马钢300t转炉高层框架分段制作技术措施|马钢转炉CSP国家二等奖
时间：2019-01-21 03:25:24 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：马钢300t转炉高层框架系统由8榀主框架和各层平台组成，顶标高为75.225m，总量为25000t。框架柱、梁分别为组合实腹柱和焊接H型钢梁组成，主框架柱分四节制作，现场安装质量要求：上、下节柱连接方式为全截面焊透，柱与梁连接方式为焊接和高强螺栓混合连接。高层框架系统能否顺利安装，关键取决于框架柱分段制作接口处质量。
关键词：框架柱；分段；技术措施
中图分类号：F416.31 文献标识码：B 文章编号：1009--9166(2009)023(c)--0106--02
一、工程概况
马钢300t转炉高层框架系统主要由8榀主框架、6榀副框架以及各层平台组成，顶标高为75.225m，总量为25000t，每榀主框架约1200t。框架柱为组合实腹柱，由2个分支焊接H型钢与主腹板组成，最大截面4650mm*1300mm，框架梁为焊接H型钢梁，框架梁最大高度为3770mm。主框架分为四节制作，其中第一、二节重量分别为120t、110t，上、下节柱现场安装连接方式为全截面焊透(焊缝质量等级为一级)；柱、梁现场安装连接方式为焊接和高强螺栓混合连接(腹板为高强螺栓连接，上、下翼缘板为全熔透焊缝连接，焊缝质量等级为一级)。
工程特点：1 工期短、制作量大；2 构件单体重、体积大；3 焊接量大、焊缝质量要求高。
二、框架分段接口类型
框架分段接口共分为两类：
1 框架上、下节柱接口(现场安装连接方式为全截面焊透，焊缝质量等级为一级)，见附图一。
2 框架柱与梁接口(柱身伸出的梁肩头，以下简称为拱头。拱头与框架梁现场安装连接方式为焊接和高强螺栓混合连接)，见附图二。
三、框架制作接口处理方式
由于受工期短、单体重、体积大、制作量大等诸条件限制，我们无法在工厂内组织对框架柱、梁整体预拼装，因此，分段接口制作质量成为现场安装能否顺利进行的关键因素。为此，对分段接口采取如下技术措施：
1 框架分段上、下节柱接口
框架柱为组合实腹柱，其制作工艺流程：焊制H型钢柱支、主腹板及节点板下料→H型钢焊接及搭设拼装台架→二支焊制H型钢与主腹板拼装、焊接成组合实腹柱部件一组合实腹柱部件按“z”字形切割分段、打坡口形成上下节柱部件→上下节柱部件分别装配、焊接节点板。由2个分支焊接H型钢与主腹板组成(附图三)，柱接口形式为“z”字接口。对于组合实腹柱，先进行分支焊接H型钢组装、焊接并矫正，验收合格后，再进行组合实腹柱组装、焊接。分支焊接H型钢及框架柱组装前，对组装平台进行测量找平，其平整度应满足构件组装要求。组装时，对翼缘板与腹板的定位进行严格控制，尤其分段接口部位，控制从三个方面进行，即腹板对翼缘板位移偏差控制、腹板对翼缘板垂直度控制、“z”字接口处腹板对翼缘板相对距离控制(见附图四、五、六)。为保证接口制作质量，对接口处坡口采用半自动机切割，接口部位上下翼缘板及腹板采用整板切割后，分属上、下节柱，确保上下柱翼缘板及腹板在接口处尺寸一致(见附图七)。
2 框架柱与梁接口
框架柱与梁采用焊接和高强螺栓混合连接，其连接是通过柱拱头与框架梁连接。其中最大框架梁为H A3770*800*60*60，与拱头一端连接采用高强螺栓达300多副，如果制作误差得不到控制，拱头与框架梁的安装将无法顺利进行，造成高强螺栓无法全部对位、上下翼缘板对接错位等缺陷，对整个工程质量、工期及安装费用等都将造成一系列影响。因此，针对接口部位制作难度性，采取以下技术措施，提高接口部位制作质量。
