免费在线 钢结构工程施工方案综合分 1.1 钢结构工程概况及结构特点 裙楼部分楼面劲性钢梁 1.2 钢结构施工重点、难点及解决措施 1.3 主要钢结构构件的加工制作思路 钢梁和桁架的主要构件是H型钢和一些其它型钢,为了方便运输在工厂把它们加工成散件运往现场再拼装成整体进行高空吊装。H型钢主要是热轧型钢和一部分焊接H型钢,对这样的型钢可利用AMADA数控卧式带锯、AMADA 三维钻、AB锁口机进行切割,钻孔和开坡口一次加工完成。这样对于构件的精度和质量是很有保证的。而对于比较大型的构件则采用其它机器进行多次加工。对这样的构件我们会合理的安排加工工艺以确保构件加工的尺寸精度和质量要求。然后对这些加工好的构件进行抛丸,喷漆。为了保证桁架构件到现场进行顺利的拼装,有必要对首件在工厂进行预拼装。 图1-7 H型钢生产流水线 AMADA数控卧式带锯切割下料图1-9 AMADA三维钻钻孔1.4 钢结构安装总体思路 5 塔楼 1,塔楼2,酒店A屋顶桁架安装屋顶桁架单榀最大高度29.4m,最大跨度38.183m。采用地面分单元拼装,吊装单元控制在10t以下,高空散装未能地面拼装的构件。 6 文化中心钢框架及楼层压型钢板的安装文化中心的箱型柱,最大分段重量为12.5t,安装时利用设置的四组临时连接耳板,通过双夹板和高强螺栓连接固定,通过千斤顶进行钢柱垂直度的调整,并及时连接与钢柱相连的钢梁。箱型柱的焊接由两名焊工同时对称施焊。 在一个区域的钢柱、钢梁安装完工并经过检验合格后进行该区域压型钢板的铺设。 待一节钢柱及相应钢梁施工好后,安装上一节钢柱,钢梁。 7 文化中心桁架的安装屋顶桁架高度为5m,单榀最大跨度42.575m,底部由钢柱支承。采用地面分单元拼装,吊装单元控制在13t以下,高空散装未能地面拼装的构件。 裙楼三夹层和四层的桁架高12.6m,单榀最大跨度39.4m,桁架上种柱。将桁架上下弦分段,在下层楼面梁上搭设钢管支撑,桁架弦杆,腹杆全部散件安装。 8 文化中心悬吊钢柱的安装文化中心钢结构位于5轴、H轴四层以上,E轴6层以上为悬吊结构,采用逆做法施工,经计算搭设钢管支撑胎架,钢管间设置斜撑,并与文化中心结构连接。分段从下至上安装悬吊钢柱及与钢柱相连的钢梁,待钢柱,钢梁完毕后且与上部桁架连接好,分级卸载形成悬吊结构体系。然后安装楼层压型钢板,补浇筑此区域楼板混凝土。 9 裙楼 -1,1,2, 3层部分 楼面劲性 钢梁的安 装 根据塔吊的起重能力,裙楼部分楼面劲性钢梁整根吊装或利用钢管支撑分段吊装。 2 钢结构深化设计方案 本深化设计部分是以业主提供的招标文件和图纸为依据,结合投标单位工厂制作条件、运输条件,考虑现场拼装、安装方案及土建条件,同时针对本工程所作的设计、计算及分析结果基础上进行编制的,本深化设计作为指导本工程的工厂加工制作和现场拼装、安装的施工深化。 2.1 钢结构深化设计概况及总体思路 2.1.1 钢结构深化设计概况 1 钢结构深化设计编制依据 1 工程文件 本工程钢结构施工图纸; 本工程招标文件及招标答疑补充文件。 2 检验标准及验收规范 《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB 50068-2001 《钢结构设计规范》 (GB 50017-2003 《建筑结构荷载规范》 (GB 5009-2001 《建筑工程抗震设防分类标准》 (GB 50223-2004 《建筑抗震设计规范》 (GB 50011-2001 《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3-2002 《高层民用建筑钢结构技术规程》 (JGJ 99-98 《钢管混凝土结构设计与施工规程》 (CECS:28-90 《钢结构防火涂料应用技术规程》 (CECS Z4-90 《高层建筑结构用钢板》 (YB 4104-2000 《建筑钢结构焊接技术规程》 (JGJ 81-2002, J218-2002 《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》 (JGJ 82-1991 《钢结构工程施工质量验收规程》 (GB 50205-2001 《钢结构工程质量检验评定标准》 (GB 50221-95 《焊接质量保证》 (GB/T 12467~12469-90 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB 11345-89 2 钢结构深化设计概况 本项目钢结构工程主要分布在塔楼1,塔楼2,酒店A三个高层的外筒 劲性钢柱及屋顶桁架,文化艺术中心的钢框架及屋顶桁架,裙楼楼面劲性钢梁。 塔楼1为地下4层,地上40层,建筑高度211.95m;塔楼2为地下4层,地上28层,建筑高度167.75m;塔楼外筒为劲性钢柱,外包混凝土。劲性钢柱截面形式为十字形,屋顶楼层梁、桁架构件截面为美标W型。 酒店A为地下4层,地上28层,建筑高度128m。外筒也为劲性钢柱,外包混凝土。劲性钢柱截面为H型,屋顶楼层梁、桁架构件截面为美标W 型。 文化中心为地下4层,地上8层的钢框架结构,建筑高度58.7m。其中在2~3层,3~4层,4~5层间分别设置有夹层,并设置屋顶平面桁架。钢柱截面采用箱型,楼层梁、桁架构件截面为美标W型,金属压型钢板,混凝土组合楼面。文化中心分别在G轴,C.2轴,临近4,5,6,7轴,14轴,8轴,12轴及斜柱处,部分相邻钢柱间从地下4层至顶层设置斜撑。 3 钢结构构件截面特征,见表2-1 屋顶楼层梁 及屋顶桁架 美标规格:主要截面为W8×21 , W12×30,W12×65,W14×30~ W14×211,W16×26,W18×40, W18×55,W21×44,W21×48, W24×68,W27×84,W30×99, W30×148 焊接H型截面从 380*260*40*45~ 1090*770*60*70,板厚规格从 40mm~70mm,每5mm晋级 Q345B ≥36mm要 求Z15性 能 2小时酒店A 劲性柱 焊接H型截面:最大截面 H1200*650*52*52,最小截面 H200*200*34*34,从 H250*250*34*34~ H1200*600*52*52不等, 其中板厚规格有:34mm,42mm, 44mm,48mm,50mm,52mm Q345B ≥36mm要 求Z15性 能 3小时 屋顶楼层梁 及屋顶桁架 美标规格:主要截面为W8×21, W14×43~W14×283,W21×44, W21×48,W24×68,W27×84, W27×114,W30×116 Q345B ≥36mm要 求Z15性 能 2小时 文化中 心及裙 楼 劲性柱 美标规格:W14×90~W14×311, 焊接箱形截面:C-BOX00~ C-BOX10,700×700×90×90, 600×600×20~65×20~65, 500×500×20×20 400×400×20×20 Q345B ≥36mm要 求Z15性 能 3小时 楼层梁及桁 架 美标规格:主要截面为W8×10, W10×12,W10×33,W12×10~ W12×44,W14×22~W14×90, W16×25~W16×31,W18×35~ W18×55,W21×44~W21×50, W21×22~W21×84,W27×84,W30 ×90~W30×190,W33×116~ W33×130,W36×78~W36×798, W40×33~W40×503,W44×199~ W44×335 Q345B ≥36mm要 求Z15性 能 2小时 图示 2.1.2 钢结构深化设计重点、难点分析及解决策略 根据本工程的设计要求及图纸内容,结合工厂制作条件、运输条件,考 虑现场拼装、安装方案及土建条件。