金属结构施工技术操作指南

金属结构施工技术操作指南前言金属结构以其强度高、自重轻、塑性韧性好、工业化程度高、安装便捷等显著优势，在各类建筑工程、工业设施、桥梁交通等领域得到了广泛应用。其施工质量直接关系到结构的安全可靠性、耐久性及使用功能。本指南旨在系统梳理金属结构施工的关键技术环节与操作要点，为现场施工人员提供一套专业、严谨且实用的技术指引，以期规范施工行为，提升施工质量，确保工程顺利实施。一、施工准备施工准备是确保金属结构工程顺利进行的前提，必须做到充分、细致、周全。1.1技术准备1.图纸会审与深化设计：组织技术人员熟悉并会审施工图纸，理解设计意图、技术要求及关键节点做法。对于复杂节点或有特殊要求的部位，应进行深化设计，绘制详细的加工图、安装图，确保构件加工精度和安装可行性。2.施工组织设计/方案编制：根据工程特点、规模及现场条件，编制详细的施工组织设计或专项施工方案。明确施工流程、关键工序、质量控制标准、安全技术措施、资源配置计划及进度安排。3.技术交底：实行分级技术交底制度。项目技术负责人向施工班组进行全面交底，班组技术骨干向作业人员进行详细交底，确保每位操作人员明确操作要点、质量标准及安全注意事项。1.2材料与构件准备1.材料进场验收：钢材、焊接材料、连接用紧固件（螺栓、螺母、垫圈等）、涂装材料等主要材料进场时，必须查验其出厂合格证、质保书，并按规定进行抽样复验，合格后方可使用。严禁使用不合格材料。2.构件进场验收与堆放：成品构件进场时，应核对其型号、规格、数量，并检查构件的外观质量（如变形、损伤、涂层状况等）、几何尺寸偏差及出厂合格证等技术文件。构件堆放应设置专用场地，场地应平整坚实，并有排水措施。构件堆放应根据安装顺序及吊装工艺要求进行，避免二次倒运。堆放时应设置垫木，防止构件变形或损坏涂层。1.3机具设备准备根据施工方案，配备足够数量且性能良好的施工机械设备，主要包括：*吊装设备：汽车吊、履带吊、塔式起重机等，其性能应满足构件吊装重量及作业半径要求。*焊接设备：手工电弧焊机、气体保护焊机、埋弧自动焊机等，并配备相应的焊接辅助工具（如焊枪、电缆、接地钳等）。*切割与加工设备：等离子切割机、火焰切割机、剪板机、卷板机、钻床、铣床等。*测量检测设备：全站仪、水准仪、经纬仪、钢尺、百分表、扭矩扳手、超声波探伤仪、射线探伤仪等。所有计量器具必须在检定有效期内。*其他辅助设备：空压机、手持电动工具（角磨机、电钻等）、千斤顶、缆风绳、卸扣等。1.4现场准备1.场地清理与平整：清理施工现场障碍物，平整场地，做好排水设施。2.临时设施搭设：根据需要搭设临时办公室、材料仓库、构件堆放区、焊接防护棚、工人休息室等。3.道路与吊装场地：确保场内运输道路畅通，吊装作业区域应平整压实，必要时进行硬化处理，满足吊装设备行走及吊装作业的地基承载力要求。4.水电接入：按施工需求接入临时用水、用电，并设置配电箱，确保安全。1.5安全与环保准备1.安全防护设施：设置必要的安全警示标志、围挡、防护栏杆、安全网等。高空作业平台、脚手架等应搭设牢固并验收合格。2.安全技术交底与培训：对所有施工人员进行安全教育培训和专项安全技术交底，特种作业人员必须持证上岗。3.消防器材：配备充足有效的消防器材。4.环保措施：制定焊接烟尘、切割粉尘、噪音等控制措施，妥善处理施工废弃物。二、测量放线与基础验收2.1测量控制网布设根据设计图纸及现场基准点（平面控制点和高程控制点），建立施工测量控制网。