船体装焊车间钢结构工程施工组织设计

年4月19日船体装焊车间钢结构工程施工组织设计文档仅供参考中远大连造船项目1#船体装焊车间钢结构工程施工组织设计单位:浙江东南网架股份有限公司编制:审核:批准:日期:二〇〇九年目录1工程概况 41.1编制依据 41.2总体概况 41.3施工特点、难点 71.3.1工程特点 71.3.2工程难点 72总体部署 82.1总体部署 82.2施工段的划分 83钢结构制作方案 103.1管桁架格构柱制作方案 103.1.1焊接Ｈ型钢制作工艺 123.1.2钢柱制作工艺流程 153.1.3钢柱制作工艺流程图 153.2、吊车梁制作方案 233.2.1吊车梁制作概况 233.2.2吊车梁加工制作 243.330ｍ吊车梁拼装工艺 283.4钢结构工厂焊接 323.5钢结构除锈、涂装方案 374钢结构运输 424.1运输概况 424.2运输措施 425钢结构现场拼装方案 445.1拼装工作概述 445.2钢柱的分段 445.3拼装设备的选择 465.4胎架的搭设 465.5格构柱的现场拼装 475.5.1第一类格构柱拼装 475.5.2第二类格构柱拼装 486钢结构安装方案 506.1施工机械的选择安排 506.2柱子系统施工 506.2.1吊机选择 506.2.2吊点选择 516.2.3吊装工况分析 516.2.4柱子系统施工工艺 526.3柱间支撑的吊装 616.4吊车梁施工工艺 636.4.1吊车梁吊点选择 636.4.2吊车梁吊装吊机选择 646.4.3吊车梁系统吊装顺序 656.4.4吊车梁吊装: 666.4.5专用吊具的计算 666.4.5吊车梁的调整 676.4.6吊车梁安装的允许偏差 679现场焊接 759.1母材与焊材 759.2焊接的一般要求 769.3焊接防变形措施 779.4焊接检验 7710机械设备及检测设备投入计划 7911质量保证措施 8011.1工程质量目标 8011.2质量保证体系 8011.2.1质量管理体系 8011.2.2质量管理制度 8011.3质量保证措施 8111.3.1工厂加工制作质量保证措施 8111.3.2焊接质量保证措施 8211.3.3涂装质量保证措施 8412安全生产和文明施工措施及违约承诺 8512.1安全管理目标 8512.2安全管理体系 8512.3安全管理制度 8612.3.1例会及考核制度 8612.3.2安全技术管理制度 8612.3.3建立并执行安全生产技术交底制度 8612.3.4建立并执行安全生产检查制度 861工程概况1.1编制依据本工程的有关图纸。我公司的技术机械设备装备情况及管理制度;国家和行业现行施工规范及验收规范、技术规程、标准以。本工程主要采用的技术规范如下:<中华人民共和国建筑法><建设工程施工质量验收统一标准>(GB/T50300-)<钢结构工程施工质量验收规范>(GB50205-)<钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程>(JGJ82-91)<建筑钢结构焊接规程>(JGJ81-)1.2总体概况工程名称:船体装焊车间钢结构工程建设单位:建设地址:1#船体装焊车间钢结构建筑面积约5万平方米,本工程为单层四连跨(跨度48m-48m-48m-36m)钢结构厂房,厂房平面尺寸489mx174m,采用柱下独立基础。钢柱为四肢钢管砼格构柱及部分砼柱,柱底标高为-2.800m,柱顶标高为＋厂房内布置双层吊车,吊车梁牛腿面标高分别为＋14.240m、＋20.600m,吊车梁采用焊接”工”钢梁,边跨吊车梁经过辅助桁架和柱子连接,中间轴线双吊车梁经过制动板、下弦支撑、垂直支撑组成一个空间整体,屋面采用正放四角锥的螺栓球网架结构。厂房柱平面布置图厂房结构剖面示意图1.3施工特点、难点1.3.1工程特点1工程量大本工程建筑钢结构工程实物量大,初步估算总的用钢量为一万余吨,需要科学地统筹安排,精心组织施工。2工期紧由于该部分基础部分占用较长时间,致使钢结构现场施工总工期较少,工期紧,任务重。3作业面广该工程厂房面积约5万平方米,长489米,宽度174米。为典型的”扁平状4构件具有相同性本工程厂房柱距、跨距以及高度都基本相同,且柱子、吊车梁的结构形式均相同,可进行批量化生产,有利于钢结构的制作和安装施工。1.3.2工程难点1管桁架格构柱制作难本工程采用的结构体系为空间重型钢管混凝土管桁架柱,厂房柱子属于”三超”构件,柱子牛腿最宽处达5.1ｍ,厂房内制作完成后,整体无法运输。2构件制作精度保证难,要求较高本工程中大部分构件的连接方式为高强螺栓连接,因此构件的制作精度要求高,由于本工程属于重钢体系,构件大部分厚度比较大,制作过程误差较大,矫正较困难,因此构件的制作精度要求很高。3超大、超长吊车梁制作难本工程中有部分吊车梁长度为36ｍ,吊车梁高度为4.684ｍ,吊车梁整体制作运输难度大,制作难度大。2总体部署2.1总体部署本工程为大型工业厂房建筑,结构形式为单层钢框架＋支撑结构体系,厂房钢结构的安装分三个阶段进行。第一个阶段:采用”分件流水法”安装柱子、柱间支撑、吊车梁等,第二个阶段:采用”节间综合法”安装屋面系统,即安装屋面网架。第三个阶段:安装屋面及墙面维护系统。根据本工程的特点及我公司对工业厂房的安装经验,采用如下总的施工思路:柱子系统:本工程的柱子为四肢钢管砼格构柱,柱子长度基本为31.1m,由于厂房内布置双层吊车,因此柱子为双层牛腿,＋20.600m处的牛腿宽度为3.4m,＋14.240m处的牛腿宽度达5.1m。柱子无法整体运输,因此钢柱制作时我公司采取”工厂内整体制作、按照运输情况,将柱子截成运输段、现场组拼成整体”的施工方法进行。柱间支撑采取”分段制作、整体预拼”的施工方法进行吊车梁系统:由于本工程的基本柱距为12m、14m、15m、30m,因此吊车梁在15m以内长度的采取”工厂内整体制作、整体出厂”的施工方法进行,30m超长、超高(最高5.18m)的吊车梁全部公路运输无法进行,因此采用”工厂内整体制作、采用公路运输＋海轮运输的方法,整体运往施工现场”的施工方法进行。屋面系统:屋面网架为螺栓球和杆件,施工时均采用工厂内预制,运往现场进行安装。钢结构安装:主要分三个阶段进行,第一个阶段:采用”分件流水法”安装柱子、柱间支撑、吊车梁等,第二个阶段:采用”节间综合法”安装屋面系统,即安装屋面网架及屋面檩条。第三个阶段:安装屋面及墙面维护系统2.2施工段的划分施工段划分区域示意图如下:厂房总体安装顺序:B4→B2、B3→B1(2-2～2-3轴线)→A4→A2、A3→A1→C、C2→B1(2-1～2-2轴线)施工段划分示意图3钢结构制作方案3.1管桁架格构柱制作方案本工程中的柱子采用钢管砼格构柱,柱子长度为31.1ｍ,柱肢宽度为3.026ｍ、5.1ｍ,下柱采用格构式,上柱采用焊接Ｈ型钢。柱子材质为Ｑ345Ｂ。钢柱制作时采取”钢柱工厂内整体拼装制作、分段运输、现场组拼成整体”的施工方法进行。分段原则为牛腿宽3.6m的分两段,牛腿宽5.1m的分三段。3.1.1焊接Ｈ型钢制作工艺本工程柱子上柱采用焊接Ｈ型钢,因此焊接Ｈ型钢的制作工艺做一阐述。1)焊接H钢梁制作工艺流程2、焊接H钢梁制作工艺序号工序制作工艺示意图1零件下料1)零件下料采用数控等离子、数控火焰及数控直条切割机进行切割加工;2)型钢的翼板、腹板采用直条切割机两面同时垂直下料,不规则件采用数控切割机进行下料;3)H型钢的翼板、腹板其长度放50mm,宽度不放余量,车间下料时应按工艺要求加放余量;4)下料完成后,施工人员应按材质进行色标移植,同时对下料后的零件标注工程名称、钢板规格、零件编号,并归类存放。