钢结构安装施工技术文档格式.docx
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三者之间相互制约,相互联系,组成厂房的整体结构体系。
很显然,厂房柱子是支撑体系,柱子的安装精度直接影响着整个厂房结构体系的安装精度,因此,我们把厂房结构安装中的柱子安装列为关键工序,以警示人们重点控制。
(1)柱子的控制应从以下几方面入手:
A 基础复测工作要严、要细、要全面,包括柱子轴线的位移、基础上表标高、杯口深度、杯口的垂直度;
如为地脚螺栓基础要特别注意地脚螺栓的外伸长度、螺栓的垂直度、螺栓距离等。
B 厂房柱子安装标高是以柱子牛腿为基准的,这一点很重要,柱子安装前对各基础标高的测量数据必须准确,运到现场的柱子一定了丈量其牛腿上表至柱底板下表的实长,再结合柱基础上表面标高来确定加设垫板的厚度,这样才能保证柱牛腿标高符合设计要求。
B 安装过程的测量监控要跟上,且要跟紧,边测边调整时,最终的测量记录要准,要真实可靠,为后续的结构安装提供真实依据。
C 临时固定要牢固,临时固定措施要可靠。
对于杯形基础,二次灌浆过程要由测量跟踪监控,防止灌浆振捣使本已调整并临时固定好的柱子发生偏斜、位移或扭转等。
(2)在保证柱子安装精度的基础上,吊车梁体系结构安装就容易多了,但要注意以下方面的问题:
A吊车梁安装时要对同一列吊车梁的直线度、吊车梁上表的倾斜度严格控制,安装前在柱牛腿上放线要准确,保证两列吊车梁的跨距满足设计要求。
B吊车梁与制动板的连接为高强螺栓连接,施工中要对此加大控制力度,不论是吊车梁与制动板地面拼装整体吊装,还是二者分别吊装,二者组装前都要对高强螺栓磨擦面进行打磨,除去连接面上的污物和强螺栓孔边缘的毛刺、保证连接紧固轴力满足设计要求。
C吊车梁下翼板(受拉翼缘)不得粘焊任何东西,这一点要特别注意。
这是由于钢吊车梁是直接承受动荷载作用的构件,若在吊车梁的受拉翼缘上进行焊接,极易使翼缘边缘母材损伤,产生缺口或缺陷,降低疲劳强度,使该处受力时应力集中,导致开裂,甚至破坏。
但目前有些设计单位在设计图的总说明上明确规定吊车梁的任何部位都不得粘焊东西,这是不对的,对于小截面的吊车梁吊装时可以采取捆绑式,而截面太大时只能采取在上翼板上焊设吊耳的办法。
上翼板是允许的,吊车轨道有时设计本身就是与吊车梁用连接板连接的,连接板就是焊在吊车梁上的。
例如:
京唐钢轧钢厂房的吊车梁截面高度6.2m,长度60m,重量达214t,吊装绳扣需Φ90mm的,如采取捆绑式吊装,若大的绳扣、若大的吊车梁截面无法实现,只能在上翼板上焊设吊耳,经过我亲自与设计沟通最终得以同意。
道理很简单,
早期的制动板与吊车梁上翼板连接设计本身就是全焊,80年代初才改为高强螺栓连接;
轨道与吊车梁间的连接有时设计本身就是连接板焊接。
又如:
营口轧钢工程中3.3m吊车梁………
D吊车梁安装就位后校顺序要正确,吊车梁的校正应在屋架安装后进行,或是屋架安装前先校正吊车梁的标高,其它指标(中心线、轴线间距、垂直度、水平度等)待屋架安装后再行校正。
这是因为如果屋架安装前对吊车梁进行校正,当屋加架安装时,有可能引起钢柱变形,而直接影响吊车梁的的中心(位移)、轴线间距(即跨度)、垂直度、水平度等也随之出现偏差,需要重新进行调整,造成返工,浪费工时。
(3)屋面结构安装,如是屋架型式,视厂房跨度的大小考虑单榀吊装还是扩大单元吊装。
单榀吊装时要注意首榀吊装就位后的侧向临时固定问题;
