湖北某大型公建钢结构工程施工方案管桁架空间网架高空原位焊接拼装图丰富可编辑Word文档下载推荐.docx
《湖北某大型公建钢结构工程施工方案管桁架空间网架高空原位焊接拼装图丰富可编辑Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖北某大型公建钢结构工程施工方案管桁架空间网架高空原位焊接拼装图丰富可编辑Word文档下载推荐.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
制作工艺流程图、每个零部件的加工工艺及涂装方案。
加工详图及制作工艺书在开工前将上报相关方审批,图纸由原设计单位确认和批准后才开始正式实施。
2、深化设计方法
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→深化设计详图。
（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行。
所有的钢结构模型“搭建”同时,可给每一构件定义它的前缀号（如一节柱定义为:
1-GZ*）,模型完成后,由程序来运行“拼装校核”,再次检查模型,最后再由程序完成“全部编号”工作。
照上述步骤完成后,再由程序导出构件、零件号最终深化图纸,最后完成图纸的“自校?
?
互校?
校对?
审核?
签字”。
2、构件图及零件图
构件图可通过整体模型导出,但需分考虑加工制作、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。
运输的长度、宽度与高度、运输单元重量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:
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;
现场吊装分段的拆分原则:
立拼或卧拼的确定、分段接口的做法,以避免仰焊;
由安装吊机起重能力及吊装方法确定的吊装单元;
拼装时的操作安全等;
3、深化设计的组织结构
4、钢结构深化设计拟采用的软件
采用计算机虚拟技术进行本项目的深化设计。
利用AutoCAD三维和Xsteel软件将整个结构在计算机中按现实的实际情况进行虚拟建造;
建模过程可以将施工图设计阶段无法考虑到的问题一一暴露出来,并加以解决;
根据确定的安装方案及通用原则将虚拟建成的三维模型拆解,进行节点和构造方面的处理。
5、深化设计图纸的主要内容
详图设计以设计单位的施工图为依据,但需补充进行部分构造设计和连接计算,一般包括以下内容:
（1）结构构件的构造设计
结构构件的构造设计主要依据现行《钢结构设计规范》GB50017-2003中的构造规定,细化以下几个方面的内容:
拱、V撑等节点设计和放样;
拱结构变截面构造设计桁架和大跨箱型梁节点设计;
梁支座加劲肋构造设计;
螺栓群和焊缝群的布置和构造;
拼接、焊接破口和切槽构造;
张紧可调圆钢支撑构造;
抗剪件、连接板、刨边、人孔和手孔等细部构造;
构件运输单元横格设计。
（2）钢结构安装施工时的构造设计
钢结构安装施工时的构造设计主要依据现行《钢结构设计规范》GB50017-2003和《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001中的构造规定。
如一些方便安装施工的临时固定加劲板,主要有以下几种常见内容:
施工施拧最小空间构造、现场组装的定位、焊接夹具耳板、安装临时固定加劲板、测量定位板等。
（3）连接计算
连接计算主要依据现行《钢结构设计规范》GB50017-2003中的规定进行计算。
如遇到规范中尚未规定的特殊计算内容,须会同设计、业主和监理共同协商,采用试验和有限元仿真分析为工程连接计算提供依据。
主要有以下几种内容:
连接节点的焊缝长度与螺栓数量计算;
拼接计算;
材料或构件焊接变形调整余量及加工余量计算;
起拱拱度计算;
相管线节点计算。
设计单位的施工图要求进行起拱的,在钢结构深化设计阶段应按起拱后的几何尺寸进行绘制;
设计单位未要求起拱的通过计算确定起拱值。
《钢结构设计规范》GB50017-2003中规定,起拱值一般为恒载标准值加1/2活载标准值所产生的挠度值。