2BH型钢组立1)型钢的组立可采用H型钢流水线组立机或人工胎架进行组立,定位焊采用气保焊,定位焊缝尺寸和间距的推荐尺寸:a.板厚≤12,定位焊长度20~30mmb.板厚＞12,定位焊长度40~60mm其中,起始焊点距离端头距离为20mm,当零件长度较短,其长度在200mm以下时,定位焊点分为两点,分布位置为距离端头20mm。2)H型钢在进行组立点焊时不允许有电弧擦伤,点焊咬边应在1mm以内;3)H型钢翼板与腹板对接焊缝错开200mm;4)H型钢翼板与腹板的装配间隙△≤13BH型钢的焊接1)H型钢在焊接前,应在H型钢的两端头设置”T”形引弧板及引出板,引弧板及引出板长度应大于或等于150mm,宽度应大于或等于100mm,焊缝引出长度应大于或等于2)H型钢的焊接采用门型埋弧焊机及小车式埋弧焊机两种方式进行。焊接顺序如右图所示3)H型钢流水线埋弧焊不清根全熔透焊接技术4BH型钢的矫正1)当翼板厚度在28mm以下时,可采用H型钢翼缘矫正机进行矫正;2)当翼板厚度在55mm以下时,可采用十字柱流水线矫正机进行矫正;3)当翼板厚度在55mm以上时,采用合理焊接工艺顺序辅以手工火焰矫正;矫正后的表面,不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5mm。5BH型钢的端头下料1)当H型钢截面高度在1m以下的规则断面时,采用AMADA或Peddinghaus型钢加工流水线上锯切下料;2)当H型钢截面高度在1m以上的规则断面时采用半自动切割机进行下料;3)当H型钢的断面为不规则断面时可采用手工下料;6BH型钢的钻孔1)对翼板宽度≤450mm,截面高度≤10m的H型钢可利用流水线进行孔加工;2)对截面高度＞1000mm的钢梁,孔的加工方式采用摇臂钻与磁座钻进行加工;7BH型钢的装配1)零件组装时应确认零件厚度和外形尺寸已经检验合格,已无切割毛刺和缺口,并应核对零件编号、方向和尺寸无,核对待装配的H型钢本体的编号、规格等,确认局部的补修及弯扭变形均已调整完毕;零件在组装时必须先清除被焊部位及坡口两侧50mm的铁锈、熔渣、油漆和水分等杂物;重要构件的焊缝部位的清理,应使用磨光机打磨至呈现金属光泽;2)将H型钢本体放置在装配平台上;根据各部件在图纸上的位置尺寸,利用石笔在钢柱本体上进行划线,其位置线包括中心线、基准线及位置线等,各部件的位置线应采用双线标识,定位线条清晰、准确,避免因线条模糊而造成尺寸偏差;3)待装配的部件(如牛腿等),应根据其在结构中的位置,先对部件进行组装焊接,使其自身组焊在最佳的焊接位置上完成,实现部件焊接质量的有效控制;3.1.2钢柱制作工艺流程名称工艺流程工艺编号制作要领及注意事项钢柱制作制作↓Z-1A上柱为H型钢,其制作工艺同焊接Ｈ型钢制作工艺B斜腹杆与柱肢汇交点应进行电脑1:1放样确定后方可切割C把需要对接的管节对接,注意卷管纵向接缝的两接缝间距应大于300mm。组装↓Z-2A上柱首先场内制作,下柱柱肢按照工艺要求及分段要求下料,工厂内整体拼装。B组装平面必须用测量找平,高低差不超过4mm,确保构件组装精度。C将钢管吊放在组装平面上定位,注意保持柱肢间距,应加放焊接收缩余量。D确定管子纵向基准点,其余各点加相应弧长确定。E以吊车梁支撑板刨光端为准,划出柱身腹杆的装配线,装配斜腹杆。F柱头与柱身插口处,其端部暂留30-40mm,待切割冷却后或装配切去暂留部分,以避免变形。G在柱身顶端的插板上,划出柱头装配线,插柱头时要对准柱头与柱身中心线。H在吊车梁的支撑板上划出装配线,并把支撑板放置在柱身上端对正装配线上定位焊,注意保证平整度。I装配柱脚,以吊车梁支撑面为准,确定柱身下端尺寸,在柱底板上划出柱两分脚的装配线,焊接定位挡铁,即可装配柱底板。注意在柱脚底板与吊车梁支撑板间加放焊接收缩余量。J以吊车梁支撑板为准划出其余各部位的装配线,并进行装配定位焊。K为防止柱头偏离柱身的中心线,应用0.3—0.5mm的钢丝线找正,为防止柱子扭曲,可用钢盘尺或粉线找正。L成品号孔、钻孔以吊车梁支撑板为准,划出各连接孔及板的位置,装配、钻孔。焊接↓Z-3A同焊接工艺流程B上柱与下柱的连结部位,防止焊接变形,须采取合理焊接顺序。C柱脚的焊接,应先焊水平焊缝,后焊竖缝,先焊里侧后焊外侧焊缝。D焊接斜腹杆时,注意加上临时支撑,以防止柱肢间距变化过大。E焊接管的对接缝可采用分段反向焊接顺序,分段施焊尽量对称,也可由两名焊工对称焊接,以使焊缝引起的变形互相抵消。矫正↓Z-4按照ＧＢ50205-进行矫正。3.1.3钢柱制作工艺流程图3.2、吊车梁制作方案本工程中的吊车梁主要有以下几种型号:12ｍ长吊车梁,高度为2.18ｍ;14ｍ、15ｍ长吊车梁,高度为2.75ｍ;30ｍ长吊车梁,高度为5.180ｍ;36ｍ长吊车梁,高度为4.864ｍ,吊车梁材质均为Ｑ345Ｃ。3.2.1吊车梁制作概况1制作特点a、本工程构件截面大,单体重量重,最重吊车梁达53.5ｔ,必须具备一定的工作面展开流水作业,故需合理安排工作场地及相互工序交接的时间,以确保工程顺利完工;b、构件连接孔多,必须采取一定的工艺措施保证制孔尺寸满足制作质量及安装进度要求;2制作难点a、吊车梁构件为整体30米b、单体构件喷砂已超出自动喷砂机设施要求,故需在本公司成品构件堆放场设立自制喷砂房以保证构件喷砂质量要求3.2.2吊车梁加工制作1材料(一)吊车梁上、下翼缘板、腹板、加劲板及端头板采用Q345C钢制造。其质量标准符合<低合金高强度结构钢>GB/T1591-94规定。(二)焊接材料手工焊时,吊车梁采用E5015,E5016,E5018型焊条,其性能须符合<碳钢焊条>GB/T5117-95规定。采用自动焊或半自动焊时,用H08MnA或H10Mn2焊丝,并配以相应的F5014或F5011焊剂,焊丝性能须符合GB/T14957-94的规定,焊剂须符合GB/T5293-99的规定,CO2气体保护焊丝为ER50-3。(三)高强度螺栓采用20MnTiB钢等级10.9级扭剪型高强螺栓,符合<钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副型成尺寸与技术条件>GB3632-83,GB3633-83的规定,并应具有生产厂家出具的质量证明书或检测报告。摩擦面的抗滑移系数为0.45。在喷砂处理范围不得油漆。2加工、下料(一)吊车梁腹板下料时宜先号荒料,宽度方向留出50mm的余量,腹板长度方向留60～80mm荒料。接料平直后,二次下料,(宽度方向净料,长度方向仍留荒料,待吊车梁成型后,再切净料)。(二)吊车梁腹板宽度方向偏差±2mm以内,腹板在下净料时应按直线号出拱度,起拱设计值按照设计要求。(三)吊车梁上、下翼缘板在跨中三分之一跨长范围内,应尽量避免拼接。上下翼缘板与腹板的拼接,应采用加引弧板(其厚度和坡口与主材相同)的对接焊缝,并保证焊透,三者的对接焊缝不应设置在同一截面上,应相互错开200mm以上。与加劲肋亦应错开200mm以上。(四)吊车梁翼缘板在宽度方向不允许接缝,只允许长度拼接。腹板接料采用”T”型接缝或”十字”焊缝。如果存在纵向接料时,先接纵向焊缝,焊后平直,再接横向焊缝,应考虑接料焊接顺序。(五)吊车梁上、下翼缘长度方向留的余量值宜与腹板长度余量相同。板材接料预反变形,变形值按工艺试验定。板材拼接后的平直,矫正均应对焊缝预反变形区进行加热后矫正,加热温度为450～600℃。(六)上、下翼缘板横向接料采用45˚斜接口形式,接口处焊接变形可采用三辊卷板机平直处理。工字型翼缘板矫正由矫正机完成,对翼缘板宽度超出矫正机允许范围的,在组立工字型之前做反变形处理。反变形中心深度1.5～2mm。