钢结构制作工艺要领.doc

工程工程 钢结构制作工艺要领钢结构制作工艺要领 受控状态 受控 发放序号 实施日期 2011 12 1 技术部编写 编写 审核 批准 北京龙安华诚钢结构有限公司 第 1 页 共 17 页 目目 录录 第一章第一章 总则总则 2 2 1 11 1 工程概况工程概况 2 1 21 2 编制依据编制依据 3 第二章第二章 材料材料 3 3 2 12 1 钢材 钢材 3 2 22 2 焊材 焊材 3 2 2 3 3 高强螺栓 高强螺栓 4 2 2 4 4 油油漆漆 4 第三章第三章 屋盖的加工制作屋盖的加工制作 5 5 3 13 1 钢管预处理钢管预处理 5 3 23 2 下料下料 5 3 33 3 制作流程 制作流程 6 3 43 4 管子相贯线剖口切割管子相贯线剖口切割 7 3 53 5 圆管桁架组装圆管桁架组装 7 3 63 6 桁架的焊接要求桁架的焊接要求 9 3 73 7 管桁架的检验要求桁架的焊接要求管桁架的检验要求桁架的焊接要求 14 第四章第四章 焊缝质量要求焊缝质量要求 1515 4 14 1 焊缝外观允许偏差 焊缝外观允许偏差 15 4 24 2 焊缝内在质量要求 焊缝内在质量要求 17 第五章第五章 构件的除锈 涂装构件的除锈 涂装 1 17 7 北京龙安华诚钢结构有限公司 第 2 页 共 17 页 第一章 总则 1 1 工程概况 天津东丽湖文体中心 D 区屋盖 采用钢管桁架结构体系 东西方向总长度为 30 米 南北方向总长度为 58 8 米 跨度 30 米 桁架榀距 8 4 米 共 6 榀主桁架 屋面承重结 构采用空间倒三角形圆管桁架 1 2 编制依据 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81 2002 钢结构用高强度大六角螺栓 大六角螺母 垫圈与技术条件 GB T1228 1231 91 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205 2001 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法 GB11345 91 涂装前钢材表面腐蚀等级和防锈等级 GB8923 88 第二章 材料 2 1 钢材 1 屋盖结构的钢桁架及其它钢构件主要采用 Q345B 其质量标准应符合现行国家 标准 碳素结构钢 GB700 88 及 低合金高强度结构钢 GB T1591 94 的要求 应保证材料的抗拉强度 伸长率 屈服点 冷弯试验 冲击韧性合格 并应保证硫 磷 碳含量符合要求 2 钢材的强屈比不应小于 1 2 应有明显的屈服台阶 伸长率大于 20 并具有良 好的可焊性 当钢板厚度大于 40mm 时 板厚度方向的断面收缩率应保证 Z15 要求 3 销轴材料为 45 材质为 Q345B 4 钢管桁架主要采用 Q345B 主要采用无缝钢管 应严格控制壁厚与直径的公差 其质量等级应参照 结构用无缝钢管 GB8162 87 的要求 直径偏差不大于 1mm 2 2 焊材 本工程所用的焊条 焊丝和焊剂 应与主体金属强度相适应 并符合现行国家标准 碳钢焊条 GB5117 85 熔化焊用焊丝 GB T14957 94 和 气体保护焊用焊丝 GB T14958 94 的要求 保护气体采用 100 CO2 气体 其纯度不得低于 99 95 体积法 含水量不得大于 0 005 重量法 焊接方法母材钢号焊材牌号 规格烘干要求 北京龙安华诚钢结构有限公司 第 3 页 共 17 页 Q345B E5015 3 2 4 0350 380 烘干2小时 Q235B E4303 3 2 4 0 手工电弧焊 Q235B Q345B E4303 3 2 4 0 CO2气体保护焊Q235 Q345 ER50 6 1 2 2 3 高强螺栓 高强螺栓性能等级为 10 9 级 采用钢号及螺母 垫圈的使用组合应符合 钢结构 用高强度大六角头螺栓 大六角螺母 