当仅为改善外观条件时,构件挠度应取在恒荷载和活荷载标准值作用下的挠度值减去起拱度。
对于结构跨度较大的构件起拱值的确定,采用有限元分析软件反向加载构件自重,通过迭代计算取得。
6、深化设计施工详图
（1）主要图纸种类
①图纸目录
②钢结构设计总说明。
应根据设计单位的施工图总说明编写,内容包含设计依据、设计荷载、工程概况、对材料、焊接、焊接质量等级、高强螺栓摩擦面抗滑移系数、构件加工、预装、防锈与涂装等施工要求和注意事项等。
③构件装配图。
主要供现场安装用。
依据钢结构施工图,以统一类构件系统或一个区域为绘制对象,绘制本系统构件的平面布置和剖面布置,并对所有构件编号;
布置图尺寸应标明各构件的定位尺寸、轴线关系、标高以及构件表、设计总说明等。
④构件加工图和节点详图。
按设计施工图及安装分段分节图中的构件编制,主要供构件加工厂加工并组装构件用,也是构件出厂运输的构件单元图。
绘制时按主要表示面绘制每一构件的图形零配件及组装关系,并对每一构件中的零件编号,编制各构件的材料表和本图构件的加工说明。
绘制桁架时,放大样确定杆件端部尺寸和节点板尺寸。
（2）钢结构深化图绘制方法
①装配图的绘制方法
绘制结构的平面、立面布置图,构件以粗单线或简单外形图表示,并在其旁侧注明标号,对规律布置的较多同号构件,也可以指引线统一注明标号。
构件编号一般应标注在表示构件的主要平面、剖面图上,在一张图上同一构件编号不宜在不同图形中重复表示。
因细节不同（如孔、切槽等）的构件均应单独编号,对安装关系相反的构件,一般可将标号加注角标来区别,杆件编号均应有字首代号,一般可采用同音的拼音字母。
每一构件均应与轴线有定位的关系尺寸,对槽钢、C型钢截面应标示肢背方向。
平面布置图一般用1:
100、1:
200比例。
图中剖面宜利用对称关系,参照关系或转折剖面简化图形。
②构件加工图的绘制方法:
构件图以粗实线绘制。
每一构件均应按布置图上的构件编号绘制成详图,构件编号用粗线标注在图形下方,图纸内容及浓度应能满足制造加工要求。
应包括:
a、构件本身的定位尺寸、几何尺寸;
b、标所有组成构件的零件间的相互定位尺寸,连接关系;
c、标所有零件间的连接焊缝符号及零件上的孔、洞及其相互关系尺寸;
d、标零件的切口、切槽、裁切的大样尺寸;
e、构件上零件编号及材料表f、有关本图构件制作的说明（相关布置图号、制孔要求、焊缝要求等）
构件的图形应尽量按实际位置绘制,以有较多尺寸的一面为主要投影面,必要时再以顶视（底视）或侧视图作为补充投影,或另剖剖面图表示。
构件与构件间的连接部位,应按设计图提供的内力及节点构造进行连接计算及螺栓与焊缝的布置,选定螺栓数量,焊脚厚度及焊缝长度;
对组合截面构件还应确定缀板的截面与间距。
对连接板、节点板、加劲板等,按构造要求进行配置放样及必要的计算。
构件图形一般应选用合适的比例绘制（1:
20、1:
15、1:
50）,对于较长、较高的构件,其长度高度与截面尺寸可以用不同的比例表示。
构件中每一零件均应编零件号,编号应尽量按主次部位顺序编号,相反零件可用相同编号,但在材料表中的正反栏内注明。
材料表中应注明零件规格、数量、重量及制作要求（如刨边、热煨等）,对焊接构件宜在材料表中附加构件重量1.5%的焊缝重量。
图中所有尺寸均以“mm”为单位（标高除外）,一般尺寸标注法宜分别标注构件控制尺寸、各零件相关尺寸。
对斜尺寸应注明其斜度,当构件为多弧形构件时,应分别标明每一弧形尺寸相左对应的曲率半径。
对较复杂的零件或交汇尺寸应由放大样（比例不小于1:
5）,或绘制展开图来确定尺寸。
构件间以节点板相连时,应在节点连接孔中心线上注明斜度及相连的构件号。
7、确保深化设计质量的技术组织措施
（1）确保整个工程全部采用计算机三维实体模拟建造方法产生深化设计图纸和数量;
（2）加强与设计院和加工厂的协调沟通,将设计、加工、安装问题发现和解决在萌芽或初期阶段,充分了解和掌握加工厂和安装单位的需求,使设计成果尽早与具体要求吻合,少走弯路;
（3）对本工程的深化设计图纸采用自审、互审、专业审核的三级审核制度。
项目设计人员自审,项目设计人员之间要相互进行审核,专业审核人员负责专业审核,同时,由专家顾问组对钢结构的重大问题进行讨论把关。
审核内容包括:
原设计图及变更资料、计算模型及计算书、深化设计三维模型、深化设计图纸等。
