屋顶钢框架牛腿及大连桥钢结构工程安装施工工艺技术

4.1钢结构施工前技术准备 34.2机械配置及性能参数 34.2.1机械设备的配置及性能参数 34.2.1.1屋顶钢框架施工机械设备的配置及性能参数 34.2.1.2大连桥施工机械设备的配置及性能参数 34.3屋顶钢框架牛腿安装方案 44.3.1A座屋顶钢框架牛腿安装方案概述 44.3.2A座屋顶钢框架牛腿安装方案 54.3.3吊装工况分析 74.3.4支撑系统的工艺技术措施 74.4大连桥安装方案 104.4.1大连桥安装技术措施 104.4.1.1钢桁架安装具体技术措施 104.4.1.2高强螺栓安装技术措施 114.4.2现场安装方案概述 154.4.3钢连桥的楼面拼装 164.4.4钢连桥提升方案 194.4.4.1钢连桥提升工程概况 194.4.4.2钢连桥提升方案施工思路 194.4.4.3提升施工工艺重点说明 254.4.4.4提升施工监测监控措施 344.4.4.5液压提升系统简介 354.4.4.6液压系统配置 394.4.4.7提升同步控制策略 404.4.4.8施工前准备及检查工作 414.4.4.9正式提升过程控制 444.4.4.10提升施工应急预案 454.5钢结构现场焊接方案 484.5.1现场焊接概述 484.5.2现场焊接准备 484.5.3现场焊接工艺评定 494.5.4现场焊接顺序 514.5.5Q390高强钢焊接要点 524.5.6现场焊接的质量检验 574.5.7现场焊接的质量保证措施 594.5.8冬季低温焊接措施 624.5.9大风天气焊接方案 654.5.10焊接质量保证措施 664.6钢结构现场测量方案 674.6.1测量依据 684.6.2工程测量概况 684.6.3工程测量总体思路 694.6.3.1安装测量总体思路 694.6.4测量工作的基本要求 694.6.5平面控制网的建立 704.6.6平面控制网的施测及相关精度要求 704.6.7工程测量定位特点和要求 724.6.8现场测量控制 724.6.8.1预埋件的测量定位 724.7钢结构现场涂装方案 734.7.1涂料的储存与保管 734.7.2油漆补涂部位 744.7.3防腐涂装顺序 744.7.4施工工艺 744.7.5涂层检测 754.7.6注意事项 754.7.7防腐涂装施工质量保证措施 754.1钢结构施工前技术准备序号内容1开工前各方图纸会审已完成。2钢结构深化设计图纸完成并通过设计院审核。3钢结构施工组织设计、专项施工方案已完成并通过专家评审。4专项施工方案、三级安全教育对施工班组完成交底工作。4.2机械配置及性能参数4.2.1机械设备的配置及性能参数4.2.1.1屋顶钢框架施工机械设备的配置及性能参数现场施工中所投入的机械及其相关信息如下表所示：序号设备名称机械型号数量用途1塔吊D2000-84Q1屋顶钢框架牛腿吊装现场施工机械（D2000-84Q）性能参数4.2.1.2大连桥施工机械设备的配置及性能参数现场施工中所投入的机械及其相关信息如下表所示：序号设备名称机械型号数量用途1200t履带吊QUY2001大连桥拼装2600t汽车吊SAC60001大连桥预装段安装现场施工机械（200吨履带吊）性能参数4.3屋顶钢框架牛腿安装方案4.3.1A座屋顶钢框架牛腿安装方案概述综合考虑结构的安全性及施工高效性，将A座屋顶牛腿及劲性钢梁分段运输至现场，分段构件最大重量35t，构件最大宽度，4.71m，采用分段运输至现场，利用塔吊分段吊装的安装思路，最大吊重分段（35吨分段），采用D2000-84Q塔吊吊装，同时安装过程中将牛腿利用临时支撑体系支撑于下部土建结构。A座屋顶钢框架牛腿分段示意图临时支撑体系搭设整体效果图4.3.2A座屋顶钢框架牛腿安装方案A座屋顶框架牛腿安装流程示意步骤流程示意牛腿施工阶段验算临时架体施工阶段验算1/进行屋顶钢框架牛腿下部支撑体系的搭设，并牢固固定于下部土建结构。2吊装一侧屋顶钢框架牛腿分段，并进行十字劲性钢柱焊接。3吊装另外一侧屋顶钢框架牛腿分段，并进行十字劲性钢柱焊接。4吊装中间屋顶钢框架牛腿分段，并完成牛腿分段间焊接（焊接仰焊缝通过支撑架体挂设吊篮完成，并做好安全防护措施）5/待焊缝检测合格后拆除下部支撑体系，安装完毕。4.3.3吊装工况分析A座中庭塔吊平面布置（图中红色矩形框为钢框架牛腿位置）A座中庭塔吊吊装性能A座屋顶钢框架位于屋顶层，最大分段重量约35吨，考虑吊装最不利工况进行分析，A座屋顶钢框架牛腿最大吊装半径40m最大允许吊重48.3t＞45.6t（考虑1.2倍动力系数及超过自由高度钢丝绳附加重量及吊索吊具共3t）。4.3.4支撑系统的工艺技术措施支撑架在地面拼装完成，整体吊装至牛腿下层楼面，支撑架体生根点位于楼板时通过下部设置转换钢梁梁固定于土建梁上，转换钢梁梁通过预埋件与土建梁连接。支撑系统应严格按照设计截面、尺寸拼装制作，并保证拼装质量，同时支撑架体位置按照方案要求位置当值，施工中做到精确放线，保证支撑体系牢靠。支撑架体平面布置及杆件截面图如下：支撑架体平面布置（注：红色区域通过埋件固定于下部土建梁，蓝色区域直接作用于下部钢骨混凝土梁）支撑系统整体杆件截面图支撑系统单榀杆件截面图支撑系统单榀节点坐标表（仅用于现场地面拼装参考，支撑位置以平面定位为准）与土建结构预埋件连接示意（连接节点处采用不小于腹板厚度的加劲板）直接作用于下部钢骨梁节点示意（400*400mm柱底板）（柱脚设置12mm厚度柱脚板和16mm厚度柱底板）支撑结构监测：施工前进行支撑结构支撑点变形测量，同时在每个分段安装完成后均对支撑架体进行变形监测，并保证与模拟计算值接近，确认无误后开进行后续施工。临时支撑架体拆卸待牛腿焊接完成，焊缝检验合格之后，拆除临时支撑架体。首先对临时支撑架体进行卸载，割除支撑架体顶部小立柱。割除顺序由内向外对称割除。支撑架体顶部小立柱割除顺序示意图支撑体系卸载后，由上至下依次拆除。大牛腿底部对应支撑梁位置焊接耳板，悬挑钢梁割除前，利用手拉葫芦将钢梁连接固定在牛腿底部。悬挑部分割除后，放张手拉葫芦，而后通过牵引绳拉到土建结构上部。土建结构上部的支撑架体可依次拆除。4.4大连桥安装方案4.4.1大连桥安装技术措施4.4.1.1钢桁架安装具体技术措施1、施工准备确认桁架的几何尺寸和分段重量；绑扎钢丝绳、高空用操作栏杆、安全绳。2、钢丝绳的绑扎根据桁架截面的几何特征和重心位置，确定钢丝绳的绑扎点。钢丝绳绑扎在桁架上弦节点处，绑扎时垫设橡胶块，防止钢丝绳损坏构件表面油漆。钢丝绳绑扎时，根据构件起重量在吊装钢丝绳上配备相应的手拉葫芦，在构件离地面1m左右后进行调平，以便吊装构件顺利就位。正式吊装前必须进行试吊，并在手拉葫芦调平后加设保险钢丝绳，防止意外。吊装段就位后进行初步找正，并拉设风缆绳临时固定。3、桁架找正找正包括平面位置、垂直度和标高的找正。4、桁架的组装和安装精度要求桁架的组装和安装精度要求检查项目允许偏差（mm）分段长度-0.0～+5.0mm弯曲矢高L/2000，10.0mm扭曲H/250，10.0mm起拱度-5.0～+10.0mm支座位置±5.0mm标高±5.0mm垂直度L/1000间距±5.0mm4.4.1.2高强螺栓安装技术措施1.技术要求（1）扭剪型高强螺栓的连接副应该有一个螺杆、一个螺圈和一个螺母组成。（2）扭剪型高强螺栓的垫片和螺母应该在同一侧，且垫片有倒角的一侧要与螺母有圆台的一侧连接在一起。（3）钢结构的接头应经检查合格后才能拧紧高强螺栓。（4）高强度螺栓施工前，应先复验连接构件磨擦面的抗滑移系数，合格后，方可安装。按照高强螺栓的相关施工及验收规程要求执行。（5）高强度螺栓连接板接触面应平整，当接触有间隙时，小于1.0mm的间隙可不处理，1.0~3.0mm的间隙应将高出的一侧磨成1:10的斜面，使间隙小于1.0mm，打磨方向应与受力方向垂直，大于3.0mm的间隙应加垫板，垫板两面处理方法应与构件相同。（6）高强度螺栓连接安装时，在每个节点上应穿入临时螺栓和冲钉，临时螺栓和冲钉数量不得少于安装孔数的1/3，不得不少两个临时螺栓，冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%，扩钻后的螺柱孔（A、B级）不得使用冲钉。