某工程钢结构施工方案（89页）

1、某工程钢结构施工方案1 钢结构工程概况1.1 钢结构整体分布情况1 劲性钢结构劲性钢骨柱主要分布在A2区、A5区核心筒内和A2、A46区外边，其底面标高最低为-13.25m，顶面标高最高为38.10m，主要形式如图1-13所示；A2、A46区外边劲性钢骨柱分布如图14所示。在2区、5区核心筒内设置了劲性钢梁和斜撑。图1-1 十字钢柱图1-3 H型钢柱图1-2 十字组合钢柱2 21.00m标高钢桁架21.00m标高钢桁架位于A2区，在A17轴A24轴交A.T轴A.K轴之间，主要包括6榀主桁架、3榀次桁架及70根次梁。其中主桁架跨度为41m，次桁架跨度为48m，均由上、下弦杆和腹杆组成，上弦杆的顶

2、标高为20.55m，下弦杆的底标高为16.80m；次梁采用H型钢。其桁架分布如图1-5所示。3 28.80m标高钢桁架28.80m标高钢桁架位于A2区，在A17轴A24轴交A.T轴A.K轴之间，主要包括2榀主桁架、3榀次桁架及38根次梁。其中主桁架跨度为48m，次桁架跨度为41m，均由上、下弦杆和腹杆组成，上弦杆的顶标高为34.80m，下弦杆的底标高为28.25m；次梁采用H型钢。其桁架分布如图1-6所示。图1-4 A2、A46区外边钢骨柱分布2区钢骨柱6区钢骨柱5区钢骨柱4区钢骨柱2区钢骨柱图1-5 21.00m标高桁架布置图1-6 28.80m标高桁架布置4 34.50m标高钢桁架34.5

3、0m标高钢桁架分别位于A4区、A5区、A6区及A2区周边。在A0轴A41轴交A.A1轴A.T轴之间，主要由主桁架、次桁架及连接次梁组成。A4、A6区主桁架跨度最大为49m，次桁架跨度为72.3m，均由上、下弦杆和腹杆组成，A4区、A6区及A2区周边上弦杆的顶标高33.95m、A5区上弦杆的顶标高34.20m，下弦杆的底标高均为30.40m；次梁采用H型钢。其桁架分布如图1-7所示。图1-7 34.50m标高桁架布置A2区A4区A6区A5区5 42.50m标高钢桁架42.50m标高钢桁架位于A5区，在A14轴A26轴交A.A1轴A.J轴之间，主要包括8榀东西向及4榀南北向主桁架、8榀次桁架及连接

4、次梁。其中主桁架跨度最大为49m，次桁架跨度为49m，均由上、下弦杆和腹杆组成，上弦杆的顶标高为41.70m，下弦杆的底标高为38.40m；次梁采用H型钢。其桁架分布如图1-8所示。图1-8 42.50m标高桁架布置1.2 钢构件特征1 截面形式钢构件截面主要有四种形式如表1-1所示。表1-1 构件截面形式序号截面名称截面形式使用部位主要截面尺寸（mm）1十字劲性柱A46区劲性钢柱5003003020500300353540020035352H形劲性柱A2区核心筒内及A4、A5、A6区劲性钢柱685500353550050035355704003535500300403040040040303

5、箱形杆件A2、A4、A5、A6区钢桁架上下弦杆及腹杆1501508820020010103003001414300300202035035016164004001818400400303040040035356004003030600500303060060030304H形钢次梁A2、A4、A5、A6区钢桁架连接次梁2942001283402501493903001610594302231480040026142 连接节点本工程连接节点主要包括：钢骨柱上、下节之间焊接连接、桁架拼装上下弦杆及腹杆之间焊接连接、次梁与钢桁架之间采用高强螺栓铰接等，如图1-912所示。图1-11 钢桁架焊接连接节点

6、图1-12 次梁与钢桁架铰接连接节点连接焊缝钢桁架连接次梁高强螺栓桁架分段二桁架分段一图1-9 十字钢骨柱焊接连接节点安装螺栓连接耳板下节钢柱图1-10 H钢骨柱焊接连接节点连接焊缝上节钢柱上节钢柱连接焊缝下节钢柱连接耳板安装螺栓3 材质及其性能本工程钢结构涉及的材料主要为：钢板、型钢、焊接材料、高强螺栓、栓钉及钢筋桁架模板等，其材质及性能如表1-2所示。表1-2 钢结构主要材料材质性能序号材料名称用 途材 质设 计 要 求1钢 板桁 架劲性钢柱埋件等Q345C抗拉强度与屈服强度实测值的比值1.2；有明显屈服台阶，且伸长率20；有良好的可焊性，合格的冲击韧性。厚度4060mm时，厚度方向要求Z

7、15；厚度6080mm时，厚度方向要求Z25。次 梁Q345B2型 钢次 梁Q345B抗拉强度与屈服强度实测值的比值1.2；有明显屈服台阶，且伸长率20；有良好的可焊性，合格的冲击韧性。3焊接材料埋弧焊焊 接H08MA或H10Mn2焊剂采用F50符合GB/T12470及GB/T17493要求CO2焊丝焊 接ER50-2符合GB/T8110要求焊条焊 接E5015E5016符合GB/T5118要求4高强螺栓铰接10.9级摩擦型、符合GB/T1228-1231要求5栓 钉钢柱钢梁与混凝土连接4.6级符合GB10433要求6钢筋桁架模板结构模板镀锌钢板钢筋桁架上下弦钢筋采用HRB400级，腹杆采用C

8、RB550级；底模镀锌钢板屈服强度260N/mm2；镀锌钢板双面镀锌量120g/。4 数量及重量本工程钢结构构件主要包括钢桁架、钢骨柱、次梁及预埋件等。主要分布在A2、A46区域，其数量及重量如表1-3所示。表1-3 钢结构数量及重量序号部 位名 称数 量重 量(kg)材 质121.00m钢桁架9榀298617Q345C221.00m钢次梁70根37789Q345B321.00m预埋件/37469Q345C428.80m钢桁架5榀270596Q345C528.80m钢次梁38根90581Q345B628.80m预埋件/25397Q345C734.50m钢桁架113榀Q345C834.50m钢次

