钢结构深化设计（139页）

1、 钢结构深化设计1.结构深化设计业绩序号工 程 名 称面积（m2）业主名称工程类型1屋盖41022总面积95638公共建筑2屋盖64320总面积73060公共建筑3屋盖33040总面积89000公共建筑441167公共建筑525112公共建筑628548公共建筑720100公共建筑815300公共建筑9直径60米公共建筑1055000工业厂房1139000工业厂房1225200工业厂房1384830工业厂房1446624工业厂房1541832工业厂房1632000工业厂房1751840工业厂房1878100工业厂房2钢结构深化设计2.1设计特点2.1.1结构中含有大量铸钢节点；2.1.2主拱相

2、贯节点复杂；2.1.3屋面箱梁有多个变截面；2.1.4屋面联系结构复杂，与屋面箱梁为贯通节点。2.2设计依据（1）招标办提供的设计图（2）钢结构设计规范（GBJ17-88）（3）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（4）建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）（5）建筑抗震设防分类标准（GB50223-95）（6）网架结构设计与施工规程（JGJ7-91）（7）碳素结构钢（GB700-88）（8）低合金高强度结构钢（GB/T1591）（9）建筑钢结构焊接规程（JGJ81-91）（10）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（11）厚度方向性能钢板（GB50313）（1

3、2）高焊接性能和韧性的通用铸钢件（DIN17182-1992）（13）铸件尺寸公差（GB6414-1986）（14）铸件机加工余量（GB/T11350-1989）（15）钢结构施工及验收规范（GB50225-2001）2.3设计内容2.3.1施工详图说明（1）施工依据的规范、规程、标准及规定；（2）主材、焊材、连接件等的使用；（3）焊接坡口形式、焊接工艺、焊缝质量等级及无损检测要求；（4）构件的几何尺寸以及允许偏差；（5）表面除锈、涂装，等技术要求；（6）构造、制造、运输、安装，等技术要求。2.3.2构件平、立面布置图（1）注明构件的位置和编号；（2）构件的清单和图例。2.3.3构（组）件施工

4、详图（1）构件集合形状和断面尺寸，轴线编号，标高；（2）构件材料表（3）构件连接件（4）构件开孔（5）焊缝标号：位置、形式（6）相关件：连接尺寸、几何精度方向、标志等。2.3.4节点施工详图（1）确定连接件的形式、位置等；（2）确定连接材料的材质、规格、数量、重量等；（3）细部处理2.3.5施工安装图和预拼装图（1）构件的平、立面布置：位置、编号、标高、方向等；（2）构件布置的连接要求。2.4设计软件和数据2.4.1计算机绘图应用软件 软件名称：AutoCAD、Xsteel、PIPE COASTER 软件代号和版本：AutoCAD 14.0、AutoCAD 2000（用来绘制三维立体图）与 X

5、steel6.02.4.2原始数据与设计资料一致2.4.3施工详图结果分析 与原设计图的一致性和连接节点的符合性； 结果分析及措施。2.5设计步骤（1）收集与深化设计有关的图纸、变更、设计数据，等资料；（2）深化设计展开（3）确定构件编号系统，给定构件编号；（4）确定吊装、分段情况；（由安装方案提供）（5）编制材料表；（6）编制图纸清单。2.6设计流程图2.7设计质量管理流程3钢结构设计深化水平3.1设计实力上海*冶金建设公司设计研究院是*冶下属的具有工程总承包甲级资质的设计研究单位。设计院成立于1985年，现有职工260余名，高级工程师51名，工程师86名。设计院担负着公司的钢结构、土建等设

6、计及信息管理工作。公司在技术上以高校作为技术后盾。从事钢结构及相关附属工程的专业设计人员共151名，其中，国家一级注册建筑师2名，一级注册结构师2名，高级工程师13名，中级技术人员63名。目前拥有国内最先进的计算机和喷墨式绘图仪137套和国进MSTCAD软件、同济大学3D3S软件、以及芬兰Teklaoy公司开发的三维智能钢结构模拟、详图及材料系统的Xsteel软件，是目前世界上领先的钢结构软件，它能有效的完成从设计、详图、材料加工、切割到施工等一系列全过程。利用AUTO cad 2000 进行铸钢节点三维立体图的绘制。Xsteel软件包含所有的图形编辑手段和数千种易于使用的节点类型库、三维建模

7、简洁、直观，效果图清晰，能自动产生配置图、组装图、零件图、材料表及CNC文件，能从DXF的形式传递二维及三维模型和AutoCAD接口，可处理从简单到复杂的任何钢结构，还可检查整个结构的协调性及碰撞问题，完全保证输出结果的正确性。从美国Research Engineers公司出品的世界上应用最广泛的结构分析STAAD/Pro设计软件，它结合先进的图形前后处理技术并得到了时间的考验，从模型分析到设计草图及详图STAAD/Pro完全按照设计意图的工作方式来完成。现已独立完成2000多项钢结构设计，从设计方案、施工图到零部件加工图均由计算机分别处理完成，公司将在此领域不断的开拓、创新、完善，始终超赶在

8、高新技术前列。3.2拟实施本工程深化设计人员和业绩拟实施本工程深化设计的人员及业绩序号姓 名职 称设 计 业 绩1教授级高工国家一级注册结构师2高级工程师3高级工程师4高级工程师工学硕士5工程师6工程师7工程师8工程师9工程师10工程师11工程师12工程师13工程师第六章、钢结构加工制作及技术措施1制造难点及对策1.1主体结构简介1主拱桁架1.1.2屋面箱梁1.2制造难点及其对策1.2.1难点之一：厚壁钢管的制造。 难点分析：壁厚难成型；卷管时外壁易出现表面裂纹。对策：大型滚弯设备（max=65mm）,大型压力机（2000t）；厚板采用预热措施；成型后MT检测外表面。1.2.2难点之二：厚板、

