组（百万千瓦及其以上）锅炉钢结构箱型构件的制作技术，其螺栓孔群的精确定位、
法兰的精确定位、法兰面的平面度和密贴性、梁和牛腿与斜撑连接部位工作轴线控制
、焊接变形控制等方面技术先进、工艺合理,具有良好的社会和经济效益。
【关键词】钢结构；箱型梁；制作技术
Millionboilersteelstructureboxtypesreachacreationtechnique
WangJu-biao1,ZhangJian-zhong2,QinWei-dong3
(1.JiangsuChangshusteelstructureengineeringlimited
coMPanyChangshuJiangsu215500;
2.ChangshuconstructionadministrativeofficeChangshuJiangsu215500;
3.Changshuconstructionengineeringdiagramreviewing
centerChangshuJiangsu215500)
【Abstract】Thearticleintroducedthecreationtechniquethatthelarge
boilersteelstructureboxofthegeneratorset(MillionKWandabove)type
reachesapiece,theaccuratefixedposition,methodorchidofitsstud
boltboresofaccuratefixedposition,theflatsurfacedegreeofmethod
orchidsurfacewithairtightstick,beamandcowlegwithinclined
supportconjunctionparttoworkstalklinecontrol,weldtotransforma
controletc.techniqueforerunner,craftreasonable,haveagoodsocial
andeconomicperformance.
【Keywords】Steelstructure;Boxtypebeam;Creationtechnique
随着国民经济的快速发展，电力需求日益增大和节能减排成为人们共识及基本国策，
超超临界发电机组以其大发电能力（百万千瓦及其以上，以下简称百万机组）、低污
染物排放的优势成为国家电力建设方面投资、许可的重点。百万机组锅炉钢结构（见
图1）由6层组成，第6层为大板梁，其它层为箱型结构，结构总的高度达100多米。整
个工程大部分构件为箱型结构，构件截面大，单个构件重量均在100吨以上，通常柱
子截面2.5m×2.5m、长15m左右，梁截面高2m左右、长30m左右。箱型柱、梁、斜撑构
造复杂，技术要求高，在连接部位螺栓孔群的精确定位、法兰的精确定位、法兰面的
平面度和密贴性、梁和牛腿与斜撑连接部位工作轴线控制、焊接变形控制等方面都具
有很大的技术难度。
图1第一层示意图笔者所在单位曾承担了多项百万机组锅炉钢结构构件的加工制作任
务，在实践中不断改进、攻克难题，逐步掌握了大型箱型钢结构构件制作的关键技术
。在钢结构箱型构件制作加工时，利用数控机床的自动控制高精度钻孔技术对梁、柱
、斜撑等构件连接法兰螺栓孔群钻孔，对梁、柱、斜撑等大型构件连接部位螺栓孔群
采用现场预装叠合法钻孔，确保了大量密集螺栓孔群的制孔精度，一次穿孔率达100%
，保证了各构件间连接螺孔位置的一致性；对梁、柱的连接法兰综合运用二次装配和
端铣等多项先进技术；采用预置反变形和调整焊接顺序等方法，控制焊接变形，确保
了箱型钢结构的制作质量，提高了安装速度，缩短了制作安装工期，技术指标达到国
内领先水平。本公司曾先后开发了“建筑钢结构厚板对接施工技术（板厚达200mm）
”和“大跨度锅炉钢结构叠置梁制作技术（梁高达5m）”，解决了厚钢板在拼接和焊
接变形控制与矫正方面的难题，且并均被批准为江苏省省级施工工法，故在箱型构件
制作中所需引用的相关技术或内容本文不再详细介绍。
箱型梁、柱的制作工艺流程如图2、3所示。
1.下料
(1)柱、梁、斜撑的翼板和腹板下料，长度方向二端放余量，且划线装配隔板时放焊
接收缩余量。梁的翼板和腹板下料应事先预放拱度，梁的腹板应开工艺人孔。
(2)法兰、横隔板和工艺隔板由板条拼接而成，下料时周边各放铣边余量。拼焊矫正
后再进行铣边，上下柱子对接的二块连接法兰应叠铣。柱连接法兰厚度应放铣面余量
。
(3)内隔板四周放铣削余量，并按图样要求切割角部缺口。