3组立、焊接(一)组立前应对零件的尺寸进行校核,在公差范围内的允许组装,超过公差的应及时处理,不应强力组装。(二)在翼缘板中心放线,间断焊接挡板在固定线两侧,吊腹板直立对准中心线,每隔300～400mm定位,焊接长度40mm,并用弯尺检查垂直度偏差,校正偏差采用翼缘板下钉楔子矫正。(三)由于吊车梁较重,在装配过程中组对翻转次数较多,吊装时所用吊钳、吊钩、钢丝绳应检查校核强度是否满足要求,钢丝绳与构件接触处加钢管皮护角。(四)焊接顺序:先焊下弦,后上弦,要求两条对称的焊缝对称焊接,吊车梁上、下翼缘板与腹板的连接焊缝,对溶透焊缝先用二氧化碳气体保护焊打底一遍,后采用埋弧自动焊或半自动焊接。吊车梁上翼缘与腹板的”T”型连接焊缝应予焊透;下翼缘与腹板”T”型连接,根据图纸设计两端有局部为溶透焊。(五)翼缘板、腹板对接焊缝的坡口形式,腹板与上翼缘板”T”型连接焊缝的坡口形式,根据板厚和施工条件按<手工电弧焊焊接接头的基本形成与尺寸>GB/T985-1988和<焊剂层下自动焊与半自动焊焊接接头的基本形式与尺寸>GB/T986-1988的要求选用。(六)吊车梁的端承板与伸缩缝处的支承加劲板下端面必须创平并与下翼缘板顶紧,然后焊接。(七)吊车梁角焊缝表面,应避免咬肉和弧坑等缺陷,焊接加劲肋的直角焊缝的始末端,应采用回焊等措施,避免弧坑。(八)吊车梁上翼缘板对接焊缝的上表面,下翼缘板对接焊缝的上下表面及所用引弧板割去处用砂轮修磨使之与主体金属平整。4制孔吊车梁上翼缘与制动桁架连接的高强螺栓孔,待吊车梁检查合格后采用三维数控钻床进行钻孔。5检查(一)零件组对前检查(二)单工字型组对焊接前专检,焊后修理完专检,并进行焊缝超声波内部缺陷检查。(三)肋板组对后,几何尺寸检查。(四)其它通用的检验项目以及尺寸偏差见<钢结构工程施工质量验收规范>中有关规定。6吊车梁制作示意图翼缘板校平示意图3.330ｍ吊车梁拼装工艺吊车梁的制作工艺类似,30ｍ吊车梁制作难度大,因此以30ｍ吊车为例来说明吊车梁制作的详细过程。A、板材下料及整平板材下料切割及整平参考”焊接H型钢构件加工制作工艺和方法”,坡口加工时,应用样板控制坡口角度和各部分尺寸;边缘加工的深度,应能保证把热影响区去除,加工时应注意加工面的垂直度和表面粗糙度;加工后表面不应有损伤和裂缝。刨平、顶紧接触面应有75％以上的面积紧贴,用0.3mm塞尺检查,其赛入面积不得大于25％,边缘间隙不用大于0.8mm。边缘加工的允许偏差:表面粗糙度≤50um,加工面垂直度≤0.5mm。B、吊车梁的组装eq\o\ac(○,1)考虑吊车梁纵焊缝的焊接变形(特别是上翼板),我们采取反变形法控制焊接变形,因此在进行吊车梁的装配前需要采用液压机对吊车梁上下翼缘板进行反变形,变形量根据公司多次类似经验数据,本工程吊车梁翼板反变形量控制在1.5～2.5º(如下图示)。eq\o\ac(○,2)吊车梁组装前应将翼缘与腹板焊接处打磨至金属光泽。eq\o\ac(○,3)由于吊车梁部分截面很大,不能用H型组立机组装,只能够采取我司自制研究的大截面吊车梁专用组立胎架上进行,完全确保工程吊车梁组立质量符合现行规范要求。同时在组立后需要设置一些临时固定支撑;吊车梁组立后进行打底焊,打底焊按工厂内部专用工艺执行,合格后进入下道自动埋弧焊。C、吊车梁的焊接eq\o\ac(○,1)吊车梁上翼缘与腹板坡口焊缝为全熔透一级焊缝,正面焊反面清根处理;下翼缘与腹板两端端部距支座l/6范围采用全熔透的坡口焊缝,焊缝质量等级为二级,其余部分均为局部熔透焊缝。为确保吊车梁的焊接质量,是保证制作质量的至关重要一步。为了防止焊后吊车梁焊接变形过大,有必要采取正确的焊接顺序工艺做指导;根据类似工程经验,工程吊车梁采取如图示焊接顺序:eq\o\ac(○,2)吊车梁焊接以应先焊下翼缘与腹板间的焊缝,先采用CO2气体保护焊打底(1~2道),再将吊车梁放到已搭设好的45º倾斜胎架上,进行船型位置焊接,焊接采用悬臂式自动埋弧焊机进行,焊前设置引弧板和引出板,引弧板和引出板其厚度、材质、角度均与焊接坡口相同,并引弧和引出焊缝隙均大于1/2引板长度。吊车梁的焊接eq\o\ac(○,3)吊车梁钢材材质Q345Ｃ:在采用CO2气体保护焊进行打底焊时,焊丝选用ER50-6,CO2含量不得低于99.9﹪。焊接过程应连续进行,其焊接规范应参照下表。焊丝直径mm焊接电流(A)电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)Ф1.6240～28030～4030～5015～25eq\o\ac(○,4)盖面采用埋弧自动焊,焊丝选用H08MnA,焊剂选用SJ101,其焊缝型式为船型焊缝,焊接规范参数见下表。焊丝直径mm焊接电流(A)电压(V)焊接速度(cm/min)Ф5.0550～65032～3630~50D、焊前预热、温度监控及焊后保温(1)、按照JGJ81-<建筑钢结构焊接技术规程>常见结构钢材最低预热温度要求,我们工程板厚≥25mm的板材焊前采用预热措施,其具体方法如下:eq\o\ac(○,1)、电加热器加热均匀,采用电加热器加热。eq\o\ac(○,2)、测温仪器采用红外线测温仪,测温部位宜为焊件反面。测温点在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm处,测温有质检人员负责,并做好施工记录。eq\o\ac(○,3)、板厚＞40mm时,则预热温度为≥105℃。eq\o\ac(○,4)、当施焊环境温度低于0℃时,还应提高预热温度15～20℃。(2)、层间温度控制层间温度系指焊接过程连续施焊而形成的道间温度,其温度应控制为＜230℃(3)、焊后保温缓冷当板厚为25mm＜δ≤40mm时,在进行盖面焊缝焊接的同时,当完成3m长盖面焊缝后,立即覆盖多层石棉布或保温棉,进行焊后保温缓冷措施。必要时可采用埋弧焊机焊嘴处附加火焰加热,以适当提高焊接区域的温度,从而达到较好的焊后的保温缓冷效果。F、焊后校正吊车梁焊后检测测量,对局部产生略微变形部位进行校正,校正采取局部进行火焰加热校正方法,矫正加热应严格控制加工温度t(t＜900℃G、加劲板的焊接对加劲板端部应进行围焊(包角焊),不要采用圆弧转角的围焊而要采用直角围焊(转角处应连续施焊)。以免在长期使用中,其端部产生疲劳裂纹。为避免焊接内应力的不均匀分布,加劲板宜采取从中间向吊车梁两端头方向散开的焊接顺序。3.4钢结构工厂焊接三、焊接工艺3.1焊接材料的选配根据钢材化学成分、力学性能,拟对Q345B、Q235B级钢的焊材选配,见下表所示。焊材的选配屈服强度级别手工焊条型号CO2气体保护焊实芯焊丝型号埋弧焊焊接材料(焊剂+焊丝)Q345E5015ER50-2F5024+H10Mn2Q235E4315低匹配)ER49-1F4031+H08A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。