9、梁670根359087Q345B934.50m预埋件/96804Q345C1042.50m钢桁架20榀952522Q345C1142.50m钢次梁220根95380Q345B12核心筒柱、梁、斜撑104323635Q345C13钢骨柱102723583Q345C1.3 钢结构施工环境和条件1 地理环境本工程地理位置西侧为天安门广场，北侧为东长安街，东侧为国家公安部，南侧为居民区。2 交通环境钢结构施工交通环境主要为构件进场路线及场地内倒运路线。本工程构件进场路线主要有2条，即西侧由长安街通过国博西门进入，和东侧由国家公安部大门进入。3 现场条件国家博物馆改扩建工程占地面积大，在西、北及南侧还有

10、博物馆的老馆建筑物存在，钢结构分布基本包括了工程的各个区域，吊装机械必须覆盖到位，构件的场内运输、堆放及吊装都很困难。1.4 施工重点及关键技术1 施工重点表1-4 钢结构施工重点序号项 目内 容1钢结构制作质量控制钢结构制作质量将直接决定现场安装的质量和进度，必须严格控制钢结构制作的材料、外观尺寸、焊接等关键工序的质量来保证现场安装的要求。2构件堆放、拼装场地及吊装机械站位规划、加固由于场地内部没有环行通道，构件倒运非常困难，应减少构件的场内倒运，构件应按各区进度要求进场。必须事先规划好构件的堆放场地、拼装场地及吊装机械的站位，根据施工各项荷载认真验算各处结构的受力状况，对于结构不能满足要求

11、的要事先进行加固，并征得设计同意后方可进行钢结构安装。3核心筒内劲性钢结构安装精度控制钢桁架与劲性钢柱牛腿之间采用刚性连接，若出现偏差很难调整，劲性钢结构安装精度直接决定钢桁架能否顺利就位，因此必须在劲性钢结构的测量定位、固定及混凝土浇筑过程中监控等影响埋设精度各个环节严格控制。4钢桁架拼装精度控制大跨度的钢桁架考虑运输的方便，采用分段加工运抵现场进行拼装，必须制订严格的拼装施工工艺控制精度。5焊接变形及质量的控制本工程主受力构件均采用焊接连接，焊接质量的好坏直接影响结构的安全，必须严格控制。634.50m标高合拢温度控制本层结构南北长254m，为了适当减少钢桁架使用状态下因环境温度变化，而产

12、生的内应力，特根据北京地区年平均温度约11.8(冬季-9-11、夏季28)，结合建筑室内使用年均温度约25(夏季2426、冬季20)，确定桁架正常使用的温度为1020。综合钢结构受力特点，抗拉性能优于抗压性能。合拢温度应为1015，为最佳温度。结合施工工期安排，计划在2008年11月份进行合拢，能够满足设计要求。2 施工关键技术表1-5 钢结构施工关键技术序号项 目内 容1钢结构整体提升技术由于A2区钢结构层高较高，若搭设胎架进行高空组装难度大且安全性差。单榀桁架重量达37t，大型吊装机械无法进入内部吊装，拟采用整体串联提升，总重量约700t。2超重、超长构件吊装技术本工程钢结构大部分采用桁架

13、结构，主钢桁架的跨度最大约50m，单件重量达77t，且吊装的工况差，大型吊装机械吊装半径大，如何保证这些超重、超长构件吊装顺利完成是钢结构工程的关键。3钢桁架高空拼装及焊接技术各区单榀吊装的钢桁架之间的联系桁架，均需要采用高空拼装、焊接，桁架高度大，高空拼装的难度大。钢桁架拼装焊接必须制订严格的焊接顺序，减小焊接变形。4钢结构安装高空安全防护技术虽然本工程钢结构安装的绝对标高不大，但层高较高，局部将近20m，操作人员均属高空作业，因此必须采用可靠的安全防护设施形成立体的防护体系来保证人员的安全。542.50m标高桁架支座后连接技术设计要求，A5区42.50m标高，主要受力桁架：HJF-A16、

14、HJF-A17、HJF-A24、HJF-A25支座固定条件待桁架安装完毕、屋盖混凝土及面层做法完成且混凝土强度达到设计值之后，拆除临时支撑，释放铸钢支座，使其发生一定变位之后，将铸钢支座和预埋板焊接设计要求。如何保证铸钢支座自由充分滑动是实现该标高层桁架安装的关键，拟采用在预埋件与支座之间增加临时滑动轮盘，以提高桁架滑动性，确保焊接之前桁架内应力充分释放。2 钢结构制造2.1 材料采购1 材料采购的一般要求1) 配置专业、有经验的采购人员。2) 采购程序和质量控制办法报业主、监理审批。3) 采购的材料符合设计和有关标准、规范要求。4) 采购的材料自检合格后，报业主检验，业主检验合格后方可使用。

15、5) 未经业主同意，不能更改投标文件中列明的材料厂家。6) 材料按标准、规范和设计文件要求的检验报告、质量合格证书等其它相关文件与钢构件同时交付。7) 采购的材料验收合格后，按类有序堆放于材料堆放场，同时进行标识，标识牌上注明其名称、规格、型号、数量、产地及所用的工程名称。2 材料采购的特殊要求1) 编制材料采购程序，报业主审批。2) 应用于本工程中每个主要品种的钢材，进行招标，即从长期合作的材料供应商中，选35家进行投标报价，从中挑选出12家信誉好、价格合理、能够满足工程需要的材料供应商。3) 如业主需要，材料招标可与业主共同进行。4) 主要材料的采购在合同签订前报业主审批。5) 做到货款专