垫圈与技术条件 GB T1228 1231 或 钢结构 用扭剪型高强度螺栓连接副 GB T3632 3633 的规定 高强螺栓的设计预拉力值按 钢结构设计规范 GBJ17 88 的规定采用 高强螺栓连接钢材的摩擦面应进行喷砂 处理 抗滑移系数分别为 u 0 45 Q235B 和 u 0 50 Q345B 连接板的材料与强度 较高的母材相同 高强螺栓应采用钻模成孔 现场不得扩孔 除注明者外 均采用扭剪 型高强螺栓 2 42 4 油漆 油漆 底漆应选用环氧富锌底漆涂两遍 干膜总厚度不小于 70um 第 5 页 共 17 页 第三章 屋盖的加工制作 主桁架各杆件工厂下料在现场整榀放样拼装 整体安装 3 1 钢管预处理 桁架用钢管原材应首先进行抛丸除锈 其质量等级应符合国家标准 涂装前钢材表 面锈蚀等级和除锈等级 GB8923 88 的规定除锈等级 Sa2 5 预喷涂底漆 30 微米 3 2 下料 1 钢管应采用相贯线切割机或锯床下料 2 对主管原则上长度按定尺采购 下料时放焊接收缩余量 焊接收缩量参考以下 要求进行预留 钢管壁厚 6mm 每个节点预留 1mm 钢管壁厚 8mm 每个节点预留 1 5mm 3 原材料对接 1 弦杆对接 按设计要求 所有杆件应尽最大长度下料 若需要拼接 应符合设计要求 钢管杆 件节点内至多可有一个拼接接头 拼接位置应留在内力较小处 图上无注明时一般可留 在杆长 1 3 附近 钢管弦杆接长对接焊 在同一节间内 主管对接接头数量不应超过 50 管壁厚相同时 对接焊缝坡口形式如下图 1 管壁厚度不相同时 对接焊缝坡口形式如下 图 2 2 腹杆和支撑杆件 腹杆原则上不允许对接 支撑 如果必须对接时 接头位置应位于杆件长度的三分之一 且每根杆件中最多 只允许有一个对接接头 最短的管子不能小于 2 倍的管子直径且不能小于 500mm 第 6 页 共 17 页 原材料进厂 检验 放大样 做胎架 上下弦杆 腹杆组立拼装 管 下料 3 3 制作流程 N Y Y 相贯线切割 检验 对接 合格 合格 Y N 合格 检验 N Y 焊接 拆开离胎 胎合格 检验合格 N 喷 漆 单元发运 检验 合格 Y N Y 原材抛丸除锈 预涂底 漆 第 7 页 共 17 页 3 4 管子相贯线剖口切割 管子相贯线是一个空间曲线 且其坡口角度是随曲线的变化而变化的 管子相贯口 的准确性直接关系到桁架的焊接质量及外观质量 是制作过程的关键 采用数控相贯线 切割机进行切割 能够根据放样程序在电脑上控制自动切割 并能一次性坡口成形 坡 口角度可随圆周变化 以满足相贯线接头处趾部 根部和侧部的不同焊接要求 支管壁厚大于等于 6mm 时应切坡口 支管壁厚小于等于 6mm 时可不切坡口 支管切 割时应考虑主管为曲杆等因素对切割轨迹的影响 下料阶段不得采用人工修补的方法修 正切割完的支管 1 组装胎架形式 胎架用脚手架搭建 必须进行水平抄测 认真核对图纸放样尺寸 在组装前向质检 报检 2 桁架组立 组装顺序 先弦杆 后腹杆 先主管 后支管 先主部件 后零部件 在组装时 严禁强迫就位 1 对桁架主管及相互之间的腹杆在装配平台上利用组装胎架 如下图 进行装配 装配工艺为在胎架上先组装上弦 下弦的主管 确定其空间位置 固定定位块 调节调 整板 确保主管之间的相对位置 2 在胎架上对主管的各节点的中心线进行划线 对檩托进行定位 第 8 页 共 17 页 3 装配支管并定位焊 对支管接头定位焊时 不得少于 4 点 定位焊后检验定位 焊后组件的正确性 4 装配支座 5 焊接 焊接工作应尽量在工厂或预拼装场内进行 在符合强度 刚度要求的专 门的钢胎架上将散件组装成整体 6 焊接收缩余量设置 管对接焊缝 壁厚大于 16mm 小于 30mm 时 环缝焊接收缩余量 2mm 壁厚小于 16mm 环缝焊接收缩余量 1mm 7 组装杆件焊缝坡口的根部间隙大于标准规定值 1 5mm 时 可以按超标值增加 焊角尺寸 但间隙大于 5mm 时应事先用堆焊或打磨方法修整支管端头或在接口处主管表 