3.2焊接设备的选择下列焊接设备适用于本工程的焊接工作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GSW3000BT直流反接单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SESNET-W交流单弧自动3.3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℃100-150焊剂熔炼型300-350℃100-1503.4焊接工艺参数工厂加工制作焊接参数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E5015E5515E5016平焊和横焊Φ3.290－13022－248－12Φ4.0140－18023－2510－18Φ5.0180－23024－2612－20立焊Φ3.280－12022－265－8Φ4.0120－15024－266－10CO2气体保护焊ER50平焊和横焊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16003.5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℃(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,相对湿度大于90%。3.6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。3.7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℃(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,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(3)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。(4)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。(5)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。3.8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——材料强度级别预热温度层间温度Q345厚度<25mm,不预热。厚度≥25mm,预热60-150℃<220过去,传统的加热方法采用火焰加热法,该方法加热不均匀,特别是当构件长度大于8-10m时,钢板温度冷却过快,温差过大,本公司采用红外线电加热板,配备数显电控箱,自动控制与调节焊接过程中的温度,我们公司当前有多块电加热板,30多台数显电控箱、100多把数显红外线测温仪。虽然每年在电加热消耗的电费成本较大,但焊接质量得到了稳定,使焊接过程中可能出现的缺限得到了有效的控制,加热方法和要求如下。(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(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℃3.9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,有效地改进了焊接过程中应力分布状态,利于保证焊接质量。3.10焊接变形的控制厚板结构的制作,除预防与避免层状撕裂外,还必须注意避免厚板结构的变形,如若变形,那矫正的难度是非常大的(如果是箱形构件,出现扭曲变形构件只能报废)。同时,构件的外形尺寸精度得不到保证,导致无法安装,由于厚板结构焊接熔量大,焊道深,特别是超厚板的箱形结构,截面小、坡口大、焊接应力集中,更容易产生变形形。本公司在厚板结构预防与减少变形方面,采取了以下的控制方法及措施:(1)制作组装焊接水平工位胎架本公司重型钢结构生产、制造企业,所有的厂房、平台的地坪下,都浇筑了间距600mm的T形钢板预埋件,每平米能够承受150吨的压力和拉力的混凝土平台,我们在这样牢固的平台上,用工字钢、钢板制作构件的装配组立、焊接的水平胎架,经激光经纬仪测量的水平胎架,能够确保厚板结构在装配、焊接作业在水平、牢固的状态下进行。(2)设置反变形、预放焊接收缩变形余量对H型构件,将上下翼缘板预先进行反变形加工,减少焊接角变形,同时针对不同的板厚、不同的截面、不同的坡口形式,预先考虑纵向变形和横向变形的收缩余量,以确保构件的外形尺寸。(3)选用合理的坡口形式,减少熔接填充量本公司对≥60-120mm的厚板坡口,采用小角度坡口,焊接时先用φ3.2碱性焊条用小电流进行打底,φ1.2-φ1.4药芯焊丝填充,φ5双弧双丝埋弧焊盖面,经过减少焊接填充量来减小结构的焊接变形。(4)设置胎夹具约束变形设置胎夹具,以构件进和地约束控制变形,此类方法一般适用于异型厚板结构,异型厚板结构,因造型奇特、异型、断面尺寸各异,在自然状态下的尺寸,精度难以保证,这就需要根据构件的形状,制作胎模夹具,将构件处于固定的状态下进行装配、定位、再选用合理的焊接工艺和焊接方法,将应力降至最低限度。(5)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”。3.5钢结构除锈、涂装方案一、涂装工艺特点1.1涂装工序对本工程的重要意义1.2为保证涂装质量采取的措施(1)严格保证表面处理质量(表面净化处理与抛丸除锈处理)。统计表明,在各种影响涂装质量的因素中,表面处理质量的影响程度占到50％。在大量工程实践中,涂层损坏大多由于表面处理质量不过关,出现涂层脱落,返锈等现象,严重影响使用寿命,增加维护成本。影响涂装质量的因素影响的程度(％)表面处理(除锈质量)49.5涂层厚度(涂装道数)19.1涂料品种4.9其它(施工与管理等)26.5(2)使用高压无气喷涂的施工方式。二、抛丸除锈工艺2.1除锈设备:采用全自动立式抛丸机,主要用于钢结构的表面除锈。自从投入使用以来,立式抛丸机以其高效率、高质量的除锈效果,产生了良好的经济效益与社会效益。2.2性能优势:(1)全自动根据除锈等级要求,自动控制钢丸密度与钢丸速度;调节构件在抛丸室内的行走速度,对特定部位进行重度除锈。(2)轻污染配备除尘系统,除锈区的空气质量优于国标要求。(3)高效率一个台班的除锈能力能够达到60吨。(4)高质量除锈后的构件表面粗糙度优良;抛头角度自动调节,不会形成抛丸”死角”;能够达到Sa2~Sa3的任意一个除锈级别。2.3抛丸机的工作状态图立式抛丸机的工艺参数抛丸机参数参数值进出口的极限宽度2.0进出口的极限高度4.0构件行走速度0.8~2.4米/抛射角度-600~6002.4除锈工艺的比较(1)常见的除锈工艺①动力工具除锈或手工工艺除锈;②喷砂除锈;③自动抛丸除锈2.5除锈工艺2.6抛丸用料抛丸用料要求序号123项目构成钢珠直径要求内容钢珠0.8~1.7mm不含油脂等有机物干燥三、喷涂工艺3.1本工程中不能油漆的部位(1)散件出厂,现场组焊的杆件只涂底漆。散件出厂的素材进行除锈,喷涂底漆,现场组焊完毕后,再进行后续涂层的施工。(2)现场焊接拼接部位,只涂底漆。(3)高强螺栓摩擦面不涂油漆。3.2油漆喷涂程序(1)杆件预涂装原材料除锈,喷涂一道底漆(膜厚15~20微米,不影响焊接质量),然后进行切割下料;构件成型后,隐蔽部位无法除锈,因此要进行预涂装;关键焊接部位除锈后不油漆。(2)构件正式涂装构件完成以后,对构件表面进行清洁工作;清洁方式:对于尘土、锌盐等,采用高压水龙和钢丝绒,对于油污等,采用有机溶剂。(3)局部修补受损部位除锈→除锈部位扩展→底漆及后续涂层。3.4底漆施工工艺(1)涂装环境涂装环境温度一般为5℃—40℃;空气相对湿度≤85%;构件表面温度应高于露点温度3℃以上;环境温度＜5℃(2)配比和混和按组分配比进行组合;喷涂前,将涂料经100目筛网过滤,以防杂质混入。喷涂机的吸入口安装60目的过滤网,以免沉积物堵塞枪嘴;施工时,应不断搅拌,使涂料始终是悬浮液;在高温阳光下施工,易产生”干喷”现象,可适当加入稀释剂;混和好的涂料,必须在6小时内全部用完。