不得用高强度螺栓兼作临时螺栓。（7）高强度螺栓的安装应顺畅穿入孔内，严禁强行敲打，如不能自由穿入时，该孔应用铰刀进行修整，修整后的最大孔径应小于1.2倍螺栓直径，严禁用气割扩孔。（8）高强度螺栓的穿入方向宜以施工方便为准，并力求一致。（9）高强度螺栓安装时，构件的磨擦面应保持干燥、整洁，不得在雨中作业。应清除飞边、毛刺、焊接飞溅物；焊疤氧化铁皮和不需要有的涂料等。（10）高强度螺栓连接副的拧紧应分为初拧、终拧，对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。初拧、复拧和终拧应在24小时内完成。(11)高强度螺栓连接副初拧、复拧、终拧时，由螺栓群节点中心位置顺序向外缘拧紧的方向施拧，应先腹板后翼缘。焊接和高强度螺栓并用的连接，当设计无特殊要求时，应按先栓后焊的顺序施工。高强螺栓施拧顺序示意图(12)高强度螺栓施工前，应按出厂批次对高强度螺栓连接副的紧固轴力进行复验，每批复验8套。8套紧固轴力的平均值和变异系数应符合相关规范及施工规程要求。(13)高强度螺栓初拧扭矩可查阅规范及规程要求。(14)复拧扭矩等于初拧矩扭值。初拧或复拧后的高强度螺栓应用颜色的螺母上涂上标记，以表示初拧、复拧完毕，然后用专用扳手进行终拧，直至螺栓尾部梅花头拧掉。相关扭矩系数可由施工规范和规程查得。(15)高强度螺栓连接副施工质量的验收。(16)高强度螺栓连接副终拧验收，以目测螺杆尾部梅花头拧断为合格。对于不能用专用扳手拧紧的高强度螺栓，应按大六角头高强度螺栓检查方法办理。螺栓拧紧后，外露螺纹不应少于2个螺距。(17)高强度螺栓施工质量应按规范要求进行原始检查验收记录。2.高强螺栓进场检验与保管施工中所用的高强螺栓均按照规格、型号分类储放，妥善保管，避免因受潮、生锈、污染而影响其质量，开箱后的高强螺栓不得混放、串用，做到按计划领用，施工未用完的高强螺栓及时回收到仓库。高强螺栓保管要求内容序号高强螺栓保管要求1高强度螺栓连接副应由制造厂按批配套供应，每个包装箱内都必须配套装有螺杆、螺母及垫圈，包装箱应能满足储运的要求，并具备防水、密封的功能；包装箱内应带有产品合格证和质量保证书；包装箱外表面应注明批号、规格及数量。2在运输、保管及使用过程中应轻装轻卸，防止损伤螺纹，发现螺纹损伤严重、雨淋过的高强螺栓不应使用；工地储存高强度螺栓时，应放在干燥、通风、防雨、防潮的仓库内，并不得损伤丝扣和沾染脏物。3高强螺栓连接副应成箱在室内仓库保管，地面应有防潮措施，并按批号、规格分类堆放，保管、使用中不得混放；高强度螺栓连接副包装箱码放底层应架空，距地面高度大于300mm，码高不超过三层。4使用前尽可能不要开箱，以免破坏包装的密封性；开箱取出部分高强螺栓后也应再次包装好，以免沾染灰尘和发生锈蚀。5高强度螺栓连接副在安装使用时，施工人员应按当天计划使用的规格和数量领取，安装剩余的螺栓装回干燥、洁净的容器内，收归到仓库妥善保管，不得乱放、乱扔。6在安装过程中，应注意保护螺栓，不得沾染泥沙等脏物和碰伤螺纹；使用过程中如发现异常情况，应立即停止施工，经检查确认无误后再进行施工。7高强度螺栓连接副的保管时间不应超过6个月；保管周期超过6个月时，若使用须按要求进行扭矩系数试验或紧固轴力试验，检验合格后方可使用。3.高强螺栓性能检验本工程所使用的螺栓均应按设计及规范要求选用其材料和规格，保证其性能符合要求。扭剪型高强螺栓孔径选配表扭剪型高强螺栓孔径选配表高强螺栓公称直径d（mm）M16M20M22M24M27M30螺孔孔径D（mm）17.52224263033高强螺栓连接副的额定荷载及螺母和垫圈的硬度试验，应在工厂进行；连接副紧固轴力的平均值和变异系数由厂方、施工方参加，在工厂确定。摩擦面的抗滑移系数试验，由制造厂按规范制作试件后，在工厂和工地同时进行。扭剪型高强螺栓的初拧扭矩值为0.13×Pc×d的50%左右，可参照下表选用。复拧扭矩值等于初拧扭矩值。终拧采用专用的扭矩扳手进行，当尾部的梅花头扭掉即终拧完成。扭剪型高强螺栓初拧（复拧）扭矩值扭剪型高强螺栓初拧（复拧）扭矩值高强螺栓直径d（mm）M16M20M22M24初拧扭矩值（N.m）1152203003904.高强螺栓安装工艺本工程高强螺栓的施工位置主要有主梁和牛腿的连接、主梁和次梁的连接、主梁和埋件连接板的连接等，钢梁的截面和连接板的尺寸的种类又比较多。高强螺栓分两次拧紧，第一次初拧到标准预拉力的50%左右，第二次终拧到标准预拉力的100%。安装临时螺栓1）构件吊装就位后，首先用过眼冲对准孔位（过眼冲穿入数量不宜多于临时螺栓的30%），在适当位置插入临时螺栓，然后用扳手拧紧，使连接面结合紧密。2）临时螺栓的数量不得少于本节点螺栓安装总数的30%且不得少于2个临时螺栓。特别注意不要使杂物进入连接面。3）临时栓螺栓安装时，遵循从中间开始，对称向周围的进行安装。4）不允许使用高强度螺栓兼作临时螺栓，以防损伤螺纹引起扭矩系数的变化。5）对临时螺栓安装段完成后，经检查确认符合要求方可安装高强度螺栓。高强螺栓的安装高强螺栓的安装方法：待吊装完成一个施工段，钢构形成稳定框架单元后，开始安装高强度螺栓。扭剪型高强度螺栓安装时应注意方向：螺栓的垫圈安在螺母一侧，垫圈孔有倒角的一侧应和螺母有圆台的一侧接触。螺栓穿入方向以便利施工为准，每个节点应整齐一致，品种规格要按照设计要求进行安装。穿入高强度螺栓用扳手紧固后，再卸下临时螺栓，完成高强度螺栓替换。高强度螺栓的紧固，必须分两次进行。第一次为初拧：初拧紧固到螺栓标准轴力（即设计预拉力）的50%左右。第二次紧固为终拧，终拧时扭剪型高强度螺栓应将梅花卡头拧掉。初拧完毕的螺栓，应做好标记以供确认。为防止漏拧，当天安装的高强度螺栓，当天应终拧完毕。初拧、终拧都应从螺栓群中间向四周对称扩散方式进行紧固。单组高强螺栓的拧紧次序应为：先中间，逐渐向两侧进行。扭剪型高强度螺栓应全部拧掉尾部梅花卡头为终拧结束，不准遗漏。制作厂制作时在安装高强螺栓的节点部位不应涂装油漆。对于露天使用或接触腐蚀性气体的钢结构，在高强度螺栓拧紧检查验收合格后，连接处板缝应及时用腻子封闭。经检查合格后的高强度螺栓连接处，应按设计要求涂漆防锈。4.4.2现场安装方案概述钢连桥采用“楼面拼装+整体提升”的施工方法。在报告厅屋顶楼面相应投影面位置进行钢连桥拼装，主要拼装机械为1台200吨履带吊分别站在东、西两侧+9.94m楼面或+23.37m屋面进行拼装。钢连桥拼装范围内的楼面钢梁下部加固处理。钢连桥拼装完成后，依次进行提升施工，提升至设计位置后，补装支座处的结构杆件，完成钢结构与土建结构之间的连接，最后拆除提升架，完成连廊钢结构的安装。（轴线A-K～轴线B-A）×（轴线A-4～轴线A-5）之间钢连桥在报告厅10m楼面进行拼装，整体提升约55.8m，轴线A-K～轴线B-A）×（轴线A-8～轴线A-9）之间钢连桥在23.37m标高楼面进行拼装整体提升高度约43m。钢连桥拼装示意图结构部位工程量拼装位置机械1#钢连桥（+78.6m）A-K轴~B-A轴/A-4轴~A-5轴755吨报告厅屋顶楼面（+9.94m）A-K轴~B-A轴/A-4轴~A-5轴200吨履带吊拼装2#钢连桥（+78.6m）A-K轴~B-A轴/A-4轴~A-5轴755吨报告厅屋顶楼面（+23.37m）A-K轴~B-A轴/A-4轴~A-5轴200吨履带吊拼装4.4.3钢连桥的楼面拼装在报告厅屋面结构施工完成后，1#、2#钢连桥在报告厅屋面对应投影位置进行桁架的拼装，桁架采用200吨履带吊进行拼装，分别沿东西两侧施工道路站位。桁架拼装吊机站位图连桥拼装构件重量统计钢连桥最大拼装半径22m，最大拼装高度45m，200t履带吊（80度59m主臂+27m副臂）额定起重重量25.6t＞22.2*1.2=25.56t。200t履带吊性能参数桁架底层弦杆采用马凳或工字型钢钢进行支撑于下部桁架或钢梁正上方，依次拼装连桥底层弦杆及水平腹杆、下层竖腹杆、中间层弦杆及水平腹杆、上层竖腹杆、顶层弦杆及水平腹杆。屋顶预装单元安装高度为78m，重量为22.2t，考虑1.2倍动力系数，所需起重能力为25.56t。600t采用84.2m大臂，加135t超起配重，吊装半径在16m时起重能力为32.5t，32.5t＞25.56t满足起重要求。