裝配式鋼結(jié)構(gòu)深度預(yù)制范文

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［摘要］

裝配式鋼結(jié)構(gòu)深度預(yù)制施工技術(shù)是四川油建為保障海外市場(chǎng)發(fā)展和高質(zhì)高效完成鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制而探索出來(lái)的一種新型施工技術(shù)。在將傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)焊接形式改為高強(qiáng)度螺栓連接，減少現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量的基礎(chǔ)上，在業(yè)內(nèi)首次運(yùn)用Tekla軟件對(duì)圖紙進(jìn)行深度建模分析、二次設(shè)計(jì)和工藝詳圖出圖，并建立了裝配化鋼結(jié)構(gòu)數(shù)控預(yù)制生產(chǎn)線對(duì)其加工生產(chǎn)，在軟件、工藝和機(jī)具設(shè)備上都實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新，并取得了驕人的成績(jī)和經(jīng)濟(jì)效益。

［關(guān)鍵詞］

裝配式;鋼結(jié)構(gòu);深度預(yù)制;施工技術(shù);Tekla軟件

1技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1技術(shù)名稱裝配式鋼結(jié)構(gòu)深度預(yù)制施工技術(shù)。

1.2形成過(guò)程隨著近年來(lái)公司海外市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制與安裝工作量與日俱增，施工人力、裝備等資源持續(xù)處于緊張狀態(tài)，鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制生產(chǎn)急需在工藝創(chuàng)新、設(shè)備使用、工序組合、質(zhì)量控制方面探索出全新有效的生產(chǎn)模式。為滿足國(guó)外工程鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制的需要，在管廊架等鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)制中改變傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制方式，采用裝配式深度預(yù)制技術(shù)，運(yùn)用Tekla等軟件對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行三維建模、二次設(shè)計(jì)和工藝詳圖出圖，并采用先進(jìn)數(shù)控化設(shè)備將加工信息轉(zhuǎn)換為二維機(jī)代碼，使排料、切割、鉆孔等工序達(dá)到程序化、批量化，提高了預(yù)制深度、生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

1.3主要特點(diǎn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)深度預(yù)制施工技術(shù)最大特點(diǎn)是建模精細(xì)化、下單快速化、生產(chǎn)工序化、作業(yè)流水化、預(yù)制優(yōu)質(zhì)化。運(yùn)用Tekla等軟件通過(guò)對(duì)圖紙二次建模分析，快速建立三維立體模型，將鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造細(xì)化，自動(dòng)生成詳細(xì)的二維加工零件圖和組裝詳圖，快速列出各類鋼材的規(guī)格型號(hào)用量表，實(shí)現(xiàn)快速材料計(jì)劃下單采購(gòu);數(shù)控設(shè)備投入使用，優(yōu)化布置，有機(jī)組合，編制數(shù)控操作執(zhí)行文件，各工序作業(yè)優(yōu)化組合，輕松實(shí)現(xiàn)下料、鉆孔、組對(duì)、焊接等工序流水化作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制生產(chǎn)快速化、優(yōu)質(zhì)化。TeklaStructures是芬蘭公司開(kāi)發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)軟件，在一個(gè)虛擬的空間中搭建一個(gè)完整的鋼結(jié)構(gòu)模型，模型中不僅包括結(jié)零部件的幾何尺寸，也包括了材料規(guī)格、橫截面、節(jié)點(diǎn)類型、材質(zhì)、用戶批注語(yǔ)等在內(nèi)的所有信息，而且能自動(dòng)生成鋼結(jié)構(gòu)工藝詳圖和各種報(bào)表。

1.4適用范圍裝配式鋼結(jié)構(gòu)深度預(yù)制施工技術(shù)適用于以下七個(gè)方面鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制生產(chǎn):(1)場(chǎng)站系統(tǒng)管廊架，如輸氣管網(wǎng)、熱力管網(wǎng)、污水管網(wǎng)等。(2)塔架類如煙囪塔架、通訊塔架、跨河桁架等。(3)常壓非標(biāo)設(shè)備制造，如常壓水罐、常壓油罐、水泥倉(cāng)等。(4)煙囪類成套設(shè)備制作，如尾氣煙囪、鍋爐房煙囪、灼燒爐煙囪等。(5)設(shè)備梯子、欄桿、檢修通道鋼格板成套制造。(6)鋼結(jié)構(gòu)的廠房、倉(cāng)庫(kù)、辦公樓的預(yù)制。(7)裝配式管廊架、設(shè)備框架成套制造。