(3)过程注意事项涂装作业应在抛丸除锈后尽快进行,一般不应超过4小时;喷枪不能覆盖的部位应用刷涂;喷涂角焊缝时,枪嘴不宜直对角部喷涂,应让扇形喷雾掠过角落,避免涂料在角部堆积而产生龟裂现象;表干后2小时内,要防止雨水冲刷;涂装好的构件应认真保护,避免践踏或其它污染;吊运过程中,防止钢丝蝇拉伤涂层。(4)涂层修补损坏部位,打磨至St3级,然后刷底漆;打磨时,应从中心逐渐向四周扩展,边缘形成一定坡度,增强修补层与原涂层之间的结合力;当涂层超过60微米时,应逐道修补,不可一次完成。(5)涂层质量检查和验收涂层质量和验收项目序号项目自检1打磨除油□2除锈等级☆3表面粗糙度☆4涂装环境☆5涂层外观□6涂层附着力□7干膜厚度☆8涂层修补□9中间漆厚度☆10面漆厚度☆□:现场检查☆:制作单位书面检查记录,监理签字确认(6)涂料贮存密封贮存于干燥阴凉处,避免受潮,冰冻,高温及烈日爆晒,严禁开封后的涂料长期贮存;要在涂料的保质期内使用。4钢结构运输4.1运输概况本工程中主要为钢柱、柱间支撑、钢吊车梁、制动板、支撑等,钢柱工厂内整体制作,分三段进行运输、对于12ｍ、14ｍ、15ｍ吊车梁采用公路运输的方法从东南网架制作工厂直接运输到大连旅顺口施工现场,30ｍ跨的吊车梁及部分超宽、超长的钢柱经过慎重考虑,采用走海岸线运输,即公路＋海运的办法进行运输。运输路线安排为:萧山(东南网架制作工厂)→宁波北仑大榭码头。宁波北仑大榭码头→海轮运至辽宁省大连市旅顺口码头上岸(堆放、吊装至汽车,再改由汽车短拨到旅顺口中远船厂工地)。4.2运输措施1根据我方对工地现场的实地考查,发现工地现场已经具备了构件堆放场地,基本能够满足本工程构件周转之需,基本能够保证构件的发运达到有序渐进的目的,为了降低本工程的成本,2根据工程进度的需要,构件原则上将按运输计划,分批、分节地进行。如果现场安装计划变更,业主或者安装单位必须事先发出书面通知,运输计划将根据实际情况作相应调整。3在运输周期内,根据每批发运的构件情况,将调度相应的运输工具,确保构件的准时发运,并在运输计划(含调整计划)的指定时间内运到工地或者现场仓储场地。4我们将预先根据每批次的构件特点和工程进度,对于每批次的构件都将进行专门的统筹安排,对构件的运输方式、运输道路等作出缜密的计划,并安排足够的运输工具装运大型构件,安排好构件运输中所需的相应配套措施。另外,对尺寸较大的构件将制作专门的运输搁置件。5运输操作之前,本公司将责令承运方对投入运营的每一辆车辆进行严格的安全检查和正规的保养措施;并要求承运方提交运营车辆的准运报告,以保证车辆能准时、安全地到达目的地。6对于汽车运输,我们将对每一辆车辆配备2名以上的驾驶员,保证车辆在行驶途中24小时不停且安全地运行。7对于汽车运输,我们还将根据构件运输计划和路线情况,安排每天白天和晚上的装运构件工作。对于大型构件运输应尽量安排在车辆较少的夜间进行。8对裸露构件将进行加固包装。每批装运前,须对发运包装进行认真检查,如不符合包装技术要求的,应立即退还重新包装。在运输规程中保证在交货时不松散、不破损。9将在每批构件、在每个构件交接点上派专人负责,做好货物的装车、交接等工作。10对于本工程运输承运商的考核、选用将严格按照本公司”运输承运商服务考核控制程序”的相关规定执行,做到优胜劣汰,力争选择最优秀的承运商参与本工程构件的运输。5钢结构现场拼装方案5.1拼装工作概述本工程的钢柱为四肢钢管砼格构柱,柱顶标高为+28.300米,柱底标高为-2.800ｍ,柱长31.1米,牛腿标高为＋14.240米和＋20.600米,最重钢柱495.2钢柱的分段本工程钢柱的结形式较为统一,主要分两种形式(如下图所示)钢柱的分段主要考虑牛腿宽度是否方便运输。说明:本类柱共分两段,第一段为15.04米,第二段为16.06米。分段处在牛腿下采用上下错开500mm,保证构件对接节点的受力要求。上下错开500mm对接处腹杆单独进行焊接分段处第一段第二段说明:本类柱共分两段,第一段为15.04米,第二段为16.06米。分段处在牛腿下采用上下错开500mm,保证构件对接节点的受力要求。上下错开500mm对接处腹杆单独进行焊接分段处第一段第二段第一类格构柱分段示意图钢柱分段处说明:本类柱共分三段,第一段为13.5米,第二段为2.5米,第三段为15.1米。分段处在牛腿下采用上下错开500mm,保证构件对接节点的受力要求。钢柱分段处上下错开500mm对接的腹杆单独进行焊接第二段第三段第一段钢柱分段处说明:本类柱共分三段,第一段为13.5米,第二段为2.5米,第三段为15.1米。分段处在牛腿下采用上下错开500mm,保证构件对接节点的受力要求。钢柱分段处上下错开500mm对接的腹杆单独进行焊接第二段第三段第一段第二类格构柱示意图5.3拼装设备的选择本工程钢柱分段之后,其中最重一段不超15吨,一般构件都在10吨以下。查询吊机手册,再根据现场场地情况和构件的重量,对于现场拼接本公司决定采用一台KH180-3型50吨履带吊进行拼接操作。KH180－3型50t履带吊性能表单位:t工作幅度(m)吊臂长度(m)131619225.527.627.527.46.024.624.524.47.019.519.419.319.28.016.216.116.015.99.013.813.713.613.510.012.112.011.911.85.4胎架的搭设钢柱的拼装胎架采用不小于H300*150的型钢,拼装平台位置的设置原则为尽量在吊装点附近,以方便拼装完之后进行吊装。拼装时事先用经纬仪将构件的控制线投放拼装平台上,用水准仪测量,控制胎架的顶标高使其在同一平面上,在对接时构件不至错位。之后用50吨履带吊把钢柱吊至胎架上,在对接点处两边分别设两个胎架,然后用千斤顶调整钢柱的平面位置,使直线度符合要求,如有超差,采用撬棍进行调整,直到满足设计要求之后方可施焊。5.5格构柱的现场拼装5.5.1第一类格构柱拼装(1)、先在吊装钢柱的附近的平整场地上搭设钢胎架。用经纬仪调整其标高在同一高度。H300*150型钢胎架H300*150型钢胎架(2)、由于现场场地条件因素,考虑构件堆放与拼装地需要短距离的移动式吊装,故采用50吨履带吊对构件进行拼装。50吨履带吊取工作半径为7.0米,主臂19米,起重量为19.3吨,满足起重要求。先把钢柱的第一段放于胎架上,调整其平整度和纵向垂直度。第二段钢柱50吨履带吊第二段钢柱50吨履带吊(3)、起吊第二段钢柱放于拼装平台上,调整两段钢柱的对接处对齐,之后检查柱子的总长、牛腿的高度等尺寸,合格后用气体保护焊进行焊接,焊接时工人在钢柱两侧同时施焊,保护构件的焊接质量。主钢柱焊接完成之后再对对接处的腹杆进行焊接。第一段钢柱50吨履带吊第一段钢柱第一段钢柱50吨履带吊第一段钢柱5.5.2第二类格构柱拼装(1)、第一段钢柱吊至拼装平台。第三段钢柱50吨履带吊第三段钢柱50吨履带吊(2)、第二段钢柱吊至拼装平台,调整两段钢柱的对接位置。检查柱子长度、牛腿高度,检查合格之后用气体保护焊施焊。第二段钢柱50吨履带吊对接处节点第一段钢柱第二段钢柱50吨履带吊对接处节点第一段钢柱(3)、第三段钢柱吊于拼装平台上,调整对接处,使第三段于前两段钢柱对齐,再次检查牛腿标高,柱子长度等,确认在设计范围内才能进行施焊,并要求在两侧同时焊。第一段钢柱第二段钢柱第三段钢柱50吨履带吊对接处节点第一段钢柱第二段钢柱第三段钢柱50吨履带吊对接处节点6钢结构安装方案6.1施工机械的选择安排钢柱、钢吊车梁等施工时,我公司决定采用一台7150型150吨履带吊机作为主导施工机械进行钢柱和超大吊车梁(30ｍ、36m长)的吊装,另外现场再布置两台型号为KH180-3型50吨履带吊机,作为钢柱拼装、普通吊车梁、柱间支撑安装使用,现场在安排一台25吨汽车吊、16吨汽车吊各一台,进行构件的卸车、其它小型构件的吊装等使用。