弧形钢桁架结构加工关键工序操作手册

弧形钢桁架结构加工关键工序操作手册一、手册总则（一）编制目的为规范弧形钢桁架结构加工全流程关键工序操作，明确各工序操作标准、技术参数、质量控制点及安全注意事项，确保加工质量符合设计要求及相关规范，指导现场作业人员标准化作业，规避加工偏差及安全隐患，特编制本手册。（二）编制依据本手册依据《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2012）、《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）、《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-89）、本项目弧形钢桁架结构设计文件及加工工艺专项方案编制。（三）适用范围本手册适用于本项目弧形钢桁架结构加工过程中，构件分段、弦杆弯曲、钢管下料、预拼装、焊接、除锈涂装、包装运输等关键工序的现场操作，涵盖作业准备、操作流程、参数控制、质量检查、安全要点等内容，适用于所有参与钢桁架加工的作业人员、质量检查人员及现场管理人员。（四）核心要求严格遵循“精准下料、规范弯曲、精准拼装、合格焊接、精细涂装”的核心原则，聚焦弧形构件曲率精度、焊接焊缝质量、构件尺寸偏差等核心控制点，所有作业人员必须持证上岗（特种作业人员需持对应特种作业证），严格按照本手册及技术交底要求操作，严禁违规作业。二、前期准备（一）技术准备作业前，技术人员需向所有作业人员进行专项技术交底，明确弧形钢桁架的材质（主要为Q235B、Q345B）、尺寸参数、焊缝等级（以一级全熔透焊缝为主）、涂装要求及各关键工序的操作重点、偏差控制标准，交底双方签字确认，确保每位作业人员清晰掌握操作要求。采用AUTOCAD2004、XSTEEL等软件绘制1:1加工图纸及下料程序，利用数控切割集成软件PIPE-COAST、WIN3D编制相贯线切割程序，完成模拟加工，提前规避下料、相贯线加工偏差。开展焊接工艺评定，确定Q235B、Q345B两种母材在手工电弧焊、CO₂气体保护焊、埋弧焊三种焊接方法下的具体焊接参数，形成专项焊接工艺卡，发放至每位焊工。（二）人员准备所有参与加工的作业人员需满足以下要求，经核查合格后方可上岗：焊工：持特种作业证（对应手工电弧焊、CO₂气体保护焊、埋弧焊等焊接方法），熟悉不同母材的焊接特性，能严格按照焊接工艺卡操作。数控操作工：持对应技能证书，熟练操作数控相贯线切割机、液压弯管机等设备，能准确输入加工参数，完成下料、弯曲、相贯线加工等作业。起重工：持特种作业证，熟悉构件吊装技巧，能精准完成预拼装、构件搬运等吊装作业，规避构件碰撞变形。质量员、测量员：持对应岗位证书，熟悉各工序质量检查标准，能精准完成尺寸测量、质量验收及记录工作。涂装工：持对应技能证书，熟悉除锈、涂装工艺及涂料特性，能控制漆膜厚度及外观质量。（三）设备与材料准备1.