9、铸钢件的焊接。难点分析：最厚板为140mm；铸钢件的最厚部位接近70mm；预热与焊后热处理的温度控制。对策：合适的焊接工艺；高等级焊工；电脑温控；针对性强的焊接工艺评定。1.2.3难点之三：主拱桁架出厂形态确定。 难点分析：规格大，无法整体运输；如果全部散件出厂，现场拼装工作量会很大。对策：根据运输要求，局部组装成一体，尽量减少现场拼装的工作量。1.2.4难点之四：相贯杆件的端部切割。 难点分析：角度变化多样，精度要求高。对策：应用五维相贯线切割机，一次成型，同时完成坡口加工。1.2.5难点之五：构件的预装难点分析：坐标体系转换；预装顺序；预装胎架。对策：采用相对坐标；三三预装；预装胎架简单、

10、实用、通用。1.3质控重点及对策1.3.1难点之一：厚壁钢管的质量控制。 难点分析：相对弯曲半径r/t小，钢管外壁易出现裂纹。对策：控制外界影响因素（含预热温度，滚弯速率等）；对管外壁进行MT检测。1.3.2难点之二：材料的质量控制。难点分析：厚板所占比重较大，不均质等因素会明显影响材料质量。对策：扩大材料理化检验的范围与内容，追加Z向性能检测。1.3.3难点之三：主桁架组装精度的控制。 难点分析：三维空间结构，相贯节点与铸钢节点并存。对策：应用高性能测量设备，如全站仪等；CAD辅助，进行坐标计算。1.3.4难点之四：中厚板的切割质量。 难点分析：对85mm与140mm钢板进行切割，很难保证有

11、高质量的切割面。对策：切割前对材料进行预热；合适的割嘴、气压；机械化切割设备。2.钢结构制造厂简介2.1联合体钢结构加工能力2.1.1宝冶钢构*冶钢构年生产能力8万吨；拥有马鞍型切割机、大型钢管滚弯机、数控切割机、进口林肯门型埋弧焊机、林肯气保焊机、全自动温度控制设备等与本工程相关的国内一流设备；通过ISO9002质量认证；本科以上学历人员占管理人员的95%，技师、高级技师占作业人员的20%；检测实力雄厚，拥有国家级检测中心；参加过国内数十家体育场馆的钢结构制造。2.1.2*钢构（协作单位）*钢构的年生产能力为5万吨；采用日式管理模式，质保体系健全且高效；参加过包括*足球世界杯主会场日本*体育

12、场在内的国内外体育场馆的建设；设备一流，拥有加工65mm板厚钢管的大型滚弯设备；技术储备雄厚，日本专家参与技术管理。2.2联合体钢结构厂的分布序号制造厂名称位 置年生产能力135万吨23万吨35万吨41.5万吨3.制造总体思路 严格控制材料质量； 加强焊缝质量控制； 减少现场拼装焊接；厚壁管制造为难点；中厚板焊接为重点。 3.1屋面箱梁材料复检严格把关；保证厚板切割质量；厚板焊接工艺恰当；组立顺序便于焊接。3.2主拱桁架合理确定杆件出厂状态；厚壁管制造工艺要妥当； 胎架坐标点确定要精确；焊前预热焊后要热处理。4中厚板构件制造要点4.1厚板在此工程中所占的比重厚板在此工程中占有很大比重，相关厚壁

13、管的部位是制造与质控的难点与重点。（1）厚壁钢管的制造；（2）屋面箱梁翼缘板的切割、拼板焊接；（3）主拱桁架支座厚板的切割与焊接。4.2中厚板构件的制造设备4.2.1厚壁管加工：采用大型三辊卷管机4.2.2厚板的切割：数控切割机，氧气输送专线4.2.3相贯节点的切割：五维马鞍线切割机4.3中厚板构件的制造方法4.3.1厚壁钢管：预热压头预热滚弯焊接接头找圆；4.3.2厚壁管与铸钢件的焊接组立调整预热焊接锤击消除焊接应力焊后热处理。4.4中厚板焊接工艺要点（1）选择合适焊接材料；（2）预热温度（因不同焊接部位而异）；（3）坡口形式（按设计要求）、焊接顺序；（4）锤击消除应力法；（5）焊后热处理方

14、式。5组织管理体系&质量保证体系6原材料管理6.1材料管理的特点6.1.1材料组成三大块：厚板；管材；铸钢件。6.1.2品质保证：取样检测：拉伸、弯曲、化学成份，Z向性能等。UT、MT检测：焊接区域，厚板，铸钢件，等。破坏性检测：焊缝金相组织，铸钢件试样，等。6.2供应商的选择原则（1）完善的质保体系；（2）具有供应类似规模钢构工程材料的业绩；（3）具有良好的市场信誉；（4）具有反应敏捷的售后服务系统；（5）国内外知名的材料供应商。以上所列条款是选择材料供应商时所要考虑的必要条件。也是保证质量的先决条件。6.3材料的质量保证措施6.3.1材料使用以前的品质检验（1）材料的品质检验是最直接、最有

15、说服力的质量保证手段。（2）检测机构为第三方，独立进行检测活动。（3）检测机构具有权威性，检测资质证书齐全。（4）材料取样及试验时，要有见证人在场。6.3.2材料的验收制度（1）外观检查。（2）选择适当的验收工具：长度与宽度米尺，厚度、直径游标卡尺。（3）材料表面的质量等级评定将表面质量等级控制在C级以上。严禁将D级的材料用于此工程。（4）板材平整度符合规范标准，没有翘曲、局部凹凸等质量缺陷；表面标识清晰可辨。（5）材料的技术指标严格检查材料的各项技术指标，验证其是否符合设计及相应的规范要求。对材料的质保资料有疑点时，拒绝签收，并及时与材料供应商联系。6.3.3材料进场后的信息传递（1）材料定

16、尺采购的目的：降低损耗，减少焊接拼接。（2）材料进场后，材料管理部门对材料进行检查、登记。（3）材料信息传递给公司设计部、工艺技术部、生产部。6.3.4生产计划的形成及流转。6.3.5生产部对材料信息的处理。（1）根据生产计划，综合材料信息，对原材料进行排版。（2）排版时，做到“三化”：材料利用最大化；焊接拼接最小化；生产工序最简化。（3）排版资料发放给生产车间与材料管理部。6.3.6制造车间对材料信息的处理。制造车间领取材料，材料管理部控制材料发放（双方以排版单为依据）。6.3.7材料标识移植。切割材料炉批号移植到零件上记录每块零件的炉批号记录归档。6.4材料的储存6.4.1严格按照质保体系