16、款专用。3 钢材采购标准和化学成分、力学性能钢材采购标准和化学成分、力学性能，见表2-14所示。表2-1 钢材采购标准序号钢材牌号标准名称标准号1Q345B低合金结构钢GB/T15912Q345C低合金结构钢GB/T1591表2-2 钢材化学成分牌号及质量等级化学成分（%）CSiMnPSAlsCeqQ345B0.200.551.001.600.0400.040Q345C0.200.551.101.600.0350.0350.015碳当量可根据出厂证明书记载的化学成份含量或制造厂抽检得到的化学成份含量，用下式计算：表2-3 钢材力学性能牌号及质量等级钢板厚度屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸

17、长度(%)V型冲击力(纵向)180弯曲试验钢材厚度(mm)温度()J1616Q345BQ345C16163535505010034532531530547063022034d=2ad=3a表2-4 厚度方向性能序号厚度方向性能硫含量(%)1Z150.0102Z250.007焊接结构用低合金铸钢的化学成分和机械力学性能。见表2-5、6所示。表2-5 铸钢的化学成分钢号CSiMnPSCrMoNiGS-20Mn5v（调质）0.170.230.601.001.500.0200.0150.300.150.40表2-6 铸钢件的机械力学性能钢号厚度或直径（mm）屈服强度（kN/mm2）极限强度（kN/mm

18、2）抗拉、抗压和抗弯f（kN/mm2）延伸率(%)冲击功Ak0（J）GS-20Mn5v（调质）50360500650324247050、1003005006502702450100、16028050065025222404 焊接材料采购1) 焊接材料应根据焊接工艺评定试验结果确定，应采用与母材相匹配的焊条、焊剂和焊丝，且符合相应的国家标准。2) 焊接材料除进厂时必须有生产厂家的出厂质量证明外，并应按现行有关标准进行复验，做好复验检查记录。3) 若采用其它新型焊接材料或进口焊接材料，应重新进行焊接工艺试验和评定，并经监理工程师批准后，方可投入使用。4) 选定焊接材料应符合表2-7的规定标准选择与

19、所焊件材质相匹配的焊接材料。表2-7 焊接材料标准序号名称型 号标 准标准号1焊条碳钢碳钢焊条GB/T51172焊条低合金钢低合金钢焊条GB/T51183焊丝碳素钢、合金钢熔化焊用钢丝GB/T149574焊丝低碳钢、低合金钢、合金钢气体保护焊用钢丝GB/T149585焊丝碳钢碳钢药芯焊丝GB/T100456焊丝碳钢、低合金钢气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T81107焊剂碳钢埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T52938焊剂低合金钢低合金钢埋弧焊用焊剂GB/T124705 涂装材料采购1) 涂装材料应根据图纸要求选定，以确保预期的涂装效果，禁止使用过期产品、不合格产品和未经试验的替用产品。2

20、) 对本工程钢构件应进行专门的涂装工艺设计，不同涂层应选用同一厂家的产品，涂装材料进厂后，应按出厂的材料质量保证书验收，并做好复验检查记录备查。3) 涂装材料进厂后，经专业质量检评单位(第三方)负责抽检合格后，承包人应进行试喷涂试验，试验结果符合相关技术要求时，报请监理工程师批准后，方可进行正式涂装。4) 涂装材料应兼有耐候、防腐蚀、美化等多种功能，使用期应满足图纸要求年限，如须改变涂装设计，则变更的涂装材料应符合以上要求，并报监理工程师会同业主、原设计单位研究批准后，方可实施。2.2 钢结构制造总体思路本工程钢结构制作，在工厂制作大致分为焊接H形钢、箱形构件、十字形组合柱、预埋件及部分铸钢支

21、座的制作。1 各形构件制造特点1) 焊接H形钢制作焊接H形钢在H形钢装焊流水线上进行组装，然后在国外引进的型钢加工流水线上对H形钢进行切割加工、钻孔、锁口以及开孔。2) 箱形构件制作箱形构件在拼装流水线上进行组装，利用国外引进的埋弧自动焊和电渣焊焊接，在生产流水线上端铣。3) 十字形组合构件制作H形钢、T形钢制作并检验合格后方可进行十字形构件的组装焊接。H形钢与T形钢间的角焊缝采用埋弧自动焊焊接。为防止焊接变形，焊接时采用合理科学的焊接工艺和焊接方法。4) 铸钢支座的制作铸钢支座的铸钢工艺采用树脂砂造型工艺，模型采用常用的木模模型。2 制造工艺总流程制造工艺总流程见图2-1。技术准备设计图转换

22、成制造图焊接工艺评定试验，焊接变形测试等编制工艺规范及制造方案的优选选焊工及检验人员培训施工组织设计工装器具设计及制造验收标准的制订材料采购及复验钢材前期加工预处理及车间底漆NC切割，焊接坡口加工杆件加工胎架组装焊接及焊接变形控制校形检验节点整体组装组装方法，胎架及机具整体检验拆卸涂装二次处理涂装运输图2-1 制造工艺总流程3 钢桁架分段制造各施工区域钢桁架主要尺寸见表2-8所示。表2-8 钢桁架尺寸序号施工区域标高(m)桁架规格(m)1A2内侧16.8020.553.75(H)x41(L)2A2内侧28.2534.806.55(H)x48(L)3A2外侧30.4033.953.55(H)x2

23、4(L)4A430.4033.953.55(H)x44(L)5A530.4034.23.80(H)x48(L)6A538.4041.703.30(H)x85(L)7A630.4033.953.55(H)x44(L)备注H表示桁架高，L表示桁架长(m)。除28.80m标高A2区钢桁架超宽需要在现场拼装外，其他均可在工厂分段拼装。根据现场吊装和运输条件，桁架分段长度不宜超过16m。段与段间的节点连接方式见图2-2所示。耳板连接板衬板图2-2 段间节点连接方式2.3 技术准备1 施工图深化设计工厂制造用的施工图设计按照原设计图纸及相关的技术文件资料，将整个主体结构分解成各个单独的杆件和单元件，分别进

