弧形钢桁架结构拼装施工关键工序操作手册

弧形钢桁架结构拼装施工关键工序操作手册前言本手册针对弧形钢桁架结构拼装施工，明确各关键工序的操作流程、技术要点、质量控制标准及安全注意事项，适用于工业与民用建筑中各类弧形钢桁架（含屋面弧形桁架、墙面弧形桁架、异形弧形桁架等）的现场拼装施工。手册严格遵循《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）及相关设计规范，旨在规范施工行为、保障拼装精度、杜绝安全隐患，确保弧形钢桁架结构拼装施工质量达标、安全可控、高效推进。本手册适用于施工现场管理人员、技术人员、作业人员（拼装工、焊工、测量员等），作为施工操作、技术交底、质量检查的核心依据，施工过程中需结合具体项目设计图纸、现场工况灵活调整执行。一、施工准备关键工序施工准备是弧形钢桁架拼装质量的前提，核心围绕技术、现场、材料、人员四大维度开展，所有准备工作验收合格后方可进入拼装工序。（一）技术准备图纸会审与深化：组织技术负责人、施工员、质安员及作业班组长开展图纸会审，重点核查弧形钢桁架的弧度参数、节点构造、杆件尺寸、连接方式（焊接/螺栓连接）及与周边结构的衔接关系，梳理图纸疑问并形成会审记录；对复杂弧形节点进行图纸深化，绘制节点拼装详图、弧度控制示意图，明确各杆件的定位坐标及角度参数。施工方案编制与审批：结合图纸要求及现场工况，编制专项弧形钢桁架拼装施工方案，明确拼装方法（高空散装、分段拼装、胎架拼装等）、施工流程、资源配置、弧度控制措施、质量标准及安全保障措施；方案需经企业技术部门审核、监理单位审批通过后，方可实施。技术交底：实行分级技术交底制度，项目技术负责人向施工员、质安员交底整体施工思路及关键技术要求；施工员向作业班组长及一线作业人员交底具体工序操作要点、弧度控制方法、质量隐患及安全注意事项，交底需形成书面记录，所有交底人员签字确认，确保每位作业人员掌握操作规范。测量控制网布设：根据施工现场基准控制点，布设专门的弧形钢桁架拼装测量控制网，设置轴线控制桩、标高控制点及弧度控制线；测量仪器（全站仪、水准仪、经纬仪、弧度尺等）需提前校验合格，确保测量精度符合要求（轴线偏差≤3mm，标高偏差≤2mm）。（二）现场准备拼装场地清理与平整：清理拼装区域内的杂物、障碍物，平整场地地面，压实处理后铺设碎石垫层或钢板，防止拼装过程中场地沉降；场地排水设施完善，避免雨水浸泡导致场地泥泞、构件锈蚀。拼装胎架搭设：根据弧形钢桁架的弧度、跨度及重量，搭设专用拼装胎架（胎架材质采用Q235钢管，搭设参数经受力验算确定）；胎架搭设需平整牢固，胎架顶部按桁架弧度弹出控制线，采用可调顶托调整胎架标高，确保胎架支撑点标高偏差≤3mm，弧度与桁架设计弧度一致，胎架间距控制在1.5-2.0m，确保杆件放置后受力均匀、不变形。临时设施布置：布置施工现场供水、供电系统，供电采用三相五线制，设置配电箱及漏电保护器，满足焊接、照明及小型机械设备用电需求；焊接作业区配备足够的消防器材（灭火器、消防沙、消防水带等），设置防火警戒区；划分材料堆放区、构件拼装区、焊接作业区，设置明显的区域标识，确保施工有序开展。安全防护设置：高空拼装作业需搭设满堂脚手架或操作平台，脚手架搭设符合规范要求，立杆纵横间距、步距按验算确定，满铺脚手片、挂设阻燃型安全网，四周设置1.2m高防护栏杆及200mm高挡脚板；脚手架搭设完成后经验收合格，方可投入使用。