鋼結(jié)構(gòu)蜂窩梁的制造工藝

蜂窩梁是一種充分利用梁的受力特性而提出的鋼構(gòu)件，具有自重輕、承載能力高、經(jīng)濟(jì)美觀等優(yōu)點(diǎn)，在工程實(shí)際中的應(yīng)用可以帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。通常，蜂窩梁由H型鋼或工字鋼切割后錯(cuò)位相焊制成，與實(shí)腹梁相比可以節(jié)約鋼材25~30％左右，降低總造價(jià)15％左右，比組合桁架制作簡(jiǎn)易，防腐性能好，而且可以充分利用建筑空間，穿設(shè)各種管道、電線，常用于一些荷載不大的靜力結(jié)構(gòu)，如框架柱及橫梁、檁條、平臺(tái)梁以及鋼同鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)的鋼梁等。隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)蜂窩梁的研究的逐步深入，以及制作蜂窩梁的生產(chǎn)工藝的逐步現(xiàn)代化自動(dòng)化，蜂窩梁的應(yīng)用必將越來越廣泛。

韶鋼大轉(zhuǎn)爐工程鋼結(jié)構(gòu)廠房的天面系統(tǒng)，采用蜂窩梁式檁條，總數(shù)745根，長(zhǎng)度為12m和18m，截面規(guī)格為450×175×7×11和600×220×10×14兩種，蜂窩梁的截面高度比H型鋼的截面高度有較大擴(kuò)張，了截面慣性矩和抵抗矩，顯著提高梁的剛度和強(qiáng)度，滿足大跨度廠房屋面檁條剛度好、質(zhì)量輕的要求，且結(jié)構(gòu)美觀，節(jié)省鋼材，降低工程造價(jià)。 

1 蜂窩梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

 蜂窩梁是在H型鋼腹板上按一定的折線進(jìn)行切割后，變換位置重新焊接組合而形成的新形式梁。切割后變換位置可采用平移錯(cuò)開或掉頭的方式進(jìn)行，為保持梁端頭平齊，可切除多余部分或加焊鋼板補(bǔ)齊。如圖l所示。

2 切割方法選擇

用傳統(tǒng)的手工放樣、畫線、切割下料的方法，工效低、切割質(zhì)量差，尺寸偏差大，難以滿足工藝要求。采用軋制H型鋼制作蜂窩梁，其主要工序是腹板折線切割和組對(duì)焊接。腹板折線切割采用數(shù)控多頭自動(dòng)切割，折線切割的尺寸精度好，蜂窩孔邊整齊光潔，省去放樣、劃線工序，并可多個(gè)割嘴同時(shí)進(jìn)行切割，效率是手工切割的10倍以上。

在數(shù)控多頭自動(dòng)切割機(jī)上輸入程序，開機(jī)切割，即可沿H型鋼腹板縱向切割出完整的蜂窩形折線。但縱向單線切割長(zhǎng)條料時(shí)，易產(chǎn)生旁彎變形，試驗(yàn)表明，在切割長(zhǎng)度4800mm范圍內(nèi)。冷卻后起始端張開了125mm，旁彎變形嚴(yán)重。采取留點(diǎn)切割法，能較好地解決旁彎問題，但切割機(jī)行走中斷頻率高，每一起始切割點(diǎn)要重新預(yù)熱，降低了切割效率，且燃?xì)庀?。改為折線連續(xù)切割，每切進(jìn)1m左右，在割縫上臨時(shí)點(diǎn)焊一點(diǎn)，待全程切割完冷卻后，再割開點(diǎn)焊縫，無明顯變形，打磨焊點(diǎn)即可進(jìn)行組對(duì)。

3 組對(duì)焊接工藝過程

(1)焊接變形分析。由于腹板較薄，對(duì)接焊后產(chǎn)生橫向應(yīng)力作用，造成較大的角變形，這樣造成蜂窩梁截面縱向中位線與腹板偏移，降低了剛度，容易導(dǎo)致失穩(wěn)。

(2)制作專用組裝焊接胎架，胎架上表面水平度誤差為±1．5mm，上翼緣的縱向擋樁預(yù)留15mm的上拱量。

(3)將腹板對(duì)接邊用半自動(dòng)切割機(jī)割出40°~45°。的單邊坡口，鈍邊1~2mm ，組對(duì)間隙為2~3mm，以保證焊透。

(4)H型鋼腹板的折線切割完并開坡口后，將坯料平移錯(cuò)開擺放于組裝胎架上，用卡具和擋鐵、楔鐵配合組對(duì)、點(diǎn)焊固定。

(5)用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊打底，手工焊蓋面，在胎架上焊完一面后將蜂窩梁構(gòu)件翻身，置放平整卡緊，清理焊道后再焊接背面。

(6)裝焊筋板，兩端封頭板和座板，劃線鉆孔，編號(hào)油漆后交付安裝。