17、的要求对材料进行标识、登记和编制材料信息；6.4.2材料不许露天堆放；6.4.3材料按照施工流程分区堆放，统一规划，材料摆放整齐，同时，预留运输走道及倒运通道。6.4.4材料放置时，要有足够的支撑点，防止材料变形.7.零件下料与杆件切割7.1关键设备简介7.1.1五维马鞍形数控切割机五维相贯线切割机性能表序号项 目工作范围1切割管径50800毫米2切割厚度550毫米3火焰切割最大坡口角度300切割厚度1650毫米4等离子切割最大坡口角度450切割厚度515毫米7.1.2数控切割机 数控切割机的技术参数序号项目参数1切嘴数量9个2切割范围6200mm3切割氧压力0.61Mpa4燃气压力0.060

18、.15 Mpa7.1.3刨边机（用来加工X型、Y型、U型坡口）刨边机的性能参数序号项 目参数1最大板厚范围80mm2最大长度12m3最大行进速度15m/min7.1.4大型压力机（2000t）（用来加工厚壁管）压力机的性能参数序号项 目参 数1最大工作压力2000吨2垂直缸工作行程2m7.2切割的一般技术要求（1）号料前，首先确认材质和熟悉工艺要求，然后根据排版图进行号料。（2）所用计量工具必须定时送检，应用于本工程的计量器具必须在鉴定有效期内。（3）材料必须平直，没有超标缺陷，否则应先矫正。7.2.4划线精度：划 线 精 度项 目允许偏差基准线，孔距位置0.5mm零件外形尺寸1.0mm7.2

19、.5号料时，应标明基准线、中心线和检验控制点。7.2.6钢板上不应留下永久性的划线痕迹。少量的样冲标记其深度应不大于0.5mm，7.2.7号料后，按质保体系相应程序文件的规定，做好材质标记的移植工作。7.2.8切割前，应清除母材表面的油污、铁锈和潮气；切割后，气割表面应光滑无裂纹，熔渣和飞溅物应清除干净。7.2.9气割的精度要求：气割的精度要求项 目允许偏差零件的宽度和长度1.0mm切割面不垂直度0.05t且2.0mm割纹深度0.2mm局部缺口深度1.0mm7.2.10切割后的外露自由边应倒角2mm。7.2.11火焰切割引起的热变形应立即进行矫正，不能流入下一道工序。7.2.12坡口加工的精度

20、坡口加工的精度1坡口角度aa=2.52坡口钝边aa=1.08、厚壁钢管 与 主拱桁架 的制造8.1厚壁钢管制造难点分析8.1.1管壁厚（例如：1000*54）；8.1.2管径小（例如：600）8.2厚壁钢管制造工艺8.2.1机械设备机械设备：三辊卷管机（用于加工640mm以上的厚壁钢管）2000t压力机（用于加工640mm以下的厚壁钢管）设备参数三辊的设备参数序号参数名称参数值（mm）1上辊直径6002下辊直径4503下辊之间的距离7004板厚范围555宽度极限3600三辊卷管机8.2.2钢管的滚弯流程8.2.2钢管的压制流程8.3主拱桁架的出厂状态8.3.1出厂状态示意图 8.3.2结构特点

21、分析及相应制造策略结构特点分析：四根弦杆，截面为三角形； 节间弦杆以直代曲； 相贯节点与铸钢节点相间。 相应制造策略： a精确控制铸钢件定位；b弦杆分段出厂，段长20米左右；c腹杆散件出厂。8.3.3胎架制造（1）坐标的转换（将起拱考虑在内）坐标转换的理由：转换成相对坐标，使其具有可操作性。如何进行坐标转换：（举例说明）以A、B、C三点为例。三点的坐标为：A(Xa，Ya，Za)B(Xb，Yb，Zb)C(Xc，Yc，Zc)将a点设置为（0，0，0），将以上坐标进行转换，所应用的公式为： XN= XN- XA YN= YN- YA ZN= ZN- ZA于是，以上三个点的坐标变为：A(0，0，0)B

22、(Xb- Xa，Yb- Ya，Zb- Za)C(Xc- Xa，Yc- Ya，Zc- Za)XN， YN不变，将Z坐标整体增加0.5米，得到坐标A,B,C。A(0，0，0+0.5)B(Xb- Xa，Yb- Ya，Zb- Za+0.5)C(Xc- Xa，Yc- Ya，Zc- Za+0.5)（2）胎架的搭设钢平台的结构a稳固，不会发生移动。b平面度为2mm。c水准仪对平台进行找平。d钢平台的结构形式如图所示。 制造胎架用材料（3）采用无余量预组装 在工厂进行无余量预组装，即杆件的下料长度不考虑焊缝根部间隙，此时的控制尺寸为设计尺寸；在吊装现场进行有余量拼装，即留有焊缝根部间隙。8.3.4组立顺序8.