二钢结构制作与运输
材料选用
1、钢材除注明者外,其余均采用Q345B。
钢材的性能应符合《碳素结构钢》（GB/T700）及《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）的规定。
必须保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能及碳、磷、硫极限含量合格。
板材厚度|f40mm的钢板Z向性能等级为Z25。
2、销轴用钢材为40Cr,调质处理。
其性能应符合《合金结构钢》（GB/T3077）的规定。
3、铸钢件钢号为ZG310-570,其性能应符合《一般工程用铸造碳钢件》（GB/T11352）的规定。
4、H型钢按《热轧H型钢和剖分T型钢》（GB/T11263-2005）标准选用。
5、角钢按《热轧等边角钢》（GB/T9787）、《热轧不等边角钢》（GB/T9788）标准选用。
6、管材宜优先选用焊管,超出焊管型号的管材可采用无缝钢管。
焊管按《电焊钢管（直缝管）》（YB242）、《螺旋焊钢管》（GB/T9711）标准选用。
无缝钢管按《无缝钢管》（GB/T8162）标准选用。
7、普通螺栓为普通C级螺栓,其性能应符合《六角头螺栓C级》（GB/T5780）和《六角头螺栓》（GB/T5782）的规定。
8、高强度螺栓为大六角型高强度螺栓,螺栓的性能应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓》（GB/T1228）、《钢结构用高强度大六角头螺母》（GB/《钢结构用高强度垫圈》（GB/T1230）、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB/T1231）的规定。
9、Q345钢焊条为E50型焊条,焊条性能应符合《低合金钢焊条》（GB/T5118）的要求;
焊剂为F50型,焊丝为H10MnSi焊丝,焊剂、焊丝的性能应符埋弧焊用焊剂》（GB12740）、《熔化焊用钢丝》（GB/T14957）的要求。
10、Q235钢焊条为E43型焊条,焊条性能应符合《碳钢焊条》（GB/T5117）的要求;
焊剂为F4A型,焊丝为H08A焊丝,焊剂、焊丝的性能应符合弧焊用碳钢焊丝和焊剂》（GB/T5293）、《熔化焊用钢丝》（GB/T14957）的要求。
11、成品固定铰支座（WJKGZ2000）有关技术参数:
（1）竖向力2000KN;
（2）水平力:
X向580KN,Y向580KN;
（3）转角:
X向0.08rad,Y向0.08rad。
钢管的制管成型工艺流程
钢管的制管成型工艺和方法
1、圆管相贯面切割后应将零件倒置水平平台上,按下列要求检验。
1管长偏差≤1.5mm
2管长1最高点?
--管2最低点偏差≤1.5mm
3管端面与平台吻合,间隙≤1mm
4管壁垂直度沿周长等分测4处偏差≤1mm
5坡口角度偏差≤2°
6沿相贯面弧长,坡口表面光顺过渡,无凹凸缘。
2、卷制钢管纵缝的焊接工艺
（1）钢管的定位焊接
钢管卷制后进行纵缝的定位拼接,定位拼接时应注意板边错边量和焊缝间隙,另外定位焊时不得用短弧焊进行定位,定位前用火焰预热到120-150℃,定位焊长度不小于60mm,间距300mm左右,定位焊条用φ3.2,焊缝高度不大于8mm,且不得小于4mm。
注意:
定位焊接必须由正式焊工进行焊接。
纵缝伸臂焊接中心焊接示意图专用纵缝焊接胎架焊接示意图
（2）钢管的纵缝焊接
①焊接方法:
筒体焊接采用在筒体自动焊接中心或在专用自动焊接胎架上进行,筒体内外侧均采用自动埋弧焊进行焊接,如下图所示。
②焊接顺序:
先焊内侧,后焊外侧面。
内侧焊满2/3坡口深度后进行外侧碳弧气刨清根,并焊满外侧坡口,再焊满内侧大坡口,使焊缝成型。
③焊前装好引熄弧板,并调整焊机机头,准备焊接。
④焊前预热:
焊接前必须对焊缝两侧100mm范围内进行预热,预热采用陶瓷电加热板进行预热,预热温度100-150℃,加热时需随时用测温仪和温控仪测量控制加热温度,不得太高,如下图示。
⑤按焊接工艺评定的参数调整焊接工艺参数,先进行内侧面的焊接,焊后用碳弧气刨进行反面清根,清除焊道内的杂物并打磨光洁,如此时温度不够,应进行继续加热,然后再进行焊接,焊后进行校正,待48小时后完全冷却后进行焊缝无损检测。