本次深化设计的重点、难点主要有: 1 连接部分的设计(螺栓数量计算 本工程连接形式采用盖板节点,螺栓连接节点,螺栓的数量、排布、节 点板、盖板的几何尺寸都需要深化设计时计算确定,深化设计难度大。连接 部分的设计计算思路如下: 1 基本假定 假定在翼缘和腹板拼接范围内,所采用的高强度螺栓的性能等级和直径 均相同。计算按照等强度的原则。 2 翼缘拼接螺栓计算 翼缘拼接板及其每侧的高强度螺栓,由等强度条件确定,即翼缘拼接板 的净截面面积不小于梁翼缘的净截面面积。高强度螺栓应能承受按梁翼缘净 截面面积和毛截面面积计算的轴向力中的较小值。 3 腹板拼接螺栓计算 (1 腹板拼接板及每侧的高强度螺栓所承受的弯矩和剪力,按拼接范 围两螺栓群中心间的最大值考虑(即在螺栓群中心截面上的弯矩,应取拼接 缝处的弯矩与拼接缝处的剪力乘以到螺栓群中心距离的乘积之和 ; (2 腹板拼接板及每侧的高强度螺栓按承受梁在拼接处的全部剪力及 按梁的净截面惯性矩分配到腹板上的弯矩计算,但其拼接强度在拼接缝处不 应低于梁的毛截面抗弯承载能力的50%; (3 腹板拼接螺栓的受力应符合梁截面中应力分布,即腹板拼接角点上的螺栓在弯矩作用下所产生的水平剪力值应与翼缘拼接螺栓水平剪力值成线性关系,因此其腹板拼接的顶排螺栓应尽量紧靠翼缘。 2 截面代换 本工程主要依据美国标准(AISC 选用构件截面,考虑国内的基本情况,需要将美标截面以等强代换的方式替换成国内能够采购的产品或能够加工制作的产品。替换原则如下: 1 主轴方向截面惯性矩相等; 2 次轴方向截面惯性矩相近; 3 截面面积相等(高度、宽度、厚度相近 ; 4 板厚进行英制转换时的原则:(1 凡厚度(mm 带小数点部分均按向上增加至毫米级整数;(2 按上述取mm级整数后,恰逢奇数(5除外 则增加1mm变其为偶数。 3 主要节点构造设计 本工程钢结构工程主要分布在塔楼1,塔楼2,酒店A三个高层的外筒劲性钢柱及屋顶桁架,文化艺术中心的钢框架及屋顶桁架,裙楼楼面劲性钢梁。节点类型主要有:柱脚节点、钢柱拼接节点、梁柱节点、主次梁连接节点、桁架节点等。节点构造复杂、多样,需要进行专项的构造设计。 在节点构造设计中,遵循“充分发挥构件材料的强度,确保节点不先于构件破坏,构造简单、传力直接,保证其在各种荷载作用下的安全性,同时满足各交叉工艺的施工要求,且加工制作相对简单”的总体原则。 4 钢结构安装临时支撑和支撑系统设计与布置 1 支撑设计与布置原则 (1 安全、可靠,方便施工(包括胎架本身的施工和钢结构的施工 ; (2 尽量符合设计意图,即施工时的结构受力状况与最终结构本身的受力状况基本一致; (3 尽量减少安装时结构的变形,便于安装精度的控制; (4 尽量简化结构的受力和支撑胎架的受力情况; (5 尽量减少对其它结构的影响; (6 卸载要安全、可行,方便施工。 2 支撑卸载设计 结构的卸载过程就是结构的正式成型过程,卸载过程中结构受力体系逐步转换,虽然,最终的结果是结构逐步趋于设计状态,但在这一过程中结构的受力和变形可能将会发生较大的变化,有时甚至会超过结构最终成形时的变形和受力状态。 在支撑胎架的卸载过程中,既要保证安全、方便施工,又不能改变设计意图,对构件的力学性能产生较大的影响。因此,为了保证结构体系可靠、稳步形成,必须对卸载方案进行设计、计算和论证分析,再根据计算分析的结果优化卸载方案,最终达到结构与支撑的安全、顺利脱离。 5 构件分段(深化设计重点 深化设计中对构件进行分段需要综合考虑加工制作、运输分段,安装方案,节点划分,制作工艺,焊接收缩及变形,结构预起拱等因素。 加工制作分段(运输分段 的拆分原则:详图设计应该是在充分考虑并结合了原材料规格、运输的各种限制以及最终确定的安装方案的基础上进行的。 2.1.3 钢结构深化设计总体思路 1 深化设计遵循的原则 投标单位将以原施工设计图纸和技术要求为依据,负责完成钢结构的深化设计,并完成钢结构加工深化的编制。 公司制作厂的条件,编制制作工艺书包括:制作工艺流程图、每个零部件的 加工工艺及涂装方案。 加工深化及制作工艺书在开工前将由我司委派的项目部报总承包单位 审批,深化设计图纸由原设计单位确认和批准后才开始正式实施。 原设计单位仅就深化设计未改变原设计意图和设计原则进行确认,投标 单位对深化设计的构件尺寸和现场安装定位等设计结果负责。 2 深化设计流程 钢结构深化设计流程图见图2-1。 图2-1 钢结构深化设计流程图 3 深化设计软件 结合我们以往的深化工程设计经验,对于本次钢结构项目的深化设计, 采用芬兰Tekla公司的软件Xsteel 10.1进行钢结构的深化设计。 我公司为泰科拉软件公司的授权使用商,具体设计步骤如下: Xsteel 10.1程序设有适合中国标准的钢结构设计环境,所有的型材规格、节点形式都是按钢结构设计规范要求来设置,所以建模时选用的构件及截面规格严格按照原结构设计文件的要求,对于非标准的节点,也可以按要求进行自定义节点的设计。整个节点的“加装”是全参数化的。 结合各种钢结构工程特点,该程序可以设定多用户环境,即整个建模工作可以通过局域网由多人分区分楼层进行,将其中的一台电脑用户设定为主服务器, 由于整个深化设计使用程序来完成,钢结构模型经过多次校对审核,若不考虑工厂加工的误差,按深化图加工制作的所有构件至现场是能够准确无误的安装就位。对施工过程中的修改或调整,依然是根据修改或变更的内容先修改好整体模型,然后再次运行“重新编号”,程序会以原来的编号继续顺延下去,并将与之相关联的梁柱的修改以“更新标记”的形式出现,使修改内容一目了然,整个深化图始终保持最终最新的版本。Xsteel 10.1程序工作环境见图2-2。 Xsteel 10.1环境(一 Xsteel 10.1环境(二 图2-2 Xsteel 10.1工作环境 4 深化设计方案 加工制作深化图纸的设计:建立结构整体模型→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→深化设计深化。 1 整体建模 建实体建模前,对设计院提供的钢结构施工图进行仔细的阅读,将图中有不明确或有疑点的问题逐一列出,形成文件资料,并及时以向负责该项目的总工程师汇报,在与设计院对问题进行核实后再进,整个工程建模用Xsteel平台下完成,建模工作可以通过局域网由多人分区分楼层进行,将其中的一台电脑用户设定为主服务器,可以随时观察和校对其他用户已经完成的模型。在Xsteel平台下建模,建模时应结合安装方案、制作工艺在模型中就进行构件的分段处理。 2 平面、立面结构布置图:分层进行梁构件图布置,分轴线进行柱及斜撑构件布置对各层、各区的构件进行编号。 3 构件图:在Xsteel模型中可直接生成构件图,构件编号与布置图相对应。 4 零件图:根据构件图、参照节点、分段等要素在Xsteel的构件模型中直接生成进零件图和材料清单。 5 照上述步骤完成后,将最后完成图纸的进行“自校——互校——校对——审核——签字”。 2.2 钢结构深化设计内容 2.2.1 深化设计内容概述 深化设计内容包括制作深化设计、安装深化设计,制作深化设计主要由加工制作厂完成,包括:深化设计、加工及焊接工艺设计、质量标准和验收标准设计。主要以深化设计深化为主,其他的内容将溶入深化设计深化中, 以图纸和说明的形式体现。 深化设计图纸包括两部分:(1 根据设计图对钢结构的构造、节点构造进行完善。(2 钢结构施工深化设计。 1 结构完善部分 1 连接节点螺栓数量的确定 本工程连接形式参考《多高层民用建筑钢结构节点构造详图》,具体螺栓数量、排布没有给出详细参数,需要通过计算补充完善。螺栓设计及连接板尺寸(部分截面见表2-3。 2 节点构造设计 构造设计原则:充分发挥构件材料的强度,确保节点不先于构件破坏,构造简单、传力直接,保证其在各种荷载作用下的安全性,同时满足各交叉工艺的施工要求,且加工制作相对简单。 3 临时连接件设计 临时连接件设计原则:满足施工状态下受力的要求,不削弱主体构件的截面,便于施工完成后的割除、清理。 