋弧自动焊生产效率高,焊接质量好,表面成型光滑美观,操作容易,焊接时无弧光,有害气体少长度较长的对接或贴角焊缝埋弧半自动焊与埋弧自动焊基本相同,但操作较灵活长度较短、弯曲焊缝CO2气体保护焊生产效率高,焊接质量好,成本低,易于自动化,可进行全位置焊接用于薄钢板钢结构常用焊接方法、特特点及适用范范围2.1.1手工电弧焊⑵焊条：焊条供手工电电弧焊用，由由焊芯和药皮皮组成。焊条条的表示方法法(如E4303、E5015)：“E”代表焊条，前前两位“43”、“50”表示焊缝金属属的抗拉强度度等级(430、500N/mm2)，第三位数字字代表焊接的的位置，最后后一位数表示示适用电源种种类及药皮类类型。又称焊条电弧弧焊：是最普遍的熔化焊焊接方法，它它是利用电弧弧产生的高温温、高热量进进行焊接的。。⑴电焊机：：主要有交流弧焊机、、直流弧焊机机。交流弧焊机直流弧焊机焊焊条条2.1钢结构构件焊焊接⑶焊接接头头与坡口为确保焊件能能焊透，必须须开一定形状状的坡口。焊接前根据焊焊接部位的形形状、尺寸、、受力的不同，，选择合适的接头类类型。常见的接头型型式有对接、搭接、、丁字接和角接等。常见的接头型型式对接接头的坡坡口型式2.1钢结构构件焊焊接⑷焊接工艺艺参数的选择择手工电弧焊的的焊接工艺参参数有：焊条直径、焊焊接电流、电电弧电压、焊焊接层数、电电源种类及极极性等。焊条直径——根据焊件厚度、接接头形式、焊焊缝位置和焊接层次来选择。焊接电流——根据焊条的类型、、直径、焊件的厚厚度、接头形式、、焊缝空间位置等等因素来考虑。其其中焊条直径和焊缝空空间位置最为关键键。电弧电压——根据电源特性，由由焊接电流决定相应应的电弧电压。此外电弧电压还还与电弧长有关。2.1钢结构构件焊接焊接层数——视焊件的厚度而定定。除薄板外，一一般都采用多层焊。每层焊缝的厚度度过大，对焊缝金属的塑性有不利利影响，施工中每每层焊缝的厚度不应大大于4～5mm。多层焊的焊缝和焊焊接顺序有平焊、立焊、横焊焊和仰焊四种。平焊易操作作，劳动条件好，，生产率高，焊缝缝质量易保证。立焊、横焊和仰焊时施焊困难，应尽量避免。⑸焊缝的空间位位置焊缝的空间位置2.1钢结构构件焊接⑹焊接准备碰击法——将焊条垂直于焊件件进行碰击，然后后迅速保持一定距距离；划擦法——将焊条端头轻轻划划过焊件，然后迅迅速保持一定距离离。严禁在焊缝区以外外的母材上打火引引弧。包括坡口制备、焊口清清理、焊条烘干、、预热、预变形及高强度钢切割表面面探伤等。⑺引弧引弧方法钢管打坡口2.1钢结构构件焊接⑻运条方法①沿其中心线向向下送进——焊条被电弧熔化变变短，为保持弧长长，须使焊条沿其其中心线向下送进进，以防止断弧；；焊条运条有三个运运条方向，三个方方向的动作应密切切配合。②沿焊缝方向移移动——为形成线形焊缝，，焊条要沿焊缝方方向移动，移动速速度应适当；③横向摆动——为获得一定宽度的的焊缝，焊条必须须横向摆动。平焊焊条角度和运条基本动作2.1钢结构构件焊接2.1.2埋弧自动焊埋弧自动焊的优点点是：生产效率高、、焊缝质量好、节节约钢材和电能、、改善了劳动条件件。