扩大单元整体吊装要意空间测量问题,依据要安装的轴线的空间尺寸拼装吊装单元的外形尺寸,保证吊装就位顺利。
如是屋面梁型式就简单了。
但屋面梁吊装时应考虑吊点是否合理,包括吊点位置和吊点数,防止梁平面内失稳。
1.2轧钢厂房钢结构
轧钢厂房虽然各跨全是单层厂房,但因轧机跨的设备基础施工和设备安装调试是总包工程的主要矛盾线,轧机基础又很深,所以,钢结构厂房的安装首先要考虑轧钢主车间厂房是开放式施工还是封闭式。
合理的方法是开放式施工,原因是因为轧机基础太深太大,施工周期长,而且厂房结构安装完后再挖基础,会将厂房柱子基础挖空,使已安装好的厂房柱子发生位移或倾斜,最终后果不堪设想。
轧钢厂房开放式安装与封闭式安装对钢结构专业所投入的机械成本是结然不同的,近年来我公司所干得轧钢工程所负出的代价太大了,就是因为一些轧钢项目投标时并没考虑这个问题,只是按照一般厂房安装成本估得价,结构真正干时,该开放安装的区域不可能按封闭安装施工进行,大型吊机必须进场,从而机械成本大副度攀升,倒致严重亏损。
安装技术同上。
1.3其它钢结构工业厂房:
(略)。
2炼铁工程钢结构
炼铁工程钢结构主要抱括:
高炉炉壳、炉体框架、热风围管、粗煤气系统、出铁场厂房、上料系统、炉体设备(冷却壁、风口、铁口、渣口)、热风炉系统。
2.1钢结构专业施工部暑总体策划
炼铁工程钢结构专业施工前技术方案的策划主要是围绕如何布设塔机,原则上首先要满足炉壳及框架结构,同时要最大限度的少压出铁场,且尽可能的保证上降管和上料通廊上段这两个大型构件的吊装就位,这一点非常关键,它直接关系到吊装机械的投入量、吊装机械的利用率、总体网络工期的实现、安装作业面的规划等。
当然,有时由于工艺设计布置上下降管与上料通廊间夹角所限,无法实现两者兼顾。
因此,如何布设塔吊、布置位置、塔机型号、这是高炉工程钢结构安装施工总体策划的重中之重。
2.2高炉钢结构安装施工的主要关键技术
2.2.1高炉、热风炉炉壳焊接技术
(1)立缝气电立焊技术:
近年来,我公司在高炉热风炉安装中,炉壳的立缝采取了一项新的焊接技术—--气电立焊,它是一种采用药芯焊丝,外加CO2气体保护,焊接垂直和接近垂直位置的焊接接头。
其特点是焊接全自动化、高焊接生产率、改善作业环境。
早期炉壳焊接为手工电弧挑立焊,焊接效率极低;
后来发展为熔嘴电渣焊,一定程度上提高了焊接效率,焊缝成形比手工焊的要好得多;
如今发展为气电立焊,其效率成倍提高,成本也大大降低。
气电立焊的坡形式与尺寸是不可替代的,是专用坡口。
所以,在策划炉壳焊接方案时,要注意这一点,一旦按气电立焊开了坡口,只能用气电立焊法施焊。
(2)环缝自动埋弧焊技术:
环缝自动埋弧焊技术是与气电立焊一起发投入市场的,实现了横缝位置的埋弧自动焊。
埋弧焊坡口形式和尺寸可以替代。
高炉炉壳环缝采用环缝自动埋弧焊时,开面内大里小的不对称坡口,这样做的目的在于用内侧用环缝自动焊焊接,安装到一定高度可以探伤检测,随之可安装冷却壁,不用等炉壳安装到顶再安冷却壁,可加快安装进度;
外侧的小坡口用CO2气保焊,即不受冷却壁的影响,CO2焊前先清根,打磨后再施焊。
而热风炉炉壳则相反,开成外大内小,用环缝自动焊先焊外侧,然手用CO2气保焊焊里侧,这样可免去外侧CO2焊时的防风措施。
之所以只一侧用环缝焊机焊,另一侧用CO2气保焊,一方面受环缝自动埋弧焊机设备的限制,其吊杆长度有限;
另一方面是因为焊接设备来回倒运麻烦,影响工期进度。
2.2.2高炉风口法兰工厂化施工技术