2技術(shù)詳細(xì)特色介紹

2.1技術(shù)流程

2.2創(chuàng)建構(gòu)件(1)參照設(shè)計(jì)圖紙，利用Tekla三維立體模擬軟件創(chuàng)建定位管廊桁架位置的全局軸線。先大致瀏覽全套施工圖后，打開(kāi)軟件，點(diǎn)擊新建模型按鈕，在彈出的對(duì)話框中輸入模型名稱，進(jìn)入新建模型，按照施工圖軸線參數(shù)修改默認(rèn)軸線，再創(chuàng)建各軸的視圖，以方便在各視圖之間進(jìn)行模型建立。(2)創(chuàng)建定位單榀桁架桿件位置的局部軸線和輔助線、點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上依次創(chuàng)建立柱、橫梁、邊梁、次梁、挑梁等桿件。(3)在軟件截面庫(kù)中選擇合適的截面，軟件截面庫(kù)里面有各種H型鋼、工字鋼、槽鋼、角鋼、鋼板等，根據(jù)設(shè)計(jì)要求為創(chuàng)建的零部件選取材料。(4)使用復(fù)制、鏡像等功能創(chuàng)建相同構(gòu)件。注意事項(xiàng):①單榀桁架的標(biāo)高，橫向、縱向坐標(biāo)統(tǒng)一按毫米計(jì)量，同一模型內(nèi)要統(tǒng)一坐標(biāo)單位。②計(jì)算梁柱標(biāo)高時(shí)候要扣除設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)標(biāo)高。

2.3創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)(1)選擇合適的節(jié)點(diǎn)類型，先利用Tekla軟件默認(rèn)的參數(shù)創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)，再調(diào)節(jié)參數(shù)，使節(jié)點(diǎn)形式與設(shè)計(jì)圖紙相符。柱腳、梁柱連接的連接板與螺栓創(chuàng)建出來(lái)后，按需進(jìn)行焊接連接，再做成節(jié)點(diǎn)，然后運(yùn)用節(jié)點(diǎn)去創(chuàng)建相同的連接形式，從而建立起整個(gè)三維模型。(2)在創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)時(shí)，要加強(qiáng)碰撞檢查，利用碰撞校核，避免構(gòu)件相碰和螺栓間距過(guò)小等問(wèn)題。注意事項(xiàng):①在復(fù)制生成節(jié)點(diǎn)前，先單個(gè)節(jié)點(diǎn)的校核碰撞，以免成批的創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)后形成大量的碰撞。②節(jié)點(diǎn)全部完成后，開(kāi)啟Tekla三維立體模擬軟件自動(dòng)碰撞校核功能，一定要進(jìn)行三維碰撞再校核，修改完善模型。

2.4出構(gòu)件詳圖和裝配圖(1)選擇合適的模板，設(shè)定圖紙的大小、報(bào)表大小。(2)修改圖紙的屬性，設(shè)定標(biāo)注類型和標(biāo)注精度，設(shè)定文字大小等。(3)選擇所有構(gòu)件，由軟件自動(dòng)出構(gòu)件圖和零件圖。(4)手工修改圖紙標(biāo)注，創(chuàng)建剖面、標(biāo)高，插入視圖，加注圖紙說(shuō)明。

2.5提出料單模型完善后，自動(dòng)生成零件、構(gòu)件流水編號(hào)，所有編號(hào)唯一，不重復(fù)，方便生產(chǎn)后標(biāo)記編號(hào)。快速創(chuàng)建零件清單，螺栓清單，型材清單等材料用量清單，提供材料排版圖，導(dǎo)入Excel表格，提出材料采購(gòu)和工廠加工計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)快速材料計(jì)劃下單采購(gòu)。Tekla三維立體模擬軟件創(chuàng)建的用量料單，相比以前預(yù)估買料，直接將施工圖交班組，由班組邊清算邊干，缺料再補(bǔ)再干的傳統(tǒng)方式有了技術(shù)和管理上的創(chuàng)新。該技術(shù)成熟運(yùn)用，班組只需按加工任務(wù)書施工，由于軟件對(duì)材料的統(tǒng)計(jì)正確率100%，所以物資部門根據(jù)材料清單對(duì)材料的管控能力大大加強(qiáng)，不易出再因增補(bǔ)材料而影響工期，同時(shí)不易產(chǎn)生庫(kù)存積壓，利于資金流轉(zhuǎn)，提高企業(yè)效益。