23、4钢节点间杆件长度的控制8.4.1为什么控制杆件长度？首先定位铸钢节点，然后装配节间杆件，铸钢件端部有榫头，若长度控制不适当，榫头妨碍杆件装配，或与杆件无法搭接。8.4.2榫头的长度确定 L表示节间距离 l表示杆件长度 c表示榫头长度 b表示坡口底部间隙2cL-lcL-l=2b b取焊芯的直径5mm c2b=10mm8.5主拱桁架的预装8.5.1预装流程8.5.2预装关键点（1）控制点坐标务必准确；（2）自由预装，杆件不能强制就位；（3）按规定进行标识：调整点、杆件编号。8.6构件标识8.6.1重要性杆件繁多，过程复杂，组装预装，拆拆合合，标识较多，极易搞混。8.6.2具体规定 弦杆、斜腹杆距

24、体育场轴线较近的一端为 s端，反之，为e端；钢印打在钢管外壁，记号写在钢管端头内壁； 垂直腹杆上端为u，下端为d； 箱梁 构件号，方向标识（朝向场内侧为N，反之，为F）。8.7主拱桁架的起拱 根据有限元分析结果，可将桁架各点的起拱值进行反向演算。在制造过程中，胎架控制点的坐标值中将起拱值进行考虑。9箱梁的制造9.1箱梁的结构特点翼板厚（t翼max.=85mm） 腹板薄（t=10,12mm） 隔板多（间距1200mm，板厚8mm） 焊缝小（主焊缝为角焊缝）9.2钢梁的分段原则根据吊装要求，每段长度在20米左右。9.3截面形式9.4箱型梁的制造流程9.5箱梁端部铸钢球节点的制造9.5.1制造难点为

25、吊装考虑：钢索有韧性，“V”形支撑柱的管口规格大（500mm），二者协调就位难。如何最大限度降低难度，这是重点加难点。9.5.2基本思路制造时，部分人字柱、铸钢球、箱梁增加一贯穿套管。9.5.3组装顺序9.6端部加工9.6.1端部加工包含：坡口加工刨削 端面加工端铣9.6.2组立与刨削 刨削端要插入另一截面， 若二者尺寸搭配不恰当， 会产生无法对接的局面。9.7屋面箱梁的起拱 箱梁端部的起拱值是箱梁自身挠度与主拱桁架挠度的叠加。根据有限元分析，将各处的起拱值进行演算。在制造过程中，梁的分断点尺寸进行处理，为现场预起拱良好的尺寸配合。10.铸钢节点的设计与制造10.1引进铸钢节点的意义避免集中焊

26、缝缩短施工工期优美造型设计10.2铸钢件的制造流程10.3产品的主要成分、性能、技术质量指标10.3.1化学成分化学成分参照德国DIN17182标准，牌号GS-20Mn5V。化学成分具体控制在：C：0.150.18% Si0.60% Mn：1.01.30%P0.015% S0.015% Cr0.30%Mo0.15% Ni0.40%10.3.2机械性能屈服强度230Mpa 抗拉强度450Mpa延伸率22% 冲击功：ak40j（D级冲击功34j）10.3.3质量指标（1）材料碳当量控制在Ceg0.42（2）表面平整度：铸件表面精度（非加工表面）检测执行GB6060.1-85级BW2001-88标准

27、，铸件非加工表面光洁、平整、无粘砂，平整度200mm范围内1mm ，加工表面粗糙度100m。（3）铸件内在质量：铸件无夹渣、气孔、缩孔微裂纹等影响程度的缺陷。无损探伤检查：（采用6mm探测头UT检测，MT检测等）机加工面100%UT探伤。执行GB7233-87标准，质量等级为级；支管端面和距支管端面100mm范围内UT100%检测，质量等级为级，表面进行MT或PT检测；其余外表面10%UT检测，质量等级为级。主要检测铸件热节等易出现缺陷处。上述检查由我方或业主委托的监理方同时进行。（4）机加工尺寸精度符合图样要求，长度方向偏差为3.0mm，非加工尺寸偏差符合GB6414-86CT14要求；角度

28、精度：0.50。（5）热处理：正火+回火或调质，具体工艺尺寸见热处理工艺。（6）涂装质量：表面采用抛丸或喷砂处理，除锈等级Sa2.5级，随即进行油漆施工。10.4铸造工艺参数（1）加工余量符合国标要求；（2）模样线收缩量2.0%；（3）铸件毛坯尺寸偏差符号国标要求。（4）工艺出品率50%65%。10.5铸造工艺说明10.5.1DN4000*50球节点（1）为保证叉管与球相交处质量，考虑将支管向下，分多箱造型，在球通孔处分型，半片实模，叉管芯采用自来芯，用导向装置，或一次性实模。（2）泥芯壳下半片实样，上半片采用括板，着重考虑芯骨有足够强度、刚度，同时保证芯砂有良好的退让性；或半片制作两件拼装而

29、成，保证吃砂量120150mm。（3）冒口采用标准发热保温冒口套280h500，6件；280h450，冒口一件，根据倒出R20R25圆角，以利冒口切割，防止冒口根部拉缩、裂纹。（4）砂型和芯砂均采用水玻璃。二氧化碳硬化性芯砂，骨料采用硅砂SiO2含量大于96%，表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。特别情况下特殊部位采用锆英砂作型砂，以保证铸件的表面质量与内部质量。（5）浇注系统采用底注+阶梯式浇注系统铸件毛重=20000公斤，工艺出品率65%。10.5.2DN100050半球节点（1）为保证叉管与球相交处质量，考虑将支管向下，分多箱造型，在球通孔处分型，半片实模，叉管采用自来芯，用导向装

30、置，或一次性实模。（2）泥芯壳半片实模，上半片采用括板，芯骨考虑足够刚度、退让性。冒口采用标准保温冒口套300h500,1件。型砂与泥芯均采用水玻璃，二氧化碳硬化、型（芯）砂骨料采用硅砂SiO2含量大于96%，表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。（3）浇注系统采用底部浇注。铸件工艺出品率65%。详见铸造工艺图10.5.3主拱弦杆节点以主拱弦杆节点6叉管为例 选择分型面以1000及另外一对叉管为分型面，如其他两对叉管不在此分型面上，则采用自来芯，用导向装置；或一次实模。泥芯壳下半片实样，上半片采用括板，芯骨上绕草绳。冒口采用标准保温冒口套280h500,45件。（芯）砂均用水玻璃二氧化碳硬