控制网应具有足够的精度和稳定性，满足金属结构安装的测量放线要求。2.2基础轴线与标高复测对土建施工的结构基础进行轴线位置、基础顶面标高、预埋螺栓（或预埋钢板）位置及标高的复测。重点检查预埋螺栓的定位尺寸、露出长度、螺纹保护情况及混凝土强度报告。2.3基础处理若基础存在偏差，应会同设计、监理单位制定处理方案并实施。对于预埋螺栓，若偏差超出允许范围，可采用冷弯矫正、加大螺栓孔（需设计认可）或植筋等方法处理。基础表面应清理干净，预埋钢板表面应除锈。2.4放线标记根据复测合格的基础轴线，在基础顶面放出金属结构主要构件（如钢柱、钢桁架等）的安装定位线、标高控制线，并做好清晰标记。三、构件安装构件安装应严格按照施工组织设计或专项方案确定的顺序进行，遵循“先地下后地上、先整体后局部、先主要后次要”的原则，确保结构安装过程中的稳定性。3.1钢柱安装1.吊装准备：钢柱吊装前应再次检查其几何尺寸、扭曲变形情况，清除连接面的铁锈、油污等。根据钢柱重量、长度及吊装高度选择合适的吊具（如钢丝绳、吊耳），并进行试吊。2.吊装就位：采用单机或双机抬吊（根据情况）将钢柱吊起，缓慢旋转至安装位置，使柱底螺栓孔对准基础预埋螺栓，缓慢落位。3.临时固定与校正：钢柱落位后，穿上部分螺栓并拧紧（或使用临时连接板），进行临时固定。然后利用经纬仪、水准仪等工具进行垂直度、标高及轴线位置的校正。校正时可采用缆风绳、千斤顶、垫铁等辅助工具。4.永久固定：钢柱校正合格后，紧固所有连接螺栓（或进行焊接固定）。对于高强度螺栓连接，应按规定的扭矩值分初拧、复拧、终拧进行。3.2钢梁安装1.吊装准备：检查钢梁的型号、规格、长度及连接节点板。根据钢梁重量和长度选择合适的吊点，必要时设置临时加固措施防止吊装变形。2.吊装与对位：钢梁一般采用两点或多点吊装。吊装就位时，应使钢梁两端的连接螺栓孔（或连接板）与钢柱或已安装钢梁的对应节点对准。3.临时固定与校正：钢梁就位后，立即进行临时固定（如安装部分普通螺栓或点焊）。然后校正其标高、轴线位置及垂直度（或侧向弯曲）。对于连续梁或桁架，应注意安装顺序，控制累计误差。4.连接固定：校正合格后，按设计要求进行螺栓连接或焊接连接。3.3其他构件安装包括支撑、檩条、拉条、隅撑、楼梯、平台、栏杆等次要构件的安装。应在主体结构（柱、梁）安装并固定牢固后进行。安装时应注意其位置准确性和连接可靠性，确保其受力性能。3.4安装精度控制金属结构安装的允许偏差应严格控制在设计及规范要求范围内。重点监控：*柱垂直度、标高、轴线位移。*梁的跨中垂直度、侧向弯曲、标高。*整体结构的平面弯曲、总垂直度。*屋面及墙面檩条的直线度、间距。四、连接施工金属结构的连接是保证结构整体性和安全性的关键工序，主要包括焊接连接和螺栓连接。4.1焊接连接1.焊接材料选择：根据母材的材质、焊接方法及设计要求，选用匹配的焊条、焊丝、焊剂及保护气体，并确保其质量合格。2.焊接工艺评定：对于重要结构或采用新材料、新工艺的焊接，应在施工前进行焊接工艺评定，确定合格的焊接工艺参数。3.焊前准备：*清理坡口及两侧一定范围内的铁锈、油污、水分等杂质，直至露出金属光泽。*检查坡口尺寸是否符合设计要求。*对需要预热的焊件，应按规定进行预热。*调整焊接设备，确保性能稳定。4.焊接操作：焊工应严格按照焊接工艺指导书或焊接工艺卡的要求进行焊接。控制焊接电流、电压、焊接速度、焊接层数、道数、运条方式等。注意防风、防雨、防潮措施。5.