贵阳奥体中心主体育场钢结构安装施工组织设计第三部分.doc

贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 0 1. 钢结构安装测量校正 1.1.钢结构测量总体思路 本工程钢结构罩棚为管桁架组成的空间异形壳体结构，结构整体测量控制 重点在于管桁架地面拼装成形、吊装单元高空就位对接。根据结构及构件特点 设置合理的测量标记点，在拼装和吊装中通过对构件精准定位，及平面坐标控 制和高程测量。现场采用高精度全站仪对构件标记点进行空间三维坐标控制； 采用高精度水准仪对构件的标高位置进行控制。 1.2.现场平面控制网布置 西看台屋盖钢结构沿环向长度约为 410m ，沿径向（悬挑方向）长度约为 69m：东看台屋面钢结构沿环向长度约为 340m，沿径向（悬挑方向）长度约为 43m。根据现场一级测量控制点，采用全站仪在通视条件下进行测点加密布置 钢结构测量控制网。 北 西 看 台 东 看 台 ：原始附和导线 ：西看台附和导线 ：东看台附和导线 at2 at3 at1 O4 O3 d1 d2 d3 插图插图 1.2-1 钢结构测量控制网站点布置图钢结构测量控制网站点布置图 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 1 现场分别投放东、西看台钢结构二级测量控制点，并对每个点二级控制点 设定方位角。测量控制点 O3、O4 在场地内部与原始控制点形成附和导线对西 看台钢结构安装进行测量控制，加密测量控制点 d1、d2、d3 在体育馆东面与原 始控制点形成附和导线对东看台钢结构安装进行测量控制。 1.3.高程控制网立面设置 考虑到基础沉降和建筑物压缩变形的实时监控需要，在建筑物外围远离沉 降影响的范围外布置一闭合水准路线，作为全部标高测量的基准。 用水准仪引测各区域标高控制点到固定构筑物（混凝土柱或钢柱）上，做 +1.0M 标高线，并用油漆做好标记，标高控制点的引测采用往返观测的方法。 对于标高控制点的竖向传递，有两种方法可供选择，比较如下： 方法 项目 钢 尺全 站 仪 综合改正温度、拉力、尺长改正仪器自动改正 引测原理钢尺精密量距三角高程测量 数据处理人工计算程式化自动处理 误差分析 系统误差（客观因素） 偶然误差（人为因素） 累积误差（人为因素） 系统误差（客观因素） 示意图 重锤 H(目标高度) H0(后视标高) 阻尼液 H (需改正) 吊钢尺 L HO(基准标高) Z(目标高度) H 计算式 H=H0+HZ = H0+H+LSin 比较结论过程繁琐、累积误差大简便、快捷、精度高 插图插图 1.3-1 高程测量控制引测对比表高程测量控制引测对比表 选择全站仪进行高程传递，其具体方法示意如下： 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 2 全站仪标高基准点垂直引测示意图 z2 后视标高h0 z1 H=h0+z1+z2 a 说明: 当仪器架设在a 30度的锥形范围 内时,均可保证高程的精确传递. 插图插图 1.3-2 全站仪标高基准点垂直引测示意图全站仪标高基准点垂直引测示意图 1.4.预埋件安装测量定位 柱脚预埋锚栓设计采用 16 根 M56 的圆钢锚杆，锚杆底部设置有固定支座， 上端设置一块 50mm 厚钢板进行约束固定。 插图插图 1.4-1 埋件设计形式示意图埋件设计形式示意图 根据混凝土柱模板上弹设的定位墨线标识对埋件位置进行初步定位，利用 钢结构测量控制网在已完成的桩端、底板上测设埋件中心定位控制线，作为对 锚栓埋设的测量控制基准。 整个预埋件安装测量分为以下 4 步：用经纬仪、水准仪和线锤先对定位套 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 3 板进行安装定位测量；其次待锚栓就位好固定前进行测量，主要测轴线位置、 锚栓对角线和锚栓顶部标高；然后在浇混凝土前对锚栓进行测量校核；最后在 浇完混泥土进行锚栓的埋设成果测量，并在砼面弹出定位墨线。 1.5.桁架安装测量控制标记选定 本工程桁架结构杆件为圆钢管，转换桁架部分主要节点采用焊接球节点连 接，墙面桁架与屋面桁架部分钢管杆件之间主要采用相贯线焊接连接。 对于焊接球节点、圆钢管相贯节点及圆钢管构件定位坐标均为球心、圆管 中心线的设计三维坐标值，现场测量控制时无法直接利用虚化的球心、圆管中 心线。 因此实际操作时，在电脑三维模型上将构件中心的设计定位坐标值转换至 构件表面，并明确标记。 对于焊接球节点，根据加工厂制作时设定的工装标记点在球体表面上标记 出球心对应的球顶点。 插图插图 1.5-1 焊接球节点测量标记设置示意图焊接球节点测量标记设置示意图 墙面桁架与屋面桁架杆件等圆钢管的连接节点主要为钢管相贯线焊接，测 量控制点设置在主桁架上弦杆顶面与下弦杆底面位置。根据测量标记点与相贯 球顶点标记 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 4 节点的距离计算处管顶中心线上该点坐标值，对现场实测进行指导。 控制点设置在管桁架单元格弦杆中心处，尽量靠近胎架位置，以便于作业 人员通行。 