临时连接件设计见图2-3。 图2-3 临时连接件设计 上柱耳板 下柱耳板 拼接板 吊装孔 箱型柱 4 压型钢板设计 (1 压型钢板选型 根据设计文件要求,选择符合要求的压型钢板型号。 (2 压型钢板排版 根据楼层梁的布置、选用的压型钢板断面尺寸及设计提供的压型钢板端部反力进行压型钢板排版设计,并绘制排版设计图。 排版设计时应准确表示压型钢板和钢柱、主梁、次梁的关系,确定定位轴线与压型钢板的起点、终点、排版方向、纵横向的搭接方式、板边倾斜方向以及压型钢板的具体数量。 (3 压型钢板验算 混凝土从浇筑到达到设计强度过程中,楼板受力明显不同,所以应进行使用及施工两阶段计算。 ①使用阶段计算包括楼板的正截面承载力计算、楼板下部钢筋应力控制验算、抗剪连接件验算、支座裂缝控制验算以及挠度验算。 ②施工阶段计算 当施工阶段设有可靠临时支撑时,设计时无需进行施工阶段验算。 当施工阶段不设临时支撑时,混凝土达到设计强度前,压型钢板承受施工荷载,应验算此阶段压型钢板的自身强度和变形。 2 深化设计深化的内容 深化设计总说明:按照原设计图纸的要求进行,包括工程概况;规范、标准、规程和特殊的规定;主材、辅材等的型号、规格及建议;焊接坡口形式、焊接工艺、焊缝质量等级及检测要求;构件的几何尺寸及允许偏差;防腐、防火方案;施工技术要求等。 整体轴侧图:反映工程整体三维关系、主要控制坐标等宏观信息。 预埋结构定位:应表示出埋件的轴线相对位置、标高、跟其他部件的关系,对施工的要求及注意事项。 构件的平面布置和立面图:注名明构件的位置和编号,构件的清单和图例。 构件图:主要用于工厂装配和现场组装,需要标明: (1 构件的编号、构件的几何尺寸和截面形式、定位尺寸。 (2 确定分段点、节点位置和几何尺寸,连接件形式和位置 (3 焊缝形式、坡口等焊接信息,螺栓数量、连接形式等信息 (4 构件的长度、重量、材料等信息。 零件图:主要用于材料采购、工厂排料和下料切割 (1 所有组件的编号,几何尺寸。 (2 开孔、斜角、坡口等详细尺寸 (3 材料的材质、规格、数量、重量等材料表。 3 工艺设计 工艺设计包括:原材料检验工艺设计、下料工艺设计、装配方案设计、装配胎具设计、焊接工艺设计、涂装工艺设计。 2.2.2 钢结构深化设计分段 1 分段原则 深化设计中对构件进行分段需要综合考虑加工制作、运输分段,安装方案,节点划分,制作工艺,焊接收缩及变形,结构预起拱等因素。 加工制作分段(运输分段 的拆分原则: 深化设计应该是在充分考虑并结合了原材料规格、运输的各种限制以及最终确定的安装方案的基础上进行的。 为使深化设计与加工制作及运输等方面更加密切结合,分段的拆分应考虑如下因素: 1 工厂起重吊装设备的能力; 2 工厂加工制作切割、焊接等设备; 3 运输的长度、宽度与高度、运输单元重量; 4 工厂检验设备、检验控制点、隐蔽焊缝的检验等; 5 结合焊接工艺,保证构件与节点翻身起吊后的俯焊、平焊、立焊位置; 6 分段接口的做法(切口及坡口 ; 7 分段连接的板件设置。 现场吊装分段的拆分原则: 1 立拼或卧拼的确定、分段接口的做法,以避免仰焊; 2 由施工安装单位的吊机起重能力及吊装方法确定的吊装单元; 3 拼装时的操作安全等。 2 钢结构构件分段 1 塔楼及酒店A构件分段方案 (1 劲性钢柱分段方案 塔楼及酒店钢柱考虑工期和吊装能力等方面的要求,钢柱的分段共有三种形式。四层以下一层一个分段,四层以上为两层一个分段。分段点在楼层标高1.3m处。 劲性钢柱的分段示意图见图2-4。 图2-4 钢柱分段示意图 部分楼层劲性钢柱线密度较小,考虑工程进度和吊装能力综合因素采用三层一个分段,由工厂组拼直接运输到施工现场。 (2 屋顶楼层梁及桁架分段方案 屋顶楼层钢梁采用H型钢梁,由工厂整根运输至施工现场,采取整根吊装方案进行吊装。 立面桁架分段原则:根据吊机在工作半径内的起吊能力和保证每段桁架吊装过程中形成自身的稳定进行分段。在实际吊装过程中增加临时撑杆以形成几何稳定体系。以塔楼二桁架TRUSS1为例,将TRUSS1分成五个吊装单元和六根散件进行吊装。见图2-5。 图2-5 桁架TRUSS1分段示意图 2 文化中心及裙楼构件分段方案 文化中心楼层梁由工厂整根运输至施工现场,采取整根吊装方案进行吊装。 桁架分段原则如上所述,具体分段以10轴桁架的划分为例,见图2-6。 图2-6 文化中心桁架分段示意图 2.2.3 深化设计成果提交方案 本工程钢结构主要分为四部分,总用钢量约1.59万吨,深化设计量大,四部分钢结构互不相干,为独立的体系。塔楼及酒店A钢结构的用钢量约为7000t,主要包括H型钢柱、十字型钢柱、屋顶工字钢梁和桁架三部分。文化中心及裙楼用钢量约为8900t,主要包括箱型、H型、十字型钢柱和不同截面形式的钢梁。因此,钢结构深化设计根据工程情况分组、分区进行,其成果分层、分批提交,具体方案如下: 由于四部分钢结构关联性不强,本工程钢结构深化设计分两个深化设计小组同时进行,一个小组负责塔楼及酒店A的高层钢结构,另外一个小组负责文化中心及裙楼钢结构。第一组根据进度要求可分层提交深化设计成果:第一批为预埋件的深化设计,第二批为标准层钢结构的深化设计,第三批为屋顶楼层梁和桁架的深化设计。第二组根据进度要求可分区提交深化设计成果。 2.3 钢结构深化设计工作进度及计划安排 2.3.1 图纸深化设计进度计划安排 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。 2.3.2 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,组建专项设计组,派专业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。 2.4 钢结构深化设计质量保证措施 2.4.1 组织机构 为了做好本工程钢结构深化设计工作,结合我司丰富的钢结构工程制作施工经验,确保迅捷高效地完成各项设计深化任务,专门成立深化设计项目组。钢结构深化设计组织机构见图2-7。 图2-7 钢结构深化设计组织机构图 2.4.2 审核制度 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。深化设计人员根据设计图纸、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深化设计工作后,要经过以下检查和审核过程: 1 自检过程 深化设计人员将完成的图纸有针对性地进行检查,并对结果予以记录,以便校核人员参考。 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。 2 校核过程 校核人员的检查内容和方法同自检时基本相同,检查完成后将二次审图单交深化设计人员进行修改并打印底图,必要时要向具体的深化设计人员将错误处逐条指出,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 审核过程 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深化设计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。 2.5 典型节点及构件深化设计图 1 桁架深化设计 桁架深化设计主要内容包括:桁架布置、编号,桁架平面、立面视图,桁架分段,构件编号及规格,节点加劲板设置,螺栓数量、等级,连接板尺寸,异形板放样,焊缝要求,材料统计等。见图2-8,图2-9。 正视图 图2-8桁架节点(一 图2-9桁架节点(二 2 柱脚预埋件深化设计 柱脚深化设计主要内容包括:柱脚定位,预埋件尺寸,预埋螺栓规格,加劲板设置,异形板放样,焊缝要求,材料统计等。见图2-10。 