传统的技术是风口带炉壳安装焊接完,形成刚性的壳体后,开风口、安装并焊接法兰,近年来一些施工企业采取了风口工厂化施工的技术,我公司在莱钢3800m3高炉工程中也采用了这项技术,总结两者的优缺点,个人认为如下:
传统的技术:
风口总体施工质量高,因为所用的风口是在本带炉壳焊接完毕形成刚性体后开设的,焊完后不再解体,风口安装的各项指标(13项)容易保证。
缺点一是影响安装进度,从风口开设、到法兰安装、焊接占用一定的工期;
二是风口是用手工开设,开设质量不好,影响焊接质量;
三是焊接质量不如工厂容易保证。
工厂化施工技术:
由于风口是用半自动切割开设的,单个风口的开设质量容易保证;
风口法兰工厂焊接,焊接质量容易保证。
但由于此时风口带的立缝尚未焊接,即便是在预拼状态下开设的风口,但解体后经过运输、吊装、现场再拼装、立缝焊接等多个环节,很容易造成变形,使风口的总体质量发生变化,有些技术指标得不到保证。
但只要防范措施得当,可以控制的。
另外,工厂化施工可以有效的缩短安装工期。
2.2.3冷却壁液压推进就位技术:
本技术是我公司试图在莱钢高炉中应用的,但由于客观原因未能实现,准备以后在其它高炉工程上应用。
2.2.4粗煤气系统五通球安装
莱钢高炉设计中有五通球,五通球的拼装很关键,莱钢工程中我公司项目总工编制的粗煤气系统安装专项方案图文并茂的描述了五通球的整个拼装和安装技术,摘要如下:
(1)现场拼装五通球应严格按照结构预拼装后的产品编号进行拼装,组装顺序为:
先拼装赤道带→检验各项偏差并调整→焊接赤道带各瓦瓣,并探伤合格→再拼装上下极带→检验各项偏差并调整→焊接赤道与上下极带焊缝,并探伤合格→退火处理,以消除残余焊接应力。
图示如下
(2)为保证上升管和下降管开孔位置的准确,应在五通球赤度带拼装完后,通过预先在拼装平台上投放的上升管和下降管中心轴线,采用经纬仪在五通球赤度带上投放上升管和下降管中心轴线,如下图:
(3)五通球的安装方法
A五通球开孔是在五通球拼装、焊接、退火完成后地面上进行的,五通球上的上升管和下降管的开孔,要依据五通球拼装时投放的上升管和下降管角度中心线,再用水准仪依据设计开孔标高中心尺寸测量出开孔水平轴线,并用冲子冲出钢印。
如下图。
B五通球的上升管和下降管角度中心线和水平轴线在球体上投放完成后,按两轴线交点中心依据上升管外壁管径在球体上画出开孔线,下降管开孔线比下降管外壁管径小于100mm,以确保五通球安装偏差对下降管安装的影响,利于后续工序调整。
五通球按在球体上画出开孔线进行切割开孔。
如下图示:
C安装上升管接头,上升管接头长度为1300mm,接头安装时应根据上升管弯管段顶端管段间的实际测量距离确定上升管接头管间距离,管的相对距离调整完成后,为确保安装偏差不影响连接,可将一个上升管接头进行焊接完成,其余三个留置活头,利于安装精确调整。
D上升管弯管段与五通球的连接采用加固圈连接方式,加固圈宽度为400mm,加固圈分两半对接,一半设置在上升管弯管段,另一半点焊到五通球的接头上,随同五通球一起吊装。
图示如下:
E五通球吊装就位后,先将五通球上的固定接头与上升管弯管段进行对接,并焊接固定,再调整对接三个活头接头,五通球调整体对接完成后即进行焊接固定。
F五通球吊装就位及调整后,焊接必须达到70%,吊车方可回钩,回钩必须缓慢,确认无误后方可摘钩。
2.2.5下降管安装:
因下降管为超长、超重、超高构件,安装前主要解决一个如何吊装、吊装到位后是否能顺利就位的问题。