插图插图 1.5-2 钢管构件测量标记点设置示意图钢管构件测量标记点设置示意图 1.6.钢桁架施工测量控制 桁架拼装阶段测量控制采用间接定位法，现场安装阶段测量控制采用间接 定位法与直接检测法相结合的方式。 首先在拼装胎架搭设时对胎架上的支撑点进行控制，根据支撑点对应的构 件拼装三维坐标值在胎架上设置平面坐标约束和标高约束措施，构件就位时将 标记点与定位措施对齐，以间接的方法控制球节点中心以及钢管中心线的空间 位置。 1.6.1.片式桁架拼装测控 对于墙面桁架、屋面桁架等片式桁架拼装将钢管杆件测控截面定位线标记 明确，拼装胎架构件支撑平面上进行控制点投放、标记，并设置标高调整垫块。 吊运拼装杆件至胎架支撑面上，与定位标记对位合格后及完成片式桁架主杆件 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 5 定位，桁架腹杆根据主杆件进行安装。如下表图所示。 钢管标高 调节垫板 钢管中心 坐标点 钢管边界 定位线 1、安装胎架设置完成后，根据选定杆件标记位置的中心三维坐标值在型钢支撑上投放。 确定出钢管控制中心点、十字线，以及钢管就位后的边界控制线，标高通过调节垫板进 行调整。 钢管定位 截面标记 钢管根据 标记就位 2、吊装杆件就位，将钢管壁上定位截面标记与胎架支撑型钢上测量投放的定位控制标 记对位。通过千斤顶、手拉葫芦等工具调整杆件至最佳位置。 插图插图 1.6-1 片式桁架拼装定位步骤表片式桁架拼装定位步骤表 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 6 1.6.2.转换桁架拼装测控 转换桁架拼装过程以对焊接球空间定位测量进行拼装单元的整体性控制。 在拼装胎架的球节点支托平台上进行定位标记及措施的设置，确保焊接球节点 的钢球就位后球心在拼装控制坐标点上。钢管连接杆件安装定位根据焊接球位 置进行确定。焊接球定位步骤如下表图所示。 1、转换桁架拼装胎架搭设 完毕后，对胎架顶面焊接 球支撑平台进行标高抄平， 并根据球心拼装坐标值在 钢板面上投放中心点标记 以及焊接球在钢板上的投 影边线。 2、根据标高测量情况，中 心点、焊接球投影边线位 置，在中心点位置设置垫 板对标高进行调整，在投 影线位置设置定位立板作 为安装控制措施。 3、定位措施设置完毕后， 吊装焊接球部件至平台板 上，按照定位措施设置情 况直接就位即可确保三维 空间位置。根据球定位情 况安装焊接钢管杆件。 插图插图 1.6-2 转换桁架球节点拼装定位步骤表转换桁架球节点拼装定位步骤表 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 7 1.6.3.钢桁架安装测量控制 现场钢桁架安装时首先采用间接定位法进行三维空间位置控制。支撑定位 胎架搭设完成后，按照桁架拼装时所选定的空间定位标记点或截面坐标值，在 胎架支撑平台上设置构件吊装就位控制标记。 根据现场测量控制网的站点，采用全站仪分别对不同形式的桁架支撑胎架 投放坐标点，根据坐标点设置定位标记。由于钢罩棚下方的各区域混凝土结构 顶部高度相差较大，而且钢桁架也不在同一个平面上，相互高差较大，因此为 便于节点定位和校正测量，需根据主测量控制网在混凝土楼顶上或临时支撑胎 架上设置测量控制点，作为测量后视点。 插图插图 1.6-3 现场钢桁架安装测量控制示意图现场钢桁架安装测量控制示意图 每个吊装单元构件就位完成后，对构件上的标记点空间三维坐标值进行测 量，与设计安装坐标进行对比，以此进行复检及验收。 1.7.铸钢节点施工测量控制 对于铸钢节点制作完成后，在地面设置专用平台进行检查验收，主要是采 用三维坐标拟合法对其外形尺寸、分枝数量与角度方向、节点中心和分枝端预 定的控制点三维坐标等进行复查，确保构件安装顺利。节点分枝角度和坐标检 测采用全站仪进行。 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 8 根据设计蓝图进行铸钢节点深化设计，深化过程中根据柱脚中心坐标，铸 钢节点各个分支方向、长度等确定出牛腿定位相对坐标值。 采用拟合法检测铸钢节点构件时，在专用平台处投放铸钢节点测量检测临 时控制网，将铸钢节点构件放置在临时控制网中，采用全站仪对构件控制标记 点在临时控制网的三维坐标值进行采集。将采集数据输入电脑，在三维建模软 件中建立实测的铸钢件分支模型，与深化设计模型进行对比，得出检查结论。 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 9 插图插图 1.7-1 “拟合法拟合法”验收铸钢节点示意图验收铸钢节点示意图 铸钢节点构件现场测量控制时，根据现场工程测量三维控制网投放出构件 中心定位、方向控制的十字线。构件安装定位及标高调到位整后，检查该构件 在现场测量控制网中个分支的控制点位坐标值，与设计坐标对比并予以调整， 确保铸钢节点分支与桁架钢管对接。 1.8.安装测量误差控制措施 在正常情况下钢结构安装误差来源于：构件在吊装过程中因自重产生的变 形、因日照温差造成的缩胀变形、因焊接产生收缩变形。