埋弧自动焊的缺点点是：适应能力差，，只能在水平位置置焊接长直焊缝或或大直径的环焊缝缝。埋弧焊时焊缝的形形成埋埋弧自动焊焊的焊接过程埋埋弧自动焊焊机电脑自动埋弧焊生生产线2.1钢结构构件焊接2.1.3CO2气体保护焊二氧化碳气体保护焊施焊时时焊缝被保护，故故焊缝金属纯度高高、性能好；焊接接加热集中，焊件件变形小；电弧稳稳定性好，在小电电流时电弧也能稳稳定燃烧，是一种种高效率，低成本的焊接方法。缺点是：焊缝熔深浅，，只适合于焊接＜6mm薄板。逆变CO2气体保护焊机CO2气体保护焊CO2气体保护焊丝2.1钢结构构件焊接2.2紧固件连接包括普通螺栓、高强度度螺栓、射钉、自攻钉、拉拉铆钉的紧固连接接。连接螺栓分为8级，即3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、10.9S(如5.6S表示抗拉强度为500MPa,屈强比为60%)，其中后两级为高强度螺栓，其余为普通螺栓。钢柱与基础的地脚螺栓连接梁柱节点的螺栓连连接2.2.1普通螺栓连接普通螺栓按外形有有：六角螺栓、双头螺螺栓和地脚螺栓。。①六角螺栓：按质量和产品等级级分为A、B、C三种。A级螺栓——精制螺栓；B级螺栓——半精制螺栓；C级螺栓——粗制螺栓。⑴普通螺栓的种种类和用途A、B级螺栓适用于连接部位需需传递较大剪力的的重要结构的安装，C级螺栓适用于钢结构安装装中的临时固定。六角螺栓2.2紧固件连接②双头螺栓：又称螺柱，多用于连接厚板板或不方便使用六六角螺栓连接的地地方，如砼屋架、、屋面梁悬挂单轨轨梁吊挂件等。③地脚螺栓：分为一般地脚螺栓、直直角地脚螺栓、锤锤头螺栓和锚固地脚螺栓，一般地脚螺栓、直直角地脚螺栓和锤锤头螺栓是在砼浇筑前预埋在在基础之中，用以以固定钢柱；锚固地脚螺栓是在已成型砼基础上上经钻机成孔后，，再安装、灌浆固固定的一种地脚螺栓。双头螺栓一般地脚螺栓异型地脚螺栓地脚螺栓预埋2.2紧固件连接⑵普通螺栓的施施工①连接要求：※螺栓头和螺母的下下面应放置平垫圈。螺母下面的垫圈不应多于2个，螺栓头部下面面的垫圈不应多于于1个。※螺栓头和螺母应与与结构构件的表面面及垫圈密贴。※倾斜面的螺栓连接，放置置斜垫片垫平。※动荷载或重要部位位的螺栓，应放置置弹簧垫圈。※螺栓伸出螺母的长度应不小于两个完整整螺纹的长度。2.2紧固件连接②紧固轴力螺栓紧固必须从中心开始，对称称施拧；大型接头采用复拧，即“两次紧固法”。2.2紧固件连接施拧时的紧固轴力力应不超过相应的的规定。永久螺栓栓拧紧质量检验采采用锤敲或用力矩扳手检验，要求螺栓不不颤动和偏移，拧拧紧的真实性用塞塞尺检查，对接表表面高差(不平度)不应超0.5mm。南京大胜关长江大大桥高强螺栓终拧拧2.2.2高强螺栓连接高强螺栓就是高强强度的螺栓，是一一种标准件。是继继铆接连接后的新新型钢结构连接形形式，是目前钢结结构连接的主要手手段。高强螺栓从外形上上可分为扭剪型高强螺栓和大六角头高强螺栓栓。