31、化、砂骨料采用硅砂SiO2含量大于96%，表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。热节集中部位采用锆英砂骨料型（芯）砂，以保证产品的表面质量与 内在质量。浇注系统采用立浇或倾斜浇注，保证钢水平稳快速上升。冷铁在相交处考虑热节点较大，补缩不利，考虑采用成型冷铁，防止相交处内部产生缩松等缺陷。铸件工艺出品率65%详见铸造工艺图10.6铸造GS20Mn5低合金钢氧化法冶炼工艺时间序号工序操作要点熔化期123通电熔化助熔取样、扒渣用允许的最大功率通电，熔化炉料推料助熔，熔化后期，加入适量渣料及矿石造炸，炉料熔化60%80%时，可吹氧助熔，熔化末期，可适当减小送电功率炉料熔清后，充分搅拌钢液，取1号钢

32、样，分析C、P、Cr、Ni 、Mo符合要求时，带电放出全部或大部分炉渣，加入特种渣料造渣，保持渣料在3%左右（要求C0.46% P0.014%）氧化期45脱碳估碳、取样出钢液温度达1560以上时，可进行吹氧脱碳，或吹氧矿石脱碳操作。吹氧压力0.60.8Mpa，当火焰大量从炉口冒出时停止供电，继续吹氧，耗氧量（单独吹氧时）约69m3/t 钢。估计钢液含碳量降至低于规定下限0.10%左右停止供氧，充分搅拌钢液，取2#钢样，分析C、P、Mn、Cr、Ni、Cu、Si（如加高碳铁合金时，终点碳应再适当降低，P0.009%）。还原期678910扒渣、预脱氧还原取样调整成分测量除去全部氧化渣（除渣过程中先带

33、电，后停电），加入锰铁，预脱氧并加入2%3%渣料（碳：氟石：耐火砖块=4：1.5：0.2），造稀薄渣稀薄渣形成后，加入氟石与碳粉、铝粉供电，造白渣还原，钢液在良好的白渣下保持的时间一般不少于20min ,充分搅拌钢液，取3#钢样进行全分析C、Si、Mn、Cr、Ni、Cu、P、S根据钢液分析结果，调整钢液化学成分（含硅量要在出钢前710min 内调整）测出钢液温度，要求出炉温度16201640。做圆杯试样，检查钢液脱氧情况。 11出钢钢液温度符合要求，圆杯试验收缩良好时，停电，升高电极，叉铝（0.8kg/t钢）终脱氧，出钢。11.拱架端部的制造11.1端部构造11.2制造难点及对策11.2.1主

34、弦杆变截面处的处理方法（以B弦杆为例） 建议采用变径管。上口径为1000mm，下口径为600mm。壁厚为60mm。60mm向45mm 的板厚过渡采用斜坡过渡。11.2.2加强钢板（=60mm）的焊接 由于钢板厚度大，且与管壁进行焊接，因此，要采用U形坡口。12焊接工艺12.1焊接规范与标准建筑钢结构焊接规程（JGJ81-91）钢结构工程施工及验收规范（GB50205-2001）铸钢件超声波探伤方法及质量评定等级（GB7233-1987）气体保护焊用钢丝（GB/T14958-94）低合金钢焊条（GB5118-95）熔化焊用钢丝（GB/T14957-94）低合金钢埋弧焊用焊剂（GB12470-90

35、） 焊接结构用铸钢（GB7659-1987） 钢制压力容器焊接工艺评定（JB4708-2000） 12.2钢材材质： 钢材Q345C；铸钢件GS20Mn5V。12.3焊接材料：12.3.1手弧焊钢 材 材 质焊条牌号Q345C+Q345CJ507GS20Mn5V+ Q345C12.3.2 CO2气保焊钢 材 材 质焊丝牌号Q345C+Q345CH08Mn2SiAGS20Mn5V+ Q345C12.3.3焊接气体气体纯度（%）含水量（%）气压（Mpa）99.50.005112.3.4 埋弧焊材钢 材 材 质焊丝牌号焊剂牌号使用场所Q345+Q345H10Mn2SJ101主焊缝、拼板焊缝的焊接12

36、.4焊接设备焊接设备焊接方法焊接设备电流和极性手弧焊直流焊机直流、反接气保焊直流焊机直流、反接埋弧焊直流焊机直流、反接12.5焊接工艺评定& GS20Mn5V+ Q345c焊接12.5.1重要性阐释通过检验焊接接头的理化性能，界定各种因素对焊缝的影响程度，判断焊缝是否可以使用。12.5.2注意事项（1）评定项目：Q345c+Q345c；GS20Mn5V+ Q345c。（2）所取试件厚度要涵盖本工程中的材料。12.5.3评定程序12.6焊接工艺参数焊接工艺参数焊 接方 法焊材牌号焊接位置焊条（焊丝）焊接条件直径（mm）焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度(cm/min)手弧焊J507全位置3.2

37、1001302224-4.01501902325-5.01802202426-埋弧焊H10Mn2+SJ101平焊5.05506503236-气保焊H08Mn2SiA+CO2+Ar平焊横焊1.2导电嘴到工件的距离520mm。26010%297%3325%29010%307%3325%CO2气体流量2025L/Min12.7焊材管理&焊前准备12.7.1焊材管理(1) 专门仓库，分类放置，湿度60%，通风良好；(2) 焊材不能受潮；(3) 焊丝避免锈蚀、油污；(4) 专人管理，台帐翔实。(5) 台帐包括：焊材流向、批号、工号。12.7.2焊材的烘烤（1）专人管理，烘焙记录翔实；（2）焊条置于保温筒

38、中，随用随取；焊条烘焙次数2次。 烘烤要求焊接材料干 燥保温温度（）准许露天时间（h）温度（）时间（h）J5072503501.01.51204SJ1011502001.0/12.7.3焊接前的准备工作(1) 坡口面应光滑，无明显割痕缺口；(2) 坡口采用机械、火焰或碳刨加工；(3) 火焰加工的坡口应符合下述要求：a.割纹深度应小于0.2mm；b.局部缺口深度应小于1.0mm；c.当割纹深度为1.02.0mm时，用砂轮打磨成平滑过渡为1：10的斜坡；d.当割纹深度超过2.0mm时，应按焊接工艺要求进行补焊和打磨。(4) 焊前必须去除施焊部位及其附近30mm50mm范围内的杂质，杂质包括：氧化皮

