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大型、復雜、特殊形狀鋼結構制作新工藝、新技術的研究及應用

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:46:58 [收藏]
    （所屬科學技術領域、主要內容、保密要點、與國內外同比情況、經濟效益、應用推廣情況）

    　　我公司針對近幾年來承擔的北京奧運工程、國家大劇院、中央電視臺新址、上海環球金融中心、廣州新電視塔、廣州珠江新城西塔等工程中遇到的大型、復雜鋼結構工程的制作加工進行了新工藝、新技術的研究開發。主要項目及內容如下：
    　　1、大型空間箱形截面彎扭構件加工技術的研究及應用
    　　結合國家體育場等工程的需要對大型空間箱形截面彎扭構件（ 1200×1200×20~100, 600×600×40~20,鋼材Q345GJC）的成型原理、三維特型構件制作軟件、扭曲壁板的加工及檢驗、彎扭構件的組裝及焊接技術、Q460E－Z35厚板（t＝110mm、100mm）及鑄鋼件的焊接問題等新工藝新技術進行了研究開發（專利申請號：200710134863.8）。研究成果已用于：國家體育場（鳥巢）、首都機場地面交通中心（GTC）等工程，并得到建設單位、設計院及監理單位的好評。
    　　2、大口徑鋼管弧形加工新工藝的研究及應用
    　　根據幾項大型重點工程的需要，我公司研究開發了大口徑弧形鋼管加工新工藝、新技術，并擴大了利用傳統工藝加工鋼管的范圍。
    　　（1）火工彎管工藝：用于國家大劇院頂部環梁φ1125×26鋼管的弧形加工；
    　　（2）中頻彎管工藝：用于廣州新電視塔不同規格橢圓形環梁 φ800×（25，30，35），曲率半徑R<20m，鋼材材質345GJC。
    　　（3）新開發的冷壓彎管成型新技術：采用2000t油壓機進行冷彎加工，我公司研究開發了可開啟可合攏的上模，可開啟可合攏并能繞底座轉軸旋轉的下模（專利申請號為：200710134959.4）、專用的弧形檢測工具等。研究成果已用于沈陽奧體中心體育場罩棚工程鋼結構主拱φ1524×25,φ1422×34、φ1422×25，曲率半徑R＝14.7~300m,環拱φ1321×34、φ1218×25、φ965×16的鋼管弧形加工；并也用于首都機場交通中心φ1650×22鋼管以及廣州電視塔大環梁φ800×（25,30,35）的鋼管弧形加工。
    　　3、梭形鋼管柱、錐形鋼管柱加工技術的創新
    　　根據首都機場航站樓采用φ（3084~1000）×（60，50,40），長度30m的錐形鋼管柱以及φ（1683~1000）×（50,42），長度20m 梭形鋼管柱,鋼材材質Q345GJC,廣州新電視塔采用φ（2000~1200）×（50~30）的錐形鋼管柱，鋼材材質Q345GJC，Q390GJC 的要求，我公司自主創新研究開發解決了由錐形鋼管分段組接成錐形鋼管柱和梭形柱的制作中所碰到的難題。對梭形鋼管柱、錐形鋼管柱的加工工藝采用計算機三維放樣技術繪制零件詳圖，作為繪制下料圖及數控編程的依據，對錐形鋼管的放樣下料、壓頭、成型工藝、組裝焊接及矯正檢驗進行了全面的研究開發。
    　　4、復雜節點制作加工新工藝的研究及應用
    　　近年來，由于建筑造型的奇特、新穎導致鋼結構工程中節點構造非常復雜，從而給鋼結構加工制作造成相當大的難度和問題。我公司為解決這些復雜節點的加工制作，研究開發了成套新工藝新技術。下面僅介紹四項工程復雜節點構造的加工新工藝、新技術。
    　　（1）、廣州珠江新城西塔工程X型節點，該節點主要由φ1800×50~ φ1150×30外筒立柱、70~100mm厚橢圓形拉接板、加勁環、加勁板及樓層梁牛腿等組成。
    　　（2）、上海環球金融中心F89~F91樓層的外周圈帶狀桁架與巨型柱連接節點，該節點有十多個構件交匯于此，采用鑄鋼件節點，節點的延續牛腿和附件由我公司加工裝焊。
    　　（3）、中央電視臺新臺址主樓鋼結構目字型多向柱及其蝶型牛腿的加工制作新工藝。
    　　（4）國家體育場鋼結構工程多牛腿交匯處的復雜節點制作新工藝。
    　　5、厚板焊接工藝的研究及應用
    　　我公司承接的許多鋼結構工程中，幾乎都碰到了大量使用高強度鋼材的厚板、超厚板加工制作的難題。如中央電視臺新臺址主樓、上海環球金融中心、國家體育場等鋼結構工程。對于采用厚板、超厚板加工中容易出現的母材金相組織破壞、構件焊接殘余應力與變形、焊接裂紋發生的可能性及層狀撕裂傾向等都進行了深入的研究，編制了厚板構件加工制作新工藝，對焊接全過程的控制進行了研究（包括：材質控制、坡口控制、溫度控制、過程控制、變形控制及殘余應力的消除等）。并對Q460E鋼厚板焊接工藝進行了試驗研究。成功的應用于國家體育場、中央電視臺新臺址工程中。
    　　上述科技成果具有一定的創新性和先進性，由于在研究過程中注重傳統工藝和現代計算機輔助系統的結合，成本較低，具有相當的推廣價值。針對這些科技成果的鑒定得到了行業專家的一致好評，認為該項成果填補了國內外空白，達到世界領先水平。該項科技成果的工程應用取得了很好的社會效益和經濟效益，不僅表明我國能夠自主完成超大型、復雜建筑鋼結構工程項目的制作施工，同時為今后我國類似工程的建設提供了寶貴的經驗與技術支持，為相關規程、規范與標準的編制和修訂提供了重要依據。
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