2.6形成加工任務(wù)單創(chuàng)建出零件圖、構(gòu)件圖，經(jīng)過(guò)調(diào)整后便可形成車間預(yù)制生產(chǎn)任務(wù)書。任務(wù)書可按零件圖、構(gòu)件圖生產(chǎn)、綜合生產(chǎn)和按照生產(chǎn)工序安排生產(chǎn)。操作人員拿到任務(wù)清單后，通過(guò)鍵盤輸入單個(gè)零件規(guī)格、尺寸、角度等參數(shù)，設(shè)備電腦自動(dòng)轉(zhuǎn)換為機(jī)代碼，編制好數(shù)控操作執(zhí)行文件，借助吊運(yùn)輔助設(shè)備，操作臺(tái)面控制按鈕可實(shí)現(xiàn)材料進(jìn)退，紅外線定位，物件上下抬起，左右橫移等功能，可實(shí)現(xiàn)切割、鉆孔等工序作業(yè)，加工產(chǎn)品尺寸準(zhǔn)確，零偏差。操作人員直接根據(jù)任務(wù)單組織生產(chǎn)，省去看圖時(shí)間，提速提效，縮短工期。

2.7物料的進(jìn)出形式所有物料進(jìn)出和轉(zhuǎn)運(yùn)主要通以下幾種途徑:①平板軌道車運(yùn)輸;②送料輥滾傳送;③天車直接吊裝行走;④拖掛車?yán)\(yùn)。將原材料用天車吊裝放到帶鋸床的送料輥滾上，操作數(shù)控臺(tái)面，實(shí)現(xiàn)型鋼上下抬起和橫向移動(dòng)進(jìn)入進(jìn)料平臺(tái)，通過(guò)上下左右定位，操作切割臺(tái)面按鈕，可輕松實(shí)現(xiàn)多角度切割下料。完成的下料胚通過(guò)送料平臺(tái)送出切割間，通過(guò)天車吊裝放到鉆床的送料輥滾上，實(shí)現(xiàn)出料，并輸送到組對(duì)焊接工藝區(qū)塊組對(duì)焊接。

2.8主要數(shù)控設(shè)備配備

2.9主要生產(chǎn)工序介紹鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制生產(chǎn)主要工序如下:(1)三維建模，編制零件、構(gòu)件生產(chǎn)圖，派發(fā)任務(wù)單，標(biāo)識(shí)清楚單個(gè)零件材質(zhì)、外形尺寸、眼孔直徑、中心距，邊角處理方式等。(2)按照生產(chǎn)任務(wù)單對(duì)立柱、橫梁等型鋼用數(shù)控帶鋸床下料，連接板用數(shù)控火焰切割機(jī)下料，并按任務(wù)單上號(hào)碼對(duì)零件進(jìn)行打鋼印編號(hào)。(3)用數(shù)控三維鉆床對(duì)型鋼上立柱、橫梁的連接螺栓孔進(jìn)行鉆孔，用平面數(shù)控鉆床對(duì)連接鋼板進(jìn)行鉆孔，保證立柱和橫梁孔位的制作精度。(4)把鉆好孔的連接板與立柱、橫梁每榀對(duì)應(yīng)點(diǎn)焊好，并完成組對(duì)工序。(5)按照施焊工藝，采用手工焊或CO2半自動(dòng)保護(hù)焊焊接每個(gè)節(jié)點(diǎn)，先焊接筋板焊縫，后焊接螺栓連接板與柱、梁的連接焊縫。(6)焊接完畢后，將橫梁、立柱等單根構(gòu)件分離出來(lái)，按任務(wù)單上號(hào)碼對(duì)構(gòu)件進(jìn)行打鋼印編號(hào)。(7)構(gòu)件經(jīng)過(guò)拋丸除銹后，用封口膠將鋼印密封，防止油漆、防火涂料、銹蝕等外界因素影響鋼印清晰度。(8)按貨運(yùn)要求進(jìn)行打包產(chǎn)品，每個(gè)包架嘜頭用噴涂標(biāo)識(shí)，字跡清楚，以便發(fā)運(yùn)和現(xiàn)場(chǎng)組裝。

