广州新图书馆钢结构施工方案

PAGE1PAGE1第一章概述1。1工程概况广州新图书馆项目位于珠江新城文化广场区J2-6地块，南临兴安路，北临珠江大道东。建成后的广州新图书馆将与广州歌剧院、广东省博物馆、广州市第二少年宫、超高双塔(分东塔和西塔)和电视观光塔一起作为珠江新城的灵魂建筑，成为广州的七大地标之一，将具有广州市文献存储中心、文献信息传递中心、面向社会的文化教育中心、公共信息导航中心、信息加工生产增值中心、图书馆学业务研究辅导中心、对外文化交流的重要窗口等7项功能.广州新图书馆项目在建筑设计理念上体现出“美丽书籍”构思理念,用书的堆砌组织空间形体，建筑形象上平面和立面相互以“之”字锲合，具有如同堆砌的书本的独特造型、有文化底蕴、现代感和视觉冲击力强的建筑风格，凸现了历史人文的感染力和大都市的吸引力。广州新图书馆效果图广州新图书馆建筑分为南楼和北楼两部分，两楼倾斜相连。整个建筑地上10层（部分8层），地下2层（其中地下一层设1层夹层)，建筑高度为50。0m，总用地面积21067平方米，总建筑面积98977平方米，地上建筑面积59787平方米，地下建筑面积39190平方米，建筑基底面积7643平方米。1。2结构特点广州新图书馆工程为框架、型钢混凝土框架连体结构.本工程主要特点为结构倾斜，其中南塔框架呈7°～18°倾斜，北塔呈9°~11°倾斜。新图书馆结构按不同结构材料形式，分为钢筋混凝土（RC）结构、型钢-钢筋混凝土（SRC）结构和钢结构（S）。钢结构主要集中在南楼,北楼部分柱和结构边缘位置钢梁采用型钢—钢筋混凝土（SRC）结构.南塔西侧1—4轴间结构为单纯的钢结构。该部分结构一端由2轴上的钢柱KZ1独立支撑,最大悬挑长约10m,另一端与塔楼内相邻位置的劲性钢柱及钢梁相连,与主塔楼结构成为一体。悬挑端纯钢结构采用框架结构体系，由主梁、斜撑及水平支撑等组成。除钢柱对接节点采用焊接外，其它节点均采用高强螺栓连接。高强螺栓采用扭剪型高强螺栓。南楼西侧架空部分14－15轴位置上的劲性结构同样采用框架支撑结构，形式如下：平面图1—1剖面2—2剖面北楼中间位置的劲性钢柱之间由南北向的劲性钢梁相连，各别位置钢柱之间设置东西向连接钢梁.南楼除东西两侧边缘位置钢柱之间设置南北向连接劲性钢梁外，其它不设置连接钢梁.劲性钢梁平面位置示意图（本图为五层平面，其余各层劲性钢梁的分布基本相同)南北楼之间根据建筑需要在3－8层不同的楼层位置处布置一到两个连廊。连廊结构由H钢主、次梁及角钢组成，构件之间采用螺栓连接。连廊最大长度约19m,两端设置滑动球形支座。滑动球形支座布置滑动球形支座布置两塔楼八层位置设置水平连梁将南北楼连接成一个可靠的结构体系，水平钢梁采用箱型截面构件，箱型截面规格为:口800X500X30X30。南北楼连接钢梁平面布置钢柱KZ1为箱型截面,地下部分为劲性混凝土柱钢骨，箱体内填充混凝土，钢柱外壁设置栓钉,地上部分采用钢管混凝土柱形式。钢柱箱型内部设置两道横隔板,形成“目”字形构造。地下部分钢柱截面为□1300X2517X60X60，在节点范围的翼缘、腹板厚度方向性能要求Z25.地上部分钢柱截面大小沿高度方向分三段变化，标高—1。050~10。000：□1300X2500X60X60，标高10.000～19。800：□1000X2500X40X40，标高19。800～顶：□1000X2000X30X30.地下及地上部分钢柱KZ1在－0.750m标高对接,同时钢柱由直柱转化为斜柱，倾斜角度6.64°.除上述KZ1钢柱的“目”字型箱体构造外,本工程还钢构件包括了其它多种类型的截面形式，如H钢、异形H钢、双拼异形H钢、“日"字型箱体构造截面、“十"字柱、圆管等多种截面形式.H钢双拼异形H钢异形H钢H钢双拼异形H钢异形H钢“十”“十”字柱圆管““日”字型箱体构造截面本工程钢结构总用钢量约4222t，材质主要为Q345GJC和Q345C，另外还包括Q345GJC-Z25和Q235B。各种材质占总用钢量的比例如下图所示：1.3施工重点分析及解决方案1。4.1施工过程交差作业多，管理协调难度大新图书馆工程为框架、型钢混凝土框架连体结构，根据材料不同可分为钢筋混凝土（RC）结构、型钢—钢筋混凝土（SRC)结构和钢结构(S）等多种结构形式。以上结构特点决定了现场混凝土施工与钢结构施工在施工工艺、施工机械、施工场地等方面均存在频繁交叉作业的现象，诸多工种、工序的交叉、配合对现场施工管理及协调提出了较高的要求。解决方案:施工工艺方面针对钢结构与混凝土结构交界面的处理、劲性钢骨柱与混凝土施工、钢筋与钢骨柱之间相交位置的钢柱预留孔及连接板的设置等各种技术问题与设计、总包等进行协商处理、并在钢结构工程的深化及现场施工组织方案中体现；施工机械的使用方面，由于钢结构与土建均存在较多的垂直运输，合理调配机械是现场必须解决的关键问题，我们将根据施工进度情况在每天提供第二天的吊装计划给总包方，由总包方统一协调塔吊的施用,保证各施工单位顺利施工;施工场地方面地下阶段施工过程中，现场施工场地构件临时堆场紧张，钢构件无法在现场长时间堆放，必须做到随到随吊，而地下室结构施工完成后,虽然地下室顶板在加固后可用来作为构件的临时堆场，但构件的堆放数量增加则地下室的加固成本也会随之成倍增长，所以也无法长期在现场大量堆积，因此我们将根据现场吊装进度安排工厂生产和构件运输，做到构件在现场不堆积或少量储备以满足进度要求。1。4.2吊装机械的合理配置及吊装工况分析目前地下室施工时总包已安装了两台TC7030B型塔吊和一台Q6015型塔吊，但是局部区域的钢柱或钢梁自重大，超出塔吊吊装能力范围，也有部分钢结构超出了塔吊的覆盖范围，需要大型吊装机械进行结构安装。因此,如何选择合理配置施工机械，对决定工程施工的安全性和经济性起着关键作用。解决方案：吊装机械的选择应结合各个钢梁、钢柱的自重进行，优先选用塔吊吊装，局部位置采用120t汽车吊进行。因此，需要对钢构件进行合理分段，分段数量在满足吊机起重能力的前提下尽可能减少，使得钢结构焊接工作量减小，达到较为理想的经济效益。1。4。3斜钢柱的吊装测量定位及精度控制由于结构自身倾斜的特点，本工程存在大量的斜钢柱，这给钢柱的安装定位及测量工作提出了严格的要求，如何满足斜钢柱定位精度成为了本工程的一项重点，也是保证本工程施工质量的关键.解决方案:现场测量配备专业的测量工程师，采用先进的施工测量仪器进行构件的定位测量，保证定位精度;根据结构自身特点，充分发挥结构自身杆件的作用，同时结合土建施工方案，利用土建外脚手架及模板体系进行钢柱的牢靠固定，确保把土建混凝土施工对劲性钢骨的扰动控制在最小范围。1。4。4施工过程的变形控制和施工过程验算新图书馆工程结构主要特点为结构倾斜，结构在顶部合拢，但在施工过程中是一种悬臂悬挑结构；另外，整个结构又是由钢筋混凝土（RC）结构、型钢-钢筋混凝土（SRC）结构和钢结构（S）三种结构形式组合而成的大型组合结构.综合以上结构特点，由于各种材料材性的不同，同时整个结构在施工过程各阶段的结构形态不同，因此整个结构在施工过程中的变形控制是本工程的又一重要课题.解决方案：利用大型结构计算软件Midas/Gen对整个图书馆结构的所有材料类型及结构类型进行完整的整体建模，针对施工过程进行仿真分析,分析过程充分考虑各工序之间的相互关系及各结构之间的协同作用及相互影响，通过对计算结果提供的结构内力及变形情况进行分析，进一步优化施工方案.1。4.5超大重量钢柱的吊装KZ1为“目"字型钢柱，最大截面尺寸为2517×1300×60×60，线密度约为4。6t/m,远远超过塔吊的起重能力。KZ1采用何种吊机、如何安装已经成为整个钢结构工程施工的重点.解决方案：由于现场基坑开挖超过13m,且有地下室施工影响,大型吊机无法下到地下室进行吊装.因此,根据目前土建提供安装思路考虑KZ1安装方案如下：先完成1～4轴纯钢结构区的地下土建结构，由土建方在KZ1位置预留6m×6.5m的孔洞，待土建完成至±0。