YMJ1-1 正立面图 YMJ1-1平面图 A-A B-B MG-3 1 2 12 9 90 C-C 9 5 1 3 9 938 219500219 C C JG-1 ?35? 35 ?35 ?35 JG-5 C C 219 500 219 938 3 9 5 19 图2-10柱脚预埋件深化设计图 3 梁柱节点深化设计 梁柱节点深化设计主要内容包括:螺栓数量,螺栓等级,加劲板设置及尺寸,焊缝要求,异形板放样,梁定位尺寸,材料统计等。见图2-11。 图2-11钢柱详图(包含梁柱节点 4 主次梁节点深化设计 主次梁节点深化设计内容包括:螺栓数量(参见5.2-3 ,螺栓等级, 连接板尺寸,异形板放样,焊缝要求等。见图2-12,图2-13,图 2-14。 图2-12主次梁铰接节点(一 图2-13主次梁铰接节点(二 图2-14主次梁刚接节点 3 钢结构加工制作方法和技术措施 本工程结构主要以3栋塔楼为主,连接各部分裙楼。其中3栋塔楼地下 4层,地上最高为40层,其结构特点是外筒采用截面形式为H型、十字型 的钢劲性混凝土钢柱与钢筋混凝土内筒结构通过钢筋混凝土梁连接成一个 整体。而屋顶则采用型钢钢柱、钢桁架结构。裙楼包括商场和文化中心,地下4层,地上7层,其结构特点是钢骨混凝土柱中钢柱为箱型截面,钢柱通过钢桁架和楼层梁进行连接。其中钢桁架和楼层梁主要采用的是各种不同规格的型材。 3.1 钢结构构件和节点制作分析 3.1.1 钢结构构件和节点加工制作综合分析 1 工程中的主要构件 通过招标文件里工程量的统计,3座塔楼钢结构的用钢量约为7000t,主要包括H型钢柱、十字型钢柱、屋顶工字钢梁和桁架三部分。裙楼用钢量约为8900t,主要包括箱型、H型、十字型钢柱和不同截面形式的钢梁。通过对整个工程构件的分析可以把在工厂加工的主要构件分为四大类:热轧H 型钢、焊接H型钢,焊接十字型柱,焊接箱型柱。 2 工程中的主要节点 钢结构节点形式多、节点构造相对简单是本工程的一个特点,根据节点所在部位、节点主要组成截面形式进行了归类,见表3.1-1。 3.1.2 钢结构构件加工制作重难点分析 1 本工程采用钢板材料最厚达130mm,厚板层状撕裂趋势严重,焊接残余应力大,如何有效控制、消减焊接残余应力,防止层状撕裂是本工程的一个重点和难点。由于厚板易产生非金属夹杂缺陷,故必须从原材料采购开始就严格控制,按业主建议或认可的生产厂家采购,同时加强对厚板的进厂复验、100%确保原材料达到设计及合同规定的性能要求。制定合理的厚板 焊接工艺方案及措施,制定科学合理的技术路线,有效的控制焊接应力应变,从焊接工艺评定开始到焊缝的无损缝检测为止各个环节进行有效的控制,保证构件在制作过程中的质量。 2 在构件和节点的制作分析中,可以知道节点形式众多,因此在工厂的制作加工和现场安装的协调管理是一个比较重要的问题。 3.2 原材料的选用、采购、检验检测 3.2.1 原材料的选用 根据设计要求,本工程中主要承重构件用的钢材均采用Q345B碳素结构钢. 其质量标准应分别符合我国现行国家标准《低合金高强度结构钢》(GB/T1591 和《碳素结构钢》(GB700 的规定。承重构件用的钢材应保证抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯试验、冲击韧性合格和硫、磷及碳含量符合限值。本工程用的钢材强屈比不应小于1.2;应有明显的屈服台阶;伸长率应大于20%;应有良好的可焊性当钢板厚大于等于36mm时应按现行国家 标准《厚度方向性能钢板》(GB5313 的规定,附加板厚方向的断面收缩率,并不得小于该标准Z15级规定的允许值。当钢板厚大于等于36mm时建议钢材订货时规定硫、磷含量控制在0.01%。Q345B钢材的机械性能见表3.2-1: 3.2.2 原材料的采购 原材料的质量保证主要靠采购评定和验收工作来保证,即主要从以下三个阶段来控制:采购前、采购中和进场检验。 采购前主要是材料技术条件和钢材供应厂家的选择,并对各种合同指标进行严格检验,所有材料应符合技术条款和施工详图设计及文件的质量标准;合格后才能签定供货合同。 采购中要对钢材厂家的样品检验,及时防止可能出现的质量问题。同时要严格按照监理单位要求,进行各种材料的检测与试验,甚至更换不合格材料或材料供应厂家的要求; 进场检验是一个重要的验收过程。对于进场的材料一定要有完整清晰的材质证明原件,并将此证明和以下复验文件一同复印,递交监理工程师加盖监理单位公章后报总包人备查。原材料的采购流程见图3.2-1: 3.2.3 原材料的检验检测 1 原材料的检验流程,见图3.2-2 图3.2-2 材料检验流程图 2 钢材的验收,见表3.2-2 表3.2-2 钢材验收 钢板验收步骤 钢板验收措施 检验工具 万能试验机、半自动冲击机、布氏硬度机、冲击试样缺口手动拉床、微机CS 分析仪、RB-1试块、钢尺、游标卡尺等。 检验内容 核对材质证书、炉批号、产品名称、数量、规格、重量、品质、技术条件、主 要标志等是否符合要求;检查钢板尺寸、厚度、钢板标记、表面质量;每批炉号复验一组机械性能和化学成份。当产品合同及技术条件对材料检验无规定时,按批量抽检复验,钢材符合GB50205-2001和设计要求的标准。 检验过程 钢材到厂后,材料采购部提供一份材料到货清单及检验通知单给质检部。 质检部接到通知单后,根据检验内容逐项组织钢材验收;钢材的复验按炉批号分批进行。 合格产品 钢材的各项指标符合设计要求和国家现行有关标准的规定(各项指标包括: 抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯试验和碳、硫、磷的合格保证等 。不符合标准的钢材不能使用。 合格产品的资料整理、保 管 钢材外观及复验检验合格后,填写《钢材验收清单》,对采购的材料需将产品证书、《材料来货报验单》、复验报告及《材料验收清单》由质检部一并整理 成册,以便备查。材料来货验收确认后,由仓管员作好验收标记,并按规定进行材料保管和发放。 焊材和涂装材料的验收,见表3.2-3 焊接材 料的验收 验收标准 重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验,复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。 由于不同的生产批号质量往往存在一定的差异,对用于重要的钢结构工 程的焊接材料的复验做出了明确规定。该复验应为见 证取样、送样检验项目。 “重要”是指: 1 建筑结构安全等级为一级的一、二级焊缝。 2 建筑结构安全等级为二级的一级焊缝。 3 大跨度结构中一级焊缝。 4 重级工作制吊车梁结构中一级焊缝。 外观检验 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。 检查数量:按量抽查1%,且不应少于10包。 焊条、焊剂保管不当,容易受潮,不仅影响操作的工艺性能,而且会对接头的理化性能造成不利影响。 对于外观不符合要求的焊接材料,不应在工程中采用。 涂装材 料 的 验收 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。 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。 3.3 工程型钢加工制作方案 3.3.1 焊接H 型构件的加工制作 通过对工程中的H 型构件的分析可以分为三类:热轧型H 型钢,在流水 线上进行制作的焊接H 型钢,腹板厚度大于32mm ,高度大于1500mm ,翼板厚度大于40mm ,宽度大于800mm 在胎架上进行制作的焊接H 型钢。下面主要就在工厂流水线和胎架制作的H 型钢制作进行介绍。 