（3）防止筒体焊接产生微裂纹的措施
由于厚板从卷制到成型的过程中,产生的拘束应力非常大,将直接导致钢板的硬度增大,使材料塑性降低,钢材可焊性降低,焊接后在焊缝热影响区易产生微裂纹,所以如何保证筒体焊缝不致产生裂纹在本工程中是重中之重,根据本公司以往施工过的类似工程经验,将采取以下措施进行施工。
①会同业主、设计针对关键部位做焊缝试验,对试件进行金相分析,以获得有关重要的焊接参数和数据,用于本工程的焊接。
②严格按厚板焊接要求进行焊接。
③进行焊后热处理,用电加热的方法对焊缝进行消氢处理,具体方法为:
在筒体外侧面上焊上悬挂电加热器的碰钉,把电加热器均匀地挂在碰钉上,然后采用二层50mm厚硅酸铝保温隔热材料将电加热器包好,外用铅丝网一层将保温材料紧固,进行均匀加热。
（4）焊接应力的消除
超声冲击（UIT）的基本原理就是利用大功率超声波推动工具以每秒二万次以上的频率冲击金属物体表面,由于超声波的高频、高效和聚焦下的大能量,使金属表面产生较大的压塑变形,同时超声冲击波改变了原有的应力场,产生一定数值的压应力,并使被冲击部位得以强化。
此种方法对消除应力极为有效,经对钢结构件进行超声波震动消应力测试,焊接残余应力的消除率可达75%以上,超声冲击如下图所示。
超声冲击消应力处理示意图
3、钢管的矫正
（1）筒体加工过程中和加工成型及纵缝焊接后均需采用专用样板进行检查筒体的成型,加工样板采用2-3mm不锈钢板制作,每节筒体应用不少于三个部位的检查样板进行检查。
筒体加工成型后应直立于水平平台上进行检查,其精度要求应达到下述要求:
上、下端面平面平行度偏差≤2mm
上、下端面圆心垂直偏差≤2mm
上、下端面平面椭圆度偏差≤3mm
上、下端面平面周长偏差≤3mm
筒体高度（长度）偏差≤3mm
圆弧偏差用周长为2米的圆弧样板检验,偏差≤1.5mm,为于纵缝两侧的圆弧偏差只允许外凸,不允许内凹。
对接缝板边偏差≤1.5mm
（2）当个别管节达不到以上要求时,必须进行矫正,矫正采用卷板机和火焰加热法进行矫正。
如误差出现偏大时,采用卷板机用滚压法进行矫正,如下图所示。
4、钢管段节对接接长和对接环缝的焊接
（1）钢管段节对接接长组装胎架设置
（2）多节筒体对接接长时,第一节钢柱与上一节钢柱的相邻段节也一起进行预拼,以保证所有钢柱相互之间都进行一次预拼装,从而能保证现场安装时方便、准确。
（3）接管前每节小段节必须进行校正,特别是椭圆度必须校正好。
（4）相邻管节拼装组装时,纵缝应相互错开120°
并必须保证两端口的椭圆度、垂直度以及直线度要求,符合要求后定位焊,定位焊要求同前。
（5）拼接后在所有筒体上弹出0°
、90°
、180°
、270°
母线,以及与上节钢柱的对合标记线,并用洋冲标记。
（6）同样,将拼接好的筒体吊入滚轮焊接胎架上用埋弧焊进行环缝的焊接,焊接要求同纵缝要求,环缝焊接如下图示。
环缝焊接顺序:
先焊筒体内侧焊缝,外侧清根后再焊筒体外侧焊缝。
钢管接长后环缝自动焊接示意图
5、钢柱上下端面的加工
（1）端面机加工的目的
为控制节点的组装精度以及保证节点现场安装的精度,特别是钢柱分段间的对接焊缝的间隙要求,所以钢柱上下端面宜进行端面机加工,将构件的制作误差控制在最小范围内,保证整个结构的安装精度,同时可以加快现场钢结构的安装进度。
（2）钢柱端面机加工方法
钢柱端面机加工采用机械动力装置进行端面铣加工,通过对钢柱的端面机加工,使钢柱两端面保证平行且与钢柱轴心线相互垂直,端面加工如下图所示。
钢管端面机加工示意图
6、钢管表面处理工艺
由于本工程外筒构件钢管均为外露结构,针对本工程的特殊性,集观赏性和使用性于一体,对外露焊缝的成型应有良好的外观质量,故钢管焊接后,应对钢管的纵缝和环缝进行表面处理,严格按设计要求,对于观众视线直接可见的焊缝,当视距不超过10m时,应作磨平处理,当视距超过10m时,应作磨光处理。
主桁架制作工艺流程
1、主桁架制作工艺流程
2、下料及套料要求
（1）所有进厂材料必须复验合格后方可投产下料。
（2）钢柱底板、方管外套加劲板采用数控切割机下料,锚栓垫块采用半自动切割机下料,柱底加劲板用剪板机下料,做20mm×
20mm倒角。
锚栓垫块和柱底板用摇臂式钻床钻孔。