面堆焊焊道 以减小焊缝间隙 8 组装过程中 如果存在隐蔽焊缝 则应先焊接隐蔽焊缝部位 禁止虚焊 假焊 9 部件组装精度要求 单位 mm 项 目允许偏差图 例测量工具 t 161 5 16 t 30 t 10 对接接头底 板错位 t 303 0 角尺 手工点弧焊 4 0 0 对接接头的 间隙偏差 埋弧自动焊和气 1 0 钢尺塞尺 第 9 页 共 17 页 项 目允许偏差图 例测量工具 体保护焊 0 对接接头的直线度偏差 2 0 钢尺 根部开口间隙偏差 背部加衬板 2 0 钢尺角尺 钢管外径偏差 参见表 3 1 2 3 1 3 直尺 塞尺 对口错边 t 10 且不应大于 3 0 角尺 管口圆度 D 500 且不大于 3 0 向 D 钢尺 3 6 桁架的焊接要求 1 焊接接头形式 1 焊接拼接接头 管桁架弦杆的外径 壁厚分段变化 上 下弦壁厚不变时应尽量不设接头 当杆长 无法满足要求时 每四个节间最多允许设一个接头 每个安装分段主弦杆最多只允许一 个接头 且应避开桁架节点及其它焊缝至少 200mm 以上 拼接节点对焊时应加短衬管 采用坡口等强焊接 衬管的壁厚为 5mm 材料与母材相同 如下图所示 在外露部分的 杆件不应设接头 相贯焊接处磨平焊缝余高 达到被连接材料同样的光洁度 变截面处 应设在节点的截面较小一侧 距支管根部的距离不小于 500mm 2 管桁架支管端部加工 管桁架采用腹杆与弦杆直接焊接的相贯节点 弦杆截面贯通 腹杆焊于弦杆之上 应采用数控三维自动钢管相贯线切割机对支管端部进行精密切割 管口曲线允许偏差不 大于 0 5mm 3 圆管相贯焊接 对当支管与主管的夹角小于 90 时 支管端部的相贯焊缝分为 A B C D 四个区域 如图 2 所示 其中 A B 区采用等强坡口对接焊缝 D 区采用角焊缝 焊缝高度为 1 5 倍支管壁厚 焊缝在 C 区应平滑过渡 第 10 页 共 17 页 4 当支管与主管相垂直时 支管端部的相贯焊缝分为 A B 两个区域 如图 3 所示 当支管壁厚不大于 6mm 时可不开坡口 当节点承载力不足时 在主管节点处设置鞍形加 强板 加强板材质与主管母材相同 与主管采用角焊缝围焊 焊缝高度同加强板厚度 第 11 页 共 17 页 5 杆件端部构造 杆件端盖板采用平板端盖板封头 钢管与端盖板 连接采用坡口焊缝 当图纸未具体注明时 端盖板厚 度为 2 5 倍钢管壁厚 材料与母材相同 如图所示 6 角焊缝的尺寸 除图中注明者外 角焊缝的焊脚尺寸 hf 按下表 采用 构件不要求设引弧 熄弧板的角焊缝 终止处 必须进行包角焊 引弧和熄弧端离端头 10mm 以上 2 焊接顺序 1 管子的焊接顺序 a 360 度逆时针滚动平焊 b 半位置 旋转 180 度 第 12 页 共 17 页 c 全位置焊 工件不能转动 2 钢管的相贯焊缝焊接顺序示意图如下 主管 3 变形的控制 1 下料 装配时 根据制造工艺要求 预留焊接收缩余量 预置焊接反变形 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 使用必要的装配和焊接胎架 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 严格控制层间温度 对称分布 的方式施焊 4 焊后处理 1 焊缝焊接完成后 清理焊缝表面的熔渣和金属飞溅物 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 第 13 页 共 17 页 2 对于重要构件或重要节点焊缝 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 达到被焊材料同样的光洁度 3 7 管桁架的检验要求桁架的焊接要求 1 圆管桁架的尺寸允许偏差 项目允许偏差图例检验方法 杆件长度 1 0 钢尺 弯曲矢高 l 1500 且不大于 5 0 拉线 吊线 钢尺 管口曲线 1 0 套模 游标卡尺 管口圆度 d 500 且不大于 5 0 