600t汽车吊90m135T超起配重性能表4.4.4钢连桥提升方案4.4.4.1钢连桥提升工程概况钢连桥结构位于A、B两座主楼中间。提升范围为（轴线A-K～轴线B-A）×（轴线A-4～轴线A-5）之间的1号钢连桥结构整体提升约55.8m和（轴线A-K～轴线B-A）×（轴线A-8～轴线A-9）之间的2号钢连桥结构整体提升高度约为43m，钢连桥结构为桁架结构，结构最大跨度为58.6m，结构高度为12.78m,单个钢连桥提升总重量约为775t（含附属结构），两个钢连桥提升总重量约为1550t。钢连桥结构平面图钢连桥结构立面图4.4.4.2钢连桥提升方案施工思路本液压提升方案是以钢结构安装施工组织设计及施工图纸为依据，参考以往在类似工程中的施工经验，结合本工程的实际情况及特点，并通过相应的计算、分析，在给定的钢结构施工场地、现有机械设备以及施工进度计划基础上进行编制的。本工程中，钢结构的最大安装标高为+78.600m，若采用分件高空散装，不但高空组装、焊接工作量大、现场机械设备很难满足吊装要求，而且所需高空组拼胎架难以搭设，存在很大的安全、质量风险。施工的难度大，不利于钢结构现场安装的安全、质量以及工期的控制。根据以往类似工程的成功经验，若将结构在安装位置的正下方楼面上拼装成整体后，利用“超大型构件液压同步提升技术”将其整体提升到位，将大大降低安装施工难度，于质量、安全、工期和施工成本控制等均有利。根据结构布置特点、现场安装条件以及提升工艺的要求，1号钢连桥和2号钢连桥依次进行提升，钢结构提升单元分别在其投影面正下方标高为+9.970m和+23.370m的楼面上拼装为整体，同时，利用两榀主桁架预装段以及钢骨柱设置提升平台，每个钢连桥设置四组提升平台（上吊点），共设置八组提升平台。在提升单元的桁架上弦杆与上吊点对应位置处安装下吊具（下吊点），上下吊点间通过专用底锚和专用钢绞线连接，利用液压同步提升系统将钢连桥结构提升单元一次性提升至安装标高处，然后进行主桁架对接以及后装段的安装。1.安装思路钢结构提升具体思路如下：钢结构提升单元在其安装位置的投影面正下方楼面上（+9.970m和+23.370m）拼装成整体提升单元；在主楼结构层利用钢骨柱及预装段结构设置提升平台（上吊点），共设置8组提升平台；安装液压同步提升系统设备，包括液压泵源系统、提升器、传感器等；在提升单元弦杆上与上吊点对应的位置安装提升下吊点临时吊具；在提升上、下吊点之间安装专用底锚和专用钢绞线；调试液压同步提升系统；张拉钢绞线，使得所有钢绞线均匀受力；检查钢结构提升单元以及液压同步提升的所有临时措施是否满足设计要求；确认无误后，按照设计荷载的20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%的顺序逐级加载，直至提升单元脱离拼装平台；提升单元提升约150mm后，暂停提升；微调提升单元的各个吊点的标高，使其处于水平，并静置4～12小时。再次检查钢结构提升单元以及液压同步提升临时措施有无异常；确认无异常情况后，开始正式提升；整体提升钢结构提升单元至接近设计安装标高暂停提升；测量提升单元各点实际尺寸，与设计值核对并处理后，降低提升速度，继续提升钢结构接近设计位置，各提升吊点通过计算机系统的“微调、点动”功能，使各提升吊点均达到设计位置，满足对接要求；安装后补段,钢结构提升单元与上部结构预装段对接，形成整体；液压提升系统各吊点按设计方要求卸载，使钢结构自重转移至主结构上，达到设计状态；拆除液压提升设备，补装杆件，钢结构提升作业完成；2.提升流程STEP1：利用履带吊将钢连桥在标高为+9.970m和+23.370m的楼面上拼装为整体，安装提升加固杆，同时在钢骨柱相应位置设置预装段；STEP2：利用结构预装段以及钢骨柱安装提升平台（上吊点），安装提升设备，在被提升结构上弦杆与上吊点对应位置设置下吊具（下吊点），在上下吊点之间安装专用底锚和专用钢绞线；STEP3：调试液压提升系统，将被提升结构提升150mm，暂停提升，静置4-12小时，再次检查钢结构提升单元以及液压同步提升临时措施有无异常；STEP4：将钢结构提升至设计位置，与预装段对口焊接，补装后补段杆件；STEP5：拆除提升设备及提升临时措施,安装后装杆件,拆除加固杆件，提升作业完成。3.方案优点本工程中钢结构采用整体液压同步提升技术进行吊装，具有如下优点，具体如下所示。液压同步提升优点序号内容1钢结构主要的拼装、焊接及油漆等工作在地面进行，可用履带吊进行散件吊装，施工效率高，施工质量易于保证；2钢结构的施工作业集中在地面，对其它专业的施工影响较小，且能够多作业面平行施工，有利于项目总工期控制；3钢结构的附属次结构件等可在地面安装或带上，可最大限度地减少高空吊装工作量，缩短安装施工周期；4采用“超大型构件液压同步提升施工技术”吊装空中钢结构，技术成熟，有大量类似工程成功经验可供借鉴，吊装过程的安全性有保证；5通过钢结构单元的整体提升，将高空作业量降至最少，加之液压提升作业绝对时间较短，能够有效保证空中钢结构安装的总体工期；6液压提升设备设施体积、重量较小，机动能力强，倒运和安装方便，适合本工程的使用；7提升上下吊点等主要临时结构利用自身结构设置，加之液压同步提升动荷载极小的优点，可以使提升临时设施用量降至最小，有利于施工成本控制。8通过提升设备扩展组合，提升重量、跨度、面积不受限制；9采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊点，提升高度与提升幅度不受限制；10液压提升器锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程十分安全，并且构件可在提升过程中的任意位置长期可靠锁定；11液压提升系统具有毫米级的微调功能，能实现空中垂直精确定位;12设备体积小，自重轻，承载能力大，特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升；4.提升立面图被提升结构在标高为+9.970m和+23.370m的楼屋面上拼装，提升高度约为43m和55.8m，单个钢连桥提升重量约为775t（含附属结构），两座钢连桥提升总重量约为1550t。提升立面图4.4.4.3提升施工工艺重点说明1.关键技术和设备我司已有过将超大型液压同步提升施工技术应用于各种类型的结构、设备吊装工艺的成功经验。配合本工程施工工艺的创新性，我司主要使用如下关键技术和设备：（1）超大型构件液压同步提升施工技术；（2）YS-SJ-405型液压提升器；（3）YS-PP-60型液压泵源系统；（4）YS-CS-01型计算机同步控制及传感检测系统。2.提升吊点设置1号钢连桥和2号钢连桥依次进行提升，单个钢连桥整体提升设置4组吊点，每组吊点配置1台YS-SJ-405型液压提升器，共计4台。提升吊点平面布置如下图所示。提升吊点平面布置图提升设备配置表吊点编号反力标准值（kN）提升器型号提升器数量（台）钢绞线数量（根）钢绞线安全系数备注D012270YS-SJ-4051193.01D021773YS-SJ-4051153.05D032038YS-SJ-4051173.00D041669YS-SJ-4051143.02合计7750465提升设备配置表吊点编号反力标准值（kN）提升器型号提升器数量（台）钢绞线数量（根）钢绞线安全系数备注D051773YS-SJ-4051153.05D062270YS-SJ-4051193.01D071669YS-SJ-4051143.02D082038YS-SJ-4051173.00合计7750465注：1、表中钢绞线安全系数均大于2.0，满足提升安全要求；2、钢绞线长度60m，单台提升器+钢绞线最大重量为3.6t。3、单根钢绞线破断力不小于360kN，钢绞线安全系数=360÷（反力标准值/根数）3.提升分段本项目钢结构采用整体提升工艺吊装，因其主桁架与框架柱之间的结构特点，所有主桁架两端均需要在安装前预制分段处理：桁架两端预装段预先安装到位，中间分段在地面上散件拼装，整体成型后提升到位，部分结构提升到位后安装。提升分段图注：安装提升加固杆处的斜腹杆需预制后补段4.