中厚板大跨度吊車梁制作技術(shù)研究與應(yīng)用

摘 要：近年來，隨著鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的興起，中厚板大跨度型吊車梁被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)施，如船廠、重型設(shè)備加工廠等工程。我公司在工程實(shí)踐中對(duì)中厚板大跨度吊車梁的制作技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，逐步總結(jié)出了大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊車梁制作方法，并不斷完善和發(fā)展，現(xiàn)已日趨成熟并取得較好效果。

關(guān)鍵詞：中厚板；大跨度；吊車梁

中圖分類號(hào)：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）12-0043-02

引言

隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，越來越多的重鋼廠房應(yīng)用到實(shí)際工程中，大跨度的吊車梁作為重鋼工業(yè)廠房的重要組成部分，制作工藝復(fù)雜，加工難度較大；本文就其制作方面，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了一定的研究，取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

1 制作工藝流程

準(zhǔn)備階段：先用500mm高的H型鋼間距5米搭設(shè)一平臺(tái)，上鋪6mm厚的鋼板 。

2 排版、下料、接板、鉆孔及組立

2.1 將吊車梁，按詳圖尺寸下料。

下料時(shí)預(yù)留2/1000的焊接收縮余量，39m的吊車梁焊接收縮余量預(yù)留65mm，腹板下料時(shí)應(yīng)考慮預(yù)先起拱，并達(dá)到規(guī)范要求，翼緣板應(yīng)做反變形處理。

2.2 上下翼板接板盡量采用整板接板，如不能采用整板，需要對(duì)接時(shí)，應(yīng)開設(shè)坡口，并用氣保焊打底，埋弧焊填充并蓋面。

逐層施焊，此方法相比手工焊接效率高，焊縫成形美觀。39米吊車梁鋼板可考慮雙定尺，上翼緣板拼接應(yīng)避開跨中1/4范圍，下翼緣板拼接應(yīng)避開跨中1/3，腹板拼接應(yīng)避開跨中1/5范圍。并且三者的對(duì)接焊縫不應(yīng)設(shè)置在同一直線上，應(yīng)相互錯(cuò)開200mm以上，同時(shí)與加勁板也應(yīng)避開200mm以上，吊車梁的腹板縱向拼接焊縫宜設(shè)置在中心線偏上200～500mm范圍，上、下翼緣板和腹板的拼接應(yīng)采用加引弧板和引出板（其厚度和坡口與主材相等）的形式，并保證焊縫焊透，所有吊車梁中間加勁肋與上翼緣連接處刨平頂緊后焊接，翼緣板、腹板對(duì)接焊縫的坡口形式；腹板與翼緣板T型角接焊縫的坡口形式；如圖1（坡口度數(shù)差控制在±2°以內(nèi)）

2.3 本體組立

根據(jù)腹板厚度的不同而開設(shè)不同的坡口；一般情況下，板厚24mm以下采用單面坡口，以上采用雙面不對(duì)稱坡口；坡口一邊為板厚的1/3，另一邊為板厚的2/3，留鈍邊2mm，有條件加工U型坡口。 將翼緣板和腹板在平臺(tái)上按順序依次組立起來，用定位焊把翼緣板和腹板點(diǎn)焊在一起；同時(shí)并用輔助支撐固定，點(diǎn)焊牢固，防止在焊接時(shí)變形和吊裝時(shí)脫落。

3 本體焊接

3.1 吊車梁的角焊縫表面，應(yīng)做成直線型或凹型，焊接中應(yīng)避免咬肉和弧坑等缺陷，吊車梁上翼緣板對(duì)接焊縫的上表面、下翼緣板對(duì)接焊縫的上下表面及所有引弧板割去處，均應(yīng)用機(jī)械加工，一般可用砂輪修磨使之與主體金屬平整，焊縫余高為0～1mm。

吊車梁的下翼緣邊緣，當(dāng)用手工氣割或剪切機(jī)切割時(shí)，應(yīng)延全長(zhǎng)刨邊；當(dāng)用自動(dòng)或半自動(dòng)氣割時(shí)，可局部修整。吊車梁成型后不得變形、下?lián)?。由于吊車梁上翼緣板受熱大于下翼緣板，極有可能造成吊車梁下?lián)?。為了?shí)現(xiàn)吊車梁不下?lián)峡尚械姆椒ㄊ窍群附酉乱砭塗形接頭，實(shí)現(xiàn)下翼緣形接頭先收縮，再焊接上翼緣T形接頭。焊接加勁肋的直角焊縫的始末端，應(yīng)采用回焊等措施避免弧坑，回焊長(zhǎng)度不小于三倍直角焊縫焊角尺寸。跨中1/3范圍內(nèi)的加勁肋靠近下翼緣的直角焊縫末端，必須避免弧坑與咬肉情況的發(fā)生。具體焊接技術(shù)要求是根據(jù)焊接材料及焊接姿勢(shì)不同，選擇下表中最適合的參數(shù)，如表1：