（三）材料准备钢构件进场验收：弧形钢桁架杆件、节点板、支座等构件进场时，需提供质量证明书、合格证、探伤报告及出厂检验记录，进场后组织材料员、质安员、监理人员共同验收；核对构件编号、规格尺寸、材质，检查构件外观质量（无裂纹、锈蚀、变形、磕碰损伤），重点核查弧形杆件的弧度、长度及节点板的尺寸、孔位偏差，关键尺寸偏差需符合设计及规范要求，不合格构件严禁进场使用。构件存放：验收合格的构件按编号、规格分类堆放，弧形杆件下方垫设道木（间距1.5-2.0m），防止杆件变形、锈蚀；构件堆放高度不宜超过2层，避免挤压损坏；露天存放的构件需加盖防雨布，做好防潮、防锈措施。连接材料准备：焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）需根据桁架钢材材质选用匹配型号，Q235钢选用J422焊条，Q355钢选用J507焊条，CO₂气体保护焊选用ER50-6焊丝；焊剂需按规定烘焙（350℃烘焙2小时），烘焙后的焊材存放于保温筒内随用随取；高强度螺栓、普通螺栓等连接材料进场时需提供质量证明文件，抽样检验扭矩系数或预拉力，合格后方可使用，存放时做好防潮、防锈措施。辅助材料准备：准备脚手架材料、脚手片、安全网、防护栏杆材料、防滑木条、道木、涂装材料（底漆、面漆）及测量辅助工具（钢卷尺、弧度尺、线坠等），所有辅助材料需符合安全及质量标准。（四）人员准备人员配置：配备足额的专业作业人员，包括项目经理、技术负责人、施工员、质安员、测量员、拼装工、电焊工、架子工、探伤工等，人员配置满足施工进度及质量要求；关键岗位人员（电焊工、探伤工、架子工、测量员）必须持证上岗，证书在有效期内，且具备相应的专业操作能力。岗前培训与教育：对所有进场作业人员进行岗前培训，内容包括本手册操作要求、施工方案、技术交底、质量控制标准、安全操作规程及应急处置措施；开展安全警示教育，重点强调高空作业、焊接作业、起重作业的安全注意事项，杜绝违规操作。技能考核：对电焊工、拼装工等核心作业人员进行技能考核，考核合格后方可上岗作业；焊接作业前，需进行焊接工艺评定，确定合理的焊接参数（电流、电压、焊接速度），确保焊接质量。二、核心拼装关键工序操作流程及要点弧形钢桁架拼装核心遵循“先基准、后整体，先下弦、后上弦，先腹杆、后节点，对称拼装、同步调整”的原则，关键工序包括：基准定位、下弦杆拼装、腹杆拼装、上弦杆拼装、节点连接与焊接、桁架弧度调整、拼装验收，各工序衔接有序，每道工序验收合格后方可进入下道工序。（一）基准定位工序1.操作流程测量放线→胎架标高复核→基准节点定位→基准杆件固定2.操作要点测量放线：根据施工现场测量控制网，在拼装胎架顶部及地面弹出弧形钢桁架的轴线、支座中心线、下弦杆中心线及弧度控制线，用墨线标注清晰；采用全站仪复核轴线及弧度控制点的坐标，确保放线精度，轴线偏差≤3mm，弧度控制点偏差≤2mm。胎架标高复核：用水准仪逐点复核拼装胎架顶部的标高，通过可调顶托调整胎架标高，确保胎架顶部标高与桁架下弦杆设计标高一致，标高偏差≤3mm；胎架顶部弧度需与桁架设计弧度吻合，采用弧度尺检查，偏差≤2mm/m。基准节点定位：选取弧形钢桁架的两个支座节点作为基准节点，将基准节点板吊装至胎架指定位置，调整节点板的水平度、垂直度及标高，水平度偏差≤1mm/m，垂直度偏差≤2mm，标高偏差≤2mm；节点板定位后，采用临时支撑（型钢、千斤顶）固定牢固，防止移位。