提升临时措施的设置4.1提升平台（1） 提升平台一液压提升器提升梁立柱斜拉杆水平加固杆斜撑液压提升器提升梁立柱斜拉杆水平加固杆斜撑三维示意图提升平台一由提升梁、斜拉杆、立柱、斜撑、水平加固杆构成。提升梁规格为B500×450×25,立柱、拉杆规格均为H450×450×25×25，斜撑规格为B450×450×25，水平加固杆规格为P140×8，加劲板厚度均为25mm。所有临时措施材质均为Q345B。提升平台各杆件之间均采用焊接连接，焊缝均采用熔透焊缝，焊缝等级一级，加劲板采用双面角焊缝连接,焊脚尺寸为18mm。提升平台一详图如下：提升平台一平面布置图A-A详图说明：因提升平台一设置在结构预装段上，结构预装段下方设置有双向滑动支座，需对预装段机构进行临时加固，以防止提升过程发生滑动和倾覆。提升平台一固定示意（通过小立柱直接将连桥上弦杆固定于下部结构，下部结构生根点需经设计院同意）提升梁详图（2） 提升平台二桁架式水平加固杆件液压提升器斜撑提升梁桁架式水平加固杆件液压提升器斜撑提升梁三维示意图提升平台二由提升梁、斜撑、桁架式水平加固杆构成。提升梁规格为B500×450×25,斜撑规格为B450×450×25，格构式水平加固杆弦杆规格为P273×7，腹杆规格P140×8，加劲板厚度均为25mm.所有临时措施材质均为Q345B。提升平台各杆件之间均采用焊接连接，焊缝均采用熔透焊缝，焊缝等级一级，加劲板采用双面角焊缝连接,焊脚尺寸为18mm。提升平台二详图如下：提升平台二平面布置图B-B详图注：提升平台二提升梁和斜撑与钢骨柱中的主体结构利用预埋件连接。提升梁详图4.2.提升下吊点提升单元在整体提升过程中主要承受自重产生的垂直荷载。本工程中根据提升上吊点的设置，下吊点分别垂直对应每一上吊点设置在待提升结构上弦杆的上表面上。临时吊具工程应用图提升吊点立面图注：提升加固杆的安装采用焊接连接，焊缝采用熔透焊缝，焊缝等级一级，提升加固杆与斜腹杆需利用加劲板贯通加固连接。405t下吊具详图4.3.液压提升器固定板液压提升器利用专用固定板安装在提升平台上，每台液压提升器需要各4块提升器临时固定板及专用锚环固定板。A、B面用打磨机打磨光滑，使之能卡住提升器底座；C面同下部结构焊接，焊接时不得接触提升器底座。提升器临时固定板材质为Q235B。YS-SJ-405提升器临时固定板详图YS-SJ-405专用锚环固定板详图4.4导向架在液压提升器提升或下降过程中，其顶部必须预留长出的钢绞线，如果预留的钢绞线过多，对于提升或下降过程中钢绞线的运行及液压提升器天锚、上锚的锁定及打开有较大影响。所以每台液压提升器必须事先配置好导向架，方便其顶部预留过多钢绞线的导出顺畅。多余的钢绞线可沿提升平台自由向后、向下疏导。导向架制作材料选用P102×5圆管，圆管材质均为Q235B。现场制作时材料可进行替换，但截面积及抗弯性能不得低于原截面。（导向架材料根据钢绞线数量及长度相应调整）导向架详图注：导向架底部通过角焊缝围焊连接在提升梁上表面，焊角尺寸为8mm。导向架参数表名称L1L2H1H2H3H4备注长度/mm30010001500225038004000405t提升器用4.4.4.4提升施工监测监控措施提升结构利用液压同步控制系统实时监控提升点的位移、提升反力；提升平台、支撑平台以及提升结构在提升前静置过程中检查钢结构提升单元以及液压同步提升临时措施有无异常并监测其变形，确认无误后开始提升；提升平台、支撑平台以及提升结构在提升过程中利用全站仪逐级进行变形监测，定行程监测，监测距离控制在10m，（即每10对提升平台、支撑平台以及提升结构变形进行监测一次），如发现问题，立即停止，对安全性评估完成后再进行后续施工。4.4.4.5液压提升系统简介1超大型构件液压同步提升施工技术特点（1）通过提升设备的扩展组合，提升重量、跨度、面积不受限制。（2）提升过程十分安全，并且构件可以在提升过程中的任意位置锁定，任一提升器亦可单独调整，调整精度高，有效的提高了结构提升过程中安装精度的可控性。（3）采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊点，提升高度不受限制；（4）提升设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适宜于大型设备的提升作业。（5）液压提升器通过液压回路驱动，动作过程中加速度极小，对被提升设备及提升框架结构几乎无附加动荷载（振动和冲击）；（6）设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强。（7）液压同步提升通过计算机控制各提升点同步，提升过程中构件保持平稳的提升姿态，同步控制精度高；（8）省去大型吊机的作业，可大大节省机械设备、人力资源；（9）能够充分利用现场施工作业面，对工程总体工期控制有利。2主要技术及设备1.液压提升原理“液压同步提升技术”采用液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具。液压提升器为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必镶接等一系列独特优点。液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作（紧）时，会自动锁紧钢绞线；锚具不工作（松）时，放开钢绞线，钢绞线可上下活动。液压提升过程见图所示，一个流程为液压提升器一个行程。当液压提升器周期重复动作时，被提升重物则一步步向上移动。液压提升原理图上升工况步序动作示意如下图所示。液压提升器提升工作原理表第1步：下锚松，上锚紧，夹紧钢绞线第2步：提升器同步提升重物第3步：下锚紧，夹紧钢绞线第4步：主油缸微缩，上锚片脱开第5步：上锚具上升，上锚全松第6步：主油缸非同步缩回原位2.液压提升设备本工程中液压提升承重设备主要采用YS-SJ型穿芯式液压提升器，液压提升器如图所示。YS-SJ型液压提升器3.液压泵源系统液压泵源系统为液压提升器提供动力，并通过就地控制器对多台或单台液压提升器进行控制和调整，执行液压同步提升计算机控制系统的指令并反馈数据。YS-PP型液压泵源系统4.计算机同步控制及传感检测系统液压同步提升施工技术采用传感监测和计算机集中控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。拟用于本工程的液压同步提升系统设备采用CAN总线控制、以及从主控制器到液压提升器的三级控制，实现了对系统中每一个液压提升器的独立实时监控和调整，从而使得液压同步提升过程的同步控制精度更高，实时性更好。操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压提升过程及相关数据的观察和（或）控制指令的发布。通过计算机人机界面的操作，可以实现自动控制、顺控（单行程动作）、手动控制以及单台提升器的点动操作，从而达到提升单元整体提升安装工艺中所需要的同步提升、空中姿态调整、单点毫米级微调等特殊要求。计算机同步控制及传感检测系统人机操作界面如下图所示。液压同步提升计算机控制系统人机界面4.4.4.6液压系统配置液压提升系统主要由液压提升器、液压泵源系统、计算机同步控制及传感检测系统组成。总体布置原则满足提升单元各吊点的理论提升反力的要求，尽量使每台液压设备受载均匀；尽量保证每台液压泵源系统驱动的液压设备数量相等，提高液压泵源系统的利用率；在总体控制时，要认真考虑液压同步提升系统的安全性和可靠性，降低工程风险。液压提升器的配置根据本工程中各吊点提升反力大小，拟选择YS-SJ-405型液压提升器作为主要提升承重设备。YS-SJ-405型液压提升器额定提升能力为405t。钢绞线作为柔性承重索具，采用高强度低松弛预应力钢绞线，抗拉强度为1860MPa，单根直径为17.80mm，破断拉力不小于36t。提升器底锚及吊具采用配合设计和试验的规格。各提升吊点的液压提升器及钢绞线具体配置详见“提升吊点设置”章节。液压泵源系统液压泵源系统为液压提升器提供液压动力，在各种液压阀的控制下完成相应动作。在不同的工程使用中，由于吊点的布置和液压提升器的配置都不尽相同，为了提高液压提升设备的通用性和可靠性，泵源液压系统的设计采用了模块化结构。