如何吊装就是采用单机吊还是双机抬吊,吊车如何站位、吊点放样计算、吊耳设置、吊装绳扣选择等。
吊点选择不当,吊上去就位困难;
特别是双机抬吊装,两机的站位一定合理,保证提起后能顺利就位。
保证下降管吊起后顺利就位的一个更重要的环节还有安装前空间位置和角度的测量,安装前必须有用仪器测量上部五通球(或上升管)与下部降尘器之间的夹角、空间实长等空间尺寸,再根据这些记录对下降管构件净料。
下降管上面的梯子、人孔等附属件要与下降管一拼吊装,地面拼装时要特别注意各自的转角和方位,不然吊上去后出错无法调整。
从前我们在这方面吃过亏,对空间尺寸不量不测,运到现场的下降管构件直接按图纸净料,结果吊到空中无法对位,不是角度不对,就是两端接口间隙太大,甚至无法对口,将下降管吊下来处理。
2.2.6上料通廊安装:
上料通廊和下降管一样,属超长、超重、超高构件,安装前要认真放样计算吊点位、和吊点数,保证顺利就位。
通廊的吊点要设在下弦,以缩减吊装绳扣的长度。
吊点要进行加固,防止变形。
通廊吊装是单机吊还是双机抬吊,视现场情况而定。
3储气柜安装
3.1 储气柜的类别
3.1.1目前最常见的储气柜有两种类型,一是干式气柜,二是湿式气柜。
由于湿式气柜耗能大,污染严重基本上被掏汰。
就干式气柜又分为三种型式:
稀油密封干式储气柜、布帘密封干式储气柜、新型干式储气柜。
3.1.2大家记住一点:
根据储存介质的不同,设计上选用不同密封方式的气柜,高炉煤气、焦炉煤气、天然气等要使用稀油密封式柜;
转炉煤气由于其污染严重,对密封油有影响,要使用布帘密封式柜。
3.1.4两种不同的干式气柜,其结构形式、施工技术的难易度、质量标准要求、施工周期等是截然不同的。
(时间关系,略)
二高层民用建筑钢结构施工
1高层钢结构中按结构种类和结构体系划分类型:
结构种类
结构体系
钢结构
框架
框架-支撑(剪力墙板)
各种筒体
有砼剪力墙的钢结构
钢框架-砼剪力墙
钢框架-砼核心筒
钢框筒-砼核心筒
2高层和超高层的划分:
国内将100m以下的称高层,100m以上的称超高层,但国际上都称高层。
3高层钢结构安装流水段的划分
安装流水段可按建筑物平面形状、结构形式、工期、现场施工条件和安装机械的数量等范围划分。
4高层民用钢结构施工中与土建专业间的几个穿插条件
4.1钢混混合结构体系施工时,钢筋混凝土核心筒必须提前施工,一般比钢结构安装超前10—15层,如果二者相差过大,可能引起已浇筑的混凝土楼板开裂,并由此引起已安装的柱头向内倾斜,影响钢结构安装质量.如果核心筒施工超前15层以上,必须取得设计方的批准;
二者相差过小时混凝土剪力墙的强度达不到要求,强度未够时不能施工外框架钢结构。
核心筒和外框施工过紧,不利用各专业垂直交叉施工。
4.2钢结构安装和楼板的施工应相继进行,两项作业相距不应超过5层。
楼板施工过慢,对钢结构安装精度会产生不利影响。
4.3外包或内灌砼的柱子施工,不论是外包还是内灌砼的柱子,都是钢柱先受力,但外包或内灌不能太迟,一般不超过10层。
如果外包内浇混凝土过迟,将使组合柱的混凝土受力推迟,形成两张皮的现象,
5高层民用钢结构安装技术要点
5.1测量控制:
测量控制抱括测量仪器和测量人员的配置、测量控制网的建立、安装过程中的竖向投递、测量调整等。
测量控制是高层建筑施工中的关键技术,我公司目前自身的测量专业不论是人员素质、还是测量仪器、测量技术各方面都不具备高层安装测量的能力,所施工的高层工程中的测量工作基本上都协给了一公司测量处。