设备准备作业前，需对以下关键设备进行全面检查、调试，确保设备正常运行，精度满足加工要求：设备名称型号规格检查要点用途数控相贯线切割机HID-600EH（五轴）、HID-900MTS（六轴）切割精度、相贯线成型效果，设备运行稳定性钢管相贯面切割、坡口加工液压弯管机CDW245-500T、CDW27Y弯曲精度、模具贴合度，液压系统稳定性弦杆冷弯成形焊接设备手工电弧焊机、CO₂气体保护焊机（美国林肯/松下）、埋弧自动焊机焊接电流、电压稳定性，焊丝、焊条输送顺畅度构件焊接、焊缝返修抛丸除锈机美国藩帮（全自动封闭）除锈强度、除锈均匀性，设备封闭性构件抛丸除锈（达到Sa2.5级）高压无气喷涂机美国固瑞克涂料输送稳定性，喷涂均匀度防腐涂料喷涂测量设备全站仪、水准仪（DSZ2）、卡尺、钢卷尺精度校准，测量准确性尺寸测量、偏差检测2.材料准备加工所用材料需经质量验收合格后方可投入使用，具体要求如下：钢材：采用Q235B、Q345B钢材，规格主要为Φ121×8、Φ245×10/12、Φ600×20/40等钢管，进场时需提供合格证、检测报告，表面无明显损伤、划痕（划痕深度≤0.5mm），按批次进行力学性能、化学分析及100%超声波检测，合格后方可使用。焊接材料：手工电弧焊采用E43、E50焊条，CO₂气体保护焊采用ER50-6焊丝，埋弧焊采用H08A+HJ431、H10Mn2+SJ101焊材，进场时提供合格证，使用前按规定烘干（焊条350-400℃/2h，焊剂350-500℃/2h），随取随用，重复烘干不超过2次。防腐涂料：采用水性无机富锌底漆、环氧封闭漆（40μm）、环氧云铁中间漆（100μm）、丙烯酸聚硅氧烷面漆（50μm），进场后抽样检测固含、粘度等指标，符合设计要求方可使用。（四）场地准备划分专门的加工区域，包括下料区、弯曲加工区、焊接区、预拼装区、除锈涂装区、成品堆放区，场地平整坚实，无积水、杂物，设置明显的区域标识。搭建预拼装专用胎架，按弧形钢桁架1:1尺寸放线，设置标高标记与中心轴线，胎架支撑稳固，水平偏差≤2.0mm，满足构件预拼装承载力要求。完善水电供应系统，保障各类加工设备正常运行；焊接区配备防火沙、灭火器等消防设施，做好防火措施；除锈涂装区保持通风良好，规避涂料堆积、粉尘扩散。修筑构件运输通道，规划构件搬运路线，配备专用贮存架，避免构件碰撞、磨损。三、关键工序操作流程及要求（一）工序一：构件分段1.操作流程图纸复核→分段尺寸计算→标记分段位置→复核分段精度→完成分段标识2.操作要求分段前，需再次复核设计图纸，明确弧形钢桁架的总长度、跨度及节点位置，结合运输、吊装及加工能力，确定分段长度为10-12m。分段位置需避开节点核心区域，设置在相邻节点距离的1/4处，上下弦杆对接位置需错开300-500mm，避免同一平面对接，降低结构受力隐患。采用全站仪标记分段位置，标记清晰、准确，标记完成后，由测量员复核分段尺寸，偏差≤±1.0mm，确认无误后，在构件上标注分段编号、对接方向及中心线。3.质量控制点分段位置准确性、上下弦杆对接错开距离、分段尺寸偏差。4.安全要点标记作业时，作业人员需站稳扶牢，避免高空坠落；构件放置稳固，防止倾倒伤人。（二）工序二：弦杆弯曲1.操作流程弯曲参数设定→模具安装调试→钢管固定→冷弯成形→曲率复核→矫正调整→完成弯曲2.操作要求弯曲前，根据弧形钢桁架弦杆的曲率要求，编制PLC控制程序，输入液压弯管机控制器，明确弯曲半径、弯曲速度及进给量，考虑钢管弯曲后的自然复原变形，适当加大弯曲曲率半径（加大值根据钢管壁厚确定，一般为0.5-1.0mm）。