24、行绘制，并全部采用计算机完成，施工图设计主要包括以下内容：节点拼装总图、节点拼装顺序图、杆件图、节点图及材料明细表等。施工图设计程序见图2-3所示。设计院提供技术资料节点制作总说明节点拼装总图节点拼装顺序图节点定位坐标图杆件加工图节点大样详图材料明细表图2-3 深化设计流程阅读、消化工艺方案的确定施工图绘制(CAD)工艺性复查制造、安装方案论证图纸校对(一审)图纸审核(二审)送设计院审定报 批2 工装胎具设计制作为保证钢结构构件生产制造的质量、提高制造精度、生产效率，尽量使构件进行标准化生产，宜设计制造或改制一系列工装，如桁架组装胎架、十字形组合柱组装胎架等。3 焊接工艺评定试验图2-4 焊接

25、工艺评定流程工厂和现场应用焊接工艺评定任务焊接工艺特点分析制定焊接工艺评定方案制定焊接工艺评定指导书制备焊接工艺评定试件试件焊接试样制备试样送检焊接工艺评定检验焊接工艺评定报告合格不合格焊工资格确认检测单位资格确认焊接作业指导书/焊接工艺卡资料备案1) 焊接工艺评定流程，见图2-4所示。 2) 焊接工艺评定试验是编制焊接工艺的依据，根据本工程设计图纸和技术要求以及有关的钢结构制造规范的规定，编写焊接工艺评定试验方案报业主、设计及监理工程师审批，然后根据批准的焊接工艺评定试验方案，模拟实际的施工条件和环境，逐项进行焊接工艺评定试验。3) 依据规范“GJG81-2002”厚度履盖要求，见表2-9所

26、示。表2-9 对接接头试板厚度焊接方法评定合格试件厚度(mm)工程适用厚度范围板厚最小值板厚最大值手工焊、埋弧焊CO2焊250.75t2t250.75t1.5t4) 在确定焊接工艺评定试验方案的同时，焊接工艺评定试验选用的材料要求首批进厂材料中选择碳当量偏高，非金属化学成份含量偏高的低温韧性偏低的材料进行焊接工艺评定试验。5) 焊接工艺评定试验时应选择焊接方法、焊接材料、坡口形式(坡口尺寸、角度、钝边、组装间隙等)、焊接参数及施焊道数、层间温度、预热温度及后热措施等。6) 抗裂性试验选择斜Y坡口焊接裂纹试验(小铁研)缺口试样在强制约束下进行抗裂性试验，以选择预热温度或其它相关的工艺措施。斜Y坡

27、口焊接裂纹试验(小铁研)主要是评定焊接热影响区及焊缝金属产生冷裂纹的倾向性。试验按照斜Y坡口焊接裂纹实验方法的规定进行。7) 试验要求焊后进行外观检验、无损检测等。8) 试验要求进行焊接接头力学性能(b、s、5、冷弯及低温冲击韧性试验)，以及宏观断面、目视检查及硬度试验。9) 焊接缺陷修补的焊接工艺评定试验(1)进行表面缺陷修补方法试验：CO2半自动焊、焊条手工电弧焊。(2)内部缺陷修补方法试验，将视缺陷大小的情况，基本采用原焊接方法，对于焊接内部缺陷修补主要确定预热温度，施焊参数等。10) 焊接规范参数(1)埋弧自动焊对接规范参数，见表2-10所示。表2-10 埋弧自动焊对接规范参数焊缝焊丝

28、直径(mm)电流(A)电压(V)焊速(m/h)对接及角接5.0650503322230(2)CO2气体保护焊规范参数，见表2-11所示。表2-11 CO2气体保护焊规范参数焊丝直径(mm)焊接位置电流(A)电压(V)干伸长(mm)气体流量(l/min)1.2（药芯）平焊2803030213151520立焊1803030213151520(3)手工电弧焊规范参数，见表2-12所示。表2-12 手工电弧焊规范参数焊接位置焊条直径(mm)电流(A)平位4.0170103.214010立位、仰位4.0130104 摩擦面抗滑移系数试验抗滑移系数试验方法应符合现行国家标准高强度螺栓连接面抗滑移系数试验方

29、法的规定。经处理的摩擦面，出厂时应按批按照规范做抗滑移系数试验，应按批附3套与杆件相同材质、相同处理方法的试件，由工地安装单位复验抗滑移系数，在运输过程中，试件摩擦面不得损伤。5 员工技术培训凡是从事本钢结构工程制造的气割工、铆工、电焊工、涂装工、起重工等均进行专项培训。对从事焊接工作的电焊工和定位焊工必须通过相应的焊工资格考试。针对本工程钢结构的特点，按照不同的焊接方法、不同的焊接位置，焊工择优持证上岗，确保焊接质量。6 工艺文件准备根据招标文件及工艺方案、施工图和深化设计图纸等，编制详尽的钢结构制作加工工艺，用于指导钢构件的生产。7 材料复验1) 原材料的检测工艺和方法(1)购入的钢材应详

30、细检查钢厂出具的质量证明书或检验报告，其化学成分、力学性能和其它质量要求必须符合国家现行标准的规定，且其质量证明书上的炉批号应与钢材实物上的标记一致，否则不得入库。(2)根据钢材质量证明书与尺寸规格表逐张检验、核对，并检查钢材表面质量、厚度、局部平面度，合格后方可办理入库手续，对检验不合格的材料要进行处理，不得入库。(3)钢板厚度按热轧钢板和钢带的尺寸、外形、垂直和允许偏差执行,当钢板厚度小于等于20mm时,钢板厚度公差不大于5.0。用油标卡尺进行钢板厚度的检测。(4)钢板的局部平面度检测：为满足本工程加工精度，要求在1000mm范围内，允许误差为1.0mm，检测采用1m直尺进行测量。(5)钢

31、材的表面外观质量检测：表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差的1/2；钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷，采用目测检测的方法检验。2) 原材料的检测及复验(1)取样范围的规定：钢材应成批验收，首批600t以60t为一批取样抽查复验；鉴于本工程用钢量大，在首批钢材检验合格且质量稳定后，以后允许按混合批，取400t为一个批号，且各炉罐号含碳量之差不得大于0.02%，含锰量之差不得大于0.15%。(2)复验内容：钢材复验分化学成分分析和力学性能试验两部分。2.4 箱形构件制作1 箱形构件制造工艺流程制造工艺流程见图2-5所示。不合格品控制拼板对接、矫正检查不合格品控制

