鋼結構蜂窩梁的制造工藝

蜂窩梁是一種充分利用梁的受力特性而提出的鋼構件，具有自重輕、承載能力高、經濟美觀等優點，在工程實際中的應用可以帶來顯著的經濟效益。通常，蜂窩梁由H型鋼或工字鋼切割后錯位相焊制成，與實腹梁相比可以節約鋼材25~30％左右，降低總造價15％左右，比組合桁架制作簡易，防腐性能好，而且可以充分利用建筑空間，穿設各種管道、電線，常用于一些荷載不大的靜力結構，如框架柱及橫梁、檁條、平臺梁以及鋼同鋼筋混凝土組合結構的鋼梁等。隨著國內外對蜂窩梁的研究的逐步深入，以及制作蜂窩梁的生產工藝的逐步現代化自動化，蜂窩梁的應用必將越來越廣泛。

韶鋼大轉爐工程鋼結構廠房的天面系統，采用蜂窩梁式檁條，總數745根，長度為12m和18m，截面規格為450×175×7×11和600×220×10×14兩種，蜂窩梁的截面高度比H型鋼的截面高度有較大擴張，了截面慣性矩和抵抗矩，顯著提高梁的剛度和強度，滿足大跨度廠房屋面檁條剛度好、質量輕的要求，且結構美觀，節省鋼材，降低工程造價。 

1 蜂窩梁的結構特點

 蜂窩梁是在H型鋼腹板上按一定的折線進行切割后，變換位置重新焊接組合而形成的新形式梁。切割后變換位置可采用平移錯開或掉頭的方式進行，為保持梁端頭平齊，可切除多余部分或加焊鋼板補齊。如圖l所示。

2 切割方法選擇

用傳統的手工放樣、畫線、切割下料的方法，工效低、切割質量差，尺寸偏差大，難以滿足工藝要求。采用軋制H型鋼制作蜂窩梁，其主要工序是腹板折線切割和組對焊接。腹板折線切割采用數控多頭自動切割，折線切割的尺寸精度好，蜂窩孔邊整齊光潔，省去放樣、劃線工序，并可多個割嘴同時進行切割，效率是手工切割的10倍以上。

在數控多頭自動切割機上輸入程序，開機切割，即可沿H型鋼腹板縱向切割出完整的蜂窩形折線。但縱向單線切割長條料時，易產生旁彎變形，試驗表明，在切割長度4800mm范圍內。冷卻后起始端張開了125mm，旁彎變形嚴重。采取留點切割法，能較好地解決旁彎問題，但切割機行走中斷頻率高，每一起始切割點要重新預熱，降低了切割效率，且燃氣消耗。改為折線連續切割，每切進1m左右，在割縫上臨時點焊一點，待全程切割完冷卻后，再割開點焊縫，無明顯變形，打磨焊點即可進行組對。

3 組對焊接工藝過程

(1)焊接變形分析。由于腹板較薄，對接焊后產生橫向應力作用，造成較大的角變形，這樣造成蜂窩梁截面縱向中位線與腹板偏移，降低了剛度，容易導致失穩。

(2)制作專用組裝焊接胎架，胎架上表面水平度誤差為±1．5mm，上翼緣的縱向擋樁預留15mm的上拱量。

(3)將腹板對接邊用半自動切割機割出40°~45°。的單邊坡口，鈍邊1~2mm ，組對間隙為2~3mm，以保證焊透。

(4)H型鋼腹板的折線切割完并開坡口后，將坯料平移錯開擺放于組裝胎架上，用卡具和擋鐵、楔鐵配合組對、點焊固定。

(5)用二氧化碳氣體保護焊打底，手工焊蓋面，在胎架上焊完一面后將蜂窩梁構件翻身，置放平整卡緊，清理焊道后再焊接背面。

(6)裝焊筋板，兩端封頭板和座板，劃線鉆孔，編號油漆后交付安裝。