安装专用弯曲钢模，模具与钢管规格匹配，模具安装牢固、贴合紧密，调试弯管机，确保设备运行平稳，弯曲精度满足要求。将钢管平稳放入弯管机，调整钢管位置，确保钢管中心线与模具中心线对齐，采用专用夹具固定钢管，固定牢固，避免弯曲过程中钢管滑动、偏移。采用冷弯成形工艺，弯曲速度控制均匀（避免过快导致钢管壁厚减薄、出现凹痕），弯曲过程中实时观察钢管成形情况，发现异常立即停机调整。弯曲完成后，将钢管取出，采用1:1透明塑料薄膜型板贴合弦杆表面，复核曲率精度，曲率偏差≤±1.0mm；同时检查钢管圆度，圆度误差≤0.1t（t为钢管壁厚）且≤2.0mm，无明显凹痕、缺口及壁厚减薄现象（壁厚减薄量≤10%设计壁厚）。若曲率偏差或圆度偏差超标，需进行矫正调整，矫正时采用专用矫正工具，缓慢施加矫正力，避免矫正过度导致钢管损坏。3.质量控制点弯曲曲率精度、钢管圆度、壁厚减薄量、弯曲表面质量（无凹痕、缺口）。4.安全要点弯管机运行过程中，严禁人员靠近模具及钢管弯曲区域，避免挤压伤人；模具安装、调试及钢管固定时，需停机断电，确认安全后方可操作；矫正作业时，矫正工具固定牢固，防止弹出伤人。（三）工序三：钢管下料1.操作流程下料长度计算→焊接收缩余量确定→数控程序输入→钢管固定→相贯线及坡口切割→切割精度复核→表面清理→标识存放2.操作要求下料前，根据构件分段尺寸、节点形式，计算钢管下料长度，同时进行工艺试验，确定焊接收缩余量（弦杆2-5mm，腹杆1mm），将收缩余量计入下料长度，避免焊接后构件尺寸偏差。将编制好的下料程序、相贯线切割程序输入数控相贯线切割机，根据钢管规格（直径、壁厚）及坡口要求，调整切割参数（切割速度、氧气压力、乙炔压力），确保相贯线及坡口一次成形。将钢管平稳放入切割机，调整钢管位置，确保钢管中心线与切割头中心线对齐，采用专用夹具固定钢管，固定牢固，避免切割过程中钢管偏移，影响切割精度。启动切割机，进行相贯线及坡口切割，切割过程中实时观察切割情况，发现切割偏差、坡口不平整等问题，立即停机调整；切割完成后，关闭切割机，待钢管冷却后取出。由测量员复核下料精度，钢管长度偏差≤±1.0mm，相贯面曲率偏差≤±1.0mm，坡口角度、尺寸符合设计要求（无毛刺、无缺角）；采用1:1透明塑料薄膜型板检验相贯线管口吻合度，贴合无间隙。切割完成后，采用砂轮片清理钢管切割表面及坡口处的熔渣、毛刺，清理干净后，在钢管上标注构件编号、规格及使用部位，放入专用贮存架存放，避免加工面受损。3.质量控制点下料长度偏差、相贯线曲率及吻合度、坡口质量、切割表面清洁度。4.安全要点切割作业时，作业人员需佩戴防护眼镜、防护手套，避免高温熔渣烫伤；切割区域严禁堆放易燃易爆物品，配备防火设施；切割机运行时，严禁人员触碰切割头及钢管切割部位；清理毛刺时，砂轮片运行平稳，避免砂轮片破裂伤人。（四）工序四：预拼装1.操作流程胎架复核→构件吊装就位→下弦杆定位→腹杆组装→上弦杆定位→节点固定→整体精度复核→调整矫正→拼接标识→完成预拼装2.操作要求预拼装前，由质量员复核预拼装胎架的水平偏差、中心线位置，水平偏差≤2.0mm，中心线偏差≤±1.0mm，确认胎架支撑稳固、标识清晰后，方可进行构件吊装。