1 焊接H 钢梁,钢柱制作工艺流程图,见图3.3-1 图3.3-1 焊接H 型钢工艺流程 2 流水线焊接H 型钢梁,钢柱制作工艺,见表3.3-1 翼板下料 腹板坡口 H 型组立 涂装 尺寸检查 成品检查 尺寸、焊缝检查 入库 腹板下料 H 型焊接 H 型校正 尺寸检查 H 型加工 3 H型钢柱在胎架上的制作工艺,见表3.3-2 4 H型钢装配程控制允许偏差,见表3.3-3 表3.3-3 H型钢装配程控制允许偏差 3.3.2 十字型构件的加工制作 本工程存在大量焊接十字柱制作,根据构件的特点分析可以把十字柱构件制作分为H型和T型制作,十字柱的在胎架上装配焊接两个过程。在H 型钢生产流水线上或在胎架上组装拼焊进行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,此制作工艺下面不再进行赘述。见表3.3-4。 3.3.3 箱性型构件的加工制作 1 箱型构件制作工艺流程图,见图3.3-2 图3.3-2 焊接箱型构件工艺流程 2 箱型柱加工工序及简图,见表3.3-5 牛腿与箱柱装配 箱柱腹板焊工艺垫板 主材切割、坡口 U 型组立 内隔板 内隔板垫板机加工 BOX 组立 BOX 焊接(埋弧焊 钻电渣焊孔 电 渣 焊 尺寸、焊缝检查 尺寸、外观检查 涂装检查 箱型柱隔板组装 箱柱翼板 切帽口、打磨 检查并校正 铣端面 抛丸、涂装 内隔板切割、开云体育 开云官网内隔板垫板切割 3.4 工程典型节点的制作 本工程节点节点较多,主要有钢柱截面转换接连节点、钢柱与各框架梁的连接节点、框架梁与次梁的连接节点、桁架梁与斜撑钢柱的连接节点及柱脚构造。节点虽然形式多样,但结构比较简单,下面主要介绍结构比较特殊且有代表性的几种典型节点的制作方案。 3.4.1 柱脚节点制作 1 柱脚制作工艺流程,见图3.4-1 图3.4-1 柱脚制作工艺流程 2 柱脚装配及焊接顺序,见表3.4-1 柱脚零件下料、 钻孔、 E F 砂轮机打磨清理毛刺、熔渣,保证切割面光滑干净。 柱底端部在铣边机上铣平,其端部在一个平面上,保证柱底端部与柱底板紧密贴合。3.4.2 箱型柱中部变截面节点制作 箱型柱规格中最大截面700*700,最小截面400*400,最大板厚90mm,最小板厚20mm,下面介绍箱型柱中部变截面部分节点的制作流程。 1 箱型变截面节点制作工艺流程图,见图3.4.-2 C D 埋弧焊钻孔、电渣焊 端铣、开坡口 图3.4.-2 箱型变截面节点制作工艺流程2 箱形柱变截面加工工序及简图,见表3.4-2 2 内隔 板及 内隔 板垫 装配 焊接 内隔板的切割在数控等离子切割机上进行,保证了其尺寸及形位公差;垫板切 割在数控等离子切割机上进行,并在长度及宽度方向上加上机加工余量。垫板 长度方向均需机加工,且加工余量在理论尺寸上加10mm;垫板宽度方向仅一头 需机加工,加工余量在理论尺寸上5mm;内隔板对角线mm。切 割后的内隔板四边应去除割渣、氧化皮,并用磨光机进行打磨,保证以后的电 渣焊质量。 4 箱型 构件 隔板 组装 箱型柱隔板组装在钢平台上进行,保证了其尺寸及形位公差。箱型柱隔板长宽 尺寸精度±3mm,对角线mm。先使隔板组装机的工作台面置于水平位置, 将箱型柱隔板一侧的两块垫板先固定在工作平台上,然后居中放上内隔板,再将 另一侧的两块垫板置于内隔板上,并在两边用气缸进行锁紧,用气体保护焊对 内隔板与垫板进行定位焊,正面焊完后,工作平台翻转180度,进行另一侧的定位 焊。 5 U型 组装 先将腹板置于专用胎架上,吊运时,注意保护焊接垫板,根据箱型柱隔板的划 线来定位隔板,并用千斤顶顶紧装配,用气保焊将箱型柱隔板定位焊在腹板上, 然后将箱型柱的两块翼板置于胎架上,使三块箱型柱面板的一端头平齐再次用 千斤顶进行顶紧,最后将隔板、腹板、翼板进行定位焊。 6 BOX 组装 采用机械:变截面专用胎架 2 装配盖板时,一端与箱型柱平齐; 3 在吊运及装配过程中,特别注意保护盖板上的焊接垫板; 4 在盖板之前,首先必须划出钻电渣焊孔的中心线 BOX 焊接 该箱型柱的焊接初步定为腹板与翼板上均开20o的坡口,腹板上加焊接垫板,应 CO2气体保护焊施焊,具体工艺由焊接程序试验来确定,为减小焊接变形,两侧焊缝同时焊接,埋弧焊前先定位好箱柱两头的引弧板及熄弧板,引弧板的坡口形式及板厚同母材。 8 钻电 渣焊孔 钻孔设备用轨道式摇臂钻,找出钻电渣焊孔的样冲眼,选择合适的麻化钻,要求孔偏离实际中心线mm ,钻完一面的孔后,将构件翻转180度再钻另一面的孔,并清除孔内的铁削等污物。 9 电渣焊 1 采用高电压,低电流,慢送丝起弧燃烧; 2 当焊缝焊至20mm 以后,电压逐渐降到38V ,电流逐渐上升到520A ; 3 随时观察外表母材烧红的程度,来均匀的控制熔池的大小。熔池既要保证焊透,又要不使母材烧穿;用电焊目镜片观察熔嘴在熔池中的位置,使其始终处在熔池中心部位。 4 保证熔嘴内外表清洁和焊丝清洁,焊剂、引弧剂干燥、清洁; 5 焊后帽口必需用火焰切除,并用磨光机打磨平整。绝对禁止用锤击; 3.4.3 斜杆为H 型钢与不同截面悬臂杆连接节点 1 制作工艺流程,见图3.4-3 图3.4-3 斜杆为H 型钢与不同截面悬臂杆连接节点制作流程 2 装配及焊接顺序,见表3.4-3 F 零件的下料加工采用数控切割机切割,H型钢采用锯床切割。 牛腿在胎架手工上装配,牛腿与H型钢在专用胎架上组装,装配时以一端为基准面,采用数控钻床钻孔,保证孔位精度。 焊接顺序:先焊水平牛腿,在焊斜牛腿。 焊缝焊接后外表面打磨修整。 3.4.4 十字型变截面斜柱节点 1 制作工艺流程,见图3.4-4 C D E F A 母材相匹配,焊点保持均匀、平坦、无缺陷,焊缝不宜过高图3.4-4 十字型变截面斜柱节点制作流程 2 装配及焊接顺序,见表3.4-4 件要求适当予热,风速大于2m/s时要采取挡风措施。 当焊补。装配点焊与组装H型钢相同。 焊,焊接工艺要求与上面焊接H型钢相同。 5.4.4.5 支撑斜杆十字交叉节点 1 支撑斜杆交叉制作工艺流程,见图3.4-5,表3.4-5 图3.4-5 支撑斜杆十字交叉节点制作流程 H型钢下料钻孔装配焊接 3.5 钢结构制作焊接技术和质量保证措施 3.5.1 工程中主要应用的焊接方法和工艺 在此工程钢结构制作加工过程中主要应用到的焊接工艺有方便实用的手工电弧焊、操作方便,效率很高的CO2气体保护焊、高效率用于平焊的大电流埋弧焊,同时还有焊接可达性很强的电渣焊。下面就其工艺进行介绍: 1 埋弧焊焊接工艺 1 焊前准备 (1 埋弧焊采用的设备:采用台湾欧淬纵向BOX 流水线或横向BOX 流水线中的双丝埋弧焊焊接设备、门型埋弧焊焊接设备、半自动埋弧焊焊接设 备。 (2 引弧板及引出板的设置: 通常始焊和终焊处最易产生焊接缺陷,例如焊瘤、弧坑等,避免这些缺陷落在接头的始末端,从而保证焊缝质量均匀。引弧板材质应与母材相同,其坡口尺寸形状也应与母材相同。埋弧焊焊缝引出长度应大于60mm ,其引 弧、引出板的板宽不小于100mm ,长度不小于150mm ;引弧板及熄弧板的设置形式及点焊位置见图3.5-1: B C D E A 图3.5-1 引弧板及熄弧板的设置形式及点焊位置 (3 埋弧自动焊的打底焊:打底焊可以采用CO2气体保护焊,焊丝的选择要与母材相匹配,焊完打底焊道后,须打磨或刨削接头根部,以保证在无缺陷的清洁金属上熔敷第一道正面埋弧焊缝。 2 焊接操作 (1 埋弧焊焊接施工工艺流程,见图3.5-2 图3.5-2 埋弧焊焊接施工工艺流程图 (2 埋弧焊焊接前,用钢丝刷(钢丝刷装于磨光机上 或砂轮机清除焊缝附近至少20mm 范围内的铁锈、油污等杂物。 