6.2柱子系统施工6.2.1吊机选择7150型150吨履带吊机。7150型150吨履带吊机性能表:6.2.2吊点选择格构式钢柱吊装时,吊点选择在上肩梁的牛腿处,在上肩梁的牛腿处两边各设置一个吊耳,两点吊装。钢柱吊耳、吊点设置示意图6.2.3吊装工况分析厂房最重的钢柱重量约52.5t、柱子长度为31.1m,钢柱安装时采用150吨履带吊机,使用主臂为42.67ｍ、吊装半径为10ｍ的工况,在该工况下150吨履带吊机可吊装62.3ｔ,厂房最重钢柱为52.5ｔ,62.3ｔX0.85=52.9t>52.5t(厂房最重钢柱),因此满足施工要求。钢柱吊装示意图(1:1实样)6.2.4柱子系统施工工艺6.2.4.1基础复测验收基础复测验收施工准备座浆墩设置柱子调整及固定柱脚灌浆柱实长测量柱子安装柱底垫板设置柱子支撑安装6.2.4.2施工准备(1)基础复测和验收:待土建公司交工资料到位后,即可进行厂房基础复测验收工作。复测内容:a.各柱基础相对尺寸、坐标、数量及外观是否符合设计及规范要求;b.各基础底标高是否符合设计要求;c.工序交接资料是否齐备。(2)座浆墩设置位置。(3)构件进场验收。构件验收的内容:a.构件合格证和出厂报验资料是否与实物相符;b.检查外观质量,并复查轴线、标高标记是否正确,位置应与柱基上的吊装中心线相吻合。(如有误差安装时予以修正);c.双牛腿柱分别测量牛腿上平面至柱底脚板的距离,以长的一侧为基准,采用对角线取方法检验和修正基准点标高,同时应兼顾牛腿到柱顶的距离进行统筹考虑,根据实测值进行柱底脚钢垫板的设置。单牛腿柱以牛腿上平面至柱底脚板的距离为基准,采用对角线取方检验和修正基准点标高,并核查牛腿到柱顶的距离进行统筹考虑,根据实测值进行柱底脚钢垫板的设置。6.2.4.3钢柱安装钢柱吊装均为整体吊装,钢柱自身重量大,高度大,难度大。而且在吊装之前尚需进行拼装,在吊装钢柱之前应对杯口基础底面进行找平处理,还要准备钢楔子以备安装后钢柱定位固定调整用,因钢柱高度大钢柱安装到位还应拉设缆风绳,做临时稳定。杯口基础底面找平:钢柱的柱脚分别插在杯形口基础内。钢柱底板落在基础的垫块上,每根钢管下面在中心做1个垫块,尺寸约为Φ200mm的圆台型,垫块采用C40细石混凝土或灌浆骨料,顶面放置一块厚度为6~10mm的钢板。垫块按钢柱柱脚设计标高做,可稍稍高一点,待初凝期结束,凝固强度尚不高时,再次检查水平度和标高,并对局部凸出部位进行铲磨,直至达到要求为止。杯口基础底面找平偏差应在-2~0mm以内。垫块在钢柱吊装前事先浇灌好,当凝固强度达到70%以上时,才能够吊装钢柱。钢柱上的小爬梯设置:在钢柱安装之前应在钢柱上固定小爬梯,用以吊装之后,解除吊索具及其它结构杆件吊装时,人员上下用。施工完毕,小爬梯应拆除,同时与结构的焊接点应修磨平整。小爬梯采用L40*3角钢和Φ14mm的圆钢焊接做成钢爬梯,每段长度约为4m。爬梯每间隔约2m与钢柱固定。钢爬梯做法参下图。钢管桁架柱段爬梯挂在水平撑上,在斜撑位置用铁丝或小钢丝绳绑扎固定;H型钢柱段在有檩托的位置,爬梯挂在檩托,并和檩托用铁丝或小钢丝绳绑扎固定;H型钢柱段在没有檩托的位置,在钢柱的加肋板上钻孔,爬梯利用孔挂在钢柱上,同时其它位置用铁丝或小钢丝绳绑扎固定。使用爬梯时应与自锁扣配合使用。缆风绳拉设:钢柱安装到位并临时固定后,拉设缆风绳。每根钢柱在纵向和横向方向各拉两根(共四根)缆风绳,缆风绳用2T手拉葫芦拉紧,缆风绳选用Ф17.5mmm钢丝绳。缆风绳拉设高度约为钢柱高度的2/3位置处。在地面的固定主要依靠相邻近位置的基础承台和地梁上,在不能固定到基础承台和地梁的地方,应在地面上设置用重物固定。重物则采用未安装的构件。缆风绳在基础承台上的固定利用基础承台上的预埋板或在承台上打膨胀螺栓,膨胀螺栓采用4只M16的膨胀螺栓,详见下图。钢柱横向方向宽度为最大为5.1m钢柱纵向缆风在杯口内浇筑混凝土时,能起到稳定作用,缆风绳的解除应在杯口内第一次灌浆后,且混凝土强度达到设计值的70%以上后。钢柱吊装吊耳的设置:当钢柱的吊点位置设在柱肩梁位置时,应设置专用吊耳板,吊耳板均选用Q345B级钢制作,根据每根钢柱重量不同应分别进行设计,吊耳板在使用后,不割除做为钢柱的永久构件。吊耳板验算:在吊装过程中扳起、吊装时,吊耳板只受剪力,吊装过程中只考虑钢柱的自重,其它荷载不计。对于GZ-7-4轴线钢柱:自重Gmax=48T,V=G/2=24T吊耳板的抗剪面积A=30*150+2*16*125=8500mm2τ=V/A=24E4/8500=28MPa<[τ]=170MPa安全系数:ψ=τ/[τ]=2.4满足要求与钢柱的角焊缝长度要求:L=V/(he*σ)+2*10=24E4/16/170+20=108角焊缝(单面)长度不宜小于400mm需要吊耳板吊装的钢柱,吊耳板应在加工厂内制作焊接,同时对焊缝还应做相应的附加内部质量检测。钢柱吊装就位后,施工人员经过固定在钢柱上的爬梯到吊耳安装高度,解除吊索具。钢柱吊装就位后,施工人员经过固定在钢柱上的爬梯到吊耳安装高度,解除吊索具。6.2.4.4柱子起吊示意图钢柱等超长构件起吊时,如果采用一台吊机,则容易在地面上对钢柱进行拖拉,钢柱容易碰到起重臂容易造成不必要的安全事故,因此钢柱起吊时采用两台吊机抬吊。主吊机吊点在肩梁吊耳位置,次吊机吊柱脚位置。两台吊机同时工作,还慢将钢柱竖直,待钢柱竖直以后,移走次吊机,由主吊机将钢柱吊装就位。柱子吊装起柱子吊装起吊示意图一柱子吊装起吊示意图二柱子吊装起吊示意图三6.2.4.5柱脚楔子临时固定柱脚插入杯口后,使柱脚悬离杯底50mm左右,用楔子放入杯口,用撬杠或千斤顶使柱子中心线对准杯口中心线,并使柱子基本垂直,即可下落,使柱脚落实到杯底,杯底标高在吊装之前已进行处理,偏差在-2~0mm以内。再复查对线,随后打紧楔子,即可松吊钩。由于杯口角度太小(最小斜度约为1:43),不利于楔子固定,为此先做一个斜垫铁调整杯口角度,再打入楔子,这样,所有楔子做成相同形式。由于柱子为钢管柱,楔子与钢管柱接触处也应做成相应的弧形,以保证在足够的接触面积。每根钢柱打入8组楔子固定,楔子应对称设置。校正好的柱子,应及时在杯口内浇灌细石混凝土,以防止刮风、气温变化或楔子被碰,使柱子产生偏斜。浇灌混凝土时应将杯口内的木块、土块等杂物清除干净,在震捣时不得碰动楔子。混凝土的浇筑分两次进行,第一次浇到楔子下端,当混凝土强度达到设计强度的70%以后,可进行相关的结构安装;第二次浇筑到设计要求标高水平。钢柱柱脚中心线对定位轴线的偏差调整:采用楔子调整,经过调整楔子打入的深度调整柱脚中心线的偏差;或用5T~15T螺旋千斤顶用反力架进行调整。钢柱轴线垂直度调整:钢柱两个方向的垂直度均使用缆风绳调整。钢柱进场时,要求钢柱上需标识钢柱的轴线及钢管的中心线等,以便于现场工作。测量仪器使用经纬仪。柱子基准点标高调整:柱子基准点标高必须从柱肩梁处测量返下,并在标高+1.00m位置标识,做为测量标高。其调整主要经过安装之前柱脚的砼垫块标高进行控制。测量仪器使用水准仪。6.2.4.6钢柱安装的允许偏差:序号项目允许偏差(mm)1柱脚底座中心线对定位轴线的偏移5.02柱子基准点标高(以柱肩梁顶面标高做为主控)+3.0~-5.03单层柱轴线垂直度H/1000且不大于25.06.2.4.7管柱顶升灌浆和柱脚二次灌浆管柱内砼的顶升在柱调整完毕、柱间支撑安装完毕后进行,由于荷载的增加,柱脚会出现小量的压应变以保证结构的稳定。