焊后处理：*对于要求清根的焊缝，应在反面清根后再进行焊接。*多层焊时，应清理层间熔渣。*对于有后热要求的焊缝，应在焊接完成后及时进行后热。*焊缝冷却到一定温度后，进行外观检查，必要时进行无损检测（如UT、MT、PT、RT）。*焊接变形的控制与矫正：采用合理的焊接顺序、对称焊接、反变形法等措施控制焊接变形。变形超差时，应采用机械矫正或火焰矫正（严格控制温度）进行处理。4.2螺栓连接1.螺栓分类与验收：螺栓分为普通螺栓和高强度螺栓。进场时应检查其合格证、质保书，并按规定进行力学性能和扭矩系数（或紧固轴力）的抽样复验。2.普通螺栓连接：*螺栓孔应采用钻孔或扩孔，不得采用气割扩孔。*螺栓穿入方向应一致，便于施工。*螺栓应紧固，拧紧后外露丝扣不应少于2扣。*对于承受动荷载或重要部位的螺栓连接，应采用防松措施（如弹簧垫圈、双螺母、点焊等）。3.高强度螺栓连接：*连接面（摩擦面）应按设计要求进行处理（如喷砂、喷砂后生赤锈、涂无机富锌漆等），确保其摩擦系数。安装前应保持干燥、清洁，不得有油污、浮锈等。*高强度螺栓应自由穿入螺栓孔，严禁强行穿入。如不能自由穿入，该孔应用铰刀修整，修整后孔的最大直径不应超过螺栓直径的1.2倍。*高强度螺栓连接副（螺栓、螺母、垫圈）应按批号配套使用。*安装时应从螺栓群中央向四周对称均匀拧紧。*高强度螺栓的紧固分为初拧、复拧和终拧。初拧、复拧扭矩值宜为终拧扭矩值的50%左右。终拧应采用扭矩扳手，按设计或规范规定的扭矩值进行，并做好记录。*终拧后的高强度螺栓，其外露丝扣应为2-3扣。五、后续工序5.1现场涂装1.表面处理：涂装前应对金属结构表面进行除锈处理，达到设计或规范要求的除锈等级。常用方法有喷射除锈、抛射除锈、手工和动力工具除锈等。表面处理后应在规定时间内涂覆底漆。2.涂料配制与涂覆：涂料应按产品说明书要求进行调配，搅拌均匀。涂覆可采用刷涂、滚涂、喷涂等方法。应控制涂层厚度，确保均匀一致，无漏涂、流挂、针孔等缺陷。3.涂层养护：每道涂层施工后，应在规定的环境条件下进行养护，确保涂层干燥固化。下一道涂层的涂覆应在上一道涂层干燥后进行。4.涂装质量检验：检查涂层外观、附着力、厚度等。5.2屋面及墙面系统安装根据设计要求安装屋面板、墙面板、采光板、保温棉、收边泛水等。安装时应注意板材的搭接长度、方向，密封胶的施打质量，以及与主体结构的连接牢固性。六、施工质量检查与验收金属结构施工质量检查与验收应贯穿于施工全过程，严格执行“三检制”（自检、互检、交接检）。6.1分项工程验收包括原材料与成品进场验收、焊接工程验收、螺栓连接工程验收、构件加工验收、构件安装验收、涂装工程验收等。每个分项工程完成后，应按设计及规范要求进行检查验收，形成验收记录。6.2分部（子分部）工程验收当所有分项工程验收合格后，进行分部（子分部）工程验收。验收应包括结构的观感质量、尺寸偏差、连接质量、承载力（必要时）等。6.3验收资料整理齐全施工过程中的各类技术文件、质量记录、检测报告、隐蔽工程验收记录等，作为工程验收的依据。七、安全与环保管理1.高空作业安全：操作人员必须佩戴安全帽、安全带，搭设安全网，设置临边防护。严禁酒后作业、违章作业。2.吊装作业安全：吊装前检查吊具、索具、起重设备的安全性。吊装区域设置警戒区，专人指挥。严禁超载吊装。3.焊接作业安全：焊接作业人员必须佩戴防护用品（面罩、手套、防护服等）。清理作业点周围易燃易爆物品，配备灭火器材。4.用电安全：严格遵守