5.2安装节点施工、焊接顺序:
(1)垂直方向节点的施工顺序:
高层钢结构柱安装时要分成若干节的,一节柱最多带三层梁(卡头)。
安装多层柱节时,应先固定顶层梁,再焊接柱与柱接口,然后固定下层梁,最后固定中层梁,在焊下层梁的同时安装上节柱。
(2)当钢框架梁与柱接头为腹板栓接、翼缘焊接时,按先栓接后焊接的顺序进行施工。
(3)水平方向节点施工顺序:
从基准间开始向四周扩展;
或从角部开始向内包围。
(4)高层钢结构框架的焊接施工顺序总的原则是:
结构对称、节点对称、全方位对称。
(5)单节柱焊接时,应先焊上层梁,后焊下层梁,以便框架稳固和便于施工。
(6)柱—梁节点焊接时,柱上对称的两根梁一般情况下应同时施焊,而一根梁的两端不得同时焊接。
要先焊梁的一端,待焊缝冷却至常温后,再焊另一端。
(7)柱—柱接点焊接时,柱的对称两个翼缘应有两名焊工同时施焊。
钢柱现场焊接必须由焊接技术水平较高的焊工施焊,现场焊缝为对接焊缝,质量等级为一级。
(8)箱型柱对接接头采取加引弧板的方法进行焊接,施焊时,柱两对边的焊缝首次焊接的层数不宜超过4层,焊完第一个4层,切去引弧板并清理焊缝表面后,转90°
焊另两个相对边的焊缝。
这时可焊完8层,再转至另两个相对边,如此循环直至焊满整个柱接头的焊缝为止。
(9)不加引弧板焊接柱与柱接头时,要有两名焊工在相对位置以逆时针方向在距柱角50mm处起焊.焊完一层后,第二层及以后各层均在离前一层起焊点30~50mm处起焊.每焊一遍应认真清渣,焊到柱角处要稍放慢速度,使柱角焊缝饱满.最后一层盖面焊缝,可采用较小的电流进行焊接.
(10)在柱子两相对侧面有梁的中柱(两个对面)和边柱(一个对面)处两个焊工为一组在对面进行焊接;
柱与梁的焊缝有上下翼缘两条,先焊梁的下翼缘,后焊上翼缘。
(11)焊接工作完成后,焊工应在焊缝附近打上自己的代号钢印。
(12)对经检查发现的不合格部位的焊缝必须进行返修。
修补后的焊缝应用砂轮进行修磨,并按要求重新进行检查。
对于低合金结构钢焊缝,在同一处的返修次数不得超过2次。
对经过2次返修仍不合格的焊缝,要会同设计或有关部们研究处理。
5.3高层钢结构安装焊接方法:
高层钢结构节点多,焊接量大,要求焊接效虑高,因此国内外目前均采用CO2气保焊,焊丝ER50-6。
三钢结构通用规范和技术要点
1材料复验:
1.1规范GB50205--2001中第4.2.2条规定:
属于下列情况之一的钢材,应进行抽样复验.
(1)国外进口钢材:
对于进口钢材入关时,按规定都要进行商检,且商检报告具有法定效律,因此,当商检报告的内容与设计要求相符时,可以不进行抽样复验,商检报告可以代替复验报告,但商检的内容一般较少,属于基本常规的检验项目,可能与设计要求的项目不相符,此时应对不相符的项目进行抽样复验.
(2)钢材混批:
由于钢材经过周转、调剂等方式供应到用户后容易产生混炉号,而钢材又是按炉号和批号发材质合格证,因此对于混批的钢材应进行复检。
(3)板厚等于或大于40mm,且设计有Z向性能要求的厚板:
厚钢板存在各向异性(X、Y、Z三个方向的屈服点,抗拉强度、伸长率、冷弯、冲击值等各项指标,以Z向试验最差,尤其是塑性和冲击功值),因此当板厚大于40mm,且承受沿板厚方向拉力时,应进行复验。
(4)建筑结构安全等级为一级,大跨度(跨度在60mm以上)钢结构中主要受力构件所采用的钢材:
对于大跨度结构来讲,因弦杆或梁用钢板为主要受力构件,因此规定应进行复验.