柱必须先顶升灌浆,养生后安装上部结构。为做好成品保护,灌浆后灌浆单位应及时清理结构上的污物。6.3柱间支撑的吊装柱间支撑与钢柱均为螺栓连接,制作及钢柱安装偏差对其安装可能有较大的影响,因此制作时,加工厂内应每榀均进行大拼装,并做好记录与编号;钢柱钢柱的安装应把安装偏差控制在”钢柱安装的允许偏差”表中要求范围内并尽量小。本工程中的柱间支撑均有双片槽钢构成的组合式平面桁架结构,2-ｍ、2-ｎ轴线柱间支撑示意图:柱间支撑示意图上柱间支撑效果图吊装时,BXZC1分为三个单体Ａ片、Ｂ片、Ｃ片桁架分别吊装。三个单体均为平面桁架结构形式,吊装为整体吊装。安装时先安装Ｃ片平面桁架,而后用手拉葫芦拉到钢柱上临时固定,而后安装Ａ片桁架,连接Ｃ片桁架和Ａ片桁架的节点,拆除手拉葫芦,最后安装Ｂ片桁架。整体吊装的三个单体桁架采用50T履带吊4点吊装。6.4吊车梁施工工艺吊车梁系统包括吊车梁、辅助桁架、水平桁架、制动板和垂直支撑、车挡等,除吊车梁外,其它构件均比较轻,吊车梁长度分别为12ｍ、14ｍ、15ｍ、30ｍ等几种规格,高度分别为2.18ｍ、2.75ｍ、2.75ｍ、5.18ｍ(4.86ｍ)等,安装时采用150T、50T履带吊(根据实际情况选择)吊装到位。安装高度分别为为+14.24m、+20.60m和+12.00m,截面形式为焊接实腹式H型钢,吊车梁最重一根6.4.1吊车梁吊点选择吊车梁吊装时,对于12ｍ、14ｍ、15ｍ跨的吊车梁安装,我公司采取专门制作的卡具进行,两副卡具分别卡在吊车梁的跨度的1/3位置,如下图所示:对于30ｍ、36m长的超大吊车梁由于跨度为30ｍ、36m,单根吊车梁重约53.5ｔ,专用卡具不再适用,因为此时若使用卡具容易使上翼缘板局部变形,而且卡具也容易滑动,因此在这种规格的吊车梁吊装,我公司将加设吊耳的办法来实现。吊耳板就利用原吊车梁的加筋板,将原加筋板板厚加大后,满足施工要求,同时做四个吊耳进行吊装,吊耳设置在吊车梁的跨度的1/3位置,示意图如下:吊车梁安装完毕后,如果不影响其它工序的施工可将吊耳永久保留,如影响其它工序的施工,可将加筋板多余的吊耳部分采用气割切除。6.4.2吊车梁吊装吊机选择12ｍ、14ｍ、15ｍ跨的吊车梁重量分别为:7吨、10.6吨、11.9吨,安装标高最高为＋20.600ｍ,吊车梁安装时选用50吨履带吊机,采用37ｍ主臂,8ｍ吊装半径,该工况下,50吨履带吊机可吊装15.3ｔ,15.3ｔX0.85=13t>11.9t,因此采用50吨履带吊机吊装12ｍ、14ｍ、15ｍ的吊车梁满足施工要求。30ｍ、36m长吊车梁吊装时采用150吨履带吊机进行,30ｍ、36m长吊车梁最重一根为53.5吨,采用150吨履带吊机30.48ｍ主臂、8ｍ的吊装半径工况,该工况下吊机可吊装90.7ｔ,90.7ｔX0.85=77.1t>53.5t,满足施工要求。6.4.3吊车梁系统吊装顺序吊车梁→辅助桁架→垂直支撑→水平支撑(下平面)→制动板/桁架。吊车梁卸车及堆放:吊车梁本身高度较高,如果运输时能立放装车,则到现场后,使用专用吊具(见吊车梁吊装部分)可吊装卸车时;如果为平放运到现场,需要卸车后翻身,在卸车时专用夹具拆下使用,翻身时专用夹具与正式吊装时使用方法一样。吊车梁吊卸车及翻身与吊装使用吊车相同。吊车梁高度较高,立放堆放应加设防倾覆措施,如下图所示。6.4.4吊车梁吊装:钢柱管内混凝土灌浆后,吊车梁吊装之前,柱肩梁位置的Φ16mm出气孔应点焊补孔,Φ100mm的冒浆孔应用25mm厚的钢板封孔。吊车梁的吊装采用两点吊装,吊点对称,保证吊起起后梁身保持水平。起吊时,吊车梁两端要拉设溜绳,避免吊车梁在空中旋转碰撞钢柱,经过溜绳调整吊车梁的空中位置。就位时应慢慢落下吊钩,对准定位线,下落就位。而后连接与钢柱和相邻吊车梁进行临时固定。松脱吊索具,完成吊装。吊车梁吊装时应使用专用吊具,不采用钢丝绳捆绑吊装。重量超过30T的吊车梁,吊装使用20T卸扣2只,使用Φ36mm钢丝绳(回头);重量10~20T之间的吊车梁,吊装使用10T卸扣2只,使用Φ36mm钢丝绳。6.4.5专用吊具的计算以吊车梁重梁35T计算,单个吊具承担1/4重量。截面A位置按拉杆计算,此处截面最小,对此处强度校核:σ=P/A=1.414*8.75E4/40*120=26MPa<[σ]=265MPa满足要求截面B位置按抗剪计算,对此截面处强度校核:τ=V/A=8.75E4/40*100=22MPa<[τ]=155MP满足要求C点转角处弯矩:Mc=PL=8.75E4*0.2=1.75E4N·mC点的折算应力:f=Mc/W+V/A=1.75E7/6.7E4+22=277MPa>[σ]=265MPa不满足要求用PL-20钢板加强后:f=Mc/W+V/A=150MPa<[σ]=265MPa满足要求专用吊具1和2均需用20mm厚钢板加强,专用吊具3吊装重量在20T以下,因此不需加强。专用吊具在使用前应进行试验和试吊,在正式吊装过程中应平稳匀速。吊车梁的安装应在钢柱校正后进行,吊装到位后的吊车梁应与钢柱及与相邻的已安装的吊车梁进行临时连接固定。6.4.5吊车梁的调整★吊车梁直线度调整:在放线时在基础承台上放出吊车梁中心线,作为吊车梁安装的控制线,同时偏中心线500mm,做一个与吊车梁中心线平行的辅助线。钢柱吊装到位并调整后,把吊车梁中心线返到柱肩梁上,并在柱肩梁上划出吊车梁的中心线和定位线,吊车梁安装时根据定位线定位安装。调整时把经纬仪架在辅助线上,用钢板尺测量吊车梁的安装偏差,供调整使用。★吊车梁顶面标高调整:吊车梁主要经过控制吊车梁安装位置的柱肩梁顶面标高进行控制。在钢柱安装时以柱肩梁的顶面标高作为主控标高,柱安装时进行了预控,柱子安装到位后即能保证吊车梁顶面标高。在复查时应从基准标高点引测一固定标高(~1m标高)到柱上,然后从吊车梁上翼缘顶面拉盘尺复查其标高。★吊车梁跨距的控制:把吊车梁中心线用经纬仪投点到地面的基础承台上,在地面上用弹簧称拉钢卷尺测量。吊车梁的跨距与钢柱轴线相关,跨距经过调整钢柱轴线时保证(钢柱安装后杯口灌浆前复查及调整到位)。6.4.6吊车梁安装的允许偏差序号项目允许偏差(mm)1梁跨中垂直度H/5002侧向弯曲矢高L/1500,且不大于10.03同跨间内同一截面吊车梁顶面高差支座处10.0其它处15.04在相邻两柱间内,吊车梁顶面高差L/1500,且不大于10.05两端支座中心对牛腿中心的偏移5.06吊车梁拱度1/5000,且不得下挠7同跨间任一截面的吊车梁中心跨距±10.08相邻两吊车梁接头部位中心错位3.0顶面高差1.0吊车梁安装后,在吊车梁位置的钢柱上拉设通长的安全绳,以用于施工人员在移动时安全带种根。制动板/桁架的安装:制动板厚度为10mm,最长长度约为6m,最重重最不超过2T。因其刚度小,吊装时易产生较大的挠度,并可能造成其永久变形,辅助桁架吊装:截面高度最大为4000mm,长度约为15m,最重构件不超过5由于辅助桁架的腹杆和弦杆材料较小,在吊装扳起过程中,容易产生变形。因此在吊装之前在桁架上临时加装一个加强撑,在扳起过程中,靠加强撑受力,桁架腹杆不受力,扳起后拆除加强撑,而后吊装。加强撑采用H400*200*8*13的成品H型钢,长度大于桁架的高度,固定使用U型卡。加强撑安装示意图见M和KL轴线上柱柱间支撑桁架部分。水平桁架和垂直桁架均为散件安装,单件重量不大于50Kg7现场焊接7.1母材与焊材工程中所用的材质为:钢柱材质为Q345B,吊车梁采用Q345C,其它构件如施工图中特别注明均采用Q235B。焊接方法及焊接材料:现场焊接采用手工电弧焊和CO2气体保护焊。