(1)拱头腹板与框架梁腹板整体下料、配钻(见附图八)
按常规做法，拱头与框架梁分别下料、装配焊接。由于转炉框架梁均为承重大梁，IRON采用高强螺栓连接，其中最大梁一端采用高强螺栓达300多副，如何保证高强螺栓准确对位，按常规做法将无法保证，为此，采取拱头腹板与框架梁腹板整体下料、配钻方法，确保高强螺栓准确对位，具体操作如下：
a、将框架梁两端拱头腹板与框架梁腹板按整体配料，并略放余量，尺寸核实无误后，整体下腹板料。
b、整体腹板下料后，与框架梁上下翼缘板组装、焊接并矫正，完毕后，由质量检查员对其检查验收。
c、采用数控钻床制作钻孔模板(模板厚10mm)
d、在框架梁腹板上划出配钻定位线。
e、将模板配在梁腹板上，确认无误后，进行配钻，配钻完毕后，拆下模板，并将孔边毛刺打磨干净。
f、沿定位线将拱头腹板与框架梁腹板分割。
(2)拱头组装、焊接后，与框架柱进行整体装配、焊接
拱头若以散件在框架柱上装配、焊接，即拱头腹板、翼缘板在没有组装焊接成整体前提下与框架柱进行装配，工程质量难以保证，尤其焊接变形的矫正，若控制不好，局部角变形装配难度非常大。因此，将拱头组装、焊接矫正后，再与框架柱进行整体装配、焊接，可大大降低制作难度。为避免框架柱本体焊接收缩可能造成拱头质量偏差，拱头与框架柱装配须在框架柱本体焊接完毕并经验收合格后进行。
(3)拱头在框架柱上的定位
由于拱头与框架梁的连接为栓焊混合连接，拱头定位准确与否将直接影响框架梁的安装质量，所以拱头定位准确与否尤为重要。由于转炉框架柱为组合实腹柱，主要由60mm厚和50mm厚钢板组成，焊缝主要为熔透焊缝和部分熔透焊缝，焊接量非常大，焊接造成柱本体收缩不易控制，受焊接收缩不确定因素影响，拱头定位不易确定。理论上，如果每节框架柱长度得到严格控制，那么拱头定位将不存在问题。但是，由于焊接收缩不确定因素影响，在不切割框架柱端头前提下，框架柱长度很难达到理论长度要求(如果采取对每节框架柱端头切割来保证长度，那么工期不仅得不到保证，而且接口质量也得不到保证。因为框架柱端头切割需要翻身，第一、二节框架柱重量均在100吨以上，翻身难度大，每次翻身将耗费大量时间、人力、物力，在尽可能的情况下，应尽量减少翻身次数，以减小工期压力。框架柱端头如果二次切割，只能采用半自动切割，切割工作量大，接口质量不易控制。)。所以，将框架柱分段标高作为不固定式处理，即分段接口处实际标高可在理论分段点标高上下稍微浮动。由于框架柱分段标高为不固定式，因此，拱头定位从下至上采取实测标高定位(见附图九)，具体操作如下：
a、以柱底设计标高为基准(柱底现场定位标高按设计标高定位)，自下而上定位第一个拱头，第一节柱中其他拱头定位按此方法依次类推。
b、准确测量出第一节柱顶标高，并做好记录，将实测标高标注在第二节柱底端。第二节柱拱头定位以第二节柱底端标高为基准，自下而上定位。第三节及以上柱拱头定位依次类推。
四、接口部位成品保护
1 对接口部位焊疤、飞溅彻底打磨，对焊道范围内杂物及摩擦面上的污物彻底清除。
2 涂装前，对安装焊缝部位及高强螺栓摩擦面进行覆盖保护。
综上所述，通过采取技术措施，对马钢300吨转炉高层框架分段接口制作质量进行严格控制，使接口制作质量得到提高。从现场安装结果来看，构件均一次安装就位，高强螺栓穿孔率98.75％，达到了预期效果。但是，在对每一道工序的控制中，个别地方还存在着把关不严的现象，使个别接口尺寸偏差超标。因此，加强每道工序质量控制，亦然是管理的重要课题。
