師大附中卓人塔制作焊接工藝應用

1、工程概況

　　此工程為河南師范大學附中雙語國際學校卓人塔，工程位于新鄉市新東大道和東文路交叉口西南角。本工程結構型式為筒狀高聳結構，塔底約3600mm×5700 mm，塔尖高度36.0m，內部中空，鋼柱采用無縫鋼管，鋼梁采用熱軋H型鋼，材質均為Q235B，四邊長不對稱，內角度分別為：71°、91°、108°和90°；結構復雜，水平撐和斜撐安裝難度大。故采用在工廠加工并進行預拼裝，現場吊裝拼裝空中焊接的施工方法，鋼結構卓人塔主體結構型式和效果圖見圖1所示。鋼結構卓人塔主體結構型式和效果圖見圖1所示。

2、工程特點及難點

2.1 卓人塔的鋼結構型式主要由H型鋼、圓鋼管、連接鋼板焊接而成，結構復雜且不規則，平臺處轉角牛腿加工難度大，角度定位是本工程的難點。

2.2 卓人塔在標高1m處的水平截面見圖2所示?？梢钥闯鍪遣坏冗吳也灰巹t四個內角度不相等的截面結構，如何控制其安裝精度保證現場順利吊裝，是本工程的重點。

2.3 由于卓人塔是圓管柱筒狀層間高聳變截面結構，每層平臺梁拐角連接結構角度各不相同以及此構件在圓管上的定位存在難度，也是本工程的難點。某層牛腿部件結構見圖3所示。

制作總體思路：數控切割下料、地胎分片組對、點固焊接、每段整體預拼、段之間預拼裝、編號、拆分成片、焊接、除銹、涂裝。

3、主管下料

3.1第一段管長按分段處長度（即分段處標高至柱腳板全長），但柱腳板處的坡口和角度先不要割，待定尺后再割出。每段共四件，其余三段做法相同。

3.2平臺梁和柱間連接板均按圖制作。

3.3斜撐用H型鋼按圖制作，斜撐之間先采用點固焊。

3.4平臺梁處的牛腿

翼緣牛腿角度是關鍵，應采用整體數控切割下料，角度控制應準確公差在±0.1°范圍內。兩上下帶圓環的翼緣之間的腹板先點焊成部件，待預拼后再焊接。

3.5柱撐連接板按圖紙下料制作，按要求先點固焊在相應的位置上。

4、分片組裝

4.1在平整的胎架上劃出兩軸中心線（5076mm），焊接定位塊，先擺放圓管柱到位，見圖4預拼裝示意圖。

4.2組裝平臺梁。

4.3組裝斜撐。

4.4對組裝好的兩片由質檢部專職檢驗員進行檢驗核對尺寸符合設計要求。

5、每段預拼裝

5.1將組裝好的跨度最大的一片置于平臺上面，先將兩片之間的平臺梁相連，然后組裝水平撐，最后組裝斜撐，需要加輔助撐以保安全，每段組裝見圖5示意。

5.2將組裝好構件做好標識編號，然后分拆成兩片，用CO2氣體保護焊進行焊縫焊接，焊接工藝參數見表1，焊縫機械性能見表2所示。

表1 CO2氣體保護焊焊接工藝參數CO2氣體保護焊焊接工藝參數

為保證現場安裝精度，當每節焊接完畢經檢查合格后，還需要每兩段之間進行工廠內預拼，確保到現場順利吊裝，兩節預拼裝見圖6所示。先將最底一段置于胎架上，然后再將上一段吊置胎架與之對接，若誤差過大可適當通過擴孔來調整。5.3段與段之間預拼裝

圖6 兩段預拼裝實景照片

經檢查符合要求后，對各連接接口處做對合標記、中心線、對合線、標高線、水平線標記，并用樣沖打出同時做好各種數據的測量記錄表，提供現場安裝使用。

6、結束語

經過細心安排，科學管理，合理選擇拼裝順序、焊接順序以及焊接規范參數，控制線能量及應力變形，保證了塔架在現場安裝過程的順利進行，贏得了工期，積累了一定的制作高聳塔類鋼結構組裝、焊接經驗，為今后類似工程提供借鑒。