结构由局部至整体形 成的安装过程中，若不采取相应措施，对累积误差加以减小、消除，将会给结 构带来严重的质量隐患。 针对以上分析，消除安装误差，应当从安装工艺和施工测控两方面采取以 下措施： 1、安装过程中，构件应采取合理保护措施。 由于在安装过程中，细长构件较多，形成的吊装单元因抵抗变形的刚度较 弱，会在自身重力的影响下，发生不同程度的变形。为此，构件在，运输、倒 运、安装过程中，应采取合理保护措施，如布设合理吊点，局部采取加强抵抗 变形措施等，来减小自重变形，防止给安装带来不便。 2、在构件测控时，节点定位实施反三维空间变形。 钢构件在安装过程中，因日照温差、焊接会使细长杆件在长度方向会有显着伸 缩变形。从而影响结构的安装精度。应此，在上一安装单元安装结束后，通过 观测其变形规律，结合具体变形条件，总结其变形量和变形方向，在下一构件 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 10 定位测控时，对其定位轴线实施反向预偏，即节点定位实施反三维空间变形， 以消除安装误差的累积。 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 0 2. 钢结构焊接 2.1.焊接施工概况 本工程钢罩棚结构面广、空间位置高、焊接量大，焊接变形控制是本工程 的一大重点。根据焊缝不同位置有横焊、平焊、立焊、仰焊等多种形式，钢罩 棚桁架焊接部位主要为钢管对接、相贯线焊接，焊接球与钢管对接以及方管与 圆管焊接，其中相贯线接头焊接工程量最大。 序号焊缝类型焊缝等级探伤方法 1母材拼接、全熔透对接焊缝、全熔透剖口连接焊缝一级超声波探伤 2钢管与空心球及铸钢件连接、空心球对接连接一级超声波探伤 3相贯线焊缝类型(t6mm)二级超声波探伤 4相贯线焊缝类型(t6mm)二级磁粉探伤 插表插表 2.1-1 焊接施工分类表焊接施工分类表 本工程现场焊接主要采用二氧化碳气体保护半自动焊、手工电弧焊两种方 法。 在确保焊接结构安全、可靠的前提下，根据钢材的化学成分、机械性能、 板厚、接头形式，结构的工作条件、使用条件及对焊缝金属的性能要求，焊接 工艺性能和技术经济效益等，择优选用焊接材料。 选用依据选用要点 焊接材料的机 械性能和化学 成分要求 对于普通结构钢，通常要焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度等于或 稍高母材的焊条。对于合金结构钢，通常要求焊缝金属的主要合金成分与 母材金属相同相近。在被焊结构刚性大、接头应力高、焊缝容易产生裂纹 的不利情况，可以考虑选用比母材强度低一级的焊条。当母材中碳及硫、 磷等元素的含量偏高时，焊缝容易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢焊 条。 焊件的使用性 能和工作要求 对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，还要保证焊缝金属 具有较高的冲击韧性和塑性，应选用塑性和韧性指标较高的低氢焊条。接 触腐蚀介质的焊件，根据介质的性质及腐蚀特征，选用相应的不锈钢类焊 条或其他耐腐蚀焊条。在高温或低温条件下工作的焊件，应选用相应的耐 热或低温钢焊条。 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 1 焊件的结构特 点受力状态 对结构形状复杂、刚性大及大厚度焊件，由于焊接过程中产生很大的应力， 容易使焊缝产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢焊条。对焊接部位难以清 理干净的焊件，选用氧化性强，对铁锈、氧化皮油污不敏感的酸性焊条。 对受条件限制不能翻转的焊件，有些焊缝处于非平焊位置，应选用全位置 焊接的焊条。 施工条件 及设备 在没有直流电源，而焊接结构又要求使用低氢焊条的场合，选用交直流两 用低氢焊条。在狭小或通风条件差的场合，选用酸性焊条低尘焊条。 操作工艺性能在满产品性能要求的条件下，尽量选用工艺性能好的酸性焊条。 经济效益 在满足使用性能和操作工艺性的条件下，尽量选用成本低、效率高的焊条。 插表插表 2.1-2 焊接材料使用要求焊接材料使用要求 2.2.焊工培训及考试 2.2.1.焊工考试与选拔流程 本工程现场焊接施工基本在室外进行，且现场焊缝基本为熔透焊接，故焊 工的素质非常重要。我单位计划在本工程焊工选择的时候进行多次严格筛选， 以选用符合本工程要求的焊工进行焊接施工。 序号焊工考试与选拔 初选初选出考试成绩优异、经验丰富、有类似工程施工经验、相应水平的焊工。 培训 针对本工程特点，特别进行焊接球节点与钢管连接，钢管相贯连接的全位置焊接的 培训，并进行考试，合格后才允许进入下一轮考试。 考试 按照建筑钢结构焊接技术规程 （JGJ81-2002）的焊工考试规定，对所有焊工进行 严格的理论考试和操作技能考试。特别进行焊接球节点与钢管连接，钢管相贯连接 的全位置焊接的考试，全部合格后才允许进入复试。 复试 按照四级焊工的要求对考试合格的焊工进行复试，复试合格后方可进入本工程项目 进行焊接施工。 插表插表 2.2-1 焊工考试选拔流程表焊工考试选拔流程表 2.2.2.