39、、渣皮、水分、油污、铁锈及毛刺等。(5) 焊接接头装配质量表：焊接接头装配质量表序号项目名称示 意 简 图允 许 公 差1坡口角度（+1）-5 1 +52坡口钝边（f+f1）-1.0 f1 +1.0mm3根部间隙（R+R1）0 R1 2.0mm4搭接长度（L+L1）L15.0mm5装配间隙（e）0 e 1.5mm(6) T型接头间隙e超过1.5mm时，应采取打底焊以防焊漏，同时增加角焊缝的焊脚尺寸，增加值等于根部间隙。10.8坡口形式及具体焊接流程10.8.1钢板对接焊缝细部序号工件厚度（mm）坡口形式焊缝形式坡口尺寸bp1102050600324220406003350/12.8.2卷制钢管

40、的坡口形式12.8.3铸钢节点焊缝坡口形式12.8.4钢管与铸钢球面的焊接12.8.5箱型梁的焊缝形式及焊接流程12.8.6钢管斜贯焊缝的焊接12.9焊接流程12.9.1拼板焊缝的焊接流程a. 2/3双V型坡口b.Y型坡口12.10定位焊12.10.1施焊时的要求(1) 定位焊应由持证焊工施焊。(2) 定位焊的质量要求：a.焊后应彻底清除熔渣；b.焊缝出现裂纹，应清除后重焊。(3) 定位焊焊材与正式焊接部位的焊材一致。(4) 定位焊要求：a.避免在焊缝的起始、结束和拐角处施焊；b.T形接头定位焊应在两侧对称进行；c.多道定位焊应在端部作出台阶，以利后续焊缝的熔合。(5) 必需进行反面碳刨清根的

41、坡口，定位焊与碳刨同侧。(6) 定位焊尺寸不大于焊缝有效高度的2/3且不大于8mm，同时不小于4mm。12.10.2定位焊尺寸定位焊尺寸表（单位：mm）材料厚度（mm）焊 缝 长 度焊缝间距手工电弧焊、CO2气保焊t 25406030050025 t 30507030050012.11预热与焊接环境12.11.1预热与后热在本工程中的重要性a、本工程存在大量厚板与铸钢件；b、二者对焊接裂纹很敏感；c、南京地区冬天气温相对较低；d、铸钢件处于关键连接部位，受力复杂。12.11.2预热方式电热片加热，温度控制柜监控温度；12.11.3预热区域a、焊接工艺评定此铸钢具有良好的可焊性；b、对焊接区域进

42、行局部预热。c、预热区域焊件厚度的3倍，且不小于100mm。12.11.4焊接温度的选择12.11.5小锤敲击消除应力（1）敲击时间：后热结束，温度降至预热温度之前；（2）锤高3cm；（3）频率=100次/分钟；（4）锤击密度：1520次/cm212.11.6焊接环境当焊接处于下列情况时，不得进行焊接：（1）环境温度低于-12（南京地区不会出现）；（2）焊件表面暴露在潮湿、雨、雪、大风严寒等气候下；（3）当风速 4m/s时；（4）施工环境恶劣，对健康造成威胁。12.11.7焊接施工（1）引弧与熄弧a.严禁在焊接区以外的母材上引弧；b.焊缝区外的引弧斑痕磨光，用磁粉检查是否有裂纹；c.有裂纹时，

43、按焊接工艺对其进行修补。(2) 引弧板和熄弧板a.材质与母材一致；b.规格：手弧焊和气保焊x30 x50mm；埋弧焊x80 x120mm；c.焊后，引弧和熄弧板，气割切除，保留23mm，修磨平整；d.不得用锤击落。(3) 焊接方法和工艺的选用a.不同厚度的钢板焊接，按较厚板的工艺要求执行；b.严格明确 焊接方法 和 焊材类型。(4) 严格执行施工图中的焊接要求，若图中不明确，则由焊接工程师进行确定，并报设计师批准。(5) 焊接设备的工作状态a.焊机应处于良好的工作状态。b.焊接电缆应绝缘，以防 弧痕 与 短路。c.焊钳与焊条保持良好接触。d.回路夹与工件严密接触，保证稳定的电传导。(6) 临时

44、焊缝a.按焊接工艺施焊；b.使用完毕，将其清除；c.清除后，其表面应与原表面齐平。(7) 应力孔a.三条焊缝交汇处应力孔，半径25mm；b.焊接穿越孔，用弧线圆滑过渡。(8) 手弧焊、气保焊、气保焊工艺a.手弧焊，尽量保持短电弧；摆动宽度2.5倍线径；采用 起弧返回运条技术 或 引弧板 引弧；b.手弧焊，在立焊中使用摆动技术，焊条直径4.0mm；c.气保焊，导电嘴与工件距离应控制在15-20mm；d.最大根部焊道厚度：手弧焊，平焊为6mm，横焊为6mm，立焊为8mm；气保焊，平焊为8mm，横焊为8mm。e.最大中间焊道厚度：埋弧焊为4.8mm；气保焊为6.4mm；埋弧焊为6.4mm。f.最大单

45、道角焊缝尺寸：手弧焊，平焊6mm；横焊6mm；立焊 8mm。气保焊，平焊8mm，横焊8mm。气保焊，焊层宽度超过16mm，采用错层焊。(9) 焊接变形控制措施：a.下料时，预留焊收余量；装配时，焊接反变形。b.装配前，矫正零件变形，保证装配公差符合工艺要求；c.必要的装配胎架，工装夹具，隔板，撑杆；d.同一构件上，对称施焊，热量分散。(10) 焊缝施焊及清理a.熔透焊缝，正面焊接完毕，反面碳刨清根，再反面焊接；b.连续施焊，一次完成；c.焊完每道，及时清理，发现缺陷，及时修补；d.焊缝达到最终厚度的1/3，可以有焊接间歇；e.中断后，重开焊之前，按规定进行预热；f.尽可能采用平焊位置；g.端部