32、腹板、隔板坡口加工不合格品控制检查腹板划线组装隔板箱体“U”形组装盖板，箱体焊接焊缝修磨、矫正端面机加工预拼装检查检 查隔板与翼板连接两道焊缝焊接二次表面处理涂装胎架制造包括无损检测运输至现场隔板CES焊接不合格品控制检 查不合格品控制电渣焊垫衬板组装图2-5 箱形构件制造工艺流程二次矫平精密下料切割预处理钢板矫平2 箱形构件组装主要方法及技术要求零件下料、拼板钢板下料前用矫平机进行矫平，防止钢板不平而影响切割质量1、零件下料、拼板2、设置组装胎架设置组装胎架在专用平台上设置箱体组装胎架，胎架设置后须提交检验员验收合格。3、底板划线组装定位底板划线组装定位吊上底板与胎架定位，并划出腹板和隔板的

33、安装位置线。图2-6 箱形构件组装主要方法及技术要求(一)箱形构件组装主要方法及技术要求，见图2-69所示。4、隔板组装隔板组装隔板组装前四周进行铣边加工，以作为箱形构件的内胎定位基准。在箱形构件组装机上按底板上的安装位置线组装隔板。6、组装电渣焊垫衬板组装电渣焊垫衬板电渣焊垫衬板四面铣，点焊在隔板上。5、箱体“U”形组装箱体“U”形组装将两块翼板就位，组成“U”形并点焊固定好。隔板垫衬板图2-7 箱形构件组装主要方法及技术要求(二)7、BOX箱体组装BOX箱体组装盖板，与电渣焊衬板顶紧组装，将隔板的定位线引到翼板上面并在电渣焊钻孔处打上样冲。8、BOX箱体焊接BOX箱体焊接装配好引弧板后，用

34、CO气体保护焊进行焊接，焊接到离板厚表面2mm以下为止，最后用埋弧焊进行盖面。焊接完成后，头尾的引弧板必须除去。引弧板9、BOX箱体CES焊工艺钻孔BOX 箱体CES焊工艺钻孔主焊道焊好后，在顶板和腹板留下的样冲处钻30mm的孔。图2-8 箱形构件组装主要方法及技术要求(三)12、标识、存放标识、存放将构件编号、定位标记等符号按工艺规定标注在指定位置。存放时应注意保护，下侧应用枕木垫置。10、隔板CES熔渣焊隔板CES熔渣焊腹板、翼板所钻的孔，如果发生偏心，出现了看不见CES焊接垫板的情况，用火焰切割将孔扩大。11、端面加工端面加工采用专用的端铣加工设备对箱形构件两端进行端面机加工。电渣焊缝翼

35、(腹)板隔板垫衬板图2-9 箱形构件组装主要方法及技术要求(四)3 箱形构件组装允许偏差箱形构件制造尺寸允许偏差见表2-13所示。表2-13 箱形构件制造尺寸允许偏差序号项 目允许偏差（mm）示意图说明1杆长L1以节段两检查线为基准，采用钢尺量长度2杆高H2以底部为基准，采用激光仪测量高度3杆宽B2在节段两端口用钢尺测量宽度4端口对角线AD、BC6用钢尺测量对角线，检查测量值与理论值之差5上下翼缘板中心线重合度 O1O22用吊线锤激光仪测量6垂直度端口垂直度偏差11采用吊线激光仪测量横隔板垂直度偏差37隔板间距偏差3用钢尺测量2.5 焊接H形构件制作1 H形构件加工工艺流程制造工艺流程见图2-

36、10所示。钢板矫平预处理检 查H形组装H形焊接拼板接长二次矫平不合格品控制检 查矫 正矫正检测端面机加工(大截面)钻 孔标识、存放腹板坡口加工不合格品控制不合格品控制不合格品控制图2-10 H形构件制造工艺流程数控精密下料切割3 H形构件组装主要方法及技术要求H形构件组装主要方法及技术要求，见图2-11、12所示。组装H形构件在专用H型钢自动组装机上组装成H形构件，腹板和翼板的对接缝应错开200mm以上。零件下料、拼板钢板下料前用矫平机进行矫平，防止钢板不平而影响切割质量。零件下料采用数控精密切割，对接坡口加工采用半自动精密切割。腹板两边采用刨边加工。拼接焊缝余高采用砂带打磨机打平。1、零件下

37、料、拼板2、组装H形构件图2-11 H形构件组装主要方法及技术要求(一)3、H形构件焊接H形构件焊接在专用H型钢生产线上的龙门式埋弧自动焊机上采用船形位置焊接。焊接按照工艺要求的焊接顺序施焊，控制焊接变形。焊接顺序4、H形构件矫正H形构件矫正在专用H型钢翼缘矫正机上进行翼板角变形矫正。在专用弯曲矫直机上进行挠度变形矫正调直。需钻孔的H型钢在矫正后采用端铣设备对两端面进行机加工，保证杆件长度且提供制孔基准面。图2-12 H形构件组装主要方法及技术要求(二)4 H形构件组装允许偏差H形构件制造尺寸允许偏差见表2-14所示。表2-14 H形构件制造尺寸允许偏差项次项 目简 图允许偏差（mm）1T形接

38、头的间隙e e1.52BH的外形-2.0b+2.0-2.0h+2.03BH腹板偏移ee24BH翼板的角变形连接处：eb/100，且1非连接：e2b/100，且25腹板的弯曲eH/150，且e42.6 十字形组合构件制作1 十字形组合构件加工工艺流程制造工艺流程见图2-13所示。钢板下料、坡口加工T形组装UT检验T形钢定位焊矫 正T形钢埋弧焊UT检验整体矫正不合格品控制H形组装T形焊接H形焊接不合格品控制胎架制造不合格品控制不合格品控制不合格品控制图2-13 十字形组合构件制造工艺流程标识、存放2 十字形组合构件组装主要方法及技术要求十字形组合构件组装主要方法及技术要求，见图2-1416所示。H