起重工采用汽车起重机（25t/50t）吊装构件，吊装时采用专用吊具，吊点设置在构件重心位置（提前标注），缓慢起吊，避免构件碰撞、变形；吊装过程中，由专人指挥，确保构件平稳就位。预拼装顺序：先定位下弦杆，将下弦杆平稳放置在胎架上，调整下弦杆位置，确保下弦杆中心线与胎架中心线对齐，标高符合设计要求，采用活动夹头固定牢固；再从中心向两侧组装腹杆，腹杆与下弦杆对接准确，节点定位检测合格后，立即卡码固定；最后安装上弦杆，调整上弦杆位置，确保上弦杆曲率、标高符合设计要求，与腹杆对接紧密。所有构件组装完成后，由测量员进行整体精度复核，重点检查：弦杆长度偏差L/1000且≤±3.0mm（L为弦杆长度），侧向弯曲偏差L/1000且≤15.0mm，节点中心偏差≤2.0mm，构件对接错边≤0.1t（t为构件壁厚）且≤3.0mm，整体弧度与设计图纸一致。若精度偏差超标，需进行调整矫正，调整时采用专用工具，缓慢施加调整力，避免构件变形、损坏；调整合格后，在拼接接口处设置拼接定位连接板，标注拼接编号、对接方向，便于现场组拼。预拼装完成后，对构件进行除尘、除锈、补涂处理，验收合格后，方可进行下一步工序。3.质量控制点胎架水平及中心线偏差、构件吊装定位准确性、弦杆长度及侧向弯曲偏差、节点中心偏差、对接错边量、整体弧度精度。4.安全要点吊装作业需由专人指挥，指挥信号清晰、统一，严禁违章指挥、违章作业；起重机吊装时，严禁超载作业，吊臂下方严禁站人；构件固定牢固后，方可进行后续组装作业；作业人员在胎架上作业时，需佩戴安全带，站稳扶牢，避免高空坠落。（五）工序五：焊接1.操作流程焊接准备→坡口清理→焊接参数调整→定位焊→分层焊接→焊后清理→焊缝探伤→焊缝返修（若有）→验收合格2.操作要求焊接前，清理坡口及两侧20mm范围内的油污、铁锈、水分等杂物，采用钢丝刷、砂轮片清理干净，确保坡口表面干燥、无杂质，避免影响焊接质量。焊工根据焊接工艺卡，调整焊接设备参数：手工电弧焊（E50焊条）电流160-260A，电压22-28V；CO₂气体保护焊（ER50-6焊丝）电流250-300A，电压28-32V；埋弧焊（Φ4.0焊丝）电流500-700A，电压30-36V，调整完成后，进行试焊，确认焊接参数合理、焊缝成形良好后，方可正式焊接。焊接顺序：先焊下弦杆对接焊缝，再焊腹杆与弦杆连接焊缝，最后焊上弦杆对接焊缝，采用对称施焊方式，减少焊接变形；厚板焊接前，需进行预热处理，预热温度100-200℃，预热范围为坡口两侧50-100mm。定位焊：采用与正式焊接相同的焊接材料及焊接参数，定位焊焊缝长度30-50mm，间距200-300mm，定位焊焊缝需牢固，无裂纹、气孔等缺陷，定位焊完成后，清理焊缝表面熔渣。分层焊接：焊缝采用分层焊接，每层焊接厚度3-5mm，层间温度控制在100-150℃，避免层间温度过高或过低导致焊缝缺陷；每层焊接完成后，及时清理熔渣、飞溅物，检查焊缝表面质量，发现缺陷立即处理，再进行下一层焊接。弦杆与腹杆连接焊缝：A、B区域采用全熔透焊缝，C区域采用角焊缝，焊脚高度符合设计要求；对接焊缝需连续焊接，无中断，焊缝成形均匀、光滑。焊后清理：焊接完成后，采用砂轮片、钢丝刷清理焊缝表面熔渣、飞溅物，打磨焊缝表面，使焊缝表面光滑，与构件表面过渡平缓，无焊瘤、毛刺。