基准杆件固定：将两根基准下弦杆（靠近支座的下弦杆）吊装至胎架上，对准下弦杆中心线及节点板孔位，调整杆件的位置、角度及标高，确保杆件轴线与设计轴线一致，杆件两端与基准节点板贴合紧密；调整合格后，采用点焊或临时螺栓固定，临时螺栓拧紧力矩达到设计力矩的50%-60%，点焊长度≥50mm，间距≤200mm，确保基准杆件牢固稳定。3.质量控制基准定位完成后，由质安员、测量员共同复核，重点检查轴线偏差、标高偏差、节点定位偏差及胎架弧度，所有偏差符合要求后，签署验收记录；严禁未经验收进入下道工序。（二）下弦杆拼装工序1.操作流程杆件吊装→杆件定位→角度调整→临时固定→复核验收2.操作要点杆件吊装：采用小型汽车吊或卷扬机吊装下弦杆，吊装时选用专用吊具，绑扎点设置在杆件重心位置，绑扎处垫设护角，避免损伤杆件表面及涂装层；吊装速度缓慢均匀，避免急起急停，防止杆件碰撞胎架或基准杆件。杆件定位：将下弦杆吊装至胎架指定位置，对准下弦杆中心线及相邻节点板孔位，调整杆件的前后、左右位置，确保杆件轴线与设计轴线重合，杆件端部与节点板贴合紧密，接口间隙控制在2-4mm（满足焊接要求）。角度调整：弧形下弦杆的角度控制是关键，采用全站仪测量杆件的轴线角度，结合弧度尺检查杆件的弧度，调整杆件的倾斜角度，确保杆件弧度与设计弧度一致，角度偏差≤0.5°，弧度偏差≤2mm/m；调整过程中，采用千斤顶、神仙葫芦等工具辅助微调，避免强制固定。临时固定：杆件调整合格后，采用临时螺栓与相邻节点板连接，临时螺栓数量不少于节点螺栓总数的1/3，且每个节点不少于2颗；同时进行点焊固定，点焊由持证电焊工操作，点焊材料与正式焊接材料一致，点焊长度≥50mm，间距≤200mm，点焊高度为正式焊缝高度的1/2-2/3，无夹渣、气孔、裂纹等缺陷。复核验收：每拼装一根下弦杆，立即由测量员、质安员复核杆件的位置、标高、角度及弧度，复核合格后签署验收记录；若存在偏差，及时调整，直至符合要求。3.注意事项下弦杆拼装需从基准节点向桁架中点对称推进，避免单边拼装导致桁架偏移；多榀桁架拼装时，同步推进，确保各榀桁架的轴线及弧度一致；拼装过程中，及时清理杆件表面的杂物、铁锈，为后续焊接做好准备。（三）腹杆拼装工序1.操作流程腹杆吊装→节点对准→位置调整→临时固定→复核验收2.操作要点腹杆吊装：腹杆分为斜腹杆和竖腹杆，吊装时根据腹杆的长度、重量选用合适的吊具，绑扎牢固，吊装速度缓慢，避免腹杆碰撞已拼装好的下弦杆及节点板；腹杆吊装顺序为先竖腹杆、后斜腹杆，从基准节点向桁架中点对称拼装。节点对准：将腹杆两端对准下弦杆节点板及上弦杆节点板（预留位置）的孔位，调整腹杆的位置，确保腹杆两端与节点板贴合紧密，孔位对齐，孔位偏差≤1mm，严禁强行穿入螺栓。位置调整：采用全站仪测量腹杆的轴线位置及倾斜角度，调整腹杆的前后、左右位置及倾斜角度，确保腹杆轴线与设计轴线一致，倾斜角度偏差≤0.5°；竖腹杆需保证垂直，垂直度偏差≤2mm/m；斜腹杆需与下弦杆、上弦杆形成设计要求的夹角，夹角偏差≤0.5°。临时固定：腹杆调整合格后，采用临时螺栓与节点板连接，临时螺栓数量不少于2颗，拧紧牢固；同时进行点焊固定，点焊位置在腹杆与节点板的连接处，点焊长度≥40mm，间距≤250mm，点焊质量符合要求，无缺陷。复核验收：每拼装一根腹杆，由质安员、施工员复核腹杆的位置、角度、垂直度及节点贴合度，复核合格后签署验收记录；对不合格的部位，及时调整整改。3.质量控制腹杆拼装过程中，重点控制腹杆的轴线偏差、角度偏差及节点贴合度，避免腹杆歪斜、节点松动；腹杆与节点板的贴合间隙≤2mm，若间隙过大，需采用垫板调整，严禁留空；拼装完成后，检查腹杆的整体稳定性，无晃动、移位现象。