000m楼面后，以加固后的地下室顶板作为吊机行走平台，通过预留孔洞分段补装KZ1。地上部分的KZ1钢柱按层分段进行吊装，吊装进度与楼层施工同步进行。1。4。6组合截面柱及非常规节点的加工制作本工程加工制作的重点在于组合截面柱及非常规节点的加工制作，其它构件相对简单,根据我司现有的设备及技术实力不存在加工难点.解决方案:组合截面柱中重点在于V形截面组合柱，其截面形式特殊，采用数控切割精确下料,并设计专用拼装胎架组装,钢柱端面进行端铣加工以保证安装精度；非常规节点加工的重点在于十字柱节点，该节点形态相对复杂，但根据节点特点制定合理的工艺顺序及焊接方案即可解决。1。4。7大型吊机上楼面的加固措施由于钢柱KZ1必须利用大型吊机上到±0.000m标高的地下室顶板上进行吊装，所以必须考虑对结构的加固。解决方案：本工程地下共两层，结构加固也应从负二层地下室底板加固到首层结构下部。对于框架梁的加固主要采用工具式钢管加固支撑进行加固，楼面则采用路基箱进行加固。通过加固措施将上部施工荷载直接传递到混凝土结构承载力较大的梁柱之上，避免施工对已有楼面及已有结构的损坏。1。4施工条件分析±0。000m以上现场施工平面布置图1.4.1施工环境及周边道路广州新图书馆项目位于珠江新城文化广场区J2-6地块,南临兴安路,北临珠江大道东，西侧为地下空间施工现场,东侧现已有建筑.根据施工平面的规划，现场目前仅北侧一个施工入口，且该入口处道路狭窄，大型钢构件运输车辆行驶存在一定困难，而且如果运输车辆从此入口进行施工现场则必须经过地下室楼面。现场施工方目前计划在东侧另行开设一道施工入口,以满足钢构件运输需要.另外,在兴安路设置一施工入口，则构件可直接通过此入口运输到塔吊位置附近,方便塔吊吊装，同时也减少了现场地下室结构的加固。1。4.2地下室对钢结构施工的影响由上面的施工平面可以看到，整个图书馆结构位于地下室中部，由于目前总包设置的塔吊超重能力较小,一方面所有构件起吊必须要就近，另一方面，部分构件要利用汽车吊等其它施工机械进行吊装,因此必然存在对地下室结构的大面积加固。本工程地下室结构共2层，地下一层设1层夹层,地下室底板标高为-13。5m。地下室的加固需要通过精确的设计计算，采取合理的加固措施，在保证施工过程结构安全的前提下达到最佳的经济效果。1。4.3总包现有施工塔吊目前，总包在施工现场设置三台塔吊作为主要施工机械-—2台TC7030B型塔吊、1台Q6015型塔吊。三台塔吊臂长均为60m,其布置位置如上图所示。北楼东西两侧局部位置无法覆盖.由于塔吊超重能力有限,且并没有能够覆盖整个结构，因此在对钢构件按照塔吊超重能力合理分段的基础上,部分钢构件仍需要另行选择施工机械进行安装。1.4.4施工临时用地由于地处城区范围内,本工程施工场地极为狭小。目前地下室施工阶段，施工现场已基本为土建施工单位完全占具，因此地下部分钢结构施工时钢构件必须严格按照施工顺序进场。结构施工到±0。000m标高以后，可对靠近塔吊位置的地下室顶板进行加固来作为钢构件的临时堆场.第二章钢结构深化设计方案2。1钢结构深化设计概况广州新图书馆项目在建筑设计上体现出“美丽书籍”构思理念,建筑形象上平面和立面相互以“之”字锲合,具有如同堆砌的书本的独特造型、有文化底蕴、现代感和视觉冲击力强的建筑风格,凸现了历史人文的感染力和大都市的吸引力。整个建筑分为地下和地上两部分，其中地上10层（部分8层），地下2层（其中地下一层设1层夹层）。该建筑的最大特点在于结构的倾斜，南北两栋建筑倾斜相对，在最顶层位置合拢到一起。其中南塔框架呈7°～18°倾斜，北塔呈9°～11°倾斜。塔楼间3—8层处设置相互交通的连廊结构，同时两塔楼在8层通过水平钢梁连接成为一个稳固的整体。新图书馆钢结构包括型钢-钢筋混凝土(SRC）结构和钢结构（S）两部分内容.钢结构主要集中在南楼,其中南楼1－4轴间为纯钢结构，其采用采用独立钢柱支撑的悬臂桁架结构，南楼其它位置钢结构及北楼部分柱和结构边缘位置钢梁采用型钢—钢筋混凝土(SRC)结构。构件形式方面，本工程包括了多种截面形式，如“目”字形构造的箱型截面、H钢截面、异形H钢截面、圆管等.材质包括Q345GJC、Q345C、Q345GJC-Z25和Q235B.鉴于整个新图书馆结构倾斜、悬臂、悬挑的结构特点，结构在施工过程的内力变化将与设计状态有较大区别，因此，本工程钢结构的深化必然与钢结构的施工过程密切联系，通过对施工过程的仿真分析以确定深化设计参数，以确保结构的最终位形达到设计要求.2.2钢结构深化设计部署2。2。1钢结构深化设计组织机构设计总工程师设计总工程师设计院深化设计负责及联系人钢构深化设计室制作安装技术公关小组项目经理部设计研究院1．深化设计负责及联系人（1）和设计院建立通畅的联系渠道是深化设计能够顺利进行的基础，为使与施工图设计单位的协调配合更加方便有效,本公司将设立专门的深化设计联系人，考虑到本工程的规模和特殊性,深化设计室主任为本工程的具体联系人。（2）我们将充分发挥我们在钢结构加工制作方面的知识，在本工程钢结构设计的工艺适用性和可行性方面，向设计单位提出我们的合理化建议，使得本工程的设计不光是在用钢量指标上，而是包括加工制作在内也更加安全、经济、合理;2．拟投入本工程深化设计技术人员根据本工程的工程量、总的工期和现有设计的深度，为确保深化设计的质量和进度，我公司计划为本工程的深化设计投入10人左右的深化设计队伍专业从事本工作时间职称10年以上5年以上5年以下小计教授级高工高工工程师其它结构专业165121155焊接专业111312机械专业111合计376=SUM(ABOVE)1622752。2。2钢结构深化设计思路及流程1．深化设计出图思路根据招标单位提供的本工程钢结构图纸、补充文件及招标文件，并结合对施工过程进行的仿真分析结果构建整体三维结构模型充分考虑吊装分段现场拼装分段（运输分段）加工制作分段分解为构件与节点结合工艺、材料、焊缝、结构设计说明等深化设计详图.深化图送交设计、业主、监理确认后，方可下料制作作为工程施工及验收依据。2．钢结构深化设计软件本工程的深化设计采用AUTOCAD、天正软件绘图软件，其中钢结构专业设计软件有：Strucad钢结构三维实体造型详图设计软件、3D3S钢结构设计、REI软件以及大型软件SAP2000、ANSYS等。各软件的功能如下表所示：软件名称产地主要功能在本工程的主要应用备注AUTOCADR2000绘图软件美国二维平面图绘制、三维实体制作绘图天正建筑设计软件中国便于迅速创建、编辑平面、立面、剖面、三维方案以及施工详图基础等辅助设计Strucad钢结构三维实体造型详图设计软件英国通过三维智能钢结构建模，迅速得到零件、安装、总体布置图及各构件参数立体建模、零件数据生成、施工详图绘制主要使用软件Xsteel钢结构三维实体造型详图设计软件芬兰REI钢结构设计软件美国用于结构分析、钢结构设计与优化、快速几何建模及绘制施工详图结构分析计算及节点优化设计SAP2000、ANSYS钢结构设计软件美国用于结构分析、强度和稳定性计算和节点优化设计结构分析计算及节点有限元分析节点验算3．钢结构深化设计流程(1）钢结构深化设计开始前，按ISO9001的程序文件的要求,对钢结构制作和安装方案进行会审.（2）深化设计过程应包含钢结构制作工艺流程、节段划分方案、制作精度控制方案、质量检测方案等内容。（3）深化设计流程图熟悉规范、标准熟悉规范、标准熟悉施工图编制设计准则节点设计校对审核设计确认修改编制施工详图准则施工详图设计校对审核设计确认修改发送加工厂钢结构深化设计流程图2。3图纸深化设计保证质量措施2。3。1图纸深化设计一般规定确认中标后，业主、总承包单位和设计院就本工程进行技术交底,同时提供完整的结构设计图。首先组织专人详细阅图，并编制《工作图深化设计要领书》，对作图范围、图面表达、构件编号等进行统一的规定。然后开始工作图的转化设计;设立该项目专职负责人,强化与设计院和现场安装的联系和沟通，发现问题及时解决，确保工作图的设计完全贯彻原结构设计的思路和意图，并且可以根据现场安装的需要,将增设的安装作业所需的一些临时装置绘制在工作图上。