3 埋弧焊焊接参考规范 清理待焊接部位坡口面及周围 检查构件组装、加工及定位焊 按工艺规范调整焊接工艺参数 按合理的焊接顺序进行焊接 焊接完毕并自检后交验 工作结束,关闭电源,将焊枪、打磨等工具摆 放整齐 现场清扫,焊剂清理后回收 焊缝返修 焊缝修磨 交验过程检验员检查 按工艺文件的要求对坡口及周围进行焊前预热、焊后保温 等工艺措施 焊缝外观满足厂标 (1 H 型钢船型位置贴角焊缝自动埋弧焊工艺参数,见表 3.5-1 在焊接工艺上主要采取气保焊打底,埋弧自动焊填充及盖面,在船形位置施焊,过程中应着重注意以下几点: ① 焊接顺序应为:大坡口面打底焊一道,打底厚度根据板厚为10-20mm ;反面碳弧气刨清根后,打底焊一道,打底厚度根据板厚为15-30mm ,然后,填充、盖面;翻身后进行焊缝的填充、盖面。 ② 在具体的施焊过程中,根据实际焊缝的高度、构件的变形情况,加强构件翻身的次数,防止扭曲变形。 (2 箱型柱坡口平焊单丝埋弧焊,工艺参数见表 3.5-2 (3 箱型柱坡口平焊双丝埋弧焊,工艺参数见表 3.5-3 2 二氧化碳气体保护焊焊接工艺 1 焊接工艺及注意事项,见表 3.5-4 表 3.5-4 二氧化碳气体保护焊焊接工艺 注意事项 引 弧 与 始 端 处 理 1 引弧:要将焊枪姿态保证与正式焊接时一致,同时焊丝端头距工件表面距离不超过5mm ; 2 始端处理 a.采用引弧板 b.倒退法或回头法引弧。 3 收弧与火口处理:收弧时仍要保持焊枪喷嘴到工件表面的距离不变,释放焊枪开关。即可停送丝、停电、停送气,然后将焊枪移开。 水平 角缝 单道 焊 水平角缝单道焊时,最大焊脚长度可达7~8mm 。不同焊脚长度时焊枪指向位置也不同。焊脚长小于5mm 时,焊枪指向跟部;焊脚长大于5mm 时,焊枪指向距根部1~2mm 处。焊接时采用左焊法。 采用大电流焊接水平角缝时,焊接速度要稍低,同时要适当的做横向摆动,焊接电流和电弧电压均稍高些。不可过分的追求一道就获得太大的焊脚。 水平角缝多层焊: 1 水平角焊时,当焊脚超过8mm 时应采用多层焊。如果共需焊两层,在第一层时,焊枪与立板夹角较小,并指向距根部2~3mm 处。电流稍大些,可采用左焊法或右焊 法,亦可略有小幅度摆动。然后焊第二层。焊枪指向第一层焊道的凹坑处,采用左焊法、可根据情况采用直线法或小幅摆动法。此时电流可稍小,焊接速度梢快。这种焊法适合于要求脚长8~12mm 的焊缝。 2 当要求的焊脚更大时,需采用三层或三层以上的焊接法,其中第一层可按单道焊要领施焊,得到6~7mm 的焊脚长度,第二层,焊枪指向第一层焊道与底板的焊趾处,可采用直线焊接或小幅摆动焊接法。要注意水平板一侧达到所要求的脚长,同时焊趾整齐美观。 2 焊接常见缺陷及各参数影响规律 (1 CO2焊进行T型接头焊时,防止缺陷措施,见表 3.5-5 (2 CO2焊焊接工艺影响规律,见表 3.5-6 表 3.5-6 二氧化碳气体保护焊焊接工艺影响规律 起因结果起因结果电弧电压过高 1.弧长变长 2.飞溅颗粒变大 3.产生气孔 4.焊道变宽 5.熔深、余高变小 电弧电压过低 1.焊丝插向熔池 2.飞溅增加 3.焊道变窄 4.熔深、余高变大 焊接电流过高 1.飞溅颗粒变小 2.焊道变宽 3.熔深、余高变大 焊接速度过快 1.焊道变窄 2.产生咬边 3.熔深、余高变小 焊丝伸长太长 1.焊接电流减小 2.电弧不稳 3.飞溅增大 -- 3 焊缝的检验措施 焊接完成后,应清理表面的溶渣及两侧飞溅物,进行焊缝检验,检验方法按照DBJ08-216-95及JGJ81-2002进行,外观检查参照表3.5-7: 3 电渣焊焊接工艺 1 施工准备: 电渣焊采用的设备:采用台湾欧淬纵向BOX流水线或横向BOX流水线。 熔丝电渣焊焊丝选用JW-7,熔嘴电渣焊选用φ2.4mm的H10Mn2焊丝,焊丝质量符合标准《熔化焊用钢丝》(GB/T14957-94 的规定。 熔嘴电渣焊所用的熔化嘴(φ10*3或φ12*3 焊前需经250℃×1h烘培;焊剂选用KF600,焊剂质量符合标准《低合金钢埋弧焊用焊剂》 (GB/T12470-90 的规定,焊剂使用前必须在200-250℃温度下烘干1h,没有烘干的焊剂严禁使用。 钻电渣焊孔应采用摇臂钻,钻孔过程当中应使用空气冷却,不允许采用泼水冷却,根据不同厚度的隔板应采用不同的孔径加工,如图3.5-3所示: 图3.5-3 电渣焊孔径示意图 电渣焊钻孔工序时,孔加工好后,焊孔内会残留污物或油污,因此,焊接前应先用木棒清除焊孔内的杂物,并辅以高压气体清除,油污用火焰加热烘烤的方法去除,可用烤枪来加热烘烤。 焊接过程中所需要的主要机具:千斤顶、玻璃目镜、引弧铜块、引出铜块、火焰烘枪、砂轮机等。 2 电渣焊焊接操作 安装引出装置:引出装置用黄铜制成,放置于焊道上端。安装前应将圆孔周围约φ150范围打磨平,使焊接时渣液不易外流。 当采用熔嘴电渣焊时,应安装熔化嘴:熔化嘴采用竖向单极熔化嘴电渣焊。先插入管状焊条,将管极用铜夹头夹紧,以利导电(熔化嘴在整个焊接过程中不能短路 ;熔化嘴必须与孔中心平行,并在中心位置。 焊接前将焊丝插入熔化嘴中,检查焊丝是否平直,是否位于熔化嘴的中心,并根据情况作出相应处理;焊丝伸出熔嘴末端约5mm。 安装引弧装置:引弧装置为引弧铜帽,用黄铜制成,将其孔中心对准焊孔中心,焊前在引弧装置的凹部撒放高约10mm,粒度为φ1×1mm的引弧剂,再撒放高约15mm的焊剂,整套装置对准中心后,放于焊口下端,并用千斤顶顶紧。 3 焊接 为使箱型变形程度得到一致,必须是对称焊接,为此采用两台电渣焊机对内隔板的两侧焊道,同时同规范进行焊接。 电渣焊焊接:启动电渣焊机,引燃电弧,熔剂熔化后,形成熔渣。焊接过程中,根据面板颜色适当的调节熔化嘴或焊枪的空间位置,使其处于熔池中心部位,稳定燃烧,防止烧穿,并根据渣池的深度适当的补充焊剂,保持渣池深度约30-60mm。 引弧时,焊接电压要比正常焊接电压高一点,接近空载电压,焊接电流比正常焊接电流小一点;转入正常焊接后,将焊接电压及焊接电流调至正常值;当焊接至距顶端约100mm左右时,将电压稍降1~2V。 拆除引弧装置:熔池上升到离焊道下端约50-100mm时,松开千斤顶,并用木锤击落引弧装置。焊缝冷却后,将焊道起端终端修磨平整。 焊缝收尾:当焊接进行到引出阶段时,不应立刻放掉熔渣,而应保证合适的引出长度;为了有效防止收尾处的缩孔和火口裂纹,可以采用以下几 种方法: (1 断续送丝。 (2 逐渐减小电流和电压直至断电。 (3 收尾后,渣池不应立即放掉,以免产生裂缝。 电渣焊焊枪 焊接引出端约25mm 焊缝金属 2525 30渣池 箱型柱上表面 引出铜块 图3.5-4 电渣焊示意图 4 焊接工艺参数的选定,见表3.5-8 5 全面检验: 焊缝质量检验应注意引弧及引出部位无火口裂纹,并且引出长度超过15mm 以上。 焊接完毕24小时后进行超声波探伤检验,焊缝质量应符合一级标准。 电渣焊焊缝检验及质量控制应满足《电渣焊焊接标准》(ZGGY-BZ-005 的相关规定。 3.5.2 焊接质量的保证措施 1 钢结构焊接质量控制及管理,见图3.5-4 图3.5-4 焊接质量保证程序流程图 2 焊接质量控制 根据TQC的基本思想,全员、全面、全过程抓好各项质量管理工作,强化焊接质量管理,对影响焊接工程质量的“人、机、料、法、环”五要素作出重点预控,使质量保证体系在一定深度下有效运行,切实保证工程(制作 的质量。 分析十九项焊接质量管理要素同焊接十一项缺陷的关系,从中找出质量管理的重点和技术路线的关键线路。质量管理内容和缺陷关系见3.5-9: 表 3.5-9 质量管理内容和缺陷 质量管理因素 常见焊接缺陷 现场 管理 重点夹 渣 未熔 合 未焊 透 气 孔 形 变 电弧 擦伤 余高 过大 焊 成 型 不 好 焊 瘤 咬 边 裂 纹 人管理人 员 ◎◎ 焊接工 程师 ○○○○◎○○○○○◎○预热、后 热人员 ○○◎○焊工◎◎◎◎○◎◎◎◎□◎ 机电焊机 的选择 ○◎◎○辅机○○○○ 材焊接材 料的选 择 ◎◎○ 焊接材 料的管 ○◎○ 理 焊接材料的发放 ◎◎ 法接头形 式 ◎○ 坡口组 装尺寸 ○◎◎◎◎坡口清 理 ◎◎◎预热 后热 ○○◎◎焊工运 条方法 ◎◎◎◎◎○◎◎○焊接规 范 ◎◎◎○□◎◎◎◎◎焊接技 术选择 ◎◎◎○ 环风力过 大 □□◎◎下雨□□◎◎◎下雪□□◎◎◎ ◎强相关,有很大关系○弱相关,有一定关系□有影响 3 焊缝检验的措施 焊接完成后,应清理表面的溶渣及两侧飞溅物,进行焊缝检验,检验方法按照DBJ08-216-95及JGJ81-2002进行。 