根据提升重物吊点的布置以及液压提升器数量和液压泵源流量，可进行多个模块的组合，每一套模块以一套液压泵源系统为核心，可独立控制一组液压提升器，根据提升器数量配置相应的泵源系统，以满足各种类型提升工程的实际需要。本工程中依据提升吊点及液压提升器的数量，共配置2台YS-PP-60型液压泵源系统。电气同步控制系统电气同步控制系统由动力控制系统、功率驱动系统、传感检测系统和计算机控制系统等组成。电气控制系统主要完成以下两个控制功能：集群提升器作业时的动作协调控制。各点之间的同步控制是通过调节液压系统的流量来控制提升器的运行速度，保持被提升结构单元的各点同步运行，以保持其空中姿态。液压同步提升施工技术采用行程及位移传感监测和计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压提升过程及相关数据的观察和（或）控制指令的发布。本工程中配置一套YS-CS-01型计算机同步控制及传感检测系统。4.4.4.7提升同步控制策略控制系统根据一定的控制策略和算法实现对提升单元整体提升（下降）的姿态控制和荷载控制。在提升（下降）过程中，从保证结构吊装安全角度来看，应满足以下要求：应尽量保证各个提升吊点的液压提升设备配置系数基本一致；应保证提升（下降）结构的空中稳定，以便提升单元结构能正确就位，也即要求各个吊点在上升或下降过程中能够保持一定的同步性（±20mm）。根据以上要求，制定如下的控制策略：将集群的液压提升器中的任意提升速度和行程位移值设定为标准值，作为同步控制策略中速度和位移的基准。在计算机的控制下，其余液压提升器分别以各自的位移量来跟踪对比，根据两点间位移量之差进行动态调整，保证各吊点在提升过程中始终保持同步。4.4.4.8施工前准备及检查工作液压提升设备安装1.液压提升器安装液压提升器安装到位后，应立即用临时固定板固定。先按图纸制作好固定板（每台提升器4块），A、B面用打磨机打磨光滑，使之能卡住提升器底座。将固定板紧靠提升器底座，C面同下部结构焊接，焊接时不得接触提升器底座。底锚固定板安装技术要求同提升器。临时固定板现场使用图片2.导向架安装导向架安装于液压提升器侧方，导向架的导出方向以方便安装油管、传感器和不影响钢绞线自由下坠为原则。导向架横梁高出液压提升器天锚约1.5～2m，偏离液压提升器中心5～10cm为宜。导向架安装示意图3.专用底锚的安装每一台液压提升器对应一套专用底锚结构。底锚结构安装在提升下吊点临时吊具的内部，要求每套底锚与其正上方的液压提升器、提升吊点结构开孔垂直对应、同心安装。4.钢绞线的安装穿钢绞线采取由下至上穿法（暂定），即从液压提升器底部穿入至顶部穿出。应尽量使每束钢绞线底部持平，穿好的钢绞线上端通过夹头和锚片固定。待液压提升器钢绞线安装完毕后，再将钢绞线束的下端穿入正下方对应的下吊点底锚结构内，调整好后锁定。每台液压提升器顶部预留的钢绞线应沿导向架朝预定方向疏导。5.液压管路的连接液压泵源系统与液压提升器的油管连接：（1）连接油管时，油管接头内的组合垫圈应取出，对应管接头或对接头上应有O形圈；（2）应先接低位置油管，防止油管中的油倒流出来。液压泵源系统与液压提升器间油管要一一对应，逐根连接；（3）依照方案制定的并联或串连方式连接油管，确保正确，接完后进行全面复查。6.控制、动力线的连接（1）各类传感器的连接；（2）液压泵源系统与液压提升器之间的控制信号线连接；（3）液压泵源系统与计算机同步控制系统之间的连接；（4）液压泵源系统与配电箱之间的动力线的连接；（5）计算机控制系统电源线的连接。设备的检查及调试1.调试前的检查工作（1）提升临时措施结构状态检查；（2）设备电气、油管、节点的检查；（3）提升结构临时固定措施是否拆除；（4）将提升过程可能产生影响的障碍物清除。2.系统调试液压系统安装完成后，按下列步骤进行调试：检查液压液压泵源系统上所有阀或油管的接头是否有松动，检查溢流阀的调压弹簧处于是否完全放松状态。检查液压液压泵源系统控制柜与液压提升器之间电源线、通讯电缆的连接是否正确。检查液压液压泵源系统与液压提升器主油缸之间的油管连接是否正确。系统送电，检查液压泵主轴转动方向是否正确。在液压液压泵源系统不启动的情况下，手动操作控制柜中相应按钮，检查电磁阀和截止阀的动作是否正常，截止阀编号和液压顶推器编号是否对应。检查行程传感器，使就地控制盒中相应的信号灯发讯。操作前检查：启动液压液压泵源系统，调节一定的压力，伸缩液压提升器主油缸：检查A腔、B腔的油管连接是否正确；检查截止阀能否截止对应的油缸。3.分级加载试提升待液压系统设备检测无误后开始试提升。经理论计算，确定液压提升器所需的伸缸压力（考虑压力损失）和缩缸压力。开始试提升时，液压提升器伸缸压力逐渐上调，依次为所需压力的20%，40%，在一切都正常的情况下，可继续加载到60%，70%，80%，90%，95%，100%。提升单元在刚开始有移动时暂停作业，保持液压设备系统压力。对液压提升器及设备系统、结构系统进行全面检查，在确认整体结构的稳定性及安全性绝无问题的情况下，才能开始正式提升。4.4.4.9正式提升过程控制为确保提升单元及主体结构提升过程的平稳、安全，根据结构的特性，拟采用“吊点油压均衡，结构姿态调整，位移同步控制，顺序卸载就位”的同步提升和卸载落位控制策略。1同步吊点设置每台液压提升器处各设置一套行程传感器，用以测量提升过程中各台液压提升器的提升位移同步性。主控计算机根据各个传感器的位移检测信号及其差值，构成“传感器－计算机－泵源控制阀－提升器控制阀—液压提升器－提升单元”的闭环系统，控制整个提升过程的同步性。2提升分级加载通过试提升过程中对提升单元、提升临时措施、提升设备系统的观察和监测，确认符合模拟工况计算和设计条件，保证提升过程的安全。以计算机仿真计算的各提升吊点反力值为依据，对提升单元进行分级加载（试提升），各吊点处的液压提升系统伸缸压力分级增加，依次为20%、40%、60%、70%、80%；在确认各部分无异常的情况下，可继续加载到90%、95%、100%，直至提升单元全部脱离拼装胎架。在分级加载过程中，每一步分级加载完毕，均应暂停并检查如：上吊点、下吊点结构、提升单元等加载前后的变形情况，以及主体结构的稳定性等情况。一切正常情况下，继续下一步分级加载。当分级加载至提升单元即将离开胎架时，可能存在各点不同时离地，此时应降低提升速度，并密切观查各点离地情况，必要时做“单点动”提升，确保提升单元离地平稳。3结构离地检查提升单元离开拼装胎架约150mm后，利用液压提升系统设备锁定，空中停留12小时作全面检查（包括吊点结构，承重体系和提升设备等），并将检查结果以书面形式报告现场总指挥部。各项检查正常无误，再进行正式提升。4姿态检测调整用测量仪器检测各吊点的离地距离，计算出各吊点相对高差。通过液压提升系统设备调整各吊点高度，使提升单元达到设计姿态。5整体同步提升以调整后的各吊点高度为新的起始位置，复位位移传感器。在整体提升过程中，保持该姿态直至提升到设计标高附近。6提升过程的微调在提升过程中，因为空中姿态调整和后装杆件安装等需要进行高度微调。在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式。根据需要，对整个液压提升系统中各个吊点的液压提升器进行同步微动（上升或下降），或者对单台液压提升器进行微动调整。微动即点动调整精度可以达到毫米级，完全可以满足结构安装的精度需要。7提升就位提升单元提升至距离设计标高约200mm时，暂停提升；各吊点微调使结构精确提升到达设计位置；液压提升系统设备暂停工作，保持提升单元的空中姿态，后装杆件安装，使提升单元结构形成整体稳定受力体系。液压提升系统设备同步减压，至钢绞线完全松弛；拆除液压提升系统设备及相关临时措施，完成提升单元的整体提升安装。4.4.4.10提升施工应急预案现场设备故障应急预案1.液压提升器故障本工程提升所使用的穿芯式液压提升器，配有上下两道安全锚，提升过程中可能发生液压提升器漏油的故障，出现故障后的具体应急措施如下：（1）立即关闭所有阀门，切断油路，暂停提升；（2）将所有提升器安全锚锁死；（3）专业人员对漏油提升器的漏油位置进行全面检查；（4）根据检查结果采取更换垫圈、阀门等配件；（5）必要时更换油缸等主体结构；（6）检修完成后，恢复系统，进行系统调试；（7）调试完成后，继续提升。