焊工理论知识考试 焊工理论知识考试应以焊工必须掌握的基础知识及安全知识为主要内容， 并应按考核的焊接方法、类别对应出题，内容范围应符合以下规定： 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 2 序号考试内容及要求 1焊接安全知识（焊接与切割安全GB9448） 。 2 焊接符号识别能力（焊缝符号表示法GB324、 气焊、手工电弧焊及气体 保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸GB985） 。 3焊缝外形尺寸要求（钢结构外形尺寸GB10854） 。 4焊接方法表示代号（金属焊接及钎焊方法在图样上的表式代号GB5185） 。 5 本工程焊接方法的特点：焊接工艺参数、操作方法、焊接顺序及其对焊接质 量的影响。 6 焊接质量保证、缺陷分级（焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级 GB/T12469） 。 7 建筑钢结构的焊接质量要求。应符合有关钢结构施工验收规程、规范的要求。 8与本工程相适应的焊接材料型号、牌号及使用、保管要求。 9 焊接常用钢材及本工程使用钢材型号、牌号标志和主要合金成分、力学性能 及焊接性能。 10焊接设备、装备名称、类别、使用及维护要求。 11 焊接缺陷分类及定义、形成原因及防止措施的一般知识（金属熔化焊焊缝 缺陷分类GB6417） 。 12焊接热输入与焊接规范参数的换算及热输入对性能影响的一般关系。 13焊接应力、变形产生原因、防止措施及热处理的一般知识。 插表插表 2.2-2 焊工理论考试内容表焊工理论考试内容表 2.2.3.焊工操作技能考试 操作技能考试以检验焊工的操作技能为原则，以检验焊工遵循工艺指令能 力及完成致密焊缝能力为主。其分类及适应认可范围符合下表规定： 考试分类焊接方法分类代号类别号认可范围 焊工手工操作技能基本考试 焊工手工操作技能附加考试焊 工手工操作技能定位焊考试 药皮焊条手工电弧焊 实芯焊丝气体保护焊 药芯焊丝气体保护焊 药芯焊丝自保护焊 非熔化极气体保护焊 SMAW GMAW FCAW-G FCAW-SS GTAW 1 2-1 2-2 3 4 1 2-1 2-2 34 机械操作技能考试 气电立焊实芯焊丝气 体保护焊 EGW GMAW-A 7 8-1 7 8-1、8- 2、8-3 注：多极焊合格可代替单极焊考试，反之不可。 插表插表 2.2-3 焊工考试分类表焊工考试分类表 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 3 2.3.安装焊接工艺评定 在施工前要进行焊接工艺评定，评定的目的是针对各种类型的焊接节点确 定出最佳焊接工艺参数，制定完整、合理、详细的工艺措施和工艺流程。 2.3.1.焊接工艺评定流程 序号焊接工艺评定程序 1由技术员提出焊接工艺评定任务书(焊接方法、试验项目和标准)。 2焊接责任工程师审核任务书并拟定焊接工艺评定指导书(焊接工艺规范参数)。 3焊接责任工程师依据相关国家标准，监督试件施焊及试件的检验、测试等工作。 4 焊接试验室责任人负责评定送检试样的工作，并汇总评定检验结果，提出焊接工 艺评定报告。 5 焊接工艺评定报告经焊接责任工程师审核，企业技术总负责人批准后，正式作为 编制指导生产的焊接工艺的可靠依据。 6 焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态且为项目正式施工使用的设备， 试样的选择覆盖本工程的全部规格并具有代表性，试件由本企业持有合格证书技 术熟练的焊工施焊。 插表插表 2.3-1 焊接工艺流程表焊接工艺流程表 2.3.2.焊接工艺评定项目 序号项 目要 求 1焊接机械 整流式弧焊机，电流调节范围为 40A600A，电压调节范围为 8V40V； 2试件材质Q345B，规格：27360020mm； 3垫板材质国产 Q345，规格：407008； 4焊材型号 CHE5073.2-4.0mm（SMAW） ；JM-581.2（GMAW） ； 5接头形式V 型带衬钢管焊缝，大间隙（25mm）相贯线焊缝； 6焊接方法CO2焊接打底、填充、盖面； 7试验场地施工现场； 8试验日期焊接工艺评定时间须由试件抵达现场时间而定。 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 4 说明：根据设计蓝图、深化图结果，单个节点相贯杆件较多影响焊接施工时，须向设计 院提出，焊接处理方式须经设计院认可。 插表插表 2.3-2 焊接工艺评定项目表焊接工艺评定项目表 2.3.3.焊接工艺评定试件 根据建筑钢结构焊接技术规程 （JGJ81-2002）规定，选择板厚 20mm 的 试件进行焊接工艺评定可以覆盖本工程全部规格的适用板厚。 插表插表 2.3-3 焊接工艺评定试件选用表焊接工艺评定试件选用表 工程适用厚度范围 序 号 材质 试件规 格 （mm） 评定合格试 件厚度 t（mm） 板厚 最小值 板厚 最大值 覆盖本工程适用板厚 （mm） 110 25 0.75t2t10、12、16、18、20 2 Q345B 20 25 0.75t2t16、18、20、25、30、35 插表插表 2.3-4 焊接工艺评定覆盖范围统计表焊接工艺评定覆盖范围统计表 2.3.4.