(5)设计有复验要求的钢材:
设计中有明确要求时必须进行复验。
(6)对质量有疑问的钢材:
对质量有疑问的钢材主要是指:
A对质量证明文件有疑义时的钢材;
B质量证明文件不全的钢材;
C质量证明书中的项目少于设计要求的钢材;
本规定适用于各类工程,但过去由于冶金类工程管理较松,监理们对钢结构不是十分精通,一般情况不要求,随着工程监理越来越严格,钢材复验不仅在民用建筑中被重点控制,冶金建筑也逐渐被重视起来。
如正在施工的承钢转炉工程中,业主从宝钢聘请了一位监理,对钢结构很专业,工程一开始便提出了钢材复验的问题。
1.2钢材的复验项目
(1)拉伸试验:
(屈服强度和抗拉强度)
(2)冷弯试验;
(3)屈强比(必须大于1.2)
(4)冲击试验
(5)有Z向性能要求的要做拉伸的断面收缩率的复验
(6)化学成分中的五大元素
1.3钢材复验的比例:
不同的工程有不同的要求,因此规范中未规定,须几方尚量。
2焊接工艺评定:
2.1关于焊接工艺评定,在“钢结构焊接技术规程”中列为强制性条款,并规定凡符合以下情况之一者,应在钢结构件制作及安装施工之前进行焊接工艺评定:
(1)国内首次应用于钢结构工程的钢材(包括钢材牌号与标准相符,但微合金强化元素的类别不同和供货状态不同,或国外钢号国内生产);
(2)国内首次应用于钢结构工程的焊接材料;
(3)设计规定的钢材类别、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理制度以及施工单位所采取的焊接工艺参数、预热后热措施等各种参数的组合条件为施工企业首次采用。
2.2焊接工艺评定应由制作、安装单位根据所承担钢结构的设计节点形式、钢材类别、规格、采用的焊接方法、焊接位置等来制定焊接工艺评定方案,拟定相应的焊接工艺评定指导书,按焊接规程中的规定焊接试件,经探伤合格后切取试件,送具有国家技术质量监督部门认证资质的检测单位进行试验。
2.3焊接工艺评定原则:
(1)不同焊接方法的评定结果不得互相代替。
(2)不同钢材的焊接工艺评定应符合下列规定:
A不同类别钢材的焊接工艺评定结果不得互相代替;
BⅠ、Ⅱ类同类别钢材中当强度和冲击韧性级别发生变化时,高级别钢材的焊接工艺评定结果可代替低级别钢材;
Ⅲ、Ⅳ类同类刚材中的焊接工艺评定结果不能相互代替;
不同类别的钢材组合焊接时应重新评定,不得用单类钢材的评定结果代替。
C接头形式变化时应重新评定,但十字形接头评定结果可代替T形接头评定结果,全焊透或部分焊透的T形或十字形接头对接与角接组合焊缝评定结果可代替角焊缝评定结果。
2.4评定合格的试件厚度在工程中使用的厚度范围符合下表规定:
焊接方法类别号
评定合格试件厚度
t(mm)
工程适用厚度范围
板厚最小值
板厚最大值
1、2、3、4、5、8
≤25
0.75t
2t
>
25
1.5t
6、7
不限
0.5t
1.1t
9
≥12
注:
(1)板材对接的焊接工艺评定结果是用于外径大于600㎜的管材对接
(2)类别号:
1--手工电弧焊;
2—半自动气保焊;
3—半自动自保护焊;
4—非熔化极气保焊;
5—自动埋弧焊;
6—电渣焊;
7—气电立焊;
8—自动气保焊;
9—栓钉焊;
2.5评定试件的焊后热处理条件应与钢结构制造、安装焊缝中实际采用的焊后热处理条件基本相同。
2.6焊接工艺评定结果不合格时,应分析原因,制定新的评定方案,按原步骤重新评定,直到合格为止。
2.7施工企业已具同等条件焊接工艺评定资料时,可不必重新进行相应项目的焊接工艺评定。
3焊接材料的选择
3.1焊接材料与母材的匹配原则:
3.3.1首先是强度的匹配,焊接材料的机械性能应与母材的机械性能
相当,即焊接熔