2.液压泵源系统故障液压泵源系统作为提升系统的动力源，由液压泵和电气系统两部分组成，主要故障表现为停止工作、漏油以及电机出现故障后的应急措施如下：（1）当液压泵源系统停止工作时，检查电源是否正常；（2）检查液压泵源系统各个阀门的开闭情况，确保全部阀门处于开启状态；（3）检查智能控制器是否正常；（4）液压泵源系统出现漏油时，关闭所有阀门，停止提升；（5）迅速检查确认漏油的部位；（6）更换漏油部位的垫圈；（7）电机出现故障时，专业人员立即检查电机的电源是否正常；（8）检查电机的线路是否正常；（9）故障排除后，恢复系统，进行系统调试；（10）调试完成后，继续提升3.油管损坏油管的损坏主要包括运输过程中的损坏和提升过程中损坏，具体应急措施如下：（1）油管运输到现场后，立即检查油管有无破损、接头位置是否完好，发现问题后，立即与车间联系更换；（2）提升过程中油管爆裂时，提升器上的平衡阀自动锁死；（3）关闭所有阀门，暂停提升；（4）更换爆裂位置的油管，并确认连接正常；（5）检查其它位置油管的连接部位是否可靠；（6）故障排除后，恢复系统，进行系统调试；（7）调试完成后，继续提升。4.控制系统故障提升使用的电气系统稳定性高，如出现故障现场即可维修，具体应急措施如下：（1）关闭所有阀门，停止提升作业；（2）无法自动关闭阀门时，立即采取手动方式停止；（3）检测电气系统；（4）对于一般故障，可进行简单维修即可排除；（5）无法维修时时，更换控制系统相应组件；（6）故障排除后，恢复系统，进行系统调试；（7）调试完成后，继续提升。5.计算机故障提升过程中计算机系统出现故障的情况时，具体应急措施如下：（1）当计算机处于死机状态时，立即启动紧停应急开关，使得泵源系统电机停止工作；（2）计算机重新启动，故障依然存在时，更换计算机；（3）故障排除后，恢复液压控制系统，进行系统调试；（4）调试完成后，继续提升。6.突然停电、停电复送突然停电时控制系统将全部处于自动停机的安全状态。液压系统失压，平衡阀能可靠锁住负载，保证主油缸活塞杆不下沉。上下锚具利用锚片的机械自锁锁紧钢绞线。停电复送时系统仍处于停机状态，必须重新初始化才能启动。7.意外事故应急预案施工人员熟悉施工程序的同时，技术交底、安全检查和必要的安全设施也是相当重要的。焊接、切割施工部位放置防火设施，对施工人员教授必备的紧急救护措施。如遇紧急事故及时报警，并通报业主进行紧急处理。8.防雨、防风和防台风应急预案从设备安装施工开始，应及时获取天气消息，要对施工现场天气状况做详细的了解。在构件提升前夕，要和当地气象部门保持联系，最早获得最近至少十天内的天气状况，若提升施工周期内有强风，提前做好防范工作，做好设备、构件必要的固定保护。为防止突发大风天气的影响，保证钢结构整体提升过程的绝对安全，在提升过程中应随时观测结构的偏移量，当钢绞线的斜度大于1°时，需暂停提升，并通过钢丝绳将结构四角与邻近主体结构临时连接，起到限制水平摆动。大风到来之前，应将钢结构与主体结构之间利用钢丝绳、倒链等固定，必要时应采用型钢予以加固，以确保被提升结构和临时措施的安全。并在台风到来时，随时检查各个固定点的牢固性。4.5钢结构现场焊接方案4.5.1现场焊接概述本专项工程钢结构主要为：1.大连桥，钢结构材质主要为Q345C、Q390C（GJC）Q345B、Q390B等，板厚最厚60mm，构件类型主要为H型和箱型，最大箱型截面口800×1900×60×60mm。工厂散件制作运输到现场楼屋面拼装后提升。2.屋顶钢框架牛腿，钢结构材质主要为Q390B，板厚最厚50mm，构件类型主要为箱型和腔体。焊材选用E55XX级别焊丝。仰焊缝焊接采用焊接挂篮挂于下部临时支撑体系作为焊接操作平台进行焊接作业。现场焊接要点：现场焊接重点主要为高强厚板现场焊接、大截面箱型焊接等是本工程现场焊接的重点。现场焊接要点：现场焊接重点主要为高强厚板现场焊接、钢连桥和部分桁架构件焊接顺序等是本工程现场焊接的重点。4.5.2现场焊接准备本工程焊接的所有焊工进行有针对性的培训，并按《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）的要求进行考试；考试合格取得焊工资格证的焊工，方可允许参加本工程的焊接；焊工正式上岗之前，项目部将根据钢构件的焊接特点以及焊工所持证之有效项目，对焊工进行相应技能附加考试，考试合格的焊工方有正式施焊资格；附加考试由项目部技术负责人批准，并报监理工程师认可。2考试内容焊工理论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。施焊前，焊工应检查焊接部位的组装和表面清理的质量，如不符合要求，应修磨补焊合格后方能施焊。坡口组装间隙超过允许偏差规定时，可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合要求，但当坡口组装间隙超过较薄板厚度2倍或大于20mm时，不应用堆焊方法增加构件长度。施工前应由焊接工程师根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺文件，并向有关操作人员进行技术交底，施工中应严格遵守工艺文件的规定。4.5.3现场焊接工艺评定为了能较好地保证工程的焊接质量，技术科将依据《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）标准的有关规定做好相关焊接工艺评定，并制定完善、可行的焊接工艺方案和措施，作为工程中指导焊接作业的工艺规范。1、焊接工艺评定流程焊接工艺评定试件应该从工程中使用的相同钢材中取样，并在产品焊接之前完成。焊接工艺评定按下列程序进行：序号评定流程1由技术员提出工艺评定任务书(焊接方法、试验项目和标准)；2焊接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焊接工程师将任务书、指导书安排焊接实验室技术负责人组织实施；4焊接工程师依据焊接工艺评定指导书，监督由本企业熟练焊工施焊试件及试件和试样的检验、测试等工作；5焊接实验室技术负责人负责评定试样的送检工作，并汇总评定检验结果，提出焊接工艺评定报告；6评定报告经监理单位和焊接工程师审核，企业总工程师批准后，正式作为编制指导生产及现场施工的焊接工艺的可靠依据。2、焊接工艺评定的原则序号原则1不同焊接方法的评定结果不得互相代替。2不同类别钢材的焊接工艺评定结果不得互相代替。3Ⅰ、Ⅱ类同类别钢材中当强度和冲击韧性级别发生变化时，高级别钢材的焊接工艺评定结果可代替低级别钢材;Ⅲ、Ⅳ类同类别钢材中的焊接工艺评定结果不得相互代替;不同类别的钢材组合焊接时应重新评定，不得用单类钢材的评定结果代替。4接头形式变化时应重新评定，但十字形接头评定结果可代替T形接头评定结果，全焊透或部分焊透的T形或十字形接头对接与角接组合焊缝评定结果可代替角焊缝评定结果。5评定试件的焊后热处理条件应与钢结构制造、安装焊接中实际采用的焊后热处理条件基本相同。6焊接工艺评定结果不合格时，应分析原因，制订新的评定方案，按原步骤重新评定，直到合格为止。3、焊接工艺评定施工前应由焊接技术责任人员根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺文件，并向有关操作人员进行技术交底，施工中应严格遵守工艺文件的规定；焊接工艺文件应包括下列内容:序号文件内容1焊接方法或焊接方法的组合；2母材的牌号、厚度及其它相关尺寸；3焊接材料型号、规格；4焊接接头形式、坡口形状及尺寸允许偏差；5夹具、定位焊、衬垫的要求；6焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层次；7清根要求及焊接顺序等焊接工艺参数规定；8预热温度及层间温度范围；9后热、焊后清除应力的处理工艺；10检验方法及合格标准。4、焊接材料匹配（1）本工程钢构件材质主要为Q345、Q345GJ、Q390等，现场焊接方式有手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊。焊接材料根据设计要求采用以下匹配焊材：序号母材材质与各种焊接方法相匹配的焊接材料SMAWGMAW1Q345+Q345E5015、E5016ER50-6部分盖面及特殊部位选择相应药芯焊丝2Q390+Q345E5015、E5016ER50-63Q390+Q390E5515ER50-D2（2）本工程中所用的焊缝金属应与主体金属强度相适应，当不同强度的钢材焊接时，可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。由焊接材料及焊接工序所形成之焊缝，其机械性能应不低于原构件的等级。（3）手工焊接用焊条的质量标准应符合（GB/T5117）或（GB/T5118）的规定。（4）气体保护焊用钢丝，应符合现行国家标准《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T8110）的规定，选择的焊丝型号应与主体金属力学性能相适应。气保焊小车4.5.4现场焊接顺序1.整体焊接顺序❶以控制应力、应变为准则，详细制定焊接顺序，严禁将合拢焊口布置在杆件应力集中的地方；❷焊接顺序选择原则：①应使焊接变形和收缩量最小；②应使焊接过程中加热量平衡；③收缩量大的焊接部位先焊接，收缩量小的焊接部位后焊；④尽量采用对称焊接。当焊缝过长时，采用分段跳焊法，但要保证两焊工同步，减少变形。在焊接最后一层时需一次焊完，不得分段焊接。在柱转角处注意成型。焊接工艺参数：CO2气保焊：焊丝直径Φ1.2mm，电流280～320A，焊速350～450mm/min焊丝伸出长度：约20mm，气体流量25～80L/min，电压29～34V，层间温度120～150℃2.支座焊接首先进行支座安装，焊接支座与下部牛腿构件的焊缝，钢梁地面两段对接吊装，钢梁或桁架下翼缘开坡口与支座焊接。3.AB钢连桥拼装焊接顺序AB钢连桥部分箱型钢柱和钢梁（H型、箱型），板厚最厚60mm，材质Q390B、Q390C、Q390GJC等。钢连桥钢结构示意图钢连桥形式为桁架形式，总体焊接顺序为从中间往两边，单杆双焊、双杆单焊，先焊接弦杆对接焊缝，然后在进行直腹杆焊接，最后进行斜腹杆焊接。每个区域完成全部焊接后，再吊装其区域的次结构。在这个过程中，把次结构构件的制造及安装带来的误差进行归零，即每步归零，不使误差累计。4.5.5Q390高强钢焊接要点本工程Q390高强钢构件主要为：1）AB钢连桥部分箱型钢柱和钢梁（H型、箱型），板厚最厚60mm，材质Q390B、Q390C、Q390GJC等。2）屋顶钢框架牛腿，板厚40mm，采取Q390B。高强厚板焊接关键点：高强钢通常是指屈服强度在400MPA以上，抗拉强度在500-1200MPA之间，并考虑焊接性而生产制造的钢材（主要增加了各种合金元素）。随着钢中合金元素的增多，强度级别的提高，钢的焊接性也逐渐变差，合金元素的增加带来了焊接性的不利影响，提高了焊接难度。1）热影响区的淬硬倾向碳当量增加时，热影响区淬硬倾向随之增加。焊接工艺不当会导致热影响区出现马氏体组织，晶粒粗大，硬度和脆性增加。2）焊接裂纹倾向随着强度的增加、板厚的增大，焊接冷裂倾向随之增加，问题突出，延迟特性危害大。3）粗晶区脆化在焊缝和母材过渡区，焊接连续加热条件下，晶粒随着热输入的增大迅速长大而降低韧性，脆化问题不容忽视。高强厚板焊接技术措施：1）热加工脆性技术措施选择良好的切割工艺：以兼顾切割精度、能效、成本、变形控制为综合目的，选取热切割方法中的数控火焰切割（板厚≥35mm）和数控等离子切割（板厚＜35mm）。随着钢板厚度的增大，出现钢板切割裂纹的概率也在增大，如果发生切边裂纹，将严重影响后道工序的焊接，是严重的工程隐患，因此，厚板切割前必须以预热火焰进行预热。为减少下料切割工序热循环的影响，对于焊接坡口面采用机械方法去除淬硬层。2）厚板小坡口特殊焊接工艺小坡口焊接工艺的应用使得窄间隙焊接技术的延伸在建筑钢结构领域成为现实，在二氧化碳气体保护焊的前提下，通过减小坡口角度，在窄间隙焊接的基础上开发小坡口焊接技术，得到工艺性能良好的焊缝。3）预热保温，严控线能量在钢板冷热聚变的情况下，温度的不均匀性增大焊缝金属的冷裂倾向，为避免焊缝在结晶过程中产生裂纹，焊前对坡口周边采用履带式电加热器进行加热，降低温度梯度，并在焊后进行保温。在热输入管理上，考虑在焊接的连续加热条件下，晶粒有随着热输入增大而迅速长大的趋势，因此，为降低接头脆化的不利影响，选择较小的焊接参数进行焊接，使焊接的线能量控制在35KJ/cm以内。4）双面单熔池同步同向焊接在常规焊接结构中，碳弧气刨反面清根应用非常普遍，气刨清根时所产生的瞬间热量非常大，导致近缝区受热宽度增加，产生不利影响，同时，碳弧气刨会造成烟尘、弧光辐射和噪音污染，影响环境和健康。双面单熔池同步同向焊接成型工艺采用两名焊工从同一端向另一端同时同方向对称施焊，共用一个焊接熔池，焊接速度相当，以不清根的方法达到了根部的全熔透焊接，实现了一种新型焊接工艺的积极探索和尝试。5）高强钢必须严格执行定位焊工艺由于点焊（电弧焊）热输入量很小，对钢板而言、加热速度极快，瞬间完成；形成了“热得快、冷得快”的特点，致使瞬间形成应力集中，钢板的自重对“点焊的焊点”形成约束，很快就形成圆周向圆心的拉应力场，由于热输入小、传导快，造成在点焊处一次结晶尚未完成，温度已经降到500℃以下的局面，因此、极易形成热裂纹、即结晶裂纹（100％有结晶裂纹）；无论是厚板或者是薄板，零维热循环形式差别不大，这是因为（电弧焊；电阻焊）点焊的热输入量是有限所致，不过，在厚板上点焊（电弧焊），比在薄板上冷得还要快，因此、危险性就更大。特别强调：在低温下进行焊接，严禁使用（电弧焊）点焊；无意的电弧擦伤，十分类似低温下进行“（电弧焊）点焊”，极易造成质量隐患，如果焊接的对象是Ⅲ、Ⅳ类钢材的厚板焊接节点（包括复杂节点），电弧擦伤相当危险，极易形成应力集中点，在强大的拉应力场作用下，这些缺欠有可能迅速扩展而导致钢材的脆断。定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊，所用焊接材料应与正式焊缝的焊接材料相当。定位焊焊缝厚度应不小于3mm，对于厚度大于6mm的正式焊缝，其定位焊缝厚度不宜超过正式焊缝厚度的2/3。定位焊缝的长度应不小于40mm，定位焊缝间距宜为300mm～600mm。衬垫焊接接头的定位焊宜在接头坡口内焊接；定位焊焊接时预热温度宜高于正式施焊预热温度20℃～50℃；定位焊缝与正式焊缝应具有相同的焊接工艺和焊接质量要求；定位焊焊缝若存在裂纹、气孔、夹渣等缺欠，要完全清除。6）多层多道错位焊接工艺在钢板的焊接中，多层焊的焊缝质量比单层焊好，多层多道焊的焊缝质量比多层焊好，特别是板厚超过25mm时效果最明显，因此，在厚板焊接时，首选多层多道焊技术。所谓多层焊技术，不是一次成型，而是多层成型，焊接运条手法允许摆动，焊接厚度一般不控制，适合低碳钢厚板焊接；多层多道焊就是在多层焊的基础上，焊接手法上不允许摆动，焊接厚度要明确规定，以限制焊缝的热输入量，一般规定：GMAW；FCAW-G每一道不超过5mm，（通常是3～5mm之间）；SMAW用AV值来确定每一道的厚度（AV＝一根焊条所焊焊缝的长度／一根焊条除焊条头外的长度），通常AV≥0.6；在立焊位置允许摆动，但限制摆幅：SMAW允许宽度为焊条直径的三倍；GMAW、FCAW-G允许摆动15～20mm。多层多道错位焊接技术就是在多层多道焊接技术的基础上，加入焊接接头每一道次错位连接，即：接头不在一个平面内，通常错位50mm以上。这种技术特别适合于高强钢厚板的焊接。多层多道错位焊接技术的显著优点就是上一层次对下一层次进行了有效的热处理。在焊后冷却过程中，焊缝从接近基本金属开始凝固，单道焊的组织为典型的柱状结晶，且共晶粒通常是与等温曲线法向方向（即最大温度梯度方向）长大。由于凝固是从纯度较高的高熔点物质开始，所以在最后凝固部分及柱状晶的间隙处，便会留下低熔点夹杂物。在多层多道焊时，对前一道焊缝重新加热，加热超过900℃的部份可以消减柱状晶并使晶粒细化。因此多层焊比单层焊的力学性能要好，特别是冲击韧性有显著的提高。值得一提的是：多层多道焊对焊接接头的应力应变控制相当有利，提高了焊接接头的综合性能指标。