焊接工艺评定参数 焊丝伸出长度 参数 位置 电弧电 压 （V） 焊接电流 （A） 40 40 层厚 (mm) 极 性 气体流量 （L/min） 焊丝 型号 层温 () 首层22241802002025303567阳5055 中间 层 252723025020253056阳4550 表面 层 2225 200 202056阳3540 JM- 581. 2 851 50 序号材质板厚（mm）试件规格（mm）衬管规格（mm） 1Q345B20 37740020337506 2Q345B20 27340020233506 3Q345B20 273400202331256 说明：第三项试件为相贯线焊缝间隙超规范时所特定的焊接工艺评定，详细操作见焊接 工艺评定方案。 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 5 送丝速度：5.5mm/S；气体有效保护面积：1000mm2，高空焊接时，加大气体流量，增加保 护气柱的抗风挺度。 插表插表 2.3-5 二氧化碳气体保护焊横、立焊参数表二氧化碳气体保护焊横、立焊参数表 电弧电压（V）焊接电流（A） 参数 位置 平焊其它平焊其它 焊条 极性 层厚 (mm) 层温 () 焊条 型号 首层24262325105115105160阳- 中间层29332930150180150160阳4586150 表面层25272527130150130150阳4585150 E5003 3.2- 4.0 插表插表 2.3-6 手工电弧焊接参数表手工电弧焊接参数表 焊丝伸出长度 参数 位置 电弧电 压 （V） 焊接电 流（A） 40 40 层厚 (mm) 极 性 气体流量 （L/min ） 焊丝 规格 层温 () 首层2224180200202530357阳4550 中间层252723025020253056阳40 表面层2224200230202056阳35 JM-58 1.2 851 50 送丝速度：5.5mm/S；气体有效保护面积：10002，高空焊接时，加大气体流量，增加保护 气柱的抗风挺度。 插表插表 2.3-7 二氧化碳气体保护焊平焊参数表二氧化碳气体保护焊平焊参数表 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 6 2.4.现场焊接施工 2.4.1.焊接工艺流程 插图插图 2.4-1 现场焊接施工工艺流程图现场焊接施工工艺流程图 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 7 2.4.2.焊接作业准备 序号焊接作业准备工作 1 焊接作 业环境 1、下雨时露天不允许进行焊接施工，如须施工必须进行防雨处理，在焊 接作业区域设置防雨、防风措施。 2、在外界温度小于 0时，需对焊口两侧 75mm 范围内预热至 3050。 3、若焊缝区空气湿度大于 85，应采取加热除湿处理。 4、焊缝表面干净，应无浮锈、无油漆、无水分。 5、采用手工电弧焊作业（风力大于 5m/s）和 CO2 气体保护焊（风力大 于 2m/s）作业时，未设置防风棚或没有防风措施的部位严禁施焊作业。 2 焊前 清理 正式施焊前应清除焊渣、飞溅等污物。定位焊点与收弧处必须用角向磨 光机修磨成缓坡状且确认无未熔合、收缩孔等缺陷 3 电流 调试 1、手工电弧焊：不得在木材和组对的坡口内进行，应在试弧板上分别做 短弧、长弧、正常弧长试焊，并核对极性。 2、CO2气体保护焊：应在试弧板上分别做焊接电流、电压、收弧电流、 收弧电压对比调试。 4 气体 检查 核定气体流量、送气时间、滞后时间、确认气路无阻滞、无泄露。 5 焊材 准备 本工程钢结构现场焊接施工所需的焊接材料和辅材，均有质量合格证书， 施工现场设置专门的焊材存储场所，分类保管。用于本工程的焊条使用 前均须要进行烘干处理。 插表插表 2.4-1 现场焊接作业贮备工作内容表现场焊接作业贮备工作内容表 焊接施工时，为了保证焊接作业在良好的作业环境下进行，根据现场环境 情况，在焊接施工部位搭设焊接防护棚，以防止风、雨等的侵袭。焊接防护棚 要求设计成装配式式，既满足整体安装的需要，又满足根据焊接部位特点进行 调节的需要。 可开关通 风口 装配式焊接 防护棚 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 8 插图插图 2.4-2 焊接作业防护棚搭设示意图焊接作业防护棚搭设示意图 2.4.3.焊接施工作业 序号焊接施工 1 钢管焊接：采用根部手工焊封底、半自动焊中间填充、面层手工焊盖面的焊接方 式。带衬板的焊件全部采用 CO2 气体保护半自动焊焊接。 2 全部焊段尽可能保持连续施焊，避免多次熄弧、起弧。穿越安装连接板处工艺孔 时必须尽可能将接头送过连接板中心，接头部位均应错开。 3 同一层道焊缝出现一次或数次停顿需再续焊时，始焊接头需在原熄弧处后至少 15mm 处起弧，禁止在原熄弧处直接起弧。