高层建筑施工：加工制作技巧

加工制作是钢结构施工的重要环节，制作质量的好坏直接影响工程质量的好坏。下面重点介绍超高层钢构件加工的方法、质量控制以及典型工程构件的加工制作。

待深化图出图、制作材料采购、技术准备等均完毕后，便可进行钢结构构件的加工制作了。从材料到位到构件出厂，一般需要经历下面9道工序。

（1）钢板矫正

为保证钢构件的加工制作质量，在钢板有较大弯曲、凹凸不平等问题时应进行矫正。钢板矫正时优先采用矫正机对钢板进行矫正（图13.20），当矫正机无法满足时采用液压机进行钢板的矫正（图13.21）。

图13.20　多辊矫正机矫正板材

图13.21　液压矫正机

（2）放样、号料

钢构件深化完成之后，其尺寸只是最终成品的尺寸，由于加工时需要考虑焊接变形、起拱等因素，所用钢板尺寸往往要大于其成品尺寸，故需要将构件成品尺寸换算成加工所用钢板尺寸，此过程即为放样。号料是指把已经展开的零件的真实形状及尺寸，通过样板、样箱、样条或草图画在钢板或型材上的工艺过程。

（3）钢材切割

号料工作完成之后，即可进行钢板或型材的切割加工（图13.22）。常用的钢材切割方法有机械切割、火焰切割（气割）、等离子切割等。机械切割是指使用机械设备（如剪切机、锯切机、砂轮切割机等），对钢材进行切割，一般用于型材及薄钢板的切割。火焰切割（气割）是指利用气体（氧气-乙炔、液化石油气等）火焰的热能，将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使材料燃烧并放出热量，从而实现切割的方法，主要用于厚钢板的切割。等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化（和蒸发），并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法，通常用于不锈钢、铝、铜、钛、镍钢板的切割。切割时应严格按照工艺规定进行（图13.23）。

图13.22　人工号料

图13.23　电脑切割生产线

（4）边缘、端部加工

边缘加工和端部加工主要是指去除钢板在切割过程中边缘发生组织变化的部分和对钢构件坡口的加工。桥梁等重要构件在下料完成之后一般会刨去2～4 mm，以保证其质量。焊接坡口宜采用切割的方法进行，坡口尺寸用样板控制。箱型钢柱翼缘板、腹板，以及H型钢柱、梁翼缘板剖口加工采用半自动火焰切割机切割，为保证板材不发生侧向弯曲，宜采用两台切割机同时切割，以保证板材的直线度（图13.24）。

（5）制孔

制孔是采用加工机具在钢板或者型钢上面加工孔的工艺作业。制孔的方法通常分为冲孔和钻孔两种。冲孔是在冲床上进行的，适用于较薄的钢板或非圆孔加工，其孔径大于钢材的厚度。钻孔是在钻床上进行的，可应用于各种厚度的钢板，具有精度高、孔壁损伤小的优点。

构件制孔主要包括普通（高强）螺栓连接孔、地脚锚栓连接孔等。孔（A、B级螺栓孔——Ⅰ类孔）的直径应与螺栓公称直径相匹配（图13.25）。

图13.24　钢柱端面端铣加工

(www.xing528.com)

图13.25　数控三维钻孔机

（6）摩擦面加工

摩擦型高强螺栓连接的构件，其连接面必须具有一定的抗滑移能力，即连接面必须经过加工处理，使其抗滑移系数达到设计规定值。摩擦面的加工可采用喷砂、喷（抛）丸和砂轮打磨等方式，制作厂商可根据自有设备选择处理方式，但其抗滑移系数必须达到设计规定值。处理后的摩擦面不能有毛刺，不允许再次打磨或撞击、碰撞。应妥善保护处理好的摩擦面，并做好防油污和防损伤等措施。构件出厂前应做抗滑移系数试验，符合设计值要求才能出厂。同时，不同规格螺栓应按批提供同材质、同处理方法的3套试件，以供安装单位复验使用（图13.26）。

（7）组装

构件组装必须按照工艺流程的规定进行，组装要严格按顺序进行。组装顺序应根据结构形式、焊接方法和焊接顺序等因素确定。

（8）焊接

焊接是钢结构加工制作中的关键步骤，此处不再赘述（图13.27）。

图13.26　高强螺栓连接施工

图13.27　广州电视塔外筒钢结构焊接施工

（9）钢构件除锈、防腐

钢材在热轧过程中，与空气中的氧气发生氧化反应后，表面会形成一层完整、致密的氧化皮。之后在运输和储存时，钢材表面会吸附空气中的水分。由于钢中含有一定比例的碳和其他元素，因此在钢材表面会形成无数的微电池而发生电化锈蚀，使钢材表面产生锈斑。清除钢材表面锈斑的工艺即为除锈，防止钢材表面因为与氧气和水接触产生锈斑的方法即为防腐。钢构件表面除锈方法分为手工除锈、动力工具除锈、喷射或抛射除锈、火焰除锈等（图13.28）。钢结构涂装方法包括刷涂法、手工滚涂法、空气喷涂法和高压无气喷涂发，构件在工厂涂装时一般采用喷涂法（图13.29）。

图13.28　喷砂除锈

图13.29　喷涂法进行涂装

图13.30为某工程钢管柱加工制作组装流程。

图13.30　某工程钢管柱加工制作组装流程