以便于在工厂直接加工，减少现场的工作量，加快施工进度；在设计过程中，如发现设计图有疑问，将立即与总承包单位和设计院联系,经过协商达成一致后,方可进行修改；工作图设计完成后，先进行自审,然后由专审高工进行审核，审核后设计人员进行确认并修改图纸,然后二次出图，再由专审高工进行审核并修改，最后将通过审核的图纸绘制出图，经原设计部门审查批准后方可投入生产；在构件加工过程中，如发现工作图有错误或原设计图有修改,工作图设计人员应及时进行确认，然后修改图纸发修改图,同时收回原图，以免发生混淆.2。3.2图纸深化设计保证质量措施我公司为本工程的深化设计组织了强大的队伍，为图纸深化设计的质量提供了人力方面的保证。除了个人能力，对深化设计来说严格合理的工作流程、体制和控制程序是保证深化设计质量的关键因素。我公司根据中国钢结构行业的具体情况，制定了符合建设部颁布的各项制图标准和设计规范的本公司的深化设计标准,建立起了完善的三级审核制度。设计制图人员根据设计图纸、国家和部委的规范、规程以及本公司的深化设计标准完成自己负责的设计制图工作后，要经过以下检查和审核过程:1．设计制图人自审设计制图人将完成的图纸打印白图（一次审图单），把对以下内容的检查结果用马克笔做标记：笔误、遗漏、尺寸、数量；施工的难易性(对连接和焊接施工可实施性的判断）;对于发现的不正确的内容，除在电子文件中修改图纸外，还要在一次审图单上用红笔修改，并做出标记（圈起来)；自审完成后将修改过的图纸重新打印白图（二次审图单)，并将一次审图单和二次审图单一起提交审图人员.2．审图人员的校对检查审图人员的检查内容和方法同自审时基本相同，检查完成后将二次审图单交设计制图人员进行修改并打印底图，必要时要向制图人将错误处逐条指出，但对以下内容要进行进一步审核：深化设计制图是否遵照公司的深化设计有关标准；对特殊的构造处理审图；结构体系中各构件间的总体尺寸是否冲突。3．审定时的审图以深化设计图的底图和二次审图单为依据，对图纸的加工适用性和图纸的表达方法进行重点审核。对于不妥处，根据情况决定重复从审图人员开始或制图人员开始的上述工作。当深化设计出现质量问题，在生产放样阶段被发现时，及时通知设计院。设计院会立即组织人员对问题进行分析，如果判断属于简单的笔误，就迅速修改错误，出新版图，并立即发放给生产和质控等相关部门，同时收回原版图纸。当质量问题判断为对设计的理解错误或工艺上存在问题时,重新认真研究设计图纸或重新分析深化设计涉及到的制作工艺，及时得出正确的认识，并迅速修改图纸，出新版图,并立即发放给生产和质控等相关部门，同时收回原版图纸。当在构件制作过程中或安装过程中，根据现场反馈的情况发现深化设计的质量问题时，立即通知现场停止相关部分的作业。同时组织技术力量会同有关各方研究出处理措施和补救方案，在征得设计和监理同意后，及时实施，尽可能将损失减少到最小，并将整个过程如实向业主汇报。2.3.3设计质量管理流程设计流程主管部门（责任人)项目接受项目接受设计总负责项目分析及确定设计负责人总工程师、技术主管编制设计技术方案及进度表技术主管审查技术方案及进度设计总负责、总工程师设计交底及项目管理设计项目经理设计专业设计人过程检查技术主管完成设计文件专业核对工程师初审、总审设计项目经理终审工程师、技术主管图纸文件发送及归档资料员设计质量反馈及分析总工程师、技术主管、项目经理设计改进及措施落实设计总负责2。4图纸深化设计进度计划2.4.1图纸深化设计进度计划安排我公司确保在构件开始加工前取得设计院对首批构件的深化设计图的确认,在规定日历日内完成全部深化设计工作。2。4。2图纸深化设计进度保证措施在确认中标后，设计院根据工程总进度和资源情况排出“深化设计进度计划图"，明确本工程各结构设计进度节点,确保满足本工程总体制作进度.在设计院提交总体设计资料前,我司将组建专项设计组，派1—2名加工图设计人员到设计院提前熟悉设计内容,领会设计意图，以确保转化设计按照总体设计进行；设计转化工作,在完成每分项设计后，即刻向设计院上报并申请深化设计图纸的审批，对审批后需要修改的部分，及时进行修改，直到审批合格;实行“设计倒计时”制度，使每个人明确自己分项设计进度对于总体设计进度的重要性，目标明确，确保节点。第三章钢结构加工制作方案3。1加工制作综述3.1.1钢结构构件分析广州新图书馆工程总用钢量约为4300吨，其中钢结构部分主要包括型钢混凝土中的型钢、南区1～4轴的钢结构、南北楼之间的连廊、主楼的钢结构楼梯、南北楼支撑构件.构件类型主要有截面为圆钢管、H型、十字型、目字型、V字型钢柱以及H型、箱型钢梁、牛腿、支撑。新图书馆新图书馆钢混凝土中的型钢南区1～4轴的钢结构主楼的钢结构楼梯南北楼之间的连廊南北楼支撑构件H型钢柱注释文字（格式名称：文本框）注释文字（格式名称：文本框）注释文字（格式名称：文本框）注释文字（格式名称：文本框）注释文字（格式名称：文本框）十字型钢柱V字型钢柱目字型钢柱箱型钢梁、牛腿H型钢梁、牛腿、支撑约850t约128t约52t约182t约154t约2360t圆钢管柱约105t从构件制作形态上分,本工程主要有H型钢结构、十字型钢结构、V字型钢结构、目字型钢结构、圆钢管及箱型钢结构形态为主的构件，具体分类及节点大样见下表：构件类别构件名称规格典型节点及构件大样H型钢结构构件直H钢柱焊接H型钢400＊400*16*20～1200*300*40*60不等斜H型钢柱斜焊接H型钢柱H1000*320*25＊30～H1200＊320*40*60H钢梁、牛腿、支撑焊接H型钢H300*300*40＊40～H1500＊500*30*50不等目字型钢结构构件目字型钢柱目2000*1000*30*30目（2000～2500)＊1000＊40*40目2500*1000*40＊40目2500*1300*60＊60V字型钢结构构件V字型钢柱V898＊740/450/400*35＊50V898＊740/400/400＊35*50V909*740/400/400*30＊40十字型钢结构构件十字型钢柱十1000*300＊25＊50十1000＊300＊30＊60十1200*300*35*60十1200*300＊40*60箱型钢结构构件箱型钢梁、牛腿、支撑□400＊400*25＊25□400＊400＊30＊30□400*400＊35＊35□(950—1500)＊400＊35*35□1500*400*35＊35圆管钢结构构件圆钢管柱φ325＊163.1。2加工制作重难点分析通过对本工程钢结构及构件类型的分析，不存在结构很复杂的节点,重点为V字型和目字型特殊截面钢柱的制作。钢结构加工制作重难点分类及相关内容如下表示：制作内容范畴具体内容重点难点措施或方案具体构件制作方面V字型、目字型构件及节点控制重点截面形式特殊,采用数控切割精确下料，并设计专用拼装胎架组装，钢柱端面进行端铣加工以保证安装精度。H型、十字型、箱型构件制作重点采用H型钢和BOX生产流水线加工制作，超出流水线制作范围的构件采用工装胎架加工制作。加工制作工艺技术方面厚板焊接工艺及焊接质量保证工艺重点根据焊接工艺评定制定WPS并严格执行；合理安排焊接顺序，预热、后热等措施。加工组织管理方面加工制作质量与进度的协调与保证工作重点严格执行PDCA质量控制构件的运输与保护管理重点制定运输专项方案和成品保护措施具体分析及主要的解决措施、方案如下：(1）V字型、目字型构件制作——加工制作构件控制重点在所有构件制作当中,V字型和目字型构件由于截面特殊，从下到上截面形式也存在变化.钢材厚度比较厚，在人工设计进行组装焊接,焊缝焊接过程中焊接操作空间比较狭窄，是构件加工质量和精度控制的重点.制作加工前做好技术准备，一方面设计合理拼装胎架,另一方面制定合理的组装和焊接工艺.（2）H型、十字型、箱型构件的制作——具体构件制作重点本工程构件主要类型为H型、十字型、箱型构件，所占总体工程量的90%以上，是本工程的主要加工制作对象。