新建高鐵站房項目下部結(jié)構(gòu)采用框架勁性結(jié)構(gòu)體系，勁性結(jié)構(gòu)鋼柱設計為十字型截面，柱腳設計為靴梁式預埋柱腳。鋼構(gòu)件為Q345GJC材質(zhì)，加工性能較差，且截面較大，靴梁式柱腳焊縫多、板材空間拼接多，加工難度較大。項目通過采用精細化的深化設計管理和現(xiàn)代化的工廠加工管理，通過準備、加工的全工序質(zhì)量控制，實現(xiàn)了大型復雜鋼構(gòu)件的加工質(zhì)量控制。

　　

　　鋼結(jié)構(gòu)柱腳上連主體結(jié)構(gòu)，下接下部基礎(chǔ)，是決定承載力的主要部位，使上部結(jié)構(gòu)和下部主體有效的連接起來，他能有效固定上部主體的同時將柱子下端的軸力、彎矩和剪力傳遞給基礎(chǔ)，柱腳剛度直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時柱腳上部為十字型鋼柱，下部是鋼筋混凝土基礎(chǔ)，兩者結(jié)構(gòu)上存在不連續(xù)性。作為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)接和主要受力構(gòu)件，如果柱腳及整根鋼柱處理不當、加工質(zhì)量不可靠，將對整體結(jié)構(gòu)造成嚴重不良影響。
　　
　　鋼結(jié)構(gòu)的加工制造隨著結(jié)構(gòu)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的制造工業(yè)機械化水平也在不斷提高。從設計入手，結(jié)合制造工藝，促進產(chǎn)品的定型化、標準化、系列化，形成加工流水線，促進批量化生產(chǎn)，降低造價。我國鋼結(jié)構(gòu)自19世紀開始發(fā)展，隨著工廠內(nèi)加工工藝和管理模式的日漸成熟，新型智能化加工設備的推陳出新，復雜鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的加工質(zhì)量也到了進一步保障，加工效率大幅提高。
　　
　　2工廠化加工管理
　　
　　2.1工藝流程綜述
　　
　　施工準備階段進行原材料的采購，進廠后進行檢驗，合格后再進行預處理，審閱施工圖后完成工藝準備、焊接工藝評定、制作工藝流程。材料進場后按照圖紙尺寸要求進行放樣，檢查套料的尺寸精度后再進行下料，切割、鉆孔、鋼材冷熱加工成形后再進行尺寸檢查，完成焊接、矯正后合攏組裝，再進行焊接、矯正，經(jīng)過初裝、中裝并逐級檢查矯正后，進行大合攏總拼裝。在車間完成構(gòu)建的預拼裝，全部檢查合格后，對構(gòu)建進行涂裝編號，最終驗收，合格后出廠。
　　
　　靴梁式十字柱結(jié)構(gòu)由1段十字型鋼柱及4個靴梁組成，十字型鋼柱加工步驟為：先加工出一個H型鋼柱，再將兩個T型鋼柱組裝在H型鋼柱上，再對端部銑平，驗收后分段完成十字柱加工;現(xiàn)場施工靴梁式十字柱節(jié)點分五次進行加工，即十字型鋼柱和4個靴梁分次加工，在現(xiàn)場進行靴梁和十字柱的焊接，完成靴梁式十字柱結(jié)構(gòu)的制作。
　　
　　2.2深化設計管理
　　
　　基于BIM技術(shù)，應用Tekla軟件，通過對鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙節(jié)點的（建模→分析→分解→鋼筋-鋼構(gòu)節(jié)點深化→焊縫深化→形成三維深化設計成果→導出深化設計圖紙→深化設計圖紙確認→出加工圖→加工）等管理流程，實現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的深化設計，使圖紙信息由設計信息完成向加工、安裝信息的轉(zhuǎn)化。