用于焊接Q235B钢材的手工电弧焊焊条采用E4303(J422)型,CO2气体保护焊焊丝为ER50-6;用于焊接Q345B和Q345C钢材的手工电弧焊焊条采用E5015(J507)型,CO2气体保护焊焊丝为ER50-6。用于不同强度的钢材焊接时,应根据低强度钢材相适应的焊接材料。焊缝坡口形式:现场钢柱地面拼装焊缝坡口形式根据设计要求和规范要求设计,包括H型钢对接和钢管的对接,坡口形式及工艺要求如下:在现场对接焊缝两侧必须设置引弧板和引出板,其材质和被焊母材相同,坡口形式与被焊焊缝相同,禁止使用其它材质的材料充当引弧板和引出板。现场使用的的引弧板和引出板宽度须大于50mm,长度宜为板厚的1.5倍且不小于30mm,厚度应不大于6mm;焊缝的引出长度应大于25mm。焊接完毕,用火焰切割支除引弧板和引出板,并修磨平整,不得用手锤击落。焊接位置及对应的焊接方法(推荐):编号焊接位置等级焊接方法焊接位置焊缝形式备注1Ｈ型柱对接一级CO2气体保护焊立焊、平焊坡口对接地面作业2管桁架钢管对接一级手工电弧焊全位置坡口对接地面作业3檩托焊接三级手工焊+CO2全位置角焊缝地面作业4柱间支撑地面拼装三级CO2气体保护焊平焊角焊缝地面作业5制动板焊接三级CO2气体保护焊平焊角焊缝高空作业6制动桁架焊接三级CO2气体保护焊平焊角焊缝高空作业7柱间支撑高空焊接三级手工焊立焊角焊缝高空作业7.2焊接的一般要求所有焊工应持证上岗,按考核的焊接方法和位置施焊;焊工施工时,严格遵守焊接工艺的各项参数,不得在焊道外母材上引弧,焊缝终端弧坑必须填满。对于双面坡口焊缝,在一面焊接结束后,另一面焊接前应进行彻底清根后,才能进行焊接。多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后及时清理检查,清除缺陷后再焊。所使用的E5015型焊条350℃烘焙2小时,110~120焊接时要求焊工严格清渣,观察焊缝是否有咬边﹑夹渣等缺陷,发现后应及时进行返修。焊接完毕后,焊工应清理焊缝表面熔渣及两侧飞溅。检查焊缝外观质量。板厚大于40mm的钢材,应预热到80℃后施焊,板厚在25~40mm之间的钢材,应预热到60℃后施焊,板厚小于焊接预热的加热区域在焊接区坡口两侧,宽度各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上,且不小于100mm。厚板多层焊时应连续施焊,每一道焊接完成之后应及时清理焊渣及表面飞溅物,发现影响焊接质量的缺陷时,应清除后再焊。坡口底层焊道采用焊条手工电弧焊时,宜使用不大于Φ4mm的焊条焊接,底层根部焊道的尺寸应适宜,但最大厚度不应超过6mm;严禁在吊车梁上引弧、打火或装焊夹具。7.3焊接防变形措施采用线能量输出小的焊接方式焊接,除仰焊不能使用CO2气体保护焊外,其它焊接位置均优先考虑使用CO2气体保护焊。钢柱拼装在H型钢柱段在地面焊接时,应先焊翼缘板,后焊腹板,且两翼缘板应对称焊接。钢柱拼装在管桁架柱段对接焊接时,为全位置焊,使用高水平的焊工焊接,焊接时采用对称焊接法。焊接顺序示意图如下:图中相同编号的位置同时焊接。7.4焊接检验钢结构的检验包含检查和验收两项内容,因而贯穿于整个焊接过程中,本工程焊接检查阶段和内容见下表所示:检验阶段检验内容焊接施工前焊接接头的组装,坡口的加工,焊接区域清理、引入、引出板安装及衬板贴紧情况焊接施工中焊接材料烘焙、焊工资质,焊接工艺参数,施焊中清理及清根情况焊接施工后无损探伤和外观检查7.4.1钢结构构件检查在焊接后自然冷却到工作环境温度后进行,采取眼睛观察、放大镜和量具检查,焊缝金属表面应平缓过渡焊波均匀,焊缝表面缺陷应符合建筑钢结构焊接的规定。焊接完毕后,清理焊缝表面熔渣及两侧飞溅;检查合格后应在每个焊工施焊的焊缝附近用油漆写上焊工的钢印号或者进行其它有效标识,并作好外观质量记录。7.4焊后24小时后,检查外观是否有裂纹,然后进行规定比例的超声波无损检测。无损检测探伤依据<钢结构焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级>GB11345－89。对于内部缺陷部位须清除(用磨光机或碳弧气刨)后进行返修,返修使用与正式焊相同的焊接工艺进行焊接,返修后应进行复探。同一部位的返修次数不得多于两次,如果多于两次应制定专门的返修方案。8机械设备及检测设备投入计划序号设备名称型号规格数量国别产地主要性能主要用途CO2气保焊机NBC-50020唐山良好节点焊接交流弧焊机BX-33030浙江良好节点焊接水准仪DS3-D2MM2中国良好水平测量经纬仪J1、T22中国良好全向测量拓普康全站测量仪GTS-311S1日本良好坐标定位测量超声波探伤仪PXUT-272中国良好焊接检查手提焊条保温筒30中国良好焊条保温焊条烘箱6中国良好焊条保温角向砂轮12中国良好打磨卷扬机3-5吨4中国良好上料千斤顶10t10中国良好安装调整神仙葫芦1-10t30中国良好安装辅助150吨履带吊7150型1日本良好吊装50吨履带吊ＫＨ180-32日本良好构件拼装、吊装30吨汽车吊TL300M2中国良好构件吊装、拼装25吨汽车吊NK250E-V1中国良好吊装、拼装、卸料16吨汽车吊QY161中国良好卸料平板车10吨2中国良好场内运输拼装胎架若干中国良好拼装施工架门型架若干杭州良好节点焊接钢吊篮自制2良好节点焊接9质量保证措施9.1工程质量目标达到<钢结构工程施工质量验收规范>(GB50205-)和<建筑工程施工质量验收统一标准>(GB50300-)中的”一次验收合格”要求。9.2质量保证体系9.2.1质量管理体系(1)成立以项目经理为首的质量保证组织机构,定期开展质量统计分析,掌握工程质量动态,全面控制各分部分项工程质量。项目上配备专职质检员,对质量实行全过程控制。(2)树立全员质量意识,贯彻”谁管生产,谁管理质量;谁施工,谁负责质量;谁操作,谁保证质量”的原则,实行工程质量岗位责任制,并采用经济手段来辅助质量岗位责任制的落实。9.2.2质量管理制度(1)技术交底制度:坚持以技术进步来保证施工质量的原则。技术部门编制有针对性的施工组织设计。(2)建立三检制度,实行并坚持自检、互检、交接检制度,自检要做好文字记录,隐蔽工程由项目技术负责人组织工长、质量检查员、班组长检查,并做出较详细的文字记录。(3)质量否决制度:不合格的焊接、安装必须进行返工。(4)实现目标管理,进行目标分解,把工程质量责任落实到各部门及人员,从项目的各部门到班组,层层落实,明确责任,制定措施,从上到下层层展开,使全体职工在生产的全过程中用从严求实的工作质量,实现质量目标。(5)开展质量管理QC小组活动,攻关解决质量问题,同时做好QC成果的总结工作,建立QC小组与各工序小组的质量控制网络。(6)制定工程的质量控制程序,建立信息反馈系统,定期开展质量统计分析,掌握质量动态,全面控制工程质量。19.3质量保证措施9.3.1工厂加工制作质量保证措施1施工准备质量保证措施(1)优化施工方案和合理按排施工程序,做好每道工序的质量标准和施工技术交底,搞好图纸会审和技术培训。(2)严格控制进场材料的质量,对钢材等物资除必须有出厂合格证外,需经试验和复验,并出具试验合格的证明文件(试验报告),不准用不合格材料。(3)合理选择和配备先进的加工检测设备,公司拟投入本工程的加工检测设备见前述设备清单,保证投入的设备是先进完好的,从而为确保加工制作质量提供条件,同时对机械设备搞好维修保养,使机械处于良好的工作状态。(4)编好施工方案,制定先进的施工工艺和工艺标准,并将工艺和方案及标准向施工人员交底、讨论、分析,让每个人都接受,并认真实施。(5)采用质量预防,把质量管理的事后检查转变为事前控制工序及因素,达到”预防为主”的目的。2施