CO2 气体保护焊熄弧时，应待保护气 体完全停止供给、焊缝完全冷凝后方能移走焊枪。禁止电弧刚停止燃烧即移走焊 枪，使红热熔池暴露在大气中失去 CO2 气体保护。 4 打底层：在焊缝起点前方 50 mm 处的引弧板上引燃电弧，然后运弧进行焊接施工。 熄弧时，电弧不允许在接头处熄灭，而是应将电弧引带至超越接头处 50mm 的熄 弧板熄弧，并填满弧坑，运弧采用往复式运弧手法，在两侧稍加停留，避免焊肉 与坡口产生夹角，达到平缓过度的要求。 5 填充层：在进行填充焊接前应清除首层焊道上的凸起部分及引弧造成的多余部分， 清除粘连在坡壁上的飞溅物及粉尘，检查坡口边缘有无未熔合及凹陷夹角，如有 必须用角向磨光机除去。CO2 气体保护焊时，CO2 气体流量宜控制在 4055（L/min） ，焊丝外伸长 2025mm，焊接速度控制在 57mm/s，熔池保持水 准状态，运焊手法采用划斜圆方法，填充层焊接面层时，应注意均匀留出 1.5mm2mm 的深度，便于盖面时能够看清坡口边。 6 面层焊接：直接关系到该焊缝外观质量是否符合质量检验标准，开始焊接前应对 全焊缝进行修补，消除凹凸处，尚未达到合格处应先予以修复，保持该焊缝的连 续均匀成型。面层焊缝应在最后一道焊缝焊接时，注意防止边部出现咬边缺陷。 7 焊接过程中：焊缝的层间温度应始终控制在 100-150之间，要求焊接过程具有 最大的连续性，在施焊过程中出现修补缺陷、清理焊渣所需停焊的情况造成温度 下降，则必须用加热工具进行加热，直至达到规定值后方能再进行焊接。焊缝出 现裂纹时，焊工不得擅自处理，应报告焊接技术负责人，查清原因，订出修补措 施后方可进行处理。 8 焊后清理与检查：焊后应清除飞溅物与焊渣，清除干净后，用焊缝量规、放大镜 对焊缝外观进行检查，不得有凹陷、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷，并做好 焊后自检记录，自检合格后鉴上操作焊工的编号钢印，钢印应鉴在接头中部距焊 缝纵向 50mm 处，严禁在边沿处鉴印，防止出现裂源。外观质量检查标准应符合 GB-50221 表 4-7-13 的 I 级规定。 9 焊缝的无损检测：焊件冷至常温24 小时后，进行无损检验，检验方式为 UT 检 测，检验标准应符合 JGB-11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级方法 规定的检验等级并出具探伤报告。 插表插表 2.4-2 现场焊接作业操作步骤要求现场焊接作业操作步骤要求 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 9 2.5.铸钢节点构件焊接 2.5.1.焊接设备选用 铸钢节点与钢管的对接焊接，坡口形式为带内衬板 U 形坡口（此坡口形式 可减少焊缝断面，减少根部与面缝部收缩差，防止由于焊接应力过度集中在近 面缝区产生撕裂现象。 ）采用手工电弧焊焊接，焊条选用 E5015，直径选用 3.2mm4mm，配备功率强大（可远距离配线，电压降极小）性能先进， 可随时由操作者远距离手控电压、电流变幅的 CO2焊机（型号：NB600） ，以适 应高空作业者为满足全位置焊接需要频繁调整焊接电压、电流的要求。 2.5.2.焊接施工准备 序 号 准备工作 1 与设计院、铸钢件加工厂进行联系，落实分支较多的铸件支腿尺寸，确保现场焊接 施工具有足够的空间。 2 组对前先将铸钢件接头处坡口内壁 15mm20mm 处仔细清除锈蚀及污物，由于铸 钢件的表面光洁度较差，在组对前必须把凹陷处用角向磨光机磨平，坡口表面有得 不平整、锈蚀等现象。 3节点方钢管与梁方钢管的对接处清理与铸钢件相同。 4不得在铸钢件部位进行硬性敲打，防止产生裂纹。 5 预留焊接收缩量，用千斤顶之类起重器具把接头处坡口间隙顶至成上部大于下部 2mm3mm 的焊接收缩预留量，以保证整个焊接节点最终的收缩相等，预检采用 钢直尺、角尺、楔尺、焊缝量规核查拼对间隙、错边状况、坡口有无损伤，确认符 合规程要求后。 6 对接接头定位焊采用小直径（3.2mm）E5015 焊条进行，焊条必须严格按使用说 明书进行烘烤，定位焊的焊接长度要求为每处50mm，焊肉厚度为4mm。 7定位焊后采用角向磨光机将始焊与终焊处磨成缓坡状。 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 10 示 意 图 坡口打磨清理示意图坡口检查 插表插表 2.5-1 铸钢节点焊接施工准备工作铸钢节点焊接施工准备工作 2.5.3.铸钢节点焊接参数 GS-20MN5N 铸钢件与 Q345B 钢焊接前，预热应沿焊缝中心两侧各 100mm 以内进行全方位均匀加热，当预热温度范围均达到预定值后，恒温 20-30 分钟， 温度的测试须在离坡口 80-100mm 处进行，采用触式温度计测试，加热源采用 氧乙炔加热时至少使火焰焰蕊距构件面有不少于 100mm 的距离且不时绕方钢管 运作， （以免造成加热不均匀，单点温度过高而造成对铸钢件的损伤） 。 焊材层数 焊条规格 （mm） 电流（A）电压（V） 焊速 （cm/s） 电弧极性 打底 3.2 9010018220.230.3阳 填充 4.0250.3阳E5015 面层 3.2 10012023250.3阳 插表插表 2.5-2 焊接施工层间控制参数焊接施工层间控制参数 2.6.