　　
　　工程靴梁式十字柱結(jié)構(gòu)，其靴梁柱腳是深化設計的重點。通過對節(jié)點的三維模型搭建，優(yōu)化鋼構(gòu)-鋼筋穿插，確定連接板、預埋螺栓、鉚釘?shù)燃毑繕?gòu)件定位，并輸出可用于指導工廠化加工的鋼結(jié)構(gòu)加工圖。
　　
　　2.3工廠內(nèi)工藝管理
　　
　?。?）下料
　　
　　鋼柱主體按無余量加工形式下料，減少二次切割;構(gòu)件長4.1m，考慮上端端銑3～4mm以及整體焊接收縮量，翼板下料長度為4105mm，允許偏差±1mm;全熔透區(qū)域腹板下料寬度加設2mm焊接收縮余量。
　　
　　45mm腹板在下料后應先完成制孔，再進行坡口開設;注意坡口正、反向的區(qū)別，嚴格按照工藝文件要求控制坡口角度及鈍邊尺寸，坡口角度偏差0～﹢5°，鈍邊尺寸偏差0～-2mm，并處理好半熔透和全熔透焊接坡口的過渡。
　　
　?。?）制孔
　　
　　45mm厚腹板Φ22穿筋孔采用高速龍門鉆、三維鉆（寬≤1220mm）制孔，80mm厚靴梁翼板Φ22穿筋孔亦可采用平面鉆制孔。
　　
　?。?）組立
　　
　　腹板與翼板焊接連接區(qū)域應將鐵銹、污垢等清除干凈。十字柱中H型及雙T型（將兩T型腹板位置點焊組成H型）宜采用人工臥式組立，在平整胎架上進行，保證截面尺寸。
　　
　　引熄弧板材質(zhì)、厚度、坡口尺寸選用與腹板相同的，保證焊縫端部質(zhì)量。為減少構(gòu)件翻身及焊接變形，組立時腹板焊接坡口深坡口應同側(cè)，同時進行深坡口側(cè)的打底焊、填充焊等，翻身后完成淺坡口側(cè)的清根、打底焊、填充焊等。4.1m長首節(jié)柱H型重約10t，單個T型重約5t，組立時應加設安全支撐板防傾斜，并對構(gòu)件噸位及件號進行標識。
　　
　　（4）焊接
　　
　　十字柱焊接前預熱至80℃;焊接時應注意翻身，減少焊接變形。H型及雙T型焊縫應采用埋弧焊蓋面，十字焊縫位置空間尺寸約為1m*1m，可采用小車埋弧焊。45mm厚腹板與翼板焊接后，焊縫焊腳高度10mm，允許偏差0～+2mm，不允許加大焊腳高度。
　　
　　（5）端銑及栓釘焊
　　
　　采用大型端銑機（4.5米*6米）進行十字柱頂部端銑。 　?。?）翻身倒運
　　
　　在翼板對應位置加設翻身吊耳，在翼板外側(cè)加設弧形卡板工裝。使用50t桁車主鉤、副鉤完成構(gòu)件翻身。
　　
　?。?）涂裝運輸
　　
　　表面處理：
　　
　　承軌層以下構(gòu)件均為勁性構(gòu)件，無需拋丸除銹，但應去除飛濺、油污等雜質(zhì)，保證構(gòu)件外觀質(zhì)量。
　　
　　構(gòu)件標識：
　　
　　1）按《工廠構(gòu)件標識-通用工藝》執(zhí)行，并貼二維碼掃描圖片（即BIM條碼）。
　　
　　2）總裝車間應在鋼柱柱頂往下500mm位置的圖紙▲側(cè)，打“△”型的樣沖眼標識。油漆車間用白色油漆明顯。
　　
　　2.4廠內(nèi)加工要求
　　
　　工廠內(nèi)加工的基本要求如下：
　　
　?。?）焊縫要求
　　
　　1）焊縫要求參照焊縫通圖。
　　
　　2）柱的翼緣板拼接縫和腹板拼接縫的間距不應小于200mm，拼接長度不小于600mm;所有拼接縫都必須避開節(jié)點區(qū)域、加勁板200mm以上。
　　
　　3）對接焊縫質(zhì)量等級均為一級。
　　
　?。?）材料要求
　　
　　1）焊材，焊劑在使用前應在350℃烘焙2h。
　　
　　2）栓釘，受潮的栓釘瓷環(huán)使用前應在120℃～150℃范圍內(nèi)烘焙1h～2h。栓釘選用ML15型。
　　
　　（3）預熱要求
　　
　　板厚≥40mm時，焊縫坡口兩側(cè)100mm范圍內(nèi)，焊前應預熱到80℃;層間溫度控制在80～250℃;焊后用保溫棉覆蓋緩冷至常溫。為避免延遲裂紋產(chǎn)生，構(gòu)件發(fā)貨前應再次檢查構(gòu)件焊縫。