2.10科技應(yīng)用，高科技保質(zhì)量在原有質(zhì)量管理體系的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目部技術(shù)人員利用Tekla三維軟件建模，細(xì)化節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，模擬現(xiàn)場(chǎng)組拼裝效果，從三維效果上查找錯(cuò)、漏、缺，并及時(shí)與設(shè)計(jì)溝通，達(dá)成修改共識(shí)。軟件自動(dòng)生成詳細(xì)的二維加工零件圖和組裝詳圖，快速列出各類鋼材的規(guī)格型號(hào)用量表，實(shí)現(xiàn)快速材料計(jì)劃下單采購(gòu)，避免了手工操作出現(xiàn)的紕漏。數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用，編程操作，輕松實(shí)現(xiàn)排料、切割、鉆孔等工序程序化，批量化，其操作簡(jiǎn)單，進(jìn)料、退料、起刀、收刀等自動(dòng)定位，自動(dòng)控制，切口小，切割面光平，能很好地確保零件尺寸，孔徑、孔距、孔眼垂直度等主控項(xiàng)目的偏差值在允許偏差值范圍內(nèi)，確保高精度高效率地完成施工任務(wù)。

3工程實(shí)例及效果

四川油建新疆項(xiàng)目部在承接的土庫(kù)曼南約洛坦100億商品氣產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目、土國(guó)B區(qū)處理廠工程、土國(guó)A區(qū)處理廠擴(kuò)建工程、阿富汗AD項(xiàng)目等工程中均運(yùn)用該技術(shù)對(duì)管廊架、設(shè)備平臺(tái)等鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)，克服了鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制量大，結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，螺栓連接多，任務(wù)重、工期短等難題，高效優(yōu)質(zhì)地完成了各項(xiàng)任務(wù)，取得了全部鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制深度達(dá)到98%的好成績(jī)，并使系統(tǒng)管架橫梁軸心線、標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)位置等精度控制在3mm以內(nèi)，突破千榀管架無(wú)返工，數(shù)十萬(wàn)螺栓孔坐標(biāo)、孔徑、組裝位置等與現(xiàn)場(chǎng)安裝匹配率100%等驚人成績(jī)。

4結(jié)論

裝配式鋼結(jié)構(gòu)深度預(yù)制施工技術(shù)在預(yù)制生產(chǎn)中把Tekla三維模擬軟件和數(shù)控設(shè)備成熟地配套應(yīng)用，不但縮短了技術(shù)人員拿出零件加工圖的時(shí)間，還節(jié)省了統(tǒng)計(jì)材料的時(shí)間，提高了技術(shù)人員的工作效率;數(shù)控設(shè)備的投入，使得各工序施工輕松化、簡(jiǎn)單化，不但很大程度上提高了零件制作質(zhì)量，同時(shí)也降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工效為公司贏得了效益。這種全新的生產(chǎn)模式，形成了建模簡(jiǎn)潔化、下單快速化、生產(chǎn)工序化、作業(yè)流水化、加工快速化、預(yù)制優(yōu)質(zhì)化等特色，并適用于場(chǎng)站系統(tǒng)管廊架、塔架鋼結(jié)構(gòu)、常壓非標(biāo)設(shè)備制造、煙囪類成套設(shè)備制作、設(shè)備梯子、欄桿、檢修通道鋼格板成套制造、鋼結(jié)構(gòu)的廠房、倉(cāng)庫(kù)、辦公樓的預(yù)制、設(shè)備框架成套制造等大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)深度加工預(yù)制，是我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制的發(fā)展趨勢(shì)與進(jìn)步。

作者：劉洪成 單位：川慶鉆探工程有限公司 四川油建分公司