焊缝探伤：焊后24小时，由无损检测员采用超声波探伤仪对焊缝进行探伤检测，一级焊缝100%探伤，合格等级≥Ⅲ级；探伤不合格的焊缝，需标注缺陷位置、大小，由专业焊工进行返修，返修次数不超过2次，返修后需重新进行探伤检测，直至合格。3.质量控制点坡口清理质量、焊接参数准确性、焊接顺序、层间温度、焊缝外观质量（无裂纹、气孔、夹渣、咬边等缺陷）、焊缝探伤结果、对接错边量。4.安全要点焊接作业时，作业人员需佩戴防护面罩、防护手套、防护鞋，避免高温熔渣烫伤、电弧灼伤；焊接区域配备防火沙、灭火器等消防设施，严禁堆放易燃易爆物品，焊接完成后，检查现场无火灾隐患后方可离开；高空焊接作业时，需搭设脚手架，佩戴安全带，下方设置接火斗，避免熔渣掉落引发火灾；CO₂气体保护焊作业时，需保持通风良好，避免CO₂气体积聚引发中毒。（六）工序六：除锈与涂装1.操作流程除锈准备→抛丸除锈→除锈质量复核→底漆涂装→底漆质量检查→中间漆涂装→中间漆质量检查→面漆涂装→面漆质量检查→成品养护2.操作要求除锈准备：除锈前，清理构件表面的油污、灰尘、焊渣等杂物，确保构件表面清洁；检查抛丸除锈机，调整除锈参数，确保除锈强度、均匀性满足要求；作业人员佩戴防尘口罩、防护眼镜、防护手套，做好防尘措施。抛丸除锈：将构件放入全自动封闭抛丸除锈机，启动设备，采用专用抛丸磨料对构件表面进行除锈处理，除锈等级达到Sa2.5级（构件表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，仅残留均匀分布的点状或条状轻微痕迹）；除锈过程中，实时观察构件表面除锈情况，确保除锈均匀，无漏除锈区域。除锈质量复核：除锈完成后，由质量员对照Sa2.5级标准样板，复核构件除锈质量，确认合格后，立即进行涂装作业（车间内除锈后3小时内完成第一道底漆涂装，避免构件返锈）；若发现返锈区域，需重新进行除锈处理。底漆涂装：采用高压无气喷涂机喷涂水性无机富锌底漆，涂装环境要求：气温5-35℃，相对湿度≤85%，无雨、雾、大风天气；喷涂时，喷涂枪与构件表面保持300-500mm距离，喷涂速度均匀，涂层厚度均匀，无漏涂、流挂、针孔等缺陷；底漆涂装完成后，自然养护4-6小时，养护期间，避免构件表面沾染灰尘、水分。中间漆涂装：底漆养护合格后，喷涂环氧封闭漆（厚度40μm），喷涂参数与底漆一致；环氧封闭漆涂装完成后，自然养护6-8小时，养护合格后，喷涂环氧云铁中间漆（厚度100μm），喷涂均匀，无漏涂、流挂等缺陷；中间漆涂装完成后，自然养护8-12小时。面漆涂装：中间漆养护合格后，喷涂丙烯酸聚硅氧烷面漆（厚度50μm），喷涂时，确保涂层均匀、色泽一致，无漏涂、流挂、针孔、脱层等缺陷；面漆涂装完成后，自然养护24小时以上，确保漆膜固化成型。质量检查：每道涂层涂装完成后，由质量员采用测厚仪检测漆膜厚度，每构件测3-5点，平均厚度不低于设计值；同时检查漆膜外观，确保光滑均匀、色泽一致，无脱层、空鼓、流挂、针孔等缺陷；验收合格后，方可进行后续工序。特殊要求：焊缝两侧100-200mm的工地焊接区暂不涂装，用胶布隔离保护，避免涂装后影响工地焊接质量；涂装完成后，及时清理隔离胶布，对隔离区域进行标识。3.质量控制点除锈等级（Sa2.5级）、除锈后涂装及时性、各道漆膜厚度、漆膜外观质量、工地焊接区隔离保护情况。4.