　　
　?。?）其他要求
　　
　　1）采用火焰校正構(gòu)件變形，加熱校正一般溫度為700～800℃，不得超過900℃。
　　
　　2）過焊孔按照圖紙及《天津廠過焊孔-通用工藝》執(zhí)行;定位焊按照廠通用工藝執(zhí)行。
　　
　　3工廠加工質(zhì)量控制要點
　　
　　3.1 原材料質(zhì)量管理
　　
　　1）物資主管部門在進行工程所需的各種材料的采購前，應審查生產(chǎn)廠家是否滿足業(yè)主及工程所需材料要求，并要求提供相關(guān)證明。必要時應進行材料產(chǎn)地或生產(chǎn)廠家的質(zhì)量調(diào)查，確保工程材料的質(zhì)量保證。
　　
　　2）材料進場后，質(zhì)量主管部門與物資主管部門負責按照材料質(zhì)量標準進行外觀質(zhì)量和幾何尺寸的檢驗，并做好相關(guān)記錄。
　　
　　3）質(zhì)量主管部門在外觀質(zhì)量檢查合格的原材料、半成品中按照業(yè)主、監(jiān)理及國家標準的規(guī)定進行取樣，抽取的樣品由質(zhì)量主管部門材料檢驗員負責送檢，檢測單位應具有規(guī)定的資質(zhì)并在當?shù)亟ㄔO行政主管部門備案認可。
　　
　　4）只有經(jīng)過驗收、檢驗被確認為合格的原材料、半成品、零部件才能被允許使用。
　　
　　5）經(jīng)檢驗不合格的材料應進行明顯的標識，并及時與供應商聯(lián)系按照合同協(xié)商解決。嚴禁在工程上使用不合格材料。
　　
　　6）材料進場驗收后，均應做好標識，并按要求進行保管。

　　

　　3.2 制作過程的質(zhì)量控制
　　
　　1）工程質(zhì)量檢驗工作必須嚴格按照國家和地方政府的法律、法規(guī)、規(guī)范及規(guī)程標準執(zhí)行。
　　
　　2）工程開工前，相關(guān)部門應對車間及作業(yè)班組進行技術(shù)、制作工藝和檢驗計劃交底。
　　
　　3）作業(yè)班組應嚴格按照設計圖紙和技術(shù)交底、制作工藝以及質(zhì)量驗收規(guī)范的要求進行，專職質(zhì)量檢驗員應按照檢驗批的劃分隨時檢查制作質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)有不符合驗收標準要求的及時進行整改。
　　
　　4）作業(yè)班組在工程生產(chǎn)過程中嚴格進行“三檢制”。上道工序經(jīng)檢驗合格后才能進入下道工序的生產(chǎn)。
　　
　　5）專職質(zhì)量檢驗員及車間應認真做好生產(chǎn)記錄，以保持加工質(zhì)量的可追溯性。
　　
　　3.3 成品保護管理
　　
　　1）質(zhì)量主管部門負責監(jiān)督、檢查車間對構(gòu)件、物資的標識和可追溯性的管理工作。
　　
　　2）物資主管部門以及車間負責對原、輔材料及生產(chǎn)過程中所有零部件、構(gòu)件進行標識，并有可追溯性。
　　
　　3）庫內(nèi)存放物資，物資主管部門宜采用懸掛卡片的方法標識名稱、規(guī)格、材質(zhì)、數(shù)量、產(chǎn)地等。
　　
　　4）下料班組在零部件下料完成后，進入下道工序前用油漆標明零件號、材質(zhì)等信息。
　　
　　5）每道焊接作業(yè)完成后，焊接班組應在焊縫附近標記焊工鋼印號。
　　
　　6）總裝班組應在構(gòu)件組裝完成后，用鋼印標記出構(gòu)件編號。
　　
　　7）成品堆場構(gòu)件的堆放、發(fā)運的質(zhì)量管理。
　　
　　8）鋼構(gòu)件制作完畢后應加以臨時圍護隔離，防止踏踩。
　　
　　9）構(gòu)件需要運輸時，應注意防止磕碰，防止在地面拖拉。