（四）上弦杆拼装工序1.操作流程上弦杆吊装→弧度调整→节点对接→临时固定→整体复核2.操作要点上弦杆吊装：上弦杆是弧形钢桁架的关键受力杆件，吊装时选用专用吊具，绑扎点设置在杆件两端1/3处，垫设护角，防止杆件变形及表面损伤；吊装时由专人指挥，缓慢将上弦杆吊装至腹杆顶部节点位置，避免碰撞腹杆及下弦杆。弧度调整：上弦杆的弧度直接决定整个弧形桁架的外观及受力性能，是拼装的核心控制点；采用全站仪测量上弦杆的轴线坐标及弧度，结合弧度尺逐点检查，调整上弦杆的位置及角度，确保上弦杆弧度与设计弧度一致，弧度偏差≤2mm/m，整体弧度偏差≤5mm；调整过程中，采用千斤顶、神仙葫芦等工具辅助，从桁架两端向中点对称微调，避免局部应力集中导致杆件变形。节点对接：将上弦杆两端与腹杆顶部节点板对接，调整上弦杆的标高及水平度，确保上弦杆标高符合设计要求，标高偏差≤3mm，水平度偏差≤1mm/m；上弦杆与节点板贴合紧密，接口间隙控制在2-4mm，孔位对齐，偏差≤1mm。临时固定：上弦杆调整合格后，采用临时螺栓与节点板连接，临时螺栓数量不少于节点螺栓总数的1/3，每个节点不少于2颗，拧紧力矩达到设计力矩的50%-60%；同时进行点焊固定，点焊由持证电焊工操作，点焊材料与正式焊接材料一致，点焊长度≥50mm，间距≤200mm，点焊高度为正式焊缝高度的1/2-2/3，无夹渣、气孔、裂纹等缺陷；必要时设置临时支撑，确保上弦杆稳定，防止移位或变形。整体复核：上弦杆全部拼装完成后，对整个弧形钢桁架的轴线、标高、弧度、节点位置进行整体复核，采用全站仪测量桁架两端及中点的坐标，用水准仪复核标高，用弧度尺检查整体弧度，确保所有参数符合设计及规范要求；若存在偏差，进行整体微调，直至合格。3.注意事项上弦杆拼装需与腹杆拼装同步衔接，避免单边拼装导致桁架受力不均、变形；弧形上弦杆拼装时，需控制好每段杆件的弧度偏差，累计偏差不超过整体允许偏差；高空拼装上弦杆时，作业人员必须系好安全带，操作平台需牢固稳定，严禁违规作业。（五）节点连接与焊接工序节点连接与焊接是弧形钢桁架拼装的核心工序，直接影响桁架的整体强度及稳定性，焊接质量需严格控制，优先采用对称焊接、分段焊接工艺，减少焊接变形。1.操作流程节点清理→焊接工艺准备→对称焊接→焊缝清理→焊缝检测2.操作要点节点清理：焊接前，清理节点连接处的油污、铁锈、焊渣、水分等杂质，采用角向砂轮、钢丝刷等工具打磨，确保焊接表面无氧化皮、铁锈，露出金属光泽；清理范围为焊缝两侧各30-50mm，确保焊接质量。焊接工艺准备：焊接前，根据焊接工艺评定结果，确定焊接参数（手工电弧焊电流100-200A，电压22-28V；CO₂气体保护焊电流150-250A，电压24-30V，焊接速度15-25cm/min）；焊材按规定烘焙，J507焊条烘焙温度350℃，烘焙时间2小时，烘焙后存放于保温筒内，随用随取；焊接作业区需采取防风、防雨措施，风速大于8m/s（手工电弧焊）或2m/s（CO₂气体保护焊）时，设置防风棚，雨天严禁露天焊接。对称焊接：采用对称焊接工艺，减少焊接变形，具体方法为：同一节点由2名持证电焊工对称操作，从节点中心向两侧焊接；整个桁架焊接从两端向中点对称推进，先焊接下弦杆节点，再焊接腹杆节点，最后焊接上弦杆节点；焊接顺序为先焊立焊，后焊平焊、横焊，先焊短焊缝，后焊长焊缝，避免焊接应力集中。