39、形钢T形钢2、组装胎架组装胎架在钢平台上组装胎架并抄平。3、翼板和腹板划线定位翼板和腹板划线定位在H形钢翼缘板和腹板上划出出定位中心线。1、组装H形和T形构件组装H形和T形构件在专用H形钢自动组装机上组装成H形和T形构件，在专用H形钢生产线上的龙门式埋弧自动焊机上采用船形位置焊接。焊接按照工艺要求的焊接顺序施焊，控制焊接变形。图2-14 十字形组合构件组装主要方法及技术要求(一)4、T形钢与H形钢组焊T形钢与H形钢组焊采用CO2打底半自动埋弧焊填充和盖面，焊接过程注意检察T形钢与H形钢翼缘板的垂直度。5、组装十字形组合柱组装十字形组合柱与H形钢翼缘板连接的T形钢焊接完毕并通过UT检测合格后90

40、翻身继续组焊与腹板连接的T形钢。图2-15 十字形组合构件组装主要方法及技术要求(二)6、整体矫正整体矫正全部焊接完成后，若变形超过规范要求，可进行火焰矫正。7、栓钉焊接栓钉焊接在十字形组合柱翼缘上放线，标出栓钉的焊接位置，采用栓钉焊机按照栓钉焊接工艺进行施焊。图2-16 十字形组合构件组装主要方法及技术要求(三)2.7 铸钢支座的制作1 铸钢支座制作工艺1) 铸钢节点的铸钢工艺采用树脂砂造型工艺，树脂自硬砂铸造尺寸精度高，表面质量好。铸钢节点模型采用常用的本模模型。2) 铸钢件(GS-20Mn5V)的热处理按DIN17182标准进行。2 铸钢支座的后处理铸钢支座的后处理见图2-17所示。切割

41、浇冒口系统清除局部缺清 砂热处理抛 丸打 磨无损检测（厚度检测）2-17 铸钢支座的后处理工艺流程打 磨开 箱最终抛丸处理防锈处理喷 漆焊补3 铸钢支座质量控制铸钢节点的质量控制重点在以下几个方面：1) 木模质量控制，木模100%检测，采用三维坐标系统对木模尺寸、角度、表面粗糙度进行检测，检测报告存档备查。2) 按DIN17182标准提供每一炉钢的化学成分及机械性能报告，并提供两个试件，以供复验试样。3) 采用直读光谱仪按DIN17182标准控制其元素含量及分析误差。4) 对每一件铸钢节点进行超声波探伤检测。5) 每一节点必须铸出型号、炉号、件号，实施一件一卡。2.8 桁架组装1 制作方法和工

42、艺要求1) 由于同一个桁架节点存在多杆相贯，因此须严格区分和设置主次杆，主次杆设置原则为：(1)主杆必须选置为截面最大的杆件；(2)如果截面尺寸相同，则必须选壁厚最大的杆件为主杆；(3)主杆必须为同一节点中的定位杆；(4)主杆是相对的，同一个节点应有N-1(即按切割顺序划分：上一个次杆相对下一个被切割的杆件而言为主杆)主杆；(5)桁架两节点间应严格控制对接焊缝数量，宜最多存在一条对接缝，且对接缝应分布在节点间1/3处(或内力最小处)，最少应离节点焊缝300mm以上或不超过设计明确要求的距离。2) 桁架杆件下料(1)桁架杆件主要包含桁架上弦杆、下弦杆、腹杆支撑。通过计算机建立三维模型进行数学放样

43、，求出每根杆件的各项切割参数，通过网络传输到数控相贯线切割机，采用数控三维六轴相贯线切割机进行切割。(2)每批同类杆件切割第一根后，必须检查其长度和两端相贯线切口，防止因机器故障发生切割偏差。3) 桁架组装(1)每榀桁架分段在制造厂整体组装焊接，完后各段整体运至安装现场。(2)桁架为平面桁架，为保证组装精度，桁架组装采用整体卧式组装的方法进行。4) 桁架焊缝的焊接采用CO2气体保护焊。2 组装胎架设置根据桁架的分段尺寸和组装构件的几何尺寸，地面铺设宽4m、高1m、长14m的钢平台，钢平台采用=16mm钢板，钢平台上组装胎架，其具体形式见图2-18所示。胎架用水准仪抄平后，在上面划出上下弦的中心

44、线、边缘线，安装焊接限位板。拼装胎架设置后，必须提交专职检查员进行验收，合格方可使用。弦杆中心线限位板弦杆边缘线A详图图2-18 钢桁架组装胎具A-3 上、下弦杆的组装定位限位板安装好后，吊上桁架上下弦杆，通过上下弦杆对角线控制其平面位置，在上下弦杆上用色笔划出腹杆与其相贯的边缘线，见图2-19所示。图2-19 上、下弦杆的组装定位4 腹杆的组装定位从中间向两侧组装腹杆构件，腹杆组装必须保证与弦杆的坡口间隙和相对位置的正确，腹杆定位后用CO2气保焊从中间向两端进行对称焊接，见图2-20所示。图2-20 腹杆的组装定位5 次梁连接板和段间连接耳板的安装定位在弦杆上面划出次梁连接板和桁架分段连接耳

45、板的定位线，安装点焊次梁连接板和段间连接耳板。见图2-21所示。连接耳板次梁连接板图2-21 次梁连接板和段间连接耳板安装定位6 桁架的整体焊接和标记焊接采用CO2气体保护焊进行多层多道焊，减少热敷入量，焊接时从桁架中部向两端施焊，防止焊接应力过大而引起变形过大。焊接结束后，修补、打磨、自检、专检，切割余量后提交监理，然后补漆。桁架焊接完成后，拆除限位板，在自由状态下进行测量校正，在分段接口处标明分段间的对合标记。7 桁架组装的精度保证措施1) 保证现场组装胎架精度，确保组装质量组装胎架精度的好坏，将直接关系到构件的组装质量，所以组装胎架必须严格按工艺要求进行设置，胎架必须有一定的强度，且胎架