46、围角焊，引弧点、熄弧点距端部10mm；h.非平面焊道，由低向高填充；i.多道焊的接头应错开，多层焊端部作出台阶；j.焊缝的根部、面层不得用尖锤锤击；k.用扁铲、凿子以及轻型振动工具清除焊道。(11) 防风设施a.气体焊，风速大于2m/s时，设防风装置；b.其它焊接方法，风速大于9m/s时，设防风装置。(12) 焊后处理a.焊接完成后，清理熔渣、飞溅，检查外观。b.重要焊缝，焊后打焊工钢印。12.12为减小焊接残余应力所采取的措施（1）焊接顺序合理，先焊自由度大的零件；（2）热处理消除厚板的残余应力；（3）采用气保焊，其线能量较小。13制作质量的检验及保证措施13.1检验项目13.1.1原材料检

47、验序号检验项目具体内容1板材力学性能、化学成分、无损检测2铸钢件磁粉检测，超声波检测3油漆色标对比，附着力试验13.1.2过程控制序号检验项目具体内容1零件标识、切割程序预演2可追溯性钢号移植、件号标识、台帐追溯3胎具精度校核4焊接检验内、外质量5摩擦系数试验确定13.1.3预装检验序号检验项目具体内容1胎架检验精度校核2就位后精度对口精度13.1.4涂装检验序号检验项目具体内容1除锈光洁度、粗糙度2油漆过程检验、外观检验13.2原材料检验13.2.1板材检验（1）检验项目：拉伸弯曲试验、冲击试验及化学成分分析。（2）取样原则：不同材质，不同规格，不同炉批号，垂直于轧制方向，分别取样，（3）试

48、验结果：书面报告，存档备查。13.2.2焊材检验（1）检验项目：焊条、焊剂、保护气的质保资料。（2）要求：质保资料齐全。13.2.3油漆检验（1）检验项目：色标试验、附着力试验、兼容试验。（2）检验手段：色标对比卡、粘贴试验、混合试验。13.3制作过程检验13.3.1零件检验（1）检验内容：精度检验、标识检验。（2）检验手段：1：1硫酸纸样板检验、目检。13.3.2材料的可追溯性（1）检验内容：流转过程记录（2）检验手段：流程卡、抽检。13.3.3焊缝的可追溯性（1）检查内容：焊缝钢印、台帐（2）检查手段：钢印目检、检查台帐13.3.4胎具的检验（1）检查内容：胎具精度、胎具安全性。（2）检查

49、手段：力学计算、精度复核。13.3.5焊接检查：（1）检查内容：焊缝内外质量（2）检查手段：目检、焊缝量规、NDT检测。13.3.6摩擦系数试验（1）检查内容：摩擦系数（2）检查手段：粗糙度检测仪、光洁度对比卡、试验检测。13.4铸钢件的质量控制13.4.1外形尺寸检验的重要性本工程中铸钢件形体大，结构复杂，因此，铸造工艺复杂，制作精度的控制会有很大难度。铸钢件与钢管进行连接，能否保证二者精度配合，是施工顺利进行的前提。13.4.2外形尺寸主要控制点铸钢节点支管的长度、角度及端部直径；球形节点直径与壁厚。13.4.3质控程序13.4.4检验手段a检验工具 样板检验支管长度与角度游标卡尺检验壁厚

50、划规检验圆度b样板的制作流程c样板的测量过程13.4.5审查、检测内容序号名称检测方法检验依据检验范围检验者原辅材料资质审查计量，光谱分析质量保证书及技术证明文件等HQA/Q908-2002相关标准每匹次检验员图纸、工艺文件审查国标、手册、来图、技术协议、企业标准等每张总工程师工艺装备及模具测量工艺规程、图纸相关标准每套工艺员、检查员型（芯）砂质量观察计量检查计时工艺规程每批混砂工、车间检验员型（芯）合箱的质量观察样板量具、计时工艺规程每箱造型工、车间检验员冶炼质量观察计时量具、计时工艺规程每炉熔炼工，班组长化学成分称重、取样、光谱工艺规程每炉理化员、班组长钢水温度测量计取样观测工艺规程每炉班

51、组长浇注质量观察计时工艺规程每炉班组长机械性能随炉试样分析性能指标、相关标准每批次检验员落砂清理观察、计时工艺规程每箱清砂工、气割工毛坯检测观察、量板、量具工艺图纸每件检验员焊接或焊补目测、记录工艺规程每件电焊工、车间检验员探伤着色、磁粉、超声波质量指标、相关标准每件检验员热处理观察、检查、记录仪工艺规程每件热处理工，车间检验员打磨、清理观察检查工艺规程每件磨削工、兼职检查员机加工量具、样板工艺图纸、国标每件检验员整理、喷砂观察、量具工艺规程每件检验员油漆观察、检验工艺规程每件油漆工、检验员包装、运输观察、检查工艺规程每件检验员质量证明书审查用户要求、企业标准每件质保部部长、分管经理13.4.

52、6保证良好焊接性能的措施（1）加强金属炉料的控制（2）控制配料质量（3）适当增加脱碳钢，降低和有害杂质（4）控制炉料含、量（5）控制炉料残留元素含量，特别是Sn、Pb等（6）加强冶炼质量的控制（7）保证化学成分在规定范围之内。（8）在保证屈服、抗拉强度等机械性能的同时，尽可能使碳取在下限，Mn取在上限，降低含碳量。（9）合理使用脱磷剂加速熔化末期和氧化初期脱磷量。合理使用脱硫剂，提高还原质量同时采用钢渣混出工艺来增加脱量。（10）造好还原渣，提高钢液预脱氧，终脱氧质量。（11）采用稀土合金对钢液进行处理。（12）加强造型、浇注质量的控制，合理选择工艺出品率（13）出钢前镇静分钟，清除夹杂物。（