(4)采用全自动数控切割机切割下料。
2.划线钻孔
图2箱型大梁制作工艺流程(1)法兰上的连接孔应在铣边后用数控机床钻孔（上下柱对
接的二块连接法兰应采用叠合套钻法），钻后打钢印做标记，并注明方向以确保同心
，防止翻身和转向。
(2)箱型柱本体与横梁、牛腿的连接孔，在铣切端面和修正中心线后以柱中心线和上
端面为基准划出钻孔基准线，然后将已钻孔的牛腿或梁的连接法兰作为模板，对准十
字基准线并夹紧后进行套钻。
(3)箱型柱本体及牛腿或横梁端板在钻孔前，其板上的方形人孔等应先切割，且必须
矫平后才能正式钻孔。钻孔之前的划线必须检查，检验合格后才能正式钻孔。
3.组装
(1)柱的组装顺序：在水平胎架上放置箱型柱的一块翼板，划出横向隔板和纵向隔板
的定位线并装配→装配两侧腹板成U型→翼板、腹板上分别装配相应的纵向肋板（BH
、T型钢）→装配横隔板→装配井字隔板及柱底板→焊接井字隔板之间的焊缝以及井
字隔板与柱底板之间的焊缝→装配上翼板成箱型→装配井字肋顶部中间横隔板→装焊
附件→焊接。
(2)梁的组装顺序：在水平胎架上放置上翼板，划出隔板及牛腿位置线并装配→组装
腹板成U型→焊接隔板及牛腿→组装下翼板成箱型→焊接隔板及牛腿部位→将大梁置
于胎架上（预设拱度6～10mm）→组装梁端部密封内隔板→铣削端部→装焊端部法兰
板及与斜撑连接的法兰板并焊接→装焊附件→焊接。
图3箱型柱制作工艺流程(3)组装时注意要点：工作平台的平整度应控制在0～2mm；隔
板安装应保证垂直度和各隔板间的直线度，柱脚底板应保证垂直度；梁端部连接法兰
及梁与斜撑连接法兰的工作轴线应定位准确。
4.焊接
4.1焊接顺序
（1）箱型柱焊接顺序：焊接井字隔板之间的焊缝以及井字隔板与柱底板之间的焊缝
→焊接柱本体及柱内纵向隔板与底板间的焊缝→矫正→将柱底板连同井字隔板装配到
U型槽中，并装配成箱型→预装柱连接法兰→焊接隔板与T型钢和焊接箱型柱腹板与翼
板的四条纵缝→矫正→重装、焊接连接法兰。
（2）箱型梁焊接顺序：焊接上翼板与内隔板、牛腿板连接部分→组装腹板并焊接内
部隔板焊缝以及部分牛腿焊缝→腹板开工艺人孔，组装下翼板→将箱型梁跨中架空并
焊接内部隔板→补焊腹板工艺人孔→装焊梁端部密封内隔板→重装、焊接梁端及梁与
斜撑的连接法兰。
4.2焊接方法
（1）纵向隔板与纵向隔板间焊缝、纵向隔板（包括井字隔板）与柱本体间焊缝、横
隔板与纵隔板焊缝以及横隔板与柱本体间焊缝由柱中心向四周方向依次对称平衡焊接
。
（2）T字钢与柱翼板或腹板的纵向角焊缝采用分段退焊法进行焊接。
（3）箱型构件腹板与翼板的四条纵缝，采用同步、同方向的对称施焊方法进行，减
少焊接变形。
（4）连接法兰板先定位不焊接，待构件本体焊接完成后根据实际焊接收缩数据重新
装配、焊接（即采用预装焊接法），确保梁、柱、斜撑的长度准确和法兰安装精度。
（5）多层和多道焊时，在焊接过程中应严格清除焊道或焊层间的焊渣、夹渣、氧化
物等；焊接完全焊透的对接焊缝时，在反面开始焊接之前，应采用碳刨、凿子等作清
根处理。
（6）同一焊缝应连续施焊，一次完成；不能一次完成的焊缝应注意焊后的缓冷和重
新焊接前的预热。
（7）尽可能采用平焊位置和自动焊、半自动焊方法进行焊接。
（8）不同板厚的接头焊接时，应按较厚板的要求选择焊接工艺；不同材质间的板接
头焊接时，应按强度较高材料选用焊接工艺，但焊接材料应按强度较低的材料选用。
4.3焊接变形控制
（1）下料、装配时，预留焊接收缩余量、预置反变形，采用多头数控切割机下料，
减少切割变形。
（2）装配前，矫正每一构件的变形，保证装配符合装配公差表的要求。
（3）使用必要的装焊胎架、工装夹具、工艺隔板及撑杆。
（4）在同一构件上焊接时，应尽可能采用热量分散，对称分布的方式施焊。
5.修正中心线、铣切端面
(1)将箱型柱搁置于平台上,调整水平,使四角的水平偏差不超过2.0mm，根据箱型柱的
实际旁弯情况修正中心线。
(2)将箱型梁架空，在自重状态下用经纬仪检验梁的垂直度、水平轴线及下挠度（当
下挠度超出允许偏差，应予以校出拱度）；并用经纬仪校对和修正梁的水平轴线和垂
直度；修正梁上翼面的铣削面；根据修正后的水平轴线及梁的中分线划出斜撑的斜率
轴线和牛腿下部切割线；根据大梁的长度尺寸和中分线，确定大梁两端的铣削余量。
(3)铣削前应校对梁柱轴线及铣削面的垂直度，根据加工余量进行铣削。
(4)法兰二次装配、焊接完成后根据构件实际尺寸确定铣削余量，利用端铣设备将构
件端部铣削，确保柱连接面的标高、梁和斜撑的长度尺寸、各构件端面与本体的垂直
度以及连接面的平整、密贴。