H型、十字型、箱型构件的制作主要在H型钢生产流水线和BOX生产流水线上制作，超出生产流水线制作范围的构件采用工装胎架组焊制作，对构件质量、精度以及构件制作进度均有强力保证。H型钢生产流水线BOX生产流水线(3）厚板焊接工艺及焊接质量保证--加工制作工艺技术重点焊接质量关乎构件的内在质量，是影响工程强度的重要因素.本工程有较多焊接构件采用厚钢板,构件板厚最厚60mm,如何保证厚板焊接质量，减少和释放焊接残余应力,防止厚板层状撕裂是本工程加工制作工艺技术的重点。按《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81—2002的相关规定进行焊接工艺评定和焊工资格考试，确定焊接坡口、合理的焊接顺序、焊接方法以及预热、层间温度、后热等措施，并制定WPS并严格执行。焊后采取热时效、振动时效等手段消减残余应力，通过这一系列工艺及措施减少和释放焊接残余应力，防止厚板层状撕裂，确保焊接质量。(4）加工制作的质量与进度的保证——加工制作的工作重点工厂在生产时，将从工作展开面和工作时间上进行统筹安排，其涉及的构件种类，设备、制作方法较多，因此从生产管理的角度，如何有效地把生产进度和质量有机结合，在满足现场安排需要的产能下,确保构件的质量，将是工程实施工作中的重中之重。对此，我们将借助公司强大的产能优势、设备优势、人才优势等，合理安排作业计划，人员和流程，以机械化作业为主，实现工程质量与进度的双赢。(5）构件的运输与保护--加工组织管理重点构件的及时、准确的供货和运输过程对构件的保护均对现场安装进度、构件质量均有重大意义。对此，我们针对本工程构件形式和工期特点编制专项运输方案和成品保护措施，对构件的运输管理采取ERP管理。3.1。3主要结构分段方案本工程钢构件的工厂加工制作分段原则为根据现场安装分段需要，结合公路运输条件限制和构件截面形式，对钢构件进行分段制作，构件的形位尺寸控制在16000mm*3200mm＊2800mm（长*宽＊高）以下.具体分段方案如下:钢柱的分段方案:钢柱的分段主要以满足现场安装分段需要为原则,KZ1、KZ29钢柱地下部分分为两制作分段，地上部分一层为一制作分段,KZ1、KZ29地上部分分段位置在柱梁节点上面1200mm处,KZ1分段示意图如下。其余钢柱均为1～2层为一制作分段进行工厂加工制作;分段位置在柱梁节点以上1200mm.地上部分每层为一制作分段分段六分段五分段四分段三分段二分段一地下部分分为两段地上部分每层为一制作分段分段六分段五分段四分段三分段二分段一地下部分分为两段KZ1分段示意图其他构件分段方案：本工程中的钢梁、连接梁、支撑等构件均按连接形式自然分段,原则上长度控制在16m以下。长度超过16m的构件进行工厂分段制作，现场拼焊为整体。构件截面上的分段：本工程中部分节点宽度最大达到3。5m左右，超出公路运输限制条件，属于超宽运输，为降低成本，对此类节点原则上进行截面上的分段，宽度控制在3.2m以下，无法分段的，采取整体制作，超宽运输。分段的原则为将构件分为主体和牛腿分别制作，一起发运现场再拼焊为整体。以目字柱和梁柱连接节点为例分段示意如下图：牛腿工厂与主体配做，现场拼焊节点整体超宽分为两部分制作、运输牛腿工厂与主体配做，现场拼焊节点整体超宽分为两部分制作、运输目字柱截面分段示意节点整体超宽分为两部分制作、运输牛腿工厂与主体配做，现场拼焊节点整体超宽分为两部分制作、运输牛腿工厂与主体配做，现场拼焊梁柱连接节点截面分段示意3。1。4主要构件加工制作思路主要阶段主要阶段构件分类主要工序、设备、工艺特殊截面钢柱节点目字、V字型截面钢柱、支撑节点制作数控火焰切割机直条多头火焰切割机下料组焊工装胎架CO2气体保护焊接拼焊外观打磨喷砂或抛丸处理无气喷漆涂装目字型钢柱节点节点节点V字型钢柱支撑节点主要主要阶段构件分类主要工序、设备、工艺H型类构件H型钢构件制作直条多头火焰切割机数控火焰切割机下料H型钢生产流水线组焊工装胎架CO2气体保护焊接埋弧自动焊焊接拼焊外观打磨喷砂或抛丸处理无气喷漆涂装H型钢梁H型钢柱主要阶段主要阶段构件分类主要工序、设备、工艺十字型类构件十字型钢构件制作直条多头火焰切割机数控火焰切割机下料H型钢生产流水线组焊工装胎架CO2气体保护焊接埋弧自动焊焊接拼焊外观打磨喷砂或抛丸处理无气喷漆涂装十字型柱主要阶段主要阶段构件分类主要工序、设备、工艺箱型类构件箱型钢构件制作直条多头火焰切割机数控火焰切割机下料BOX生产流水线组焊工装胎架CO2气体保护焊接埋弧自动焊焊接拼焊外观打磨喷砂或抛丸处理无气喷漆涂装箱型梁、牛腿3。2原材料采购方案本工程总用钢量约为4000吨，主要钢构件采用的钢材牌号Q235、Q345C、Q345GJC。主体结构柱梁节点部使用了有特殊Z向性能要求的Q345GJC—Z25钢板。其质量标准应分别符合我国现行国家标准《碳素结构钢》(GB700)、《低合金高强度结构钢》(GB/T1591)和《建筑结构用钢板》（GB/T19879-2005）的要求.钢材同时应保证抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯试验、冲击韧性合格和硫、磷、碳、硅、锰等化学成分含量符合要求.钢材材质也应满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的要求，钢材的抗拉强度与屈服强度的比值不应小于1.2。钢材应具有明显的屈服台阶，且伸长率δs应大于20％。钢材同时应具有冷弯试验的合格保证。3.2.1原材料采购方案钢结构原材料的采购进货计划对钢结构整个施工工期有的极其重要的作用和影响。材料采购进货计划必须服从于整个加工制作工期和现场拼装工期计划，根据每批构件出厂计划、工厂的生产加工能力、速度等因素，推算出材料采购的理论周期，同时考虑各种不确定因素的情况下，下正式订单给生产厂家，并明确材料的交货期。在这期间，定期向生产厂家或公司派驻厂家的人员了解材料生产的进展情况，确保材料按合同所规定的交货时间交货。以上这种方式我们称之为“时间倒推法”，其模式如下：本工程较多采用中厚钢板，中厚钢板采购周期相对较长,为保证钢结构现场施工的顺利进行，按照以前工程材料采购的的经验，结合本工程钢结构的制作周期，我们拟采取三个阶段钢材采购的原则和计算方法如下：现场安装构件的数量现场安装构件的数量第一阶段构件用钢数量第二阶段构件用钢数量第三阶段构件用钢数量各制作项数量加30％余量和损耗量各制作项数量加20％余量和损耗量对以上余料统计加上本阶段制作项数量再加6％余量和损耗找差补遗动态调整确保及时3.2.2原材料验收及质保措施1．主要材料性能验收指标钢材力学性能钢材化学成分要求钢材Z向性能要求2．原材料验收质保措施（1）钢材验收1)主控项目：钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求.进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求。检查数量：全数检查检验方法:检查质量合格证明文件、中文标志及检验报告等.对于下列情况之一的钢材,应进行抽样复验,其复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。a.。国外进口钢材；b。钢材混批;c。板厚大于或等于40mm,且设计有Z向性能要求的厚板；d.建筑结构安全等级为一级,大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材；e。设计有复验要求的钢材f.对质量有疑义的钢材检查数量:全数检查检验方法：检查复验报告钢材、钢铸件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和涉及要求。进口钢材产品的质量应符合涉及和合同规定标准的要求。检查数量:全数检查。