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大型、复杂、特殊形状钢结构制作新工艺、新技术的研究及应用

作者：建筑钢结构网    
时间：2009-12-22 20:46:58 [收藏]

    （所属科学技术领域、主要内容、保密要点、与国内外同比情况、经济效益、应用推广情况）

    　　我公司针对近几年来承担的北京奥运工程、国家大剧院、中央电视台新址、上海环球金融中心、广州新电视塔、广州珠江新城西塔等工程中遇到的大型、复杂钢结构工程的制作加工进行了新工艺、新技术的研究开发。主要项目及内容如下：
    　　1、大型空间箱形截面弯扭构件加工技术的研究及应用
    　　结合国家体育场等工程的需要对大型空间箱形截面弯扭构件（ 1200×1200×20~100, 600×600×40~20,钢材Q345GJC）的成型原理、三维特型构件制作软件、扭曲壁板的加工及检验、弯扭构件的组装及焊接技术、Q460E－Z35厚板（t＝110mm、100mm）及铸钢件的焊接问题等新工艺新技术进行了研究开发（专利申请号：200710134863.8）。研究成果已用于：国家体育场（鸟巢）、首都机场地面交通中心（GTC）等工程，并得到建设单位、设计院及监理单位的好评。
    　　2、大口径钢管弧形加工新工艺的研究及应用
    　　根据几项大型重点工程的需要，我公司研究开发了大口径弧形钢管加工新工艺、新技术，并扩大了利用传统工艺加工钢管的范围。
    　　（1）火工弯管工艺：用于国家大剧院顶部环梁φ1125×26钢管的弧形加工；
    　　（2）中频弯管工艺：用于广州新电视塔不同规格椭圆形环梁 φ800×（25，30，35），曲率半径R<20m，钢材材质345GJC。
    　　（3）新开发的冷压弯管成型新技术：采用2000t油压机进行冷弯加工，我公司研究开发了可开启可合拢的上模，可开启可合拢并能绕底座转轴旋转的下模（专利申请号为：200710134959.4）、专用的弧形检测工具等。研究成果已用于沈阳奥体中心体育场罩棚工程钢结构主拱φ1524×25,φ1422×34、φ1422×25，曲率半径R＝14.7~300m,环拱φ1321×34、φ1218×25、φ965×16的钢管弧形加工；并也用于首都机场交通中心φ1650×22钢管以及广州电视塔大环梁φ800×（25,30,35）的钢管弧形加工。
    　　3、梭形钢管柱、锥形钢管柱加工技术的创新
    　　根据首都机场航站楼采用φ（3084~1000）×（60，50,40），长度30m的锥形钢管柱以及φ（1683~1000）×（50,42），长度20m 梭形钢管柱,钢材材质Q345GJC,广州新电视塔采用φ（2000~1200）×（50~30）的锥形钢管柱，钢材材质Q345GJC，Q390GJC 的要求，我公司自主创新研究开发解决了由锥形钢管分段组接成锥形钢管柱和梭形柱的制作中所碰到的难题。对梭形钢管柱、锥形钢管柱的加工工艺采用计算机三维放样技术绘制零件详图，作为绘制下料图及数控编程的依据，对锥形钢管的放样下料、压头、成型工艺、组装焊接及矫正检验进行了全面的研究开发。
    　　4、复杂节点制作加工新工艺的研究及应用
    　　近年来，由于建筑造型的奇特、新颖导致钢结构工程中节点构造非常复杂，从而给钢结构加工制作造成相当大的难度和问题。我公司为解决这些复杂节点的加工制作，研究开发了成套新工艺新技术。下面仅介绍四项工程复杂节点构造的加工新工艺、新技术。
    　　（1）、广州珠江新城西塔工程X型节点，该节点主要由φ1800×50~ φ1150×30外筒立柱、70~100mm厚椭圆形拉接板、加劲环、加劲板及楼层梁牛腿等组成。
    　　（2）、上海环球金融中心F89~F91楼层的外周圈带状桁架与巨型柱连接节点，该节点有十多个构件交汇于此，采用铸钢件节点，节点的延续牛腿和附件由我公司加工装焊。
    　　（3）、中央电视台新台址主楼钢结构目字型多向柱及其蝶型牛腿的加工制作新工艺。
    　　（4）国家体育场钢结构工程多牛腿交汇处的复杂节点制作新工艺。
    　　5、厚板焊接工艺的研究及应用
    　　我公司承接的许多钢结构工程中，几乎都碰到了大量使用高强度钢材的厚板、超厚板加工制作的难题。如中央电视台新台址主楼、上海环球金融中心、国家体育场等钢结构工程。对于采用厚板、超厚板加工中容易出现的母材金相组织破坏、构件焊接残余应力与变形、焊接裂纹发生的可能性及层状撕裂倾向等都进行了深入的研究，编制了厚板构件加工制作新工艺，对焊接全过程的控制进行了研究（包括：材质控制、坡口控制、温度控制、过程控制、变形控制及残余应力的消除等）。并对Q460E钢厚板焊接工艺进行了试验研究。成功的应用于国家体育场、中央电视台新台址工程中。
    　　上述科技成果具有一定的创新性和先进性，由于在研究过程中注重传统工艺和现代计算机辅助系统的结合，成本较低，具有相当的推广价值。针对这些科技成果的鉴定得到了行业专家的一致好评，认为该项成果填补了国内外空白，达到世界领先水平。该项科技成果的工程应用取得了很好的社会效益和经济效益，不仅表明我国能够自主完成超大型、复杂建筑钢结构工程项目的制作施工，同时为今后我国类似工程的建设提供了宝贵的经验与技术支持，为相关规程、规范与标准的编制和修订提供了重要依据。
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