4.5.6现场焊接的质量检验焊接完成后，应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，所用焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，Ⅱ、Ⅲ类钢材的焊缝应以焊接完成24h后检查结果作为验收依据，Ⅳ类钢材的焊缝应以焊接完成48h后检查结果作为验收依据。焊接的质量检验应按照《建筑钢结构焊接技术规程》、《钢结构工程施工质量验收规范》和《高层民用建筑钢结构技术规程》执行。接头的内部缺陷分级应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T203对于板对接、T接和角接接头的检测优先采用GB/T11345标准，此时只有当板厚＜8mm时才采用JG/T203标准。对于管相贯T、K、Y节点焊缝应采用JG/T203标准。焊缝连接的质量必须按照相应的焊缝质量等级的检测内容进行检查，并符合要求。全熔透对接焊缝以及图纸上有注明的其他类型的以及焊缝按照一级质量等级检验，全熔透和部分熔透T型、角接和相贯T、K、Y节点焊缝按二级等级检验。腹板与翼缘和腹板与端板焊缝其外观检验按二级焊缝外观检验。角焊缝按三级质量等级。组合截面采用自动焊接。焊缝的外观检查应符合二级质量标准。设计要求全熔透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345或《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323的规定。一级、二级焊缝应采用超声波探伤进行质量内部检验，焊缝内部探伤质量等级及各等级焊缝外观质量缺陷标准见下表：焊缝探伤质量等级及缺陷分级表：（单位为mm）内部缺陷超声波探伤评定等级ⅡⅢ检验等级B级B级探伤比例100%20%外观缺陷未焊满（指不足设计要求）不允许≤0.2+0.02t且≤1.0mm≤0.2+0.04t且≤2.0mm每100mm焊缝内缺陷总长≤25mm根部收缩不允许≤0.2+0.02t且≤1.0mm≤0.2+0.04t且≤2.0mm长度不限咬边不允许≤0.05t且≤0.5mm；连续长度≤100mm且焊缝两侧要变总长度≤10%的焊缝全长≤0.1t且≤1.0mm，长度不限。裂纹不允许弧坑裂纹不允许允许存在个别≤5mm的弧坑裂纹电弧擦伤不允许允许存在个别电弧擦伤飞溅清除干净接头不良不允许缺口深度≤0.05t且＜0.5mm，每米焊缝不得超过1处缺口深度≤0.1t且≤1mm焊瘤不允许表面夹渣不允许深≤0.2t，长≤0.5t且≤20mm表面气泡不允许每50mm长度焊缝内允许直径≤0.4t且≤3mm的气孔2个；孔距≥6倍孔径角焊缝厚度不足（按设计焊缝厚度计）/＜0.3+0.05t且≤2.0，每100.0mm焊缝长度内缺陷总长≤25.0mm角焊缝脚不对称/差值＜2+0.2h注：探伤比例的技术方法以下原则确定：对于现场安装焊缝，应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度应不小于200mm，且应不少于1条焊缝。抽样检查的焊缝数如不合格率小于2%时，该批验收定为合格；不合格率大于5%时，定为不合格；不合格率2%~5%时，应加倍抽检，且必须在原不合格部位两侧的焊缝延长线各增加一处，如在所有抽检焊缝中不合格率小于3%时，该批验收定为合格，大于3%时，定为不合格。当该批验收不合格时，应对该批余下焊缝的全数进行检查。当检查出一处裂纹缺陷时，应加倍抽检，如在加倍抽检焊缝中未检查出其他裂纹缺陷时，该批验收定为合格；当检查出多出裂纹缺陷或多倍抽检又发现裂纹缺陷时，应对该批余下焊缝的全数进行检查。不合格的焊缝应铲平重焊，并重新进行检查，低合金钢结构焊缝，在同一位置返修次数不得超过二次。独立的第三方检验：由发包方委托独立的第三方按照设计及相关标准、规范和规程要求对现场焊缝检查及复检，合格后方可进行下一工序作业。4.5.7现场焊接的质量保证措施1、焊接质量控制内容控制阶段质量控制内容焊接前质量控制1、母材和焊接材料的确认与必要复验；2、焊接部位的质量和合适的夹具；3、焊接设备和仪器的正常运行情况；4、焊接规范的调整和必要的试验评定；5、焊工操作技术水平的考核；6、焊接前应熟悉每一个部位设计所采用的焊缝种类，了解相对应的参数要求。焊接中质量控制1、焊接工艺参数是否稳定；2、焊条、焊剂是否正常烘干；3、焊接材料选择是否正确；4、焊接设备运行是否正常；5、焊接热处理是否及时；6、尽量采用高位焊接,同行保证焊缝长度和焊脚高度符合设计要求,做到边焊接边检查,在保证焊接连续的条件下对不符合要求的地方及时补焊；7、定位焊缝有裂缝、气孔、夹渣等缺陷时，必须清除后重新焊接，焊接过程中，尽可能采用平焊位置进行焊接。焊接后质量控制焊接外形尺寸、缺陷的目测焊接接头的质量检验破坏性试验理化试验金相试验其它非破坏性试验无损检测强度及致密性试验构件焊接安装完毕后，应用火焰切割去除引弧板和安装耳板,并修磨平整；焊接区域的清除工作。2、人员保证本工程从事焊接作业的人员，从工序负责人到作业班长乃至具体操作的施焊技工、配合工以及负责对焊接接头进行无损检测的专业人员，均为资格人员和曾从事过配合作业的人员，且在工程开始前针对本工程实际情况组织相关技术人员开展针对性学习了解，保证相关人员明白工程的质量要求及施工时需注意事项。针对本工程的板厚，对已取得焊工证的焊工进行培训，培训内容：焊接位置：O、H；焊接方法：GMAW、SMAW、FCAW-G；试件通过UT检测、拉伸试验、弯曲试验的焊工，即可参加本工程的焊接施工。施工时，既便是辅助工，也须通晓焊接作业平台的具体搭设及作业顺序和作业所需时间，从而准备好焊前工作，知道包括完工清场的具体要求及焊材的分类，首先从人员组织上杜绝质量事故发生。3、焊接材料选择与管理序号要点1选用的焊材强度和母材强度应相符，焊机种类、极性与焊材的焊接要求相匹配。焊接部位的组装和表面清理的质量，如不符合要求，应修磨补焊合格后方能施焊。各种焊接方法焊接坡口组装允许偏差值应符合《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）中的规定。2焊接材料到货后由焊接质检员会同材料管理员对焊材观感质量、质保书批号、焊材牌号、气体纯度进行核对检查，合格后方可入库。3材料管理人员及时建立进货台帐，并按要求对焊接材料进行保管，建立标识，保证焊材库的温度湿度处于受控范围，并坚持做好每日记录。4焊材发放前必须按焊材技术要求进行烘焙，烘焙时间、温度不同的焊材必须分箱烘焙。5焊材发放时须明确焊材使用部位，焊条牌号，建立发放记录。6焊材当日未使用完必须退回焊材库保管。7经烘焙过的焊条必须放置在保温筒内，随用随取。8经烘焙两次以上的焊条或其它因素造成不能继续使用的焊材必须申请报废处理，并及时分区存放，并标识明确。9严格焊接材料的管理制度，保证无不合格材料在工程上使用。4、现场防风及防潮设备措施现场焊接对焊接环境要求严格，具体需满足下列各项：序号环境要求1对于手工电弧焊焊接作业区风速超过8m/s或CO2气体保护焊焊接作业区风速超过2m/s的应设防风棚或采取其它防护措施；2焊接作业区相对湿度不应大于90%，温度小于40℃；风力小于四级，并做好防雨措施。3当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取加热去湿除潮措施。4雨天原则上停止焊接。5焊缝需一次性完成。6焊接材料使用前必须保证其干燥，焊条在使用前必须进行烘焙。7焊条在使用时，必须使用焊条筒，当焊条领出四个小时后，需更换焊条。8焊接前需对焊接位置附近100mm处进行烘烤，去除钢板表面水气。5、焊后缺陷返修措施序号返修措施1焊缝表面缺陷超标时对气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等缺陷应用砂轮打磨、铲凿、钻、铣等方法去除，必要时进行补焊，对焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填满等进行补焊。2经检查的内部超标缺陷进行返修时应先编写返修方案，然后确定位置，用砂轮和