检验方法：检验质量合格证明文件、中文标志及检验报告等.2）一般项目:钢板厚度及允许偏差应符合其产品标准的要求.检查数量：每一品种、规格的钢板抽查5处.检验方法:用游标卡尺量测.钢材的表面外观质量除应符合国家现行有关标准的规定外，尚应符合下列规定：a.当钢材的表面有锈蚀、麻点或滑痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度允许偏差值的1/2；b。钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的C级及C级以上；c.钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷检查数量：全数检查。检验方法：观察检查.热轧钢板、钢带厚度允许偏差按《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、垂直和允许偏差》(GB709-88）的有关规定执行，但负偏差不应超过－0。3mm。钢板的不平度,板厚不应大于25mm时不应大于7mm/m；板厚大于25mm时不应大于5mm/m。检验数量：每一品种、规格的钢板抽查5处.检验方法：用游标卡尺或测量厚仪测量。其他型材的规格尺寸及允许偏差应符合其相应标准的要求。检查数量：每一品种、规格的型钢抽查5处。检验方法：用钢尺和游标卡尺测量。钢材的表面外观质量除应符合国家现行有关标准的规定外,尚应符合下列规定：当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许偏差值的1/2;钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准《图装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的B级及B级以上；钢材端边或端扣处不应有分层、夹渣等缺陷。检查数量：全数检查。检验方法：观察检查。（2)焊接材料的验收方案1）主控项目：焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准要求和设计要求。检查数量：全数检查.检验方法：检查焊接材料的质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。本工程中采用的焊接材料应按批号进行抽样复验，其复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。检查数量:全数检查。检验方法:检验复验报告.2)一般项目：焊条外观不应有药皮脱落,焊芯生锈等缺陷；焊剂不应受潮结块.检验数量：按量抽查1%，且不应少于10包。检验方法：观察检查.CO2气体质量应符合标准中优等品的要求,CO2含量≮99.9％,水蒸汽与乙醇总含量≯0。005%。并不得检出液态水。（3)连接用紧固件的验收方案钢结构连接用高强度大六角螺栓连接副、大六角摩擦型高强度螺栓连接副、普通螺栓等紧固标准件及螺母、垫圈等标准配件,其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。高强度大六角头螺栓连接副和大六角摩擦型高强度螺栓连接副出厂时应分别随箱带有扭矩系数和紧固轴力（预拉力）的检验报告。检查数量：全数检查。检验方法:检查产品的质量合格证明文件、中文标志及检验报告等.a．高强度螺栓高强度螺栓性能等级为10。9级，采用钢号及螺母、垫圈的使用组合应符合《钢结构用高强度螺栓大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件》（GB1228—1232）或《钢结构用抗大六角摩擦型高强度螺栓连接副》（GB/T3632—3633）的规定.高强度螺栓的设计预拉力值按《钢结构设计规范》(GB50017-2003)的规定采用,高强度螺栓连接钢材的摩擦面应进行喷砂处理后涂无机富锌漆处理，抗滑移系数μ≥0。40。连接板的材料与强度较高的母材相同。除注明者外，均采用大六角头摩擦型高强度螺栓。b．高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验抽检比例按工程量每2000吨为一批,不足2000吨按一批计。选用两种及两种以下表面处理工艺时,每种处理工艺应单独检验，每批三组试件。c．高强螺栓、螺母、垫圈机械性能检测抽检比例同一批高强螺栓、螺母、垫圈组成的连接副为同批连接副，连接副最大批量为3000套，按批抽8套连接副做扭矩系数试验，再分别取3个螺栓做楔负荷试验，8个螺母做保证载荷试验，20个螺母做硬度试验,20个垫片做硬度试验.（4）涂装材料的检验1）主控项目:钢结构防腐涂料、稀释剂和固化剂等材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。检查数量：全数检查。检验方法：检查产品的质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。钢结构防火涂料的品种和技术性能应符合设计要求，并应经过具有资质的检测机构检测符合国家现行有关标准的规定。检查数量:全数检查.检验方法：检查产品的质量合格证明文件、中文标注及检验报告等。2）一般项目:防腐涂料和防火涂料的型号、名称、颜色及有效期应与其质量证明文件相符。开启后，不应存在结皮、结块、凝胶等现象。检查数量：按桶数抽查5％,且不少于3桶.检查方法:观察检查。3.3主要构件及节点制作方案3.3。1目字型钢柱及节点制作目字型钢柱主要截面尺寸为:目2500＊1300＊60*60，目2500＊1000＊40＊40目（2000～2500）*1000＊40＊40,目2000*1000*30*30。从地下到地上存在着截面尺寸和钢板厚度尺寸的变化，节点示意图如下：目字型柱梁节点图目字柱按加工制作分段制作，制作形态分为两种，一种为主体宽度方向上只带一侧牛腿，另一侧牛腿单独制作，一起发运现场后再整体组焊；一种为工厂整体制作，牛腿上翼板贯通主体；如下图所示：此侧两牛腿单独制作，发运现场后与主体拼焊牛腿非贯通主体此侧两牛腿单独制作，发运现场后与主体拼焊牛腿非贯通主体目字柱节点处工厂分部件制作，现场整体拼焊牛腿上翼板贯通主体工厂整体制作，节点处不分部件牛腿上翼板贯通主体工厂整体制作，节点处不分部件目字柱节点处工厂整体制作形态1．主要工艺及加工设备(1)下料：目字型钢柱主体包括横向和纵向隔板，牛腿零件、节点板、加劲板、采用数控火焰切割机下料。(2）钢柱拼焊:钢柱主体在胎架上拼焊，尽可能采用埋弧自动焊焊接,以保证焊缝质量。(3）端铣：钢柱主体进行UT检查和尺寸检查合格后，转入端部端铣工序，其工序主要依靠端铣机进行.（4）牛腿拼焊:牛腿在胎架上拼焊，采用CO2气保焊焊接,焊后对牛腿进行变形矫正；对接口侧采用数控锁口机开坡口。(5)钻孔：横向隔板的穿钢筋孔和牛腿采用数控三维钻床制孔，节点板采用数控平面导轨钻床或摇臂钻床制孔。钻孔设备第一步：下料，钻孔目字型钢柱主体包括横向和纵向隔板，牛腿零件、节点板、加劲板、采用数控火焰切割机下料，需要接长的料通过焊接接长并矫正。在需要进行钻孔的地方使用数控三维钻床进行钻孔第一步：下料，钻孔目字型钢柱主体包括横向和纵向隔板，牛腿零件、节点板、加劲板、采用数控火焰切割机下料，需要接长的料通过焊接接长并矫正。在需要进行钻孔的地方使用数控三维钻床进行钻孔第二步：装配下盖板和横隔板在钢平台上布置好胎架并划好定位线。依据定位线把下盖板安放到位，然后在盖板上划出横隔板和纵向劲板定位线并安装，点焊好横隔板。第二步：装配下盖板和横隔板在钢平台上布置好胎架并划好定位线。依据定位线把下盖板安放到位，然后在盖板上划出横隔板和纵向劲板定位线并安装，点焊好横隔板。第三步；装配两侧腹板以下盖板和横隔板的外形尺寸为基准，将两侧腹板安装定位，并使用CO2焊进行定位点固。