46、不得有明显的晃动状，胎架应用斜撑，同时必须确保胎架模板上口标高尺寸的正确，在构件上胎架组装前，胎架应由专职检查员进行验收，并提交监理复验，以确保组装胎架的制作精度，从而来保证构件的拼装质量。2) 采取合理的焊接工艺、焊接顺序、减少焊接变形针对本工程结构特点，应制订详细的焊接工艺及焊接顺序，以控制焊接变形，首先进行节点的焊接试验，并进行试件超声波检测、解剖，根据检测解剖结果来制订相应的焊接工艺规程。严格按制订的焊接工艺顺序焊接，焊接尽量采用CO2气保焊进行焊接，以减少焊接变形。桁架焊接时，均按照先焊中间节点，再向桁架两端节点扩散的焊接顺序，以避免由于焊接收缩向一端累积而引起的桁架各节点间的尺寸误

47、差。3) 加强质量管理在组装过程中，严格按质量管理条例进行质量跟踪测量检查。对于不合格的工序不得进入下道工序进行施工。坚持预防为主，以关键部位、薄弱环节为重点控制。精心施工，一丝不苟，防止质量事故的发生。明确检验项目、检验标准、检验方案和检验方法，对保证项目、基本项目和允许偏差项目，认真做好原始记录、操作时间、条件、操作人等，对不合格品做好标记，分别堆放，按规定处理。4) 确保测量工具合格、先进组装测量检测过程中必须确保测量工具经二级以上检测单位检测合格，并附有检测公差表，在实际测量过程中，应与该公差表一起进行测量换算，以保证测量的正确性，同时所有的测量工具应保证技术先进，且使用方便。2.9

48、工厂焊接1 焊接特点及关键技术分析本工程工厂焊接主要是桁架箱形杆件、H形构件和十字形组合柱的焊接。经综合研究、分析，本工程在焊接方面主要有以下几项特点。1) 钢材等级高、焊接残余应力大，变形也大本工程大量使用厚板，特别是十字形组合柱、H形柱和部分桁架下弦杆的钢板基本上以40mm、50mm为主。焊接时填充焊材熔敷金属量大，焊接时间长，热输入总量高，因此结构焊后应力和变形大；钢材截面占构件截面比例高，构件施焊时焊缝拘束度高、焊接残余应力大。2) 焊缝裂纹的发生可能性大由于板厚焊接时拘束度大，且节点复杂，焊接残余应力大，焊缝单面施焊熔敷金属量大，施焊作业时间长，工艺复杂。因此在焊接施焊过程中，稍有不

49、慎易产生热裂纹与冷裂纹。3) 层状撕裂倾向性大从焊接理论与焊接实践中证实，层状撕裂缺陷最易产生在钢板厚度方向的“十字角接和T形角接”接头上。此类接头在本工程中比比皆是，加上其它因素，该倾向性将增大。2 焊接工艺评定1) 焊接工作正式开始前，对本工程中首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊接接头形式、焊前热处理、焊后热处理等必须进行焊接工艺评定试验，对于原有的焊接工艺评定试验报告与新做的焊接工艺评定试验报告，其试验标准、内容及其结果均应在得到工程监理认可后才可进行正式焊接工作。提交认可的焊接工艺规程应包括：(1)焊接工艺方法、钢材级别、钢厚及其应用范围(2)坡口设计和加工要求(3)焊道布置和焊接

50、顺序、焊接位置(4)焊接材料的牌号，认可级别和规格、焊接设备型号(5)焊接参数(焊接电流、电弧电压和焊接速度等)(6)预热、层间温度和焊后热处理及消除应力措施(7)检验项目及试样尺寸和数量2) 焊接工艺认可试验计划经批准后即可进行正式认可试验，并应在监理现场监督情况下进行试件装配、焊接和力学性能测试。力学性能试验合格后，应在试验报告上签字。3) 力学性能测试合格后，编制试验报告，该报告除了在认可试验计划中已叙述的内容外尚须作如下补充：(1)焊接试验及力学性能试验的日期和地点。(2)由监理工程师签过字的力学性能试验报告。(3)焊接接头的宏观或显微硬度测定。(4)试件全长的焊缝外形照片及X射线探伤

51、照片或超声波探伤报告。(5)母材及焊接材料的质量保证书。(6)力学性能测试后的试样外观照片。(7)焊接工艺评定试验的结果应作为焊接工艺编制的依据。4) 焊接工艺评定应按国家规定的建筑钢结构焊接技术规程和钢制压力容器焊接工艺评定及相关标准的规定进行。3 焊接资质及焊工培训按照建筑钢结构焊接技术规程第八章“焊工考试”的规定，对焊工进行复训与考核。只有取得合格证的焊工才能安排进入现场施焊。如持证焊工连续中断焊接6个月以上者或持证超过三年，有效期内焊接质量未保持优良焊工，需重新考核上岗。焊工考试需严格按照规范进行。4 焊接材料的选配根据钢材化学成分、力学性能，拟对Q345、GS-20Mn5v级钢的焊材

52、选配，见表2-15所示。表2-15 焊材的选配序号屈服强度级别手工焊条型号CO2气体保护焊实芯焊丝型号埋弧焊焊接材料 （焊剂+焊丝）1Q345E5015ER50-2 F5024+H10Mn2 2GS-20Mn5vE5015ER50-2 F5024+H10Mn2 备注焊材最终的选定必须经本工程“焊接工艺评定试验”的结果给予确认。5 焊接设备的选择下列焊接设备适用于本工程的焊接工作，见表2-16所示。表2-16 焊接设备序号焊接方法焊接设备电流和极性单弧或多弧手工或机械1埋弧焊MZ-1-1000直流反接单弧自动2三弧三丝埋弧焊GSW3000BT直流反接单弧自动3手工焊条电弧焊ZX-500直流反接单