53、14）采用低温快烧工艺。（15）烘干的耐火砖铺设开放式浇道，防止吸氧、断流、停烧。清除浇包、铸型型腔、浇道一切杂物、渣砂，防止夹砂、夹渣。（16）合理使用冷铁、冒口，防止缩孔、缩松、裂纹。（17）严格砂型、砂芯的烘干工艺，控制合箱待烧时间。（18）浇注后严格按照工艺进行保温。（19）消除偏析。（20）选择合理的热处理工艺，改善金相组织、消除内应力。焊接面选择合理的加工余量，消除表面氧化、脱碳层，且具有良好表面金相组织。（21）所有焊接面均进行磁粉、着色、超声波探伤，确保无缺陷。（22）发货前注重对焊接面的保护。13.5预装过程检验13.5.1胎架检验（1）检查内容：胎架精度、胎架安全性。（2）

54、检查手段：力学计算、精度复核。13.5.2铸钢件位置检验（1）检验内容：控制点坐标。（2）检验手段：计算书复核、坐标精确复核。13.6涂装检验13.6.1除锈检验：（1）检验项目：粗糙度、光洁度（2）检验手段：粗糙度检测仪、光洁度对比卡。13.6.2油漆检验：（1）检验项目：油漆配比、涂装温度及湿度、涂装间隔、涂层厚度。（2）检验手段：温度计、湿度计、膜厚检测仪。13.7规范规定的精度要求13.7.1焊缝尺寸与外观质量要求焊缝尺寸和外观质量序号检查内容图 例容许公差1全熔透对接焊焊缝余高( h )t 6mm, 0 S 3.04焊缝凹痕/焊长每30mm少于1个，但凹坑大小在1mm以下的3个凹坑作

55、1个计算。序号检查内容图 例容许公差5焊缝咬边( e )对接焊缝e 0.25 mm；角焊缝：e 0.05t且小于等于0.5mm。连续长度小于等于100.0且焊缝两侧咬边总长度小于等于10%焊缝全长。（对有修磨要求的焊缝，咬边不允许）6接头不良/缺口深度小于等于0.05t，且小于等于0.5mm。7裂缝及表面裂缝/不允许8表面气孔及密集气孔/不允许9表面焊接飞溅/不允许10电弧擦伤/不允许11表面夹渣/不允许12焊 瘤/不允许13焊缝过溢( ) 9011.6.2钢管构件外型尺寸的允许偏差13.7.3钢结构预拼装的允许偏差13.8焊缝无损检测要求13.8.1用于此工程的NDT类型a、超声波检测（UT

56、）b、射线检测（RT）c、磁粉检测（MT）NDT检测范围及检测手段检验范围检验手段检验比例（%）钢板拼接UT100钢管环缝UT、RTUT-100、RT-10钢管纵缝UT、RTUT-100、RT-10铸钢焊接热影响区MT10铸钢件+钢管UT+MT100（UT）；20（MT）厚壁卷管外侧面MT10焊缝检测的标准检验手段检测标准UTGB11345-89RTGB3323-87MTJB/T6061-9213.8.2注意事项a检测不应早于焊后24小时；b对于不允许的缺陷，在其两端延伸检查，如仍有不允许的缺陷，则对整条焊缝进行100%检查。c按数量抽查的焊缝，如存在不允许的缺陷，应对同类型焊缝加倍检查，如仍

57、有不允许的缺陷，则对同类型焊缝进行100%的检查。13.9焊接缺陷修复13.9.1裂纹：先用MT检测，再用碳弧清除（裂纹+裂纹二端各50mm），然后重新焊接。13.9.2气孔、夹渣、未熔合：碳刨清除，然后重焊。13.9.3咬边：砂轮打磨，重新补焊。13.9.4焊瘤：碳刨刨掉，砂轮打磨。13.9.5补焊3.2mm的低氢型焊条，预热温度提高50。13.9.6焊缝裂纹，及时上报，找出原因，然后返修。13.9.7同一部位，返修不超两次；超过两次时，焊接工程师编制修补工艺。13.9.8机械矫正，或火焰加热矫正；矫正温度900，同时应避免200400的兰脆区，严禁用水急冷，应缓慢冷却至室温。13.10焊后

58、去应力热处理13.10.1执行标准：JB 4709-2000钢制压力容器焊接规程去应力热处理a钢板36mm，应进行焊后热处理；b焊后热处理在UT合格之后，其它加工之前进行；c采用局部电加热，加热区域：中心线两侧各2倍板厚，且100mm；d焊后热处理工艺简图： e加热工艺要求如下：300之前，自由升温；升温阶段升温速率VS 5000/板厚(mm)；最高200/h，不能低于50/h；加热区，任何两点温差120。降温阶段降温速率VJ （6500/板厚）/h，但260/h，同时50/h;保温阶段 当板厚50mm时，保温时间=板厚（毫米）/25 h，但不低于1/4小时；当板厚50mm时，保温时间=（15

59、0+板厚毫米数）/100 h；保温期间，任何两点温差65。13.11质量管理组织流程13.12质量控制程序13.13质量体系的支持文件（1）严格执行质量体系文件建筑安装工程质量体系程序文件。（2）按质保体系运作，作好相关见证资料。 （3）制作人员必须熟悉图纸、工艺规定。（4）先自检，后专检，自检专检记录齐全。（5）编制工艺卡，按工艺卡进行工艺流转。（6）具体工艺流程与体系作业文件结合，确定质控点。13.14质检环节（1）质检包括中间检查与最终检查；（2）应有过程检查记录；（3）质检按工序分阶段进行。13.15钢构制作的检验制度13.15.1制品检验。公司质检部门负责质量监督、质量评定；钢结构厂

60、负责制品检验和试验。13.15.2检验必须在工序过程中完成。13.15.3自检专检后，合格制品转下道工序。13.15.4不合格品按不合格品控制程序执行。13.15.5待出厂制品须具备以下条件：（1）实体已按设计完成；（2）质保资料齐全。（3）厂质检员进行等级评定，填评定表。（4）制品合格证签字手续齐全。（5）例外转序，厂车间主任填写报告，报厂总工审批后执行，并上报公司质检科备案。（6）配合甲方派驻的质检人员进行工作。（7）与甲方质检人员的配合项目：a参与构件验收，协商解决分歧。b配合抽样检查。13.16质量总体控制（1）技术科负责技术交底。（2）质检科负责质控和检测。（3）作业人员持证上岗。（