焊缝焊接：焊接时，确保焊缝成形良好，焊缝高度、宽度符合设计要求，焊缝高度偏差±2mm，宽度偏差±3mm；焊接过程中，及时清理焊渣及飞溅物，多层多道焊接时，每层焊完后检查无夹渣、气孔等缺陷，再进行下一层焊接；焊缝接头处需错开，错开距离≥100mm，收弧时填满弧坑，避免弧坑裂纹。焊缝清理：焊接完成后，及时清理焊缝表面的焊渣、飞溅物，采用角向砂轮打磨焊缝表面，使焊缝表面光滑，与杆件表面衔接平顺，无毛刺、凸起；清理后，检查焊缝外观质量，发现缺陷及时修补。焊缝检测：焊缝外观质量检查合格后，按设计及规范要求进行内部探伤检测，弧形钢桁架节点焊缝质量等级不低于二级，探伤比例按规范执行（关键节点100%探伤，一般节点抽样探伤）；采用超声波探伤仪进行检测，探伤合格后出具探伤报告；若发现焊缝内部缺陷，需及时进行返修，返修后重新检测，直至合格。3.质量控制焊接作业必须由持证电焊工操作，严禁无证上岗；焊接过程中，质安员全程旁站监督，检查焊接参数、焊接顺序、焊缝质量，做好焊接记录；焊缝外观质量需符合要求，无裂纹、夹渣、气孔、未焊透、咬边等缺陷，咬边深度不大于0.5mm，长度不大于焊缝长度的10%且不大于100mm；焊缝探伤检测必须由专业探伤工操作，检测结果及时归档。（六）桁架弧度及整体调整工序弧形钢桁架拼装及焊接完成后，由于焊接应力、杆件变形等因素，可能导致桁架弧度、轴线、标高出现偏差，需进行整体调整，确保各项参数符合设计要求。1.操作流程整体测量→偏差分析→针对性调整→复核验收2.操作要点整体测量：采用全站仪、水准仪、弧度尺等工具，对整个弧形钢桁架的轴线、标高、弧度、节点位置进行全面测量，测量点包括桁架两端、中点及关键节点，记录测量数据，与设计参数进行对比，分析偏差情况及产生原因。偏差分析：常见偏差包括桁架弧度偏差、轴线偏移、标高偏差、节点歪斜等；分析偏差产生的原因，若为焊接变形导致，采用火焰矫正法进行矫正；若为拼装偏差导致，采用千斤顶、神仙葫芦等工具进行微调；若为胎架沉降导致，调整胎架标高后重新固定。针对性调整：①弧度偏差调整：采用火焰矫正法，在偏差部位进行局部加热（加热温度控制在600-800℃，严禁超过钢材临界点），加热后采用冷水冷却（或自然冷却），矫正至设计弧度；矫正过程中，用弧度尺实时检查，避免矫正过度；②轴线偏移调整：采用千斤顶、神仙葫芦牵引，调整桁架的左右位置，使轴线与设计轴线重合，轴线偏差≤3mm；③标高偏差调整：调整胎架可调顶托，或在桁架底部设置垫板，调整桁架标高，标高偏差≤3mm；④节点歪斜调整：采用千斤顶微调节点位置，矫正节点的垂直度、水平度，确保节点位置符合要求。复核验收：调整完成后，对整个弧形钢桁架进行再次全面测量，复核各项参数，确保轴线、标高、弧度、节点位置等均符合设计及规范要求；测量数据记录归档，由质安员、技术负责人、监理人员共同验收，签署验收记录，验收合格后，方可进入下道工序。3.注意事项火焰矫正时，需控制加热温度及加热范围，避免钢材过热导致性能下降；矫正过程中，避免用力过猛，防止杆件断裂或变形加剧；调整完成后，检查桁架的整体稳定性，无晃动、移位现象，节点连接牢固。（七）拼装验收工序1.验收依据设计图纸、施工方案、技术交底记录、材料质量证明文件、焊接记录、焊缝探伤报告、测量记录及《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）。2.验收内容外观质量验收：检查弧形钢桁架的整体外观，杆件无变形、锈蚀、磕碰损伤，节点连接牢固，焊缝外观成形良好，无缺陷；涂装前，杆件表面无油污、铁锈、焊渣等杂质。