53、弧手工4CO2气体保护焊XC-500直流反接单弧半自动5电渣焊SESNET-W交 流单弧自动6 焊接材料的烘焙和储存焊接材料在使用前应按材料说明规定的温度和时间要求进行烘焙和储存；如材料说明要求不详，则按表2-17要求执行。表2-17 焊接材料烘焙和储存序号焊条或焊剂名称焊条药皮或焊剂类型使用前烘焙条件使用前存放条件1焊条低氢型300350：1小时1001502焊剂熔炼型300350：2小时1001507 焊接工艺参数工厂加工制作焊接参数的选用如表2-18所示。表2-18 工厂加工制作焊接参数焊接方法焊材牌号焊接位置焊条（焊丝）直径（mm）焊 接 条 件焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（c

54、m/min）手工焊条电弧焊E5015平焊和横焊3.29013022248124.0140180232510185.018023024261220立焊3.2801202226584.01201502426610CO2气体保护焊ER50平焊和横焊1.226032028343545埋弧自动焊F5011F5012平焊4.8平焊角焊单层单道焊层单道焊角焊缝570660303535505506603550303555066030353550电渣焊TSE-50G立焊1.633040034381.51.8栓钉焊平焊16008 焊接环境当焊接环境出现下列任一情况时，须采取有效防护措施，否则禁止施焊：1) 被焊接

55、面处于潮湿状态，或暴露在雨、雪和高风速条件下；2) 采用手工电弧焊作业(风力大于5m/s)和CO2气保护焊(风力大于2 m/s)作业时，未设置防风棚或没有措施的部位前情况下；3) 焊接操作人员处于恶劣条件下时；4) 相对湿度大于90%。9 引弧和熄弧板重要的对接接头和T接头的两端应装焊引弧板和熄弧板，其材料及接头原则上应与母材相同，其尺寸为：手工焊、半自动5030t mm；自动焊10050t mm；焊后用气割割除，磨平割口。10 定位焊1) 定位焊焊缝所采用的焊接材料及焊接工艺要求应与正式焊缝的要求相同，对于厚板，必须用烘枪预热至120左右，再定位点焊。2) 定位焊焊缝的焊接应避免在焊缝的起始

56、、结束和拐角处施焊，弧坑应填满，严禁在焊接区以外的母材上引弧和熄弧,定位焊必须由正式的持证焊工进行施焊。3) 定位焊尺寸参见表2-19所示要求执行。表2-19 定位焊尺寸序号母材厚度(mm)定位焊焊缝长度（mm）焊缝间隙(mm)手工焊自动、半自动1t2040505060300400220t60506050703004003t605060701003004004) 定位焊的焊脚尺寸不应大于焊缝设计尺寸的2/3，且不大于8mm，但不应小于4mm。5) 定位焊焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，必须清除后重新焊接，如最后进行埋弧焊时，弧坑、气孔可不必清除。6) 定位焊时一般采用CO2气保焊或3.2mm的

57、手工焊条进行，同时应采用较大的电流，以保证定位焊缝有一定的熔深。定位焊示意图见2-22所示。用CO2气保焊或3.2手工焊条打底图2-22 定位焊要求11 预热及焊接过程中层间温度的控制厚板在焊接前，钢板的板温较低，在始焊时，电弧的温度高达12501300，厚板在板温冷热骤变的情况下，温度分布不均匀，使得焊缝热影响区容易产生淬硬马氏体组织，焊缝金属变脆，产生冷裂纹的倾向增大，为避免此类情况发生，厚板焊前必须进行加热，加热时按板材的不同厚度进行，厚度25mm，不预热。厚度25mm，预热 60150。加热采用红外线电加热板，并配备数显电控箱，自动控制与调节焊接过程中的温度。1) 接头预热温度应不小于

58、规范规定的温度，层间温度不得大于230。2) 接头预热温度的选择以较厚板为基准，应注意保证厚板侧的预热温度，严格控制薄板侧的层间温度。3) 预热时，焊接部位的表面用电加热均匀加热，加热区域为被焊接头中较厚板的两倍板厚范围，但不得小于100mm区域。加热时应尽可能在施焊部位的背面。4) 当环境温度(或母材表面温度)低于0(当板厚大于30mm时为5)，不需预热的焊接接头应将接头的区域的母材预热至大于21，焊接期间应保持上表规定的最低预热温度以上。5) 焊接过程中层间温度的控制厚板焊接时，因板温的冷却速度较快，造成温度下降，为了使焊接的层间温度一直保持在200230之间，除了采用数显自动温控箱来调节

59、红外线加热板加热温度外，同时采用数显测温仪，随时对焊接点的前后方向、侧面进行测温。必须注意：预热温度和层间温度必须在每一焊道即将引弧施焊前加以核对。12 焊接过程控制1) 定位焊：定位焊是厚板施工过程中最容易出现问题的部位。由于厚板在定位焊时，定位焊处的温度被周围的“冷却介质”很快冷却，造成局部过大的应力集中，引起裂纹的产生，对材质造成损坏。解决的措施是厚板在定位焊时，提高预加热温度，加大定位焊缝长度和焊脚尺寸。2) 手工电弧焊的引弧问题：有些电焊工有一种不良的焊接习惯，当一根焊条引弧时，习惯在焊缝周围的钢板表面四处敲击引弧，而这一引弧习惯对厚板的危害最大，原理同上。因此在厚板焊接过程中，必须

60、“严禁这种不规范”的行为发生。3) 多层多道焊：在厚板焊接过程中，坚持一个重要的工艺原则是多层多道焊，严禁摆宽道。这是因为厚板焊缝的坡口较大，单道焊缝无法填满截面内的坡口，而一些焊工为了方便就摆宽道焊接，这种焊接造成的结果是，母材对焊缝拘束应力大，焊缝强度相对较弱，容易引起焊缝开裂或延迟裂纹的发生。而多层多道焊有利的一面是；前一道焊缝对后一道焊缝来说是一个“预热”的过程；后一道焊缝对前一道焊缝相当于一个“后热处理”的过程，有效地改善了焊接过程中应力分布状态，利于保证焊接质量。4) 焊接过程中的检查：厚板焊接不同于中薄板，需要几个小时乃至几十小时才能施焊完成一个构件，因此加强对焊接过程的中间检查