焊后处理 2.6.1.外观处理 序号焊后处理 1 焊接作业完成后，清理焊缝表面的熔碴和金属飞溅物，焊工自行检查焊缝的外观 质量；如不符合要求，应焊补或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝 的外观质量要求。 2 对于重要构件或重要接点焊缝，焊工自行检查焊缝外观合格后，在焊缝附近打上 焊工的钢印。 3外露钢构件对接接头，应磨平焊缝余高，达到与被焊材料同样的光洁度。 插表插表 2.6-1 焊后焊缝外观处理要求焊后焊缝外观处理要求 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 11 2.6.2.焊后焊缝应力消减 方法应力消除工艺 简介 应力消除工艺有很多种类，主要常用的有机械消应力法、火焰消应力法、 爆炸消应力法等，根据钢结构行业施工特点，我们常用的消应力法为机械 消除法和火焰消应力法。 机械消除法 机械消除法主要常用的为振动消应力法和锤击消应力法。振动消应力法主 要采用超声波冲击仪等专业的消应力设备来消除焊接应力；锤击法消应力 主要采用小锤锤击已焊接完成的焊缝，利用锤击来消除焊接应力。 火焰消除法钢构件焊接完成后，可采用火焰加热的方式对构件进行去应力回火处理。 插表插表 2.6-2 焊后残余应力消减方法焊后残余应力消减方法 2.7.焊接质量控制 2.7.1.焊接质量检查与检测 1、焊缝的外观检验 焊缝要求与母材表面匀顺过渡，同一焊缝的焊脚高度要均匀一致。对接焊 缝的余高为 23mm。焊缝外观应均匀、致密，不应有裂纹、焊瘤、气孔、夹 渣、咬边弧坑、未焊满等缺陷。一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩，咬边和 接头不良等缺陷。二级焊缝的外观质量除应符合以上要求外，还应满足建筑 钢结构焊接技术规程JGJ812002 第七章 7.2.3 中有关规定。 2、焊缝尺寸检查 焊缝尺寸检查采用焊脚量规进行。焊缝焊脚尺寸、焊缝余高、错边应符合 建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002 第七章表 7.2.4-1 中有关规定。 3、焊缝无损检测 目前业主提供的招标图中没有明确焊缝质量等级，本标书按一级焊缝、二 级焊缝分别进行叙述。现场采用超声波无损检测检验应符合下列要求。 超声波探伤人员必须持有效的资格证书上岗。焊接质检人员必须有丰富的 焊接检查经验，并应持证上岗。探伤单位必须有有效的资质。 一级焊缝应进行 100的检验，其合格等级应为现行国家标准钢焊缝手 工超声波探伤方法及质量分级法 （GB11345）B 级检验的级及级以上。 二级焊缝应进行抽检，抽检比例应不小于 20。其合格等级应为现行国家 标准钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法 （GB11345）B 级检验的级 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 12 及级以上。 2.7.2.焊接质量控制程序 控制阶段质量控制内容 母材和焊接材料的确认与必要复验 焊接部位的质量和合适的夹具 焊接设备和仪器的正常运行情况 焊接规范的调整和必要的试验评定 焊接前质量控制 焊工操作技术水平的考核 焊接工艺参数是否稳定 焊条、焊剂是否正常烘干 焊接材料选择是否正确 焊接设备运行是否正常 焊接中质量控制 焊接热处理是否及时 焊接外形尺寸、缺陷的目测 理化试验 金相试验破坏性试验 其它 无损检测 焊接接头 质量检验 非破坏性试验 强度及致密性试验 焊接后质量控制 焊接区域的清除工作 插表插表 2.7-1 焊缝质量控制程序表焊缝质量控制程序表 2.7.3.焊接注意事项 序号注 意 事 项 1 焊接变形对施工质量影响非常大，所以，焊接时应采取措施严格控制焊接变形。 2根据板的不同厚度采取相应的预热措施及层间温度控制措施。 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 13 3 实施分段的多层多道焊，每焊完一道后应及时清理焊渣及表面飞溅，发现影响 焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。 4 连续焊接时应控制焊接区母材温度，保证层间温度符合要求，遇有中断焊接作 业的特殊情况，应采取保温措施，再次焊接时，应重新预热且应高于初始预热 温度。 5焊接时严禁在焊缝以外的母材上打火引弧。 6 焊后应认真清除焊缝表面飞溅、焊渣、焊缝不得有咬边、气孔、裂纹、焊瘤等 缺陷和焊缝表面存在几何尺寸不符现象，不得因切割连接板、刨除垫板等工作 而伤及母材，连接板、引入、引出板刨除后的表面应光滑平整。 插表插表 2.7-2 焊接施工注意事项焊接施工注意事项 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 0 3. 现场涂装工程 3.1. 