1 外观检查,见表 3.5-10 表 3.5-10 外观检查2 无损检测,见表 3.5-11 3 焊缝质量等级及缺陷分级(mm ,见表 3.5-12 3.6 厚钢板的焊接工艺保证措施 3.6.1 厚板焊接的技术措施 本工程主要材料为Q345B,大于36mm则采用Q345B-Z15,使用的板材较厚,最厚的钢板达到130mm。大型厚壁结构焊接时,如果在钢板厚度方向受到较大的拉伸应力,就可能在钢板内部厚度方向出现层状撕裂。层状撕裂发生在钢材内部,具有隐蔽性,且修复起来相当复杂。因此,成功完成厚板焊接,防止层状撕裂,保证接头质量和接头的延性、韧性性能,是本工程焊接的重点和难点。 1 厚板焊接工艺分析 结合本工程的钢材的碳当量计算结果可知,该种厚钢板在焊接时存在一定的淬硬倾向,焊接性较差,有一定产生焊接冷裂纹的倾向,焊接性能不良。 1 厚板各种截面柱角焊缝焊接时易产生焊缝根部裂纹 由于钢板很厚,坡口较大,同时角焊缝打底时采用单丝气体保护焊,若预热做得不完善或预热不均匀,则单丝焊接时热输入量显得不足,容易在焊缝根部产生缺陷。因此考虑采用双丝气体保护焊打底,加大根部焊接线能量输入,有效地解决了根部焊接缺陷,同时提高了工作效率。在现场焊接时采用大电流水冷XC600气体保护焊接,也相应能提高焊接效率,同时实现连续较大电流焊接。减少厚板焊接根部裂纹。 2 焊接效率低,易产生焊缝层间缺陷 在纵向箱柱,H型柱,十字柱在生产线进行拼装焊接时,采用双丝双弧 埋弧焊接,焊接速度为单丝焊接的2—3倍,焊接效率大幅提高,同时双丝 间可以调整横向距离,增加熔池宽度,减少层间缺陷的风险。采用窄间隙焊接坡口时,表面焊缝可以一次完成,外观美好,缺陷的风险减小。另外,双丝之间有相互预热和后热的效应,降低了预热、后热条件。 3 厚板接头主要为H型钢T型接头和箱型结构的角接接头,焊后沿板厚度方向应力很大,但Z向应变超过了材料Z向塑向变形能力时,就会产生层状撕裂。 4 钢材中非金属夹杂物的存在是产生层状撕裂的冶金因素,夹杂物的变形能力远小于基体本身,它与基体金属的结合力也远小于金属本身的强度,因此在Z向拉伸应力作用下及易沿厚度方向开裂。 2 防止厚板层状撕裂的措施 1 防止厚板层状撕裂的原则 (1 深化设计时,严把设计关,特别是坡口设计和构件加工精度指标要严格控制,从根本上消除层状撕裂出现的必要条件。 (2 优选钢材、焊材和供货商,在关键部位合理应用抗层状撕裂的优质Z向钢,并在加工前严格进行钢材Z向性能复检和UT探伤复查,从而保证接头抗层状撕裂能力,从材料品质上消除层状撕裂出现的必要条件。 (3 厚板采购时,优选供货厂家,却保证钢材的Z向性能,钢材S、P 含量严格控制在0.01%以下。 (4 厚板火焰切割前预热,火焰切割后切割断面检查。提高坡口以及宜产生层状撕裂面的加工精度,消除材料表面的微小应力集中点和硬化组织,从根本上杜绝层状撕裂。 (5 采用特殊的焊接工艺 ①采用合理科学的焊接顺序,尽量减少焊接应力; ②预热和后热,尽量减少和释放应力; ③选择高效、大熔敷、深熔的减少焊接次数的低氢焊接方法和低氢型焊材,并严格遵守操作要领,焊材强度适中,有足够的韧性,由此提高接头抗裂能力; ④采用非常规的道间消除应力方法,比如捶击、打渣等行之有效的方法; ⑤后热结束后用砂轮把焊缝的加强高磨去一层,此举的目的是释放部分应力,消除应力集中点,消除焊缝表面的硬淬组织,消除产生层状撕裂的一切环境条件。 3 防止厚板层状撕裂的工艺措施 1 选用抗层状撕裂的钢板 从产生层状撕裂的倾向性方面来说,影响Z向性能的因素较多,如焊缝有效厚度的影响,节点形式与构造的影响,与板厚直接相关的接头横向拘束影响,焊接拘束度影响,焊接预热条件的影响等。 因此,结合本工程特点厚板采用有Z向性能要求的钢板,钢板厚度方向性能级别不低与Z15,从原材料上着手避免层状撕裂。 提高钢材Z向抗撕裂的力学性能。 2 选择合理的焊接接头设计,见表3.6-3 在本工程中,所选用的钢板材料为Q345B,H型构件板材厚度高达130mm,箱型构件板材厚度达90mm。如果按照常规焊接工艺方法进行制作,坡口形式如图3.6-1所示: 图3.6-1 常规坡口示意图 由于坡口角度大,焊接状态易得到保证,焊丝与母材间夹角较大,不易产生夹渣。坡口面积较大,焊接位置和光线较好,对焊工的操作带来了很大的方便。 但是,从上图的坡口形式中,我们不难发现有如下几个问题: (1 坡口面宽度较宽,必然导致整体热输入量十分巨大,使焊缝组织晶粒粗大,焊缝表面裂纹的倾向性增加。 (2 由于焊缝的截面积很大,增大了层状撕裂危险性,并且,增大了焊接收缩和焊接变形的倾向。同时,截面积大致使焊缝的每层道数增加,焊缝的总道数增加,增大了发生夹渣的可能性。 (3 盖面道数多而使外观成型不美观,并且,由于单位长度上的焊缝金属填充量大大增加,焊材的消耗量也明显增加,致使焊接效率十分低下,焊接成本大幅提高,不能满足生产进度及降低成本的要求。 考虑到常规坡口在本工程厚板焊接中存在种种问题,对本工程之厚板与超厚板箱形截面角焊缝采用窄间隙坡口具体形式如图3.6-2: 90 90 62 图3.6-2 窄间隙坡口示意图 对常规坡口进行分析后不难发现:采用窄间隙坡口,选择Z15的钢板,可以大大减小层状撕裂风险。同时,若采用窄间隙坡口,还能带来如下优势: ①可以节约大量的焊材电能及人工。 ②焊接收缩变形明显减小,焊缝组织晶粒得到细化。 ③焊缝冲击韧性得到提高,焊接变形明显下降。 3 选择合适的焊接工艺 (1 首先在焊接材料上选用高效、大熔敷、深熔的减少焊接次数的低氢焊接方法和低氢型焊材。然后确定科学的焊接顺序和热输入尽量减少焊接变形。 (2 预热温度确定 预热的目的是减小焊缝冷却速度,防止钢材在焊接时产生冷裂纹。预热温度并非越高越好,不适当的提高预热温度会降低焊缝的强度,同时还会增大熔合比而对焊缝产生不良影响。应该首先确定最低预热温度,实际的预热温度只要不低于最低预热温度即可。 根据ANSI/AWSD1.1《钢结构焊接规范》的规定,采用碳当量和冷裂纹敏感指数来评估钢材的焊接性和确定预热温度。现采用氢含量控制法确定预热温度: 根据PC计算和AWSD1.1的规定,利用控制氢含量的方法来防止焊接冷裂纹,即接头在冷却到大约50℃以后,残留在接头中的平均含氢量不超过某一临界值,则不会产生裂纹,而氢含量的临界值取决于钢的化学成分和拘束,利用这一方法可以估算出足以使氢扩散出焊接接头所必需的预热温度。 根据拘束等级、板厚与敏感度指数及以前厚板焊接经验,经综合分析确定本工程厚板最低预热温度为150℃。 (3 后热温度确定 后热的目的是减少扩散氢,防止延迟开裂,即在冷裂纹尚在潜伏期未起裂前实施的焊后加热。后热一方面可以减少扩散氢,另一方面也可以减少残余应力和改善接头组织。最低焊后热处理温度TPC与钢的成分有关,经验公式为: TPC=455.5[(CE P]-111.4℃ (CE P=C+0.2033Mn+0.0473Cr+0.1228Mo+0.0292Ni-0.079Si+0.0359Cu-1.595P+1 .692S+0.844V 可得TPC=203℃ 因此,为加速氢的扩散逸出,将后热温度定为200-250℃范围内。 根据上述预热及后热的计分析,准备采取的远红外加热措施。预热及后热、保温温度可以自行设定,并自动执行。 3.6.2 厚板焊接过程中减少焊接应力和焊接变形的措施 1 焊后内应力的消除 1 局部烘烤释放应力 构件完工后在其焊缝背部或焊缝二侧进行烘烤。此法过去常用于对“T”形构件焊接角变形的矫正中,不需施加任何外力,构件角变形即可得以校正。由此可见只要控制加热温度与范围,此法对消余应力是极为有效的。