第三步；装配两侧腹板以下盖板和横隔板的外形尺寸为基准，将两侧腹板安装定位，并使用CO2焊进行定位点固。第四步：安装纵向加劲板根据盖裳上划好的定位线将内部纵向和横向加劲板安装到位，并使用CO2气保焊焊接内部所有焊缝第四步：安装纵向加劲板根据盖裳上划好的定位线将内部纵向和横向加劲板安装到位，并使用CO2气保焊焊接内部所有焊缝第五步：安装上盖板最后将上盖板安装到位，焊接所有未焊接的焊缝。尽可能使用自动埋弧焊焊接。24小时后进行焊缝检测并打磨焊缝保证焊缝的外观和内部质量。第五步：安装上盖板最后将上盖板安装到位，焊接所有未焊接的焊缝。尽可能使用自动埋弧焊焊接。24小时后进行焊缝检测并打磨焊缝保证焊缝的外观和内部质量。第六步：端铣和安装牛腿第六步：端铣和安装牛腿钢柱检查核对外形尺寸合格后，对钢柱两端使用端铣机进行端铣。同时在柱梁节点处划线安装焊接牛腿。有部分节点两侧牛腿由于运输超宽需在现场安装，最后使用螺柱焊焊接栓钉。3。3.2V字型钢柱节点制作本工程V字型钢柱有V898＊740/450/400＊35＊50、V898*740/400/400*35*50、V909*740/400/400*30＊40三种截面,截面形式如图所示。钢柱截面近似五边形，空间形位尺寸钢柱截面近似五边形，空间形位尺寸V字型钢柱截面形式V字型钢柱为空间形位尺寸，采用三坐标测量工艺进行装配与检测，具体加工制作工艺如下:地面投影控制点第一步：下料，设置胎架根据构件使用直条火焰切割机对盖板，腹板下料。横向加劲板使用数控火焰切割下料并使用三维钻床钻孔，设置胎架，放钢柱地面投影控制点。下盖板胎架就位。地面投影控制点第一步：下料，设置胎架根据构件使用直条火焰切割机对盖板，腹板下料。横向加劲板使用数控火焰切割下料并使用三维钻床钻孔，设置胎架，放钢柱地面投影控制点。下盖板胎架就位。第二步：安装横向加劲板在下盖板上划出横向加劲板、腹板、加劲板定位线并把横向加劲板安装点焊好。第二步：安装横向加劲板在下盖板上划出横向加劲板、腹板、加劲板定位线并把横向加劲板安装点焊好。第三步：安装腹板根据地面投影控制点、横向加劲板外形尺寸和下盖板划好的腹板定位线，把腹板安装到位。在安装过程中可以在内外两侧加设临时支撑。第三步：安装腹板根据地面投影控制点、横向加劲板外形尺寸和下盖板划好的腹板定位线，把腹板安装到位。在安装过程中可以在内外两侧加设临时支撑。第四步：安装上盖板第四步：安装上盖板根据地面投影控制点装配上盖板，依据定位线装配外侧加劲板，焊接所有未焊接的焊缝。24小时后进行焊缝检测并打磨焊缝保证焊缝的外观和内部质量。第五步：端铣和安装牛腿钢柱检查核对外形尺寸合格后，对钢柱两端使用端铣机进行端铣。同时在柱梁节点处划线安装焊接牛腿，使用螺柱焊焊接栓钉。第五步：端铣和安装牛腿钢柱检查核对外形尺寸合格后，对钢柱两端使用端铣机进行端铣。同时在柱梁节点处划线安装焊接牛腿，使用螺柱焊焊接栓钉。3.3。3H型钢柱及钢梁制作本工程焊接直H型钢柱和钢梁最大截面尺寸为H1500*500*30＊50，可以全部在H型钢生产流水线上制作。而带牛腿节点的H钢柱和斜H型钢柱在胎架上进行组焊。1．H型构件在生产流水线上的制作H型构件在生产流水线上的制作主要分为两步：焊接H型钢的制作和H型钢的加工。（1)H型钢制作工艺流程(2)H型钢Pedinghaus流水线加工工艺流程和加工设备锯床下料三维钻孔火焰锁口（3）焊接H型制作程序a．放样、下料：钢板放样采用计算机进行放样，放样时根据零件加工、焊接等要求加放一定机加工余量及焊接收缩量；钢板下料切割前用矫平机进行矫平及表面清理,切割设备主要采用数控等离子、火焰多头直条切割机等。b．零件加工:腹板两侧焊接边缘采用半自动切割机进行加工,H钢组装焊接完后采用矫正机或火工进行校正，以确保构件外形尺寸及孔群钻孔精度要求.c．H型钢的组装:H型钢的翼板和腹板下料后应标出翼缘板宽度中心线和与腹板组装的定位线，并以此为基准进行H型钢的拼装。H型钢拼装在H型钢拼装机上进行拼装。为防止在焊接时产生过大的角变形,拼装可适当用斜撑进行加强处理，斜撑间隔视H型钢的腹板厚度进行设置.H钢组立机H钢组立机H钢组立机门式埋弧焊机门式埋弧焊机门式埋弧焊机d．H型钢的焊接：H型钢拼装定位焊所采用的焊接材料须与正式焊缝的要求相同。H型杆件拼装好后吊入龙门式埋弧自动焊机上进行焊接,焊接时按规定的焊接顺序（见下图所示）及焊接规范参数进行施焊。对于钢板较厚的构件焊前要求预热,采用电加热器进行，预热温度按对应的要求确定。e．H型钢矫正：(a)先采用H型钢翼板矫正机矫正H型钢翼板的平面度，如下示意图.H钢矫正机H钢矫正机（b）采用火焰校正H型钢翼板与腹板的垂直度；再采用火焰校正H型钢的旁弯。火焰校正温度控制在600～800℃,矫正前在校正区域用测温粉笔先画，以免温度超过800℃。f．预起拱:当钢梁跨度大于等于9000mm时，制作时预起拱L/500。焊接H型钢的预起拱在腹板下料时留出预拱值；热轧H型钢采用火工或冷矫设备进行预起拱。起拱后进行标识，以避免现场安装反位。(4）H型钢的加工a．H钢的下料：基本是通过锁口机和带锯机下料的，其中数控锁口机能根据深化图纸中的数据对H钢的端头的形状和坡口自动切割.较好地保证了H钢对接和拼接的精度。设备名称数控锁口机型号ABCM1250/3制造厂商美国PEDDINGHAUS公司功能：可进行H型钢端头各种形状与坡口的自动切割.技术指标：可自动对1100×1200以内H型钢进行数控加工。对于相对简单的接头和成批量的H钢预下料也可通过带锯机下料。带锯机图片如下:数数控带锯机b．H钢的钻孔：对于H钢的钻孔采用本公司先进的数控九轴三维钻，其能对H型钢的翼板和腹板进行高速高效地自动钻孔，可高效满足工程的工期需要和质量要求。设备名称：数控九轴三维钻型号BDL1250/9制造厂商美国PEDDINGHAUS公司制造年份1999年本设备包含27件内冷钻头（直径为10毫米/3件，3/14毫米,6/111毫米，6/22毫米，3/30毫米)、安全光栅，精密度测量系统及软件，和型号为SIGNOMAT05的H钢标记系统。功能:主要对H型钢的翼板和腹板进行高速高效地自动钻孔。技术指标；每维有3支不同直径的钻头,共9支钻可进行自动更换钻孔.重复定位精度：0.01MM。2．H型钢柱节点和斜型柱制作（1)斜H型柱制作a．斜H型钢制作工艺流程图：翼板、腹板下料翼板、腹板下料H型组立H型钢加工尺寸检查成品检查尺寸、焊缝检查转入下道工序船位焊接H型校正尺寸检查组焊工装胎架设置b．H型钢的制作、加工：放样、下料：钢板放样采用计算机进行放样,放样时根据零件加工、焊接等要求加放一定机加工余量及焊接收缩量；钢板下料切割前用矫平机进行矫平及表面清理，切割设备主要采用数控等离子、火焰多头直条切割机等。零件加工：腹板两侧焊接边缘采用半自动切割机进行加工,H钢组装焊接完后采用矫正机或火工进行校正，以确保构件外形尺寸及孔群钻孔精度要求。c．H型钢的组立设置胎架,H型钢在胎架上进行装配、定位焊。同时装配时采用夹具确保腹板与翼板的顶紧。d．H型钢的焊接斜H型使用CO2气体保护焊焊接，焊接时按规定的焊接顺序及焊接规范参数进行施焊。焊前要求预热，预热温度按对应的要求确定。焊接顺序（2)H型钢柱基本制作工艺流程下料：H型钢和H型牛腿采用数控带锯床或数控锁口机下料；节点板、加劲板等采用数控火焰切割机下料.钻孔：H型牛腿采用数控三维钻床钻孔，节点板等采用数控平面导轨钻床制孔。装配、焊接牛腿、节点板等外部零件长度方向以型钢顶面锯切面为装配基准，宽度方向以型钢截面中心线为装配基准,根据此原则，对各零件的装配位置进行划线，在H型钢长度及宽度方向上划出牛腿、节点板、安装耳板定位线，牛腿以牛腿中心线为定位基准，节点板、安装耳板以上端孔中心线为定位准，如下示意图所示，装配合格采用气保焊接外部零件：3。3。4十字型钢柱及节点制作十字型构件从截面上可分解为一个H型截面和两个T型截面,如下图。其加工制作流程与工艺与H型钢制作流程较为相似，其制作程序和工艺如下。