型钢拱架工厂化加工技术探讨

2015-10-21罗中意

建筑工程技术与设计 2015年8期

罗中意

【摘要】型鋼拱架工厂化加工技术详细介绍了加工厂选址、人员、机械配备，着重介绍了型钢拱架工厂化加工工艺，主要从型钢弯曲、剪板、连接板钻孔、型钢与连接板的焊接、型钢拱架的检测、作业控制要点等方面进行了详细介绍。

【关键词】型钢拱架工厂化弯曲剪板钻孔焊接

一、工程概况

我标段线路位于阿坝州茂县、松潘县境内，线路南起平安隧道D8K170+850，北终止于DK 189+358，标段正线全长18.702km。标段内共有隧道3座，共计17996延长米，其中平安隧道出口方向9328延长米、新民隧道6527延长米、解放村隧道进口方向2141延长米。隧道工程占线路总长度的96.2%，设计采用拱架支护的围岩有4315m，占隧道总长度的24%，需要型钢拱架4814榀。

面对较高的施工安全质量风险，需要安装大量的型钢拱架，如何控制初期支护质量成为本工程的质量管控要点，同时面对如此大量的型钢拱架，如何进行加工才能提高经济效益，是一个现实。

二、拱架加工厂选址

型钢拱架加工厂按照工厂化流水线作业设置，实行全封闭工厂化加工，所有工厂地面全部采用混凝土进行硬化处理，区内设置彩钢加工棚，厂区面积为2621平方米。拱架加工厂由原材料存放区、冷弯区、焊接区、检测区、半成品存放区、成品存放区、停车区、进出场便道等8个区域部分组成。

三、人员机械配置

加工厂需要施工人员19人左右，主要有：管理人员、质检员、弯圆工、焊工、电工、车床工、龙门吊司机等，施工人员经培训合格后上岗。施工机具本着适用、先进、经济、高效的原则分区域进行配备。

四、加工工艺流程

1、加工工艺流程

图4-1-1 钢拱架加工工艺流程图

（1）型钢弯曲

型钢弯曲是型钢拱架成型的关键。型钢弯曲在冷弯机上进行，冷弯机由弯曲模具、弯曲平台、液压油顶等部分组成。其中弯曲模具按拱架不同的单元的弧度加工制成。弯曲平台采用型钢制作，且平台必须保持水平，否则拱架在加工时容易扭曲变形。加工时，采用龙门吊将检测合格的工字钢吊至弯曲平台，一段与弯曲模具的一段对齐，然后用液压油顶顶住工字钢，再将液压油顶向工字钢缓缓伸出，直至紧贴工字钢，然后缓缓向模具推进，每推进5厘米，停止推进，测量弯曲后工字钢的水平度，如发现工字钢弯曲超标，则及时纠偏，直至弯曲至所要求的弧度，弯曲完成后将工字钢吊至半成品加工区，切割单元多余部分。

（2）切割连接板

拱架连接板采用半自动切割机进行切割。先用龙门吊吊起整块钢板，送至切割平台；在钢板上画好连接板的尺寸，设置好长度；启动切割机，切下钢板，形成一块长条钢板；再将长条钢板，二次切割，宽度设置，就得到所需的连接板尺寸。采用半自动切割机切割的连接板没有毛边，切边不需人工打磨，比氧割大大提高了功效和标准。

（3）型钢与连接板的焊接

型钢与连接板的焊接采用CO2气体保护焊技术进行焊接。CO2气体保护焊由电源、控制箱、供气系统、送丝机构、焊枪等组成。焊接前调节好焊接参数，左手拿面罩，右手拿焊枪，打开气阀开关，提前送气。启动按钮，接通焊接电源，送出焊丝，将焊丝与焊件短路，引燃焊接电弧，使焊机进入正常工作状态。将焊缝起始端充分融合后，使焊丝保持一定的高度和角度，按选定的速度沿接缝前移，焊接时焊丝沿导电嘴连续送进，二氧化碳按一定的流量由喷嘴不断的流出，焊丝末端、电弧、熔池被二氧化碳气体包围，从而使焊接区与空气隔离，随着焊枪丝的移动，熔池凝固形成焊缝。焊接结束时，注意将弧坑填满，然后松开焊枪手柄后的上的羟基，焊丝停止送进，电弧熄灭，但要继续送入二氧化碳气体保护熔池，经过一段时间，再将羟基全部松开，关闭气阀，停止送气。

CO2气体保护焊有以下优点：

1）生产效率高。CO2气体保护焊的电流密度大，电弧热量集中，焊丝的熔化效率高，母材的熔透厚度大，焊接速度快，焊后不需清渣，所以能够显著提高效率，同时节省电能。

2）焊接成本低。由于CO2气体和焊丝的价格低廉，所以成本低。

3）焊接变形小。由于电弧热量集中、线能量低和CO2气体具有较强

的冷却作用，使焊件受热面积小。特别是焊接薄板时，变形很小。

4）电弧可见性好。有利于观察，焊丝能准确对准焊接线。

（4）型钢拱架的检测

设置专门的拱架检测模型，拱架各单元加工完成后，在检测模型上试拼，合格后，进行打包，在成品区进行分类存放。

2、拱架加工循环作业时间

拱架加工循环作业时间见下表。

表4-2-1 拱架加工循环作业时间表

序号作业项目持续时间