项目编号：建科评[2007]077号

项目名称：大型、复杂、特殊形状钢结构制作新工艺新技术的研究及应用

完成单位：江苏沪宁钢机股份有限公司 

简要技术说明：

针对北京奥运工程、国家大剧院、中央电视台新址、上海环球金融中心、广州新电视塔、广州珠江新城西塔等工程中遇到的大型、复杂钢结构工程，进行钢结构构件加工制作工艺、技术研究，主要成果有：

1、大型空间箱形截面弯扭构件加工新工艺、新技术。结合国家体育场等工程的需要，对大型空间箱形截面弯扭构件（口1200×1200×20～100，口600×600×40～20，钢材Q345GJC）的成型原理、三维特型构件制作软件、扭曲壁板的加工及检验、弯扭构件的组装及焊接技术、Q460E－Z35厚板（t＝110mm、100mm）及铸钢件的焊接问题等新工艺新技术进行了研究开发（专利申请号：200710134863.8）。并已成功用于国家体育场（鸟巢）、首都机场地面交通中心（GTC）等工程。

2、大口径钢管弧形加工制作新工艺、新技术。（1）火工弯管工艺：用于国家大剧院顶部环梁φ1125×26钢管的弧形加工；（2）中频弯管工艺：用于广州新电视塔不同规格椭圆形环梁 φ800×（25，30，35），曲率半径R＜20m，钢材材质345GJC；（3）研究开发了冷压弯管成型新技术。开发了可开启、合拢的上模，可开启、合拢并能绕底座转轴旋转的下模（专利申请号为：200710134959.4）等和专用弧形检测工具，采用2000t油压机进行钢管冷弯加工。已成功应用于沈阳奥体中心体育场罩棚工程钢结构主拱φ1524×25，φ1422×34、φ1422×25，曲率半径R＝14.7～300m，环拱φ1321×34、φ1218×25、φ965×16的钢管弧形加工。用于首都机场交通中心φ1650×22钢管以及广州电视塔大环梁φ800×（25,30,35）的钢管弧形加工。

3、梭形钢管柱、锥形钢管柱加工新技术、新工艺。采用计算机三维放样技术绘制零件详图，绘制下料图及数控编程，对锥形钢管的放样下料、压头、成型工艺、组装焊接及矫正检验进行了系统研究。解决了锥形钢管分段组接成锥形钢管柱和梭形柱制作难题。已应用于首都机场航站楼采用φ（3084～1000）×（60，50,40），长度30m的锥形钢管柱以及φ（1683～1000）×（50，42），长度20m 梭形钢管柱，钢材材质Q345GJC，广州新电视塔采用φ（2000～1200）×（50～30）的锥形钢管柱，钢材材质Q345GJC，Q390GJC。 

4、复杂节点制作加工新技术、新工艺。设计奇特、新颖的建筑造型，导致钢结构工程节点构造异常复杂，使钢结构加工制作的难度加大。

（1）广州珠江新城西塔工程X型节点加工制作技术。该节点主要由φ1800×50、φ1150×30外筒立柱、70～100mm厚椭圆形拉接板、加劲环、加劲板及楼层梁牛腿等组成。

（2）上海环球金融中心F89～F91楼层的外周圈带状桁架与巨型柱连接节点，该节点有十多个构件交汇于此，采用铸钢件节点，而节点的延续牛腿和附件由我公司加工装焊。

（3）中央电视台新址主楼钢结构目字型多向柱及蝶型牛腿的加工制作新工艺、新技术。

（4）国家体育场钢结构工程多复杂节点制作新工艺、新技术。

5、厚板焊接新技术、新工艺。针对厚板、超厚板加工中容易出现的母材金相组织破坏、构件焊接残余应力与变形、焊接裂纹及层状撕裂倾向等，进行了深入研究，开发了厚板构件加工制作新工艺，严格控制焊接过程（包括：材质控制、坡口控制、温度控制、过程控制、变形控制及残余应力的消除等）研究，进行了Q460E钢厚板焊接工艺试验研究，并成功的应用于国家体育场、中央电视台新台址工程。  

专家评议：

研究开发了三维特型构件设计软件，进行大型箱形截面空间弯扭构件的扭曲板件详图设计，采用三辊卷板机进行滚轧成型，油压机精整加工制作，具有良好的经济性和适用性，显著提高了加工效率。

研究开发了大直径钢管的冷弯成型新技术、新工艺及专用模具，解决了大直径钢管的冷弯成型技术难题，提高了工效；锥形钢管钢板整体下料加工新技术、新工艺，比传统的两瓣或三瓣的成型工艺减少了焊缝数量、残余应力及组装误差；厚板和复杂节点的加工制作新技术、新工艺，控制了焊接变形，避免了冷裂纹及层状撕裂。 

研究开发成果成功地应用于国家体育场（鸟巢）、新中央电视台、上海环球金融中心、广州新电视塔、广州珠江新城西塔、首都机场新航站楼及交通中心、沈阳奥体中心体育场等多项大型工程，取得了良好的社会效益和经济效益。为我国类似工程的建设提供了具有先进适用价值的重要经验。具有重要的推广价值。