根据深化图纸尺寸,按《切割下料标准》及《钻孔标准》要求执行。
（3）本工程除采用自动切割机以外,其它所有的型材及劲板下料均需采用半自动切割机进行下料,严禁采用手工切割;
（4）圆管下料采用相贯线切割机下料,圆管、方管对接按如下要求:
管对接最短长度如下表。
对接长度管直径D（mm）
150≥150
对接最短长度（mm）500800
每根单杆件对接接头数量最多允许如下表
对接数量弦杆腹杆
杆件长度（m）66≤D10>
10≥1.5
数量（个）1231
（5）下料时放焊接收缩余量,焊接收缩量参考以下要求进行预留:
钢柱高度方向不留余量,长度方向按每米预留0.5mm。
3、材料的检验
为保证工程制造用材料符合设计图纸要求和现行标准规定,对用于钢构件上所有材料钢材、焊材、涂料工厂将对其质量、规格、性能和数量等进行准确而全面的检查。
并按照国家相关规范的要求,对用于钢构件上的钢材、焊材,工厂还需进行抽样复验。
4、胎架制作及其检验
地样及胎架检验要求:
（1）胎架平面度控制在±
3mm;
（2）按图纸尺寸画出地样,地样图示各主要尺寸线应控制在1mm以内;
（3）胎架及地样完毕后报质检员检查地样精度及胎架平面度;
（4）单片柱拼装选取装配工技能较高的两个班组进行组装,柱整体组装合格后可以吊至别的班组进行焊接,但本工程所用焊工必须是班组经过考试合格焊工进行施焊;
（5）装配前胎架应施焊牢固,防止装配及脱胎时发生松动;
5、桁架制作流程图
图一:
布置制作胎架
图二:
桁架下玄杆就位焊接
图三:
桁架上玄杆就位焊接
图四:
连接上玄杆间横杆
图五:
连接上玄杆间斜杆
图六:
连接上、下玄杆间腹杆
焊接工艺
1、焊接设备
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
手工焊条电弧焊ZX-500直流反接单弧手工
CO2气体保护焊CPX-350直流反接单弧半自动
2、焊接材料的选择
焊接方法母材牌号焊丝或焊条牌号焊剂或气体适用的场所
埋弧焊Q345bH10Mn2HJ431对接;
角接
手工焊Q345b/Q235bE5015/E4315定位焊;
对接;
气保焊Q345bE501T/ER50-6CO299.99%定位焊;
3、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:
E5015低氢型330-370℃:
1小时120℃
焊剂:
SJ101烧结型300-350℃:
2小时120℃
4、焊接工艺参数
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E5015
E4315平焊和
横焊Φ3.290-13022-248-12
Φ4.0130-18023-2510-18
Φ5.0180-23024-2612-20
立焊Φ3.280-11022-265-8
Φ4.0120-15024-266-10
CO2气体
保护焊E501T
ER50-6平焊和
横焊Φ1.2260-32028-3435-45
埋弧自
动焊H10Mn2
SJ101平焊Φ4.8平焊角焊单层单道焊多层
单道焊角焊缝570-66030-3535-50
550-66035-5030-35
550-66030-3535-50
5、预热和层间温度
焊前,母材的最小预热温度和层间温度应按下表要求执行;
母材牌号母材厚度
t≤20mm20t≤36mm36t≤60mm60mm
Q345B不要求≥10℃≥100℃≥150℃
（1）接头的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,焊接部位的表面用火焰或电加热均匀加热,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。
（4）预热和层间温度的测量应采用测温表或测温笔进行测量。
（5）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21℃,焊接期间应保持上表规定的最低预热温度以上。
6、焊接环境
当焊接处于下述情况时,不应进行焊接:
（1）室温低于-18℃时。
（2）被焊接面处于潮湿状态,或暴露在雨、雪和高风速条件下。
（
升级会员 