⑴高强螺栓的种种类和用途扭剪型高强螺栓大大六角头高强强螺栓一个连接副为一个螺栓、一个螺母和一个垫圈一个连接副为一个螺栓、一个螺母和二个垫圈2.2紧固件连接①手动扭矩扳手手：高强螺栓以手动紧紧固时，要使用有有示明扭矩值的扳扳手施拧，以达到到高强螺栓连接副副规定的扭矩和剪剪力值。常用的手手动扭矩扳手有指针式、音响式和扭剪型三种。⑵高强螺栓施工的机机具响声式扭矩扳手德国Wera可调控扭力扳手手动扭矩扳手2.2紧固件连接②电动扳手定扭矩、定转角电电动扳手适用于大六角头高高强螺栓的紧固，，可自动控制扭矩矩和转角，适用于于钢结构桥梁、厂厂房建设安装大六角头高强螺栓栓施工的初拧、终拧和扭剪型高强螺栓的初拧。扭剪型电动扳手适用于扭剪型高强度螺栓栓的终拧紧固，常用的扭剪剪型电动扳手有6922型和6924型两种。6924扭剪扳手电电动扭剪扳手定扭矩电动扳手2.2紧固件连接⑶高强螺栓的保保管及现场复验①高强螺栓的保保管高强度螺栓的包装装、运输、现场保保管过程要保持它它的出厂状态，直直到安装使用前才能开开箱检查使用。以防止连接副的的扭矩系数(K)发生变化，这是高高强度螺栓保管的的一项重要内容。。②高强度螺栓的的现场取样复验扭剪型高强螺栓和和高强大六角头螺螺栓出厂时应随箱箱带有扭矩系数和和紧固轴力(预拉力)的检验报告。连接面抗滑移系数数复验：高强螺栓按每验收收批抽取3组试件；预拉力复验：扭剪型高强螺栓每每验收批抽取8套；扭矩系数复验：高强大六角头螺栓栓每验收批抽取8套。⑷高强螺栓的施施工要点①紧固前检查螺栓紧固前，应对对螺孔、被连接件件的移位，不平度度、不垂直度、磨磨光顶紧的贴合情情况，以及板叠合合处摩擦面的处理理，连接间隙，孔孔眼的同心度，临临时螺栓的布放等等进行检查。②紧固施工紧固顺序应从节点中心向边缘依依次进行。紧固时，要分初拧和终拧两次紧固；对于大大型节点，可分为为初拧、复拧和终拧。初拧、复拧轴力宜为60～80%标准轴力，终拧轴轴力为标准轴力。。当天安装的螺栓，，要在当天终拧完完毕，防止螺纹被被沾污和生锈，引引起扭矩系数值发发生变化。2.2紧固件连接③紧固完毕检查高强大六角头螺栓栓检查：包括是否有漏拧和施工扭矩值。施工扭矩值的检查查在终拧完成1h后、48h内进行。抽查量：每个作业班组和每每天终拧完毕数量量的5％，其不合格的数量应应小于被抽查数量量的10％，且少于2个，方为合格。否否则，应双倍抽检检。如仍不合格，，则应对当天终拧拧完毕的螺栓全部部进行复验。扭剪型高强螺栓检检查时，只要观察其尾部被拧掉，即可判断螺栓终终拧合格。对于某某些原因无法使用用专用电动扳手终终拧掉梅花头时，，则可参照高强大大六角头螺栓的检检查方法，采用扭矩法或转角法进行终拧并标记。。2.2紧固件连接2.2.3自攻螺栓、钢拉铆铆钉、射钉连接连接薄钢板用的自攻螺栓、钢拉铆铆钉、射钉等其规格尺寸与连连接钢板相匹配，，紧固密贴，其间间距、边距符合设设计要求。特重型双把拉铆枪气动拉铆钉枪平头型射钉(带斜角金属角片)自攻螺栓射射钉钢拉铆钉自攻自钻螺钉2.2紧固件连接受运输、吊装等条条件的限制，钢构构件可按部件组装、构件组装后出厂，对于复杂杂构件为验证其安安装质量，还要进进行工厂预拼装。除管结构为立体预拼装，并可设卡、夹具具外，