3.2 由于吊車梁斷面相當(dāng)大，焊接成型后再制作吊車梁上翼緣與制動(dòng)桁架的高強(qiáng)螺栓連接孔不容易，可以計(jì)算四條縱長(zhǎng)焊縫的縱向收縮變形量，在翼緣板上的每組孔距中考慮焊接收縮余量，以保證高強(qiáng)度螺栓的穿孔率，先對(duì)翼緣板制孔再組焊成H型鋼。

然后焊接，先焊坡口為板厚2/3的一側(cè)，背面打磨清根；后焊坡口為1/3的一側(cè)。焊接完一側(cè)再焊另一側(cè)，考慮到焊接時(shí)會(huì)有變形發(fā)生，因此預(yù)先考慮反變形。反面用砂輪機(jī)打磨后用大電流焊接，以保證有較大的熔深。

3.3 整條焊縫應(yīng)為連續(xù)的焊接過程，一條焊縫間隔時(shí)間不超過2小時(shí)，否則重新預(yù)熱。

焊接角焊縫時(shí)應(yīng)保留2mm間隙，保證氣保焊熔接，氣保焊打底焊縫控制為6～8mm，太小會(huì)因產(chǎn)生巨大應(yīng)力拉裂焊縫，埋弧焊填充和蓋面；焊接前應(yīng)有預(yù)熱措施，同時(shí)并保證預(yù)熱溫度達(dá)到要求。采用多名焊工分段焊接，為避免焊接過程中層間溫度不夠高或者溫度過高情況發(fā)生，焊工應(yīng)及時(shí)清除焊道間的焊渣，并用小錘輕擊焊道釋放應(yīng)力；再焊接下一層；采用逐層施焊法，焊后并有保溫措施，用石棉保溫緩冷目的是防止溫度降得過快而產(chǎn)生裂紋。

3.4 設(shè)計(jì)時(shí)，上翼板和腹板的T形連接焊縫為全熔透焊縫，對(duì)接焊縫為一級(jí)全熔透焊縫外，其余熔透焊縫質(zhì)量等級(jí)均為二級(jí)，上翼緣板與腹板的T形連接焊縫的焊腳尺寸為t/2（t為腹板厚度），且不應(yīng)大于10mm。

用氣體保護(hù)焊打底，埋弧自動(dòng)焊焊接，焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度為120℃～150℃，焊接層間溫度控制在150℃～200℃，后熱溫度控制在250℃，后熱時(shí)間為2小時(shí)。焊接時(shí)應(yīng)有合理的焊接順序，并按焊接順序焊接，防止焊接后，應(yīng)力未及時(shí)消除而導(dǎo)致變形，極有可能造成吊車梁下?lián)?。為了?shí)現(xiàn)吊車梁不下?lián)峡尚械姆椒ㄊ窍群附酉乱砭塗形接頭，實(shí)現(xiàn)下翼緣T形接頭先收縮，再焊接上翼緣T形接頭。這樣才能保證其不致變形。待本體焊接完畢后，應(yīng)進(jìn)行UT探傷。

4 本體矯正

吊車梁焊接后，必須矯正，并保證制動(dòng)板與吊車梁上翼緣貼合面密切，平整無毛刺。無論是火焰還是機(jī)械矯正都要保證其按范要求達(dá)到合格。

5 筋板的組裝

按圖紙要求對(duì)筋板進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，筋板定位時(shí)點(diǎn)焊要規(guī)范，點(diǎn)焊完成后，進(jìn)行焊接。吊車梁中間加勁肋與上翼緣連接處刨平頂緊后焊接。兩吊車梁端部支撐加勁板之間，插入厚度10mm的鋼板，當(dāng)?shù)踯嚵洪L(zhǎng)度有制造誤差或柱間距有誤差時(shí)，安裝中應(yīng)在有誤差的每一柱處，隨即調(diào)整插入鋼板的厚度，不應(yīng)將誤差累積在一根柱上再行處理。為此，吊車梁長(zhǎng)度只能允許負(fù)公差0～5mm。

6 起拱

12m跨度吊車梁不進(jìn)行起拱，39m吊車梁起拱40mm，起拱偏差為±L/5000。如圖2：

7 構(gòu)件成型

待以上工序完成后最后是精修整，用磨光機(jī)打磨毛刺，修補(bǔ)外觀。直至構(gòu)件最終檢驗(yàn)合格。

8 小結(jié)

通過對(duì)本工程的研究和制作，逐漸總結(jié)出一套對(duì)于類似本工程項(xiàng)目的一些經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，為以后制作此類構(gòu)件奠定良好基礎(chǔ)，具有較好的借鑒作用。