D钢尺 弦杆拱度 5 0 地样 钢尺 弦长 3 0 弦高 5 0 拉线 钢尺 地面平台 5 0 钢尺 角尺 地样控制 点长度 l 1500 且小于 3 0 钢尺 地样控制 点高度 h 500 且小于 3 0 水准仪 钢尺 空间 桁架 的几 何形 状尺 寸 桁架与地 样的吻合 度 2 0 塞尺 2 圆管桁架外形尺寸应符合设计图纸要求 其允许偏差见下表 项 目 允许偏差 mm 图 例 测量工 具 l 24m 3 0 7 0 桁架最外端 两个孔或两 端支撑面最 外侧距离 l 24m 5 0 10 0 桁架跨中高度 10 0 桁架跨设计要求起 l 5000 吊线 钢尺 第 14 页 共 17 页 项 目 允许偏差 mm 图 例 测量工 具 拱 中拱度设计未要求 起拱 10 0 5 0 相邻节间弦杆弯曲 受压除外 L1 1000 支撑面到第一个 安装孔的距离 a 1 0 铣平顶紧 支撑面 檩条连接支座间距 5 0 杆件轴线交点错位 e 3 0 e 轴线交点 钢尺 l 24m 3 0 7 0 长度 l 24m 5 0 10 0 空间桁 架的连 接尺寸 连接点间距 2 0 吊线 钢尺 地面平台 5 0 钢尺 角尺 地样控制点长度 l 1500 且小于 3 0 钢尺 地样控制点高度 h 500 且小于 3 0 水准仪 钢尺 空间桁 架的几 何形状 尺寸 桁架与地样的吻 合度 2 0 塞尺 第四章 焊缝质量要求 4 1 焊缝外观允许偏差 1 焊缝外观不允许有裂纹 气孔 夹渣等缺陷 一般焊缝外观缺陷允许偏差符合 下表 第 15 页 共 17 页 允许偏差 mm 图 例 焊缝质量 检查 等级 项目 一级二级三级 裂纹不允许不允许不允许 内部裂纹 横向裂纹弧坑裂纹纵向裂纹 表面气孔不允许不允许 每米焊缝长度 内允许直径 0 4t 且 3 0 的气孔 2 个 孔距 6 倍孔径 表面气孔 表面夹渣不允许不允许 深 0 2t 长 0 5t 且 20 0 表面夹渣 咬边不允许 0 05t 且 0 5t 连续长 度 100 0 且焊 缝两侧咬边总长 10 焊缝全长 0 1t 且 1 0 长度不 限 咬边缺陷 咬边缺陷 缺口深度 0 05t 且 0 5 缺口深度 0 1t 且 1 0接头不良不允许 每 1000 0 焊缝不超过 1 处 0 2 0 02t 且 1 0 0 2 0 04t 且 2 0根部收缩不允许 长度不限 0 2 0 02t 且 1 0 0 2 0 04t 且 2 0未焊满不允许 每 100 0 焊缝内缺陷总长 25 0 焊缝边缘不 直度 f 在任意 300mm 焊缝长度内 2 0 在任意 300mm 焊缝长度内 3 0 电弧擦伤不允许 允许存在个别 电弧擦伤 弧坑裂纹 允许存在个别 长度 5 0 的 弧坑裂纹 坡口角度 5 2 全熔透焊缝焊脚尺寸允许偏差 项 目允许偏差 mm 图 例 腹板翼板对接焊缝 余高 C B 20 0 0 3 0 B 20 0 0 4 0 B 20 0 0 4 0 B 20 0 0 5 第 16 页 共 17 页 项 目允许偏差 mm 图 例 0 腹板翼板对接焊缝错 边 d d 0 15t 且 2 0 d 0 15t 且 3 0 t1 t2 2t1 15 且 3mm 结合的错位 t140mm a 10mm 5 0 a a 注注 焊脚尺寸焊脚尺寸 hfhf 由设计图纸或工艺文件所规定由设计图纸或工艺文件所规定 3 角焊缝及部分熔透的角接与对接组合焊缝偏差 项 目 允许偏差 mm 图 例 hf 6 时 0 1 5 焊脚高度 hf 偏差 hf 6 时 0 3 0 hf 6 时 C 为 0 1 5 角焊缝余高 C hf 6 时 C 为 0 3 0 注注 焊脚尺寸焊脚尺寸 hfhf 由设计图纸或工艺文件所规定由设计图纸或工艺文件所规定 1 hf 8 0mm 的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值 1 0mm 但总长度不得超过焊缝长度 10 2 焊接 H 型梁腹板与