钢罩棚涂装施工概况 序号内容材质涂刷要求备注 1 防锈 底漆 无机富锌漆 50m*1 道 体积固体含量 59%，锌粉在干 膜中的比重不底于 74% 2 防锈 中间漆 环氧云铁漆 50m*1 道 体积固体含量 80% 3 防锈 面漆 氯化橡胶面漆 50m*2 道 固体含量 72% 4 防火 涂料 薄型钢结构防火涂 料 5mm 耐火极限 2.5 小时 地下一级、地上二级 注：防腐涂层干漆膜厚度不小于 150m。 插图插图 3.1-1 钢罩棚结构涂层统计表钢罩棚结构涂层统计表 3.2. 防腐涂料现场涂装 3.2.1. 现场防腐涂装施工内容 钢结构构件除现场焊接、高强螺栓连接部位不在制作厂涂装外，其余部位 均在制作厂内完成底漆、中间漆涂装，所有构件面漆待钢构件安装后进行涂装。 钢结构构件因运输过程和现场安装原因，会造成构件涂层破损，所以，在 钢构件安装前和安装后需对构件破损涂层进行现场防腐修补。修补之后才能进 行面漆涂装。 3.2.2. 防腐涂装施工工艺 名称施工工艺 涂装材料 要求 现场补涂的油漆与制作厂使用的油漆相同，由制作厂统一提供，随钢构件分批 进场。 表面处理 采用电动、风动工具等将构件表面的毛刺、氧化皮、铁锈、焊渣、焊疤、灰尘、 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 1 插图插图 3.2-1 现场防腐涂装施工工艺表现场防腐涂装施工工艺表 3.2.3. 防腐涂层检查 名称涂层检测 检查工具漆膜检测工具可采用湿膜测厚仪、干膜测厚仪。 检测方法 油漆喷涂后马上用湿膜测厚仪垂直按入湿膜直至接触到底材，然后取出测厚仪 读取数值。 膜厚控制 原则 膜厚的控制应遵守两个 90的规定，即 90的测点应在规定膜厚以上，余下 的 10的测点应达到规定膜厚的 90。测点的密度应根据施工面积的大小而 定。 外观检验涂层均匀，无起泡、流挂、龟裂、干喷和参杂物现象。 插图插图 3.2-2 现场防腐涂层施工质量检查现场防腐涂层施工质量检查 3.2.4. 防腐涂层施工质量保证措施 1 防腐涂料补涂施工前对需补涂部位进行打磨及除锈处理，除锈等级达到 St2.5 的要求。 2钢板边缘棱角及焊缝区要研磨圆滑，R=2.0mm。 3露天进行涂装作业应选在晴天进行，湿度不得超过 85%。 4喷涂应均匀，完工的干膜厚度应用干膜测厚仪进行检测。 5涂装施工不得出现漏涂、针孔、开裂、剥离、粉化、流挂等缺陷。 插图插图 3.2-3 现场防腐涂装施工质量保证措施表现场防腐涂装施工质量保证措施表 3.2.5. 注意事项 序号注意事项 油污及附着物彻底清除干净。 涂装环境 要求 涂装前，除了底材或前道涂层的表面要清洁、干燥外，还要注意底材温度要高 于露点温度 3以上。此外，应在相对湿度低于 85的情况下可以进行施工。 经处理的钢结构基层，应及时涂刷底漆，间隔时间不应超过 5 小时。 一道漆涂装完毕后，在进行下道漆涂装之前，一定要确认是否已达到规定的涂 装间隔时间，否则就不能进行涂装。 涂装间隔 时间 如果在过了最长涂装间隔时间以后再进行涂装，则应该用细砂纸将前道漆打毛 后，并清除尘土、杂质以后再进行涂装。 涂装要求在每一遍通涂之前，必须对焊逢、边角和不宜喷涂的小部件进行预涂。 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 2 1配制油漆时，地面上应垫木板或防火布等，避免污染地面。 2配制油漆时，应严格按照说明书的要求进行，当天调配的油漆应在当天用完。 3 油漆补刷时，应注意外观整齐，接头线高低一致，螺栓节点补刷时，注意螺栓头 油漆均匀，特别是螺栓头下部要涂到，不要漏刷。 4由于是雨露天作业,下雨天,气温低,雾天均不进行油漆补刷工作。 插图插图 3.2-4 防腐涂层现场施工注意事项表防腐涂层现场施工注意事项表 3.3. 防火涂料施工 3.3.1. 施工准备 1、防火涂料施工前的基层检查： （1）防火涂料施工在钢构件防锈符合设计要求和国家现行标准规定后方可 进行。 （2）刷涂防火涂料前，首先对需做防火涂料的钢构件表面进行清理。 （3）钢构件表面不得有水渍、油污，否则用干净的毛巾擦拭干净。 （4）钢构件表面的返锈予以清除干净，清除方法依锈蚀程度而定。 （5）面部防锈漆脱落或锈蚀情况不严重，可用铲刀铲除起皮、脱落的防锈 漆，再用钢丝刷刷除锈迹，比较难清除的防锈漆可用金刚砂打磨。基层清理干 净，再用相同种类的防锈漆进行补刷，补刷的防锈漆漆膜必须完整，附着力良 好。 （6）基层表面处理完毕，并通过检查合格验收后再进行防火涂料的施工。 2、防火涂料材料的准备： （1）对运送至工地现场的防火涂料，在进入工地临时仓库前，对防火涂料 的型号、品牌、生产日期、颜色、合格证、出厂检验报告、保质期等逐项进行 检查。生产日期、合格证及出厂检验报告等与到场的材料相符，方可验收入库。 （2）严格进场防火涂料的材料报审制度，每一批防火涂料进场，填写建 筑材料报审表 ，经监理、业主及相关检验单位验收合格同意使用后，方可使用。 （3）钢罩棚所用的钢结构防火涂料在现场用搅拌机搅拌均匀，故而需在临 贵阳奥体中心主体育场工程 钢结构施工方案 中建三局贵阳奥体中心项目经理部 3 时仓库旁设置一搅拌