尺寸偏差验收：复核桁架的轴线偏差、标高偏差、弧度偏差、节点位置偏差、杆件长度偏差及焊缝尺寸偏差，所有偏差符合设计及规范要求（具体偏差要求见附表）。焊接质量验收：检查焊接记录、焊缝探伤报告，焊缝内部探伤合格，外观质量合格；焊接工艺符合要求，焊材匹配，焊接参数正确。资料验收：检查施工过程中的各类资料，包括图纸会审记录、技术交底记录、材料验收记录、拼装记录、焊接记录、焊缝探伤报告、测量记录、验收记录等，资料齐全、规范、可追溯。3.验收程序自检：桁架拼装完成后，由施工班组进行自检，自检合格后，向施工员提交自检报告。专检：施工员收到自检报告后，组织质安员、测量员进行专检，专检合格后，向技术负责人提交专检报告。竣工验收：技术负责人收到专检报告后，组织项目经理、施工员、质安员及监理单位相关人员进行竣工验收，验收合格后，签署竣工验收记录，归档相关资料；若验收不合格，下达整改通知书，限期整改，整改完成后重新验收，直至合格。三、安全保障关键措施（一）通用安全要求施工现场必须设置明显的安全警示标识（禁止标识、警告标识、指令标识），划分危险作业区域，设置警戒区，严禁无关人员进入作业区域。所有进场作业人员必须佩戴个人防护用品，高空作业人员系好安全带、佩戴安全帽，焊接作业人员佩戴防护面罩、防护手套、防护鞋，严禁违章作业。施工现场用电必须符合安全规范，配电箱设置漏电保护器，电缆架空敷设，严禁乱拉乱接电线；用电设备定期检查，发现故障及时维修，严禁带电作业。焊接作业区配备足够的消防器材，设置防火沙、消防水带，作业前清理周边易燃、易爆物品，作业时由专人监护，作业后检查无火灾隐患后方可离开。起重吊装作业由专人指挥，指挥信号统一规范，吊机作业半径内严禁无关人员停留；吊装构件时，绑扎牢固，试吊合格后再正式吊装，严禁超载吊装。施工现场定期开展安全检查，由质安员牵头，检查安全防护设施、用电安全、焊接安全、起重吊装安全等，发现安全隐患及时下达整改通知书，限期整改，跟踪落实整改情况。（二）高空拼装安全措施高空作业平台（脚手架）搭设完成后，必须经验收合格方可投入使用；使用期间定期检查，发现松动、变形、沉降等问题，立即停止使用，整改合格后再使用。高空作业人员必须系好安全带，安全带挂设牢固，挂设点高于作业人员的作业位置，严禁低挂高用；作业人员上下作业平台必须走安全通道，严禁攀爬杆件。高空拼装作业时，杆件、工具、材料等放置牢固，严禁随意抛掷；小型工具、零件放入工具袋内，防止坠落伤人。高空焊接作业时，作业平台上铺设防火毯，防止焊渣掉落引发火灾；下方设置警戒区，安排专人监护，严禁下方有人通行或作业。遇大风（风力≥4级）、雨天、雾天、高温、严寒等恶劣天气，严禁高空拼装及焊接作业，及时停止作业，做好防护措施。（三）焊接作业安全措施焊接作业人员必须持证上岗，熟悉焊接安全操作规程，严禁无证上岗；作业前检查焊接设备、焊材，确保设备正常、焊材合格。焊接作业时，严格遵守焊接工艺要求，控制焊接电流、电压，避免焊接设备过载；焊接设备接地接零保护完善，防止触电事故。严禁在易燃、易爆物品（油漆、汽油、木材等）附近进行焊接作业，若必须在附近作业，需采取可靠的防火隔离措施，且有专人监护。焊接作业后，及时关闭焊接设备电源、气源，清理作业区域的焊渣、杂物，检查无火灾隐患后方可离开作业区域。焊接作业人员定期进行体检，患有职业禁忌证（如高血压、心脏病、皮肤病等）的人员，严禁从事焊接作业。（四）