1．H型和T型制作在H型钢生产流水线上进行H型和T型制作.T型焊接时采用两个T型点焊为H型，采用门型埋弧焊进行船位焊接。2．十字柱的装配焊接：在装配胎架上采取划线组装,采用CO2气体保护焊焊接。程序如下所示。采用L型劲板作为辅助组装、焊接，确保装配精度，防止焊接变形.T型组焊H钢定位T型组焊H钢定位翻身定位T型组焊翻身定位T型组焊焊后采用火工矫正，并进行端面铣,检验合格后转入下道工序。3．十字柱节点装配焊接第一步：下料，零部件组焊第一步：下料，零部件组焊十字柱节点分成三部分加工制作，下料采用火焰直条切割机和数控切割机下料。分部组焊成段，中间段和节点上面段为了后面焊接方便先不装两侧翼缘板。第二步：整体组装以节点下段为主体，将中间段和节点上面段组装成整体，焊接尽量采用CO2气体保护焊焊接和控制焊接变形，在焊接够不着地方采用手工焊接，要保证焊缝的质量。第二步：整体组装以节点下段为主体，将中间段和节点上面段组装成整体，焊接尽量采用CO2气体保护焊焊接和控制焊接变形，在焊接够不着地方采用手工焊接，要保证焊缝的质量。第三步：组装两侧翼板根据下面盖板和已经定位的腹板进行两侧翼板的组装焊接，由于焊接空间比较窄，可采用双面坡口，底部留间隙，采用手工焊接。第三步：组装两侧翼板根据下面盖板和已经定位的腹板进行两侧翼板的组装焊接，由于焊接空间比较窄，可采用双面坡口，底部留间隙，采用手工焊接。第四步：端铣和组焊牛腿第四步：端铣和组焊牛腿方便十字柱现场安装，在工厂对十字柱两端面使用端铣机进行端铣。由于节点存在运输超宽，超宽侧牛腿在工地组焊，其它牛腿在工厂组焊，减少现场的焊接量下面图片是以前工程制作的十字柱及节点。3。3.5箱型钢梁构件和支撑节点制作1．箱型构件制作（1）箱型构件的制作流程主材切割主材切割开坡口U型组立内隔板焊接BOX组立BOX焊接(气保焊、埋弧焊)BOX端铣涂装尺寸、UT检查成品检查隔板加工箱柱腹板焊工艺垫板箱柱翼板尺寸、UT检查入库牛腿、节点板装配、焊接主材下料主材下料主材坡口隔板下料U型组立箱型组立双弧双丝气保焊焊双弧双丝埋弧焊焊铣端面（2）箱型构件制作工艺序号工序工艺要求图例及主要加工机械设备1零件下料拼板钢板下料前要用矫正机进行矫正，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，对接坡口采用半自动精密切割.下料后进行二次矫平处理腹板的长边采用刨边加工拼焊对接余高采用砂轮打磨机铲平2横隔板，工艺隔板的组装横隔板、工艺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T型盖板部件上的结构定位线组装横隔板。3腹板部件组装，横隔板焊接钢板下料前要用矫正机进行矫正,防止钢板不平而影响切割质量。组装两侧T型腹板部件。与横隔板,工艺隔板顶紧定位组装。采用CO2气体保护半自动焊接横隔板的三面焊缝。4上盖板部件组装组装上侧盖板部件前，要经监利对其内部封闭的隐蔽工程检验认可并对车间底漆损坏处进行修补涂装5焊接、矫正焊前根据板厚情况，按工艺要求采用电加热进行预热，先用CO2气体保护焊焊接箱内侧角焊缝，再在箱型构件生产线上的龙门式埋弧焊机对称焊接箱型外侧的四条棱角焊缝。然后对焊缝进行修磨和无损检测，矫正后提交检查。6端面加工标识，存放采用专门的端铣加工设备对箱型构件两端进行机加工，作为制孔的基准面。待构件编号，定位标记等符号按工艺规定标准在指定部位。杆件存放应注意保护，下面要用枕木垫置，多层堆放要注意层数,防止构件变形.2．支撑节点制作在工程中南区1～4轴的钢结构和14—15轴的支撑节点，形式比较特殊，且多存在箱型和H型截面的转换.其中H型和箱型截面存在尺寸上的变化，同时节点区域还有板厚的变化。节点示意图如下：节点组焊流程和工艺第一步：节点各零部件采用数控火焰切割机下料。节点箱型截面尺寸存在变化，为了组装方便采用倒装法。首先以上翼板为主体，在上面划线将各内隔板和插入箱体的H型腹板安装定位第一步：节点各零部件采用数控火焰切割机下料。节点箱型截面尺寸存在变化，为了组装方便采用倒装法。首先以上翼板为主体，在上面划线将各内隔板和插入箱体的H型腹板安装定位第二步：再将两侧腹板安装定位，并对内部各种焊缝进行焊接第二步：再将两侧腹板安装定位，并对内部各种焊缝进行焊接第三步：下盖板安装就位，焊接其与各隔板的焊缝。箱型端口隔板与下盖板直接采用手工焊或CO2气体保护焊。不能采用手工焊则采用电渣焊焊接。第三步：下盖板安装就位，焊接其与各隔板的焊缝。箱型端口隔板与下盖板直接采用手工焊或CO2气体保护焊。不能采用手工焊则采用电渣焊焊接。第四步：H型钢部分采用机械下料，人工组装焊接，并将侧面的纵向加劲板与H型钢柱组焊成整体第四步：H型钢部分采用机械下料，人工组装焊接，并将侧面的纵向加劲板与H型钢柱组焊成整体第五步：H型钢柱与箱型H型转换段整体组焊成一体，焊接所有焊缝，并检测其外形尺寸，变形过大需进行火焰矫正。第五步：H型钢柱与箱型H型转换段整体组焊成一体，焊接所有焊缝，并检测其外形尺寸，变形过大需进行火焰矫正。第六步：在节点主体上准确划出其外形轮廓线，并将牛腿组焊完成第六步：在节点主体上准确划出其外形轮廓线，并将牛腿组焊完成3。3。6管构件加工工程使用了为φ325*16截面钢管柱，钢管在工厂的主要加工工序为钢管构件的切割下料和相贯线切割。由于钢管构件的总重量约为105t，相贯线切割和下料采用一台HID—600EH数控火焰等离子相贯线切割机即可完成加工任务.设备简介:型号:HID—600EH数控火焰等离子相贯线切割机制造厂商：日本丸秀公司功能：进行圆管端头相贯线切割及圆管上切割各种形状的孔，并可根据管子的不同空间位置切割不同的剖口。技术指标:加工管径:50—600mm管件的切割对于数控相贯线切割机而言,只需知道相贯的管与管相交的角度、各管的厚度，管中心间长度和偏心量即可，这些数据在深化图中已明确。下面为了清楚表达编程的过程，采用软件界面的形式按步骤进行描述.第一步：进入相应的管切割类型界面第一步：进入相应的管切割类型界面第二步：输入相应的切割参数第二步：输入相应的切割参数第三步：生成相应的相贯下料图第三步：生成相应的相贯下料图第四步：生成的各构件相贯线程序进行保存，关闭程序第四步：生成的各构件相贯线程序进行保存，关闭程序第五步：钢管上机，调出程序，试运行切割机无误后，点火切割第五步：钢管上机，调出程序，试运行切割机无误后，点火切割3.4焊接工艺方案及质量保证措施3.4。1焊接工艺方案1．焊接特点分析广州新图书馆工程造型新颖，构件类型较多,构件及节点构造较复杂，焊接质量要求高，分析本工程在焊接方面有以下几点特点：（1）本工程构件类型多，材质和板厚分别为Q345GJC-Z25：30~60mm，Q345GJC：10~60mm，Q345C：6～60mm,Q235B：6～20mm；材质等级要求高，板厚跨度范围大，焊接坡口类型多.（2)节点焊缝较密集，构件焊缝较长，易产生焊接变形和较大的焊接残余应力，厚板焊接层状撕裂倾向严重。(3）对加工制作单位整体工艺技术要求、焊工技能要求及焊接质量管理要求很高。2．焊接工艺评定（1）焊接工艺评定流程为了能较好地保证工程的焊接质量，技术工艺部门将依据JGJ81—2002《建筑钢结构焊接技术规程》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.焊接工艺评定流程如下图：焊接工艺评定流程(2）焊接工艺评定试验a、焊接工作正式开始前，对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.(a）焊接工艺方法、钢材级别、钢厚及其应用范围（b）坡口设计和加工要求（c）焊道布置和焊接顺序、焊接位置（d)焊接材料的牌号，认可级别和规格、焊接设备型号(e）焊接参数（焊接电流、电弧电压和焊接速度等)（f）预热、层间温度和焊后热处理及消除应力措施（g）检验项目及试样尺寸和数量b、焊接工艺认可试验计划经有关部门批准后即可进行正式认可试验。