我们将 90 90 56 90 90 35 利用电加热板对焊缝进行加热到约650度左右,保温1~1.5小时,缓慢冷却。 图3.6-3 电加热消除残余应力示意图 2 VSR消减焊接残余应力的措施 焊接残余应力的存在将给工程造成许多不良影响,如降低静载强度、焊接变形等。为此,我们制定了有效降低焊接残余应力的措施。 消除应力的措施从工艺上讲主要有热处理、锤击、振动法和加载法。在工地现场除了对焊接接头作后热处理和锤击外,没有其它有效的方式。消除应力主要在工厂进行,VSR时效振动法对于长度在10m以内,重量20吨以下的钢构件应力的消除特别有效,其操作工艺简单、生产成本较低(与热处理时效相比 ,越来越多地应用到生产当中。 图3.6-4 VSR时效振动 3 冲砂除锈的工序进行消除应力 冲砂除锈时,喷出的铁砂束高达2500MP/cm2,用铁砂束对构件焊缝及其热影响区反复、均匀的冲击,除了达到除锈效果外,对构件的应力消除亦将会起到良好的效果。 2 控制焊接变形的工艺措施 经过以上的技术分析,我们在焊接时采取以下的技术措施来控制焊接变形: 1 按照上述的工艺分析和焊接工艺评定的试验结果,制定焊接工艺规范,在生产中严格执行; 2 先焊中间再焊两边; 3 先焊受力大的构件再焊受力小的构件; 4 先焊受拉构件再焊受压构件; 5 先焊焊缝少的部位再焊焊缝多的部位; 6 先焊大厚度构件再焊较薄构件; 7 先焊趾部再焊根部。 3.7 钢结构防腐涂装工艺 3.7.1 钢结构的表面处理 构件的除锈方法和技术要求,应符合《钢结构制作工艺规程》(DBJ08 -216-95 和《涂装钢材表面锈蚀等级和涂装等级》(GB8923 以及其他现行相关法规和规范,见表 3.7-1 表面处理 顺序 表面处理措施 3.7.2 钢结构的防腐涂装工艺 为确保施工质量,所有构件材料,在切割下料前均应先进行冲砂除锈, 达到设计要求,喷砂除锈应达到Sa2.5级标准(GB/T8923-88 ,喷砂后5 小时内立即喷防锈底漆,油漆种类及漆膜厚度要求根据设计文件确定,油漆 的涂装工艺见表 3.7-2: 涂装工程质量控制程序流程图,见图.3.7-1 图 3.7-1 涂装质量控制流程图 表 3.7-3 构件涂装的质量保证措施编号涂装要求涂装质量保证措施 1 环境施工环境的温度控制,对施工质量尤为重要。露天涂装作业在晴天进行。雨、雾、露、风等天气时,涂装作业应在工棚内进行,相对湿度应按涂装说明要求进行严格控制,且应为自动温湿记录仪或温湿仪为准,温湿度控制要求为:喷砂时相对湿度≤60%;涂装时相对湿度≤80% 2 构件表 面要求 钢构件的除锈要彻底,钢板边缘棱角及焊缝区,要研磨圆滑,质量达不 到工艺要求不得涂装。 喷砂完成后,清除金属涂层表面的灰尘等杂物。 钢构件应无严重的机械损伤及变形。 焊接件的焊缝应平整,不允许有明显的焊瘤和焊接飞溅物。 安装焊缝接口处,各留出50mm,用胶带贴封,暂不涂装。 3 涂料配 比控制 防腐蚀涂料的配制,要根据配方严格按比例配制。特设专人负责配料, 并由专人进行复检。 4 间隔时间一道漆涂装完毕后,在进行下道漆涂装之前,一定要确认是否已达到规定的涂装间隔时间,否则就不能进行涂装。如果在过了最长涂装间隔时间以后再进行涂装,则应该用细砂纸将前道漆打毛后,并清除尘土、杂质以后再进行涂装。 5 涂层膜厚 的检测 施工各道油漆时,要注意漆膜均匀,并达到规定的漆膜厚度,以保证涂 层质量及保证年限。漆膜检测工具可采用湿膜测厚仪、干膜测厚仪。 6 检测方法油漆喷涂后马上用湿膜测厚仪垂直按入湿膜直至接触到底材,然后取出测厚仪读取数值。 7 膜厚控 制原则 凡是上漆的部件,应离自由边15mm左右的幅度起,在单位面积内选取一 定数量的测量点进行测量,取其平均值作为该处的涂膜厚度。但焊接接 口处的线缝、以及其他不易或不能测量的组装部件,则不必测 量其涂层厚度。 对于大面积部位,干膜总厚度的测试采用国际通用的“85-15Rule”(两 个85%原则 。 8 外观检验涂层均匀,无漏涂、针孔、开裂、剥离、粉化、流挂等现象 作为钢结构制作内容的重要部分,构件的表面处理质量是保证工程后期稳定使用,有效减少工程维护成本的重要保证。其质量控制方面主要有: 3.8 钢结构的运输方案和成品保护措施 3.8.1 钢构件运输方案的确定 本工程构件的运输采用公路运输。原则上配合现场安装计划,工厂加工制作完成并检验合格后即装车发货。 根据构件尺寸和施工现场需求,本标段将力求快、平、稳的将构件运抵施工现场。制作分段主要以公路的运输尺寸为限制3*4.5*16m。 装车时构件与构件、构件与车厢之间应妥善捆扎,以防车辆颠簸而产生构件散落。钢构件在运输车上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均能保证构件不产生变形、不损伤涂层且保证运输安全。 3.8.2 钢结构构件形式和包装分类 1 构件分类 为适应公路运输的要求,因此对钢结构构件进行了工厂的分段制作,工厂制作完成后主要有以下几种构件形态: 1 单个在2.8×3.2×16米尺寸限制范围内的单根构件(定义为第一构件 ,本工程中的绝大部分构件均属于这一类构件,如钢柱和钢梁构件。 2 其他散件和节点板(定义为第二类构件 主要包括节点连接耳板、需现场焊接的节点、需要工厂代加工的现场定位靠板、制作范围内的螺栓和需有制作厂提供的油漆等其他材料。 2 构件运输包装 产品包装是保护产品性能,提高其使用价值的手段。通过储存、运输等一系列流通过程使产品完整无损地运到目的地。 钢结构包装在油漆完全干燥、构件编号、接头标记、焊缝和高强度螺栓连接面保护完成并检查验收后才能进行; 包装是根据钢结构的特点、储运、装卸条件和客户的要求进行作业,做到包装紧凑、防护周密、安全可靠; 包装钢结构的外形尺寸和重量应符合公路运输方面的有关规定; 钢结构的包装方式有:包装箱包装、裸装、捆装和框架包装等形式。 1 包装箱:适用于外形尺寸较小、重量较轻、易散失的构件,如连接件、螺栓或标准件等。 装箱构件在箱内应排列整齐、紧凑、稳妥牢固,不得串动,必要时应将构件固定于箱内,以防在运输和装卸时滑动和冲撞,箱的充满度不得小于80%。 2 捆装:适用于钢柱、钢梁等钢构件,捆装的基本要求是必须能够经受正常的汽车运输中所产生的各种力的作用,以便保证钢结构在运输的全过程中不致发生移动、滚动和坠落等情况; 图3.8-1 H型钢的运输 3.8.3 运输过程中成品保护措施 在运输过程中,由我公司派专人负责汽车装运,并派专人押车到租赁的构件临时堆场或工地,对装卸的质量作全面的负责与监控,发现问题及时解决并及时反馈给公司总部,以便作出第一时间的处理,从真正意义上把质量放在第一位。具体保护措施见表3.8-1: 表3.8-1 运输构件保护措施 图3.7-2 H 型在运输中保护 4 钢结构吊装方法和技术措施 4.1 吊装设备选择和吊装工况分析 4.1.1 塔楼吊装设备的选择 1 塔楼一、二及酒店A吊装设备的选择 根据提供的招标文件和结构设计图纸,塔楼一、二及酒店的钢结构主要分布在塔楼四周的劲性混凝土柱和塔楼屋顶钢结构桁架上,总用钢量约7000t。结构总标高211m考虑到现场的场地条件,结构设计等因素,需对劲性型钢柱进行合理的分段以寻求最经济最有效的方案进行安装。开云体育 开云官网在本工程中综合考虑了土建及钢结构起吊重量,塔楼一、二各选用一台M440D塔吊,工作半径50m,最大起重量为40t,末端起重量为8t。酒店A选用一台型号为H3/36B的塔吊,工作半径50m,最大起重量为12t,末端起重量为3.6t。具体性能参数见表4.1-1和表4.1-2 H3/36B塔吊性能见图4.1-1,图4.1-2

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者开云APP 开云官网入口开云APP 开云官网入口开云APP 开云官网入口