安全要点除锈作业时，作业人员需佩戴防尘口罩、防护眼镜，避免粉尘吸入、磨料飞溅伤人；抛丸除锈机运行时，严禁人员靠近设备，避免设备故障伤人；涂装作业时，保持通风良好，作业人员佩戴防毒口罩、防护手套，避免涂料中毒；涂料存放于专用仓库，远离火源、热源，严禁烟火；涂装完成后，及时清理喷涂设备，妥善处理涂料废料，避免污染环境。（七）工序七：包装与运输1.操作流程包装准备→构件清理→小件包装→大件固定→标识标注→运输准备→构件装车→固定加固→运输途中检查→现场堆放2.操作要求包装准备：包装前，清理构件表面的灰尘、杂物，检查构件涂装质量，确保无涂层破损、返锈等问题；准备包装材料（木箱、防锈纸、橡皮垫、绳索、垫块等），确保包装材料符合要求。小件包装：螺栓、连接板、焊接球等小件，装入专用木箱，木箱内铺设防锈纸，避免小件碰撞、锈蚀；木箱上标明构件名称、编号、数量、毛重、用途及吊装点，箱体焊上吊耳，便于吊装搬运。大件包装：桁架分段、弦杆、腹杆等大件构件，采用立式装载，构件底部放置垫块，垫块与钢体间加垫橡皮，防止油漆涂层受损；螺栓孔及顶紧面用胶布粘贴保护，避免杂物进入、表面划伤；采用绳索、卡具固定构件，固定牢固，避免运输过程中构件滑动、碰撞变形。标识标注：所有包装完成的构件，均需标注构件名称、编号、重量、重心位置（用鲜红色箭头标识）及吊装点，标识清晰、醒目，便于现场识别、吊装及组拼。运输准备：采用大型平板车运输，超大型构件提前办理运输许可，核查沿途道路、桥梁的承载能力，规划合理的运输路线，避开狭窄、颠簸路段；运输车辆配备临时加固装备，确保构件运输安全。构件装车：构件按施工顺序装车，保持成套性，避免挤压变形；大件构件吊装装车时，采用专用吊具，缓慢起吊、平稳放置，确保构件重心与车辆中心对齐；装车后，再次检查构件固定情况，采用绳索、垫块进一步加固，确保构件在运输过程中不滑动、不碰撞。运输途中检查：运输途中，安排专人跟随，定期检查构件固定情况、涂层完好情况，发现固定松动、涂层破损等问题，及时停车处理；避免急刹车、急转弯，减少构件晃动。现场堆放：构件运输至现场后，堆放于平整、不积水的场地，场地垫高200mm以上；钢管、桁架分段等长条构件，分层用木垫板间隔堆放，垫木在同一垂直线上，堆放高度≤2.0m，避免构件弯曲变形；同一标号、同一部位的构件集中堆放，留设运输、吊装通道；散落单件构件堆放时，做到上小下大，配备护栏，防止倾倒伤人。3.质量控制点构件包装保护情况（涂层、螺栓孔、顶紧面）、标识准确性、运输固定牢固性、现场堆放规范性、构件无碰撞变形及涂层破损。4.安全要点构件吊装装车时，由专人指挥，吊臂下方严禁站人，严禁超载吊装；运输车辆行驶时，遵守交通规则，严禁超速、超载；现场堆放构件时，堆放平稳，避免倾倒伤人；作业人员搬运构件时，协调配合，避免碰撞、砸伤。四、质量检查与验收（一）检查原则坚持“三检制”（自检、互检、专检），每道关键工序完成后，作业人员先进行自检，自检合格后，由班组进行互检，互检合格后，报质量员进行专检，专检合格后，方可进入下一道工序；所有检查记录需详实、准确，签字确认，归档留存。（二）关键工序质量检查表表1：构件分段与弦杆弯曲质量检查表检查工序检查项目标准要求检查方法责任人检查日期备注构件分段分段长度10-12m全站仪+尺量测量员--分段位置相