并应在监理等在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。c、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:（a)焊接试验及力学性能试验的日期和地点.（b）由监理工程师签过字的力学性能试验报告。(c）焊接接头的宏观或显微硬度测定.（d）试件全长的焊缝外形照片及X射线探伤照片或超声波探伤报告。（e）母材及焊接材料的质量保证书。（f)力学性能测试后的试样外观照片.（g）焊接工艺评定试验的结果应作为焊接工艺编制的依据.d、焊接工艺评定应按国家规定的《建筑钢结构焊接规程JGJ81-91》及相关标准的规定进行。3．焊接资质及焊工培训按照《JGJ81—91建筑钢结构焊接规程》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上岗，并必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。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．焊接坡口形式(1）手工电弧焊/CO2气保焊焊接坡口形式（2）埋弧焊焊接坡口形式5．焊接材料根据钢材化学成分、力学性能及设计要求，本工程焊材选用如下表。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。6．主要焊接设备的选择焊接方法焊接设备电流和极性单弧或多弧手工或机械埋弧焊MZ-1-1000直流反接单弧自动三弧三丝埋弧焊TSW3000BT直流反接多弧自动手工焊条电弧焊ZX-500直流反接单弧手工CO2气体保护焊XC—500直流反接单弧半自动电渣焊FS-2-1交流单弧自动7．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，则按下表要求执行：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焊条低氢型300-350℃:1小时100-150℃焊剂熔炼型300-350℃：2小时100-150℃8．焊接工艺参数工厂加工制作焊接参数的选用如下表所示：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（cm/min）手工焊条电弧焊E5015E5016平焊、横焊Φ3。290～13022~248~12Φ3。0140～18023～2510～18Φ5。0180～23024~2612～20立焊Φ3.280～12022～265~8Φ3.0120～15024～266~10CO2气体保护焊ER50平焊、横焊Φ1。2260～32028～3435～45埋弧自动焊F5011F5012F5031平焊Φ4.8平焊角焊单层单道焊层单道焊角焊缝570~66030～3535～50550～66035～5030～35550~66030～3535～50电渣焊TSE-50G立焊Φ1.6330～40034～381.5~1。8栓钉焊平焊16009．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）室温低于-18℃时。（2)被焊接面处于潮湿状态，或暴露在雨、雪和高风速条件下。（3）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2m/s)作业时,未设置防风棚或没有措施的部位前情况下.（4）焊接操作人员处于恶劣条件下时.（5）相对湿度大于90%。10．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—50×30×tmm;自动焊—100×50×tmm;焊后用气割割除，磨平割口。11．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，必须用烘枪进行预热至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、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）定位焊尺寸参见下表要求执行。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t≤2040～5050～60300~40020〈t≤6050～6050～70300~400t>6050~6070~100300~400（4）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Φ3。2mm的焊条进行,同时应采用较大的电流，以保证定位焊缝有一定的熔深.定位焊要求示意图12．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1250～1300℃，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，母材的最小预热温度应按下表要求执行。材料强度级别预热温度层间温度Q345B厚度<25mm，不预热。厚度≥25mm，预热60~150℃。〈220℃Q345GJC厚度<28mm，不预热.厚度≥28mm,预热100～150℃。<200℃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上表规定的温度，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200～230℃之间，除了采用数显自动温控箱来调节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。3。4.2焊接质量控制1．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“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，坚持的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，就显得尤为重要，便于及时发现问题，中间检查不能使施工停止,而是边施工、边检查.如在清渣过程中，认真检查是否有裂纹发生.及时发现,及时处理。（5)厚板对接焊后，应立即将焊缝及其两侧各100mm范围内的局部母材进行加热，加热时采用红外线电加热板进行.加热温度到250～350℃，然后用石棉铺盖进行保温，保温2~6h后空冷。这样的后热处理可使因焊前清洁工作不当或焊剂烘焙不当而渗入熔池的扩散氢迅速逸出，防止焊缝及热影响区内出现氢致裂纹。对于厚钢的超声波检测时应焊后48小时或更长时间进行检测,如进度允许,也可在构件出厂前再次进行检测。确保构件合格，以免延迟裂纹对工件的破坏。2．焊接变形的控制（1)制作胎模夹具，将构件处于固定的状态下进行装配、定位,焊接，进而来控制焊接变形.(2）采取合理的焊接顺序选择与控制合理的焊接顺序,即是防止焊接应力的有效措施,亦是防止焊接变形的最有效的方法之一。根据不同的焊接方法，制定不同的焊接顺序，埋弧焊一般采用逆向法、退步法；CO2气体保护焊及手工焊采用对称法、分散均匀法；编制合理的焊接顺序的方针是“分散、对称、均匀、减小拘束度”。3．消除焊接残余应力的焊接措施残余应力在结构受载时内力均匀化的过程中往往导致构件失稳、变形甚至破坏。因此焊接应力的控制与消除在本工程制作过程中显得十分重要.（1）焊接应力的控制控制应力的目标是降低应力的峰值并使其均匀分布.其措施有以下几种：a、减小焊缝尺寸焊接内应力由局部加热循环而引起，为此在满足设计要求的条件下，在深化设计过程中，不应加大焊缝尺寸和余高,要对其焊缝尺寸给予优化，焊缝坡口要合理,