钢结构制作施工工艺手册.docx

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钢结构制作施工工艺手册

钢结构制作施工

工艺手册

九江市现代钢结构工程有限公司

JIUJIANGXIANDAISTEELSTRUCTUREPROJECTCO.,LTD

1.前言

技术部认真研究业主提供的施工技术文件（设计施工图、设计规范、技术要求等资料），经理解后，编制制造工艺方案及验收要求文件、完成施工图转换、焊接工艺评定、火焰切割工艺评定、涂装工艺评定、工艺文件编制、工装设计和质量计划编制等技术准备工作。

1.1钢结构制作一般规定

1.1.1钢结构的制作单位应根据已批准的技术设计文件编制施工详图，且经原设计单位批准。

当需要修改时，制作单位应向原设计单位申报，经同意并签署文件后方能生效。

1.1.2钢结构在制作前，应根据设计文件和施工详图的要求编制制作工艺文件。

制作工艺文件至少应包括：

制作所依据的标准，制作厂的质量保证体系，成品的质量保证和为保证成品达到规定的要求而制定的措施，采用的加工、焊接设备和工艺装备。

1.1.3钢结构制作、拼装、安装、验收及土建施工用的计量器具，应按同一标准进行检定，校准合格并应具有相同的精度等级。

1.1.4钢结构的制作单位，在必要时应对构造复杂的构件或节点进行工艺试验。

1.1.5连接复杂的钢构件，应根据合同要求在出厂前进行预拼装。

1.1.6采用的原材料及成品应进行进场验收。

凡涉及安全、功能的原材料及成品应按本规范规定进行复验，并应经监理工程师（建设单位技术负责人）见证取样、送样。

1.1.7各工序应按施工技术标准进行质量控制，每道工序完成后，应进行检查。

1.1.8碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成焊接24h以后，进行焊缝探伤检验。

1.2材料要求

1.2.1钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求，并按规定进行复验。

1.2.2焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

重要钢结构采用的焊接材料应按规定进行抽样复验，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。

1.2.3钢结构连接用高强度大六角头螺栓连接副、扭剪型高强度螺栓连接副、普通螺栓、地脚锚栓等紧固标准件及螺母、垫圈等标准配件，其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

高强度大六角头螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副出厂时应分别随箱带有扭矩系数和紧固轴力（预拉力）的检验报告。

1.2.4高强度大六角头螺栓连接副应按规定检验其扭矩系数，其检验结果应符合规范规定。

1.2.5扭剪型高强度螺栓连接副应按规定检验预拉力，其检验结果应符合规范规定。

1.2.6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。

1.2.7钢结构用橡胶垫的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

1.2.8钢结构工程所涉及到的其他特殊材料，其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

2.施工工艺流程

2.1钢构件加工一般工艺流程

2.2焊接钢管构件加工工艺流程

2.3焊接H型钢加工工艺流程

2.4十字花柱加工工艺流程

2.5焊接箱形构件加工工艺流程

3.钢结构制作施工工艺及技术措施

3.1焊接钢管加工制造工艺

焊接钢管有两种加工方案，一种采用钢板卷制成小段节，再将多节钢管对接接长；另一种采用钢板压制，钢管的长度方向环缝较少，纵向只有一条纵缝。

压制直缝钢管的制管成型工艺：

3.1.1下料切割

按照施工工艺要求，下料前充分考虑钢板在压制过程中的延伸量，减少焊后外圆周长增大引起管径的偏差，采用数控气割或纸条气割机切割成型，气割对接焊缝处的坡口。

在气割成型的钢板画上钢板压圆的中线及直缝对接的装配依线（即对接缝各向内100mm），均打上洋冲眼，铲除割渣及毛刺，打磨周边坡口面至光洁后，进入下道工序。

3.1.2预弯加工

将气割成型的钢板复划线，按圆弧周长均分压弯位置线，并画出压弯位置线。

板运输至1200t的预弯机上，用匹配的渐开线模具先压制钢板两边缘150～300mm弧度，其弯曲半径应等于实际弯曲半径。

3.1.3压制成型

在压制过程中，应用样板复合每一道压制时的圆弧成型情况，使其均匀圆滑的成型，调整下模挠度补偿参数，使得压制曲面母线直线度复合要求，避免成型后翘裂。

对于锥形管压制时要考虑到滑块的倾斜量，数控小车不等距送料等，确保每道压制过程模具的中心线与所划得分度线偏差不大于5mm；最后一道压制时应考虑到开口间隙复合工艺要求；对于半圆管的压制则应考虑到半圆管的直径应稍大于实际直径，便于组对时调整。

钢管在压制成开口管后有输送辊道送至台架上，复核开口管的上下口径的尺寸，合格后进入合缝预焊机。

3.1.4合缝预焊

将筒体放置在组对工装上，对齐筒体端口的四中线，调整对接位置的错边误差，应控制在2mm左右，并用楔子控制对接筒体间的间隙。

定位焊：

将组对完成经检验符合要求的管体实施定位焊。

打底焊：

将定位焊焊接完毕后的钢管吊至旋转工装台上，进行连续打底预焊。

合缝预焊：

进入自动合缝机后，先要调整好合缝压辊的位置并锁死，在钢管合缝的过程中应符合筒体的外圆周长，检查钝边的间隙，径向的错边等符合工艺要求后，才能连续合缝预焊。

3.1.5钢管内焊

焊缝的两端头须焊接引弧板，先用埋弧自动焊焊接内侧焊缝后，预焊缝进行碳刨清根，刨至完整金属，并用砂轮进行打磨除渣再外焊设备焊接成型，（按焊接工艺提供的焊接工艺采纳数，用埋弧自动焊自一端起焊至另一端。

每焊毕一层清焊渣，及时检查缺陷，及时处理修补后方能焊下一层，筒体厚度大于40mm，纵缝施焊前按工艺要求用数控履带式加热板进行预热）。

3.1.6钢管外焊

焊缝的两端头须焊接引弧板，先用埋弧自动焊焊接内侧焊缝后，预焊缝进行碳刨清根，刨至完整金属，并用砂轮进行打磨除渣再外焊设备焊接成型，（按焊接工艺提供的焊接工艺采纳数，用埋弧自动焊自一端起焊至另一端。

每焊毕一层清焊渣，及时检查缺陷，及时处理修补后方能焊下一层，筒体厚度大于40mm，纵缝施焊前按工艺要求用数控履带式加热板进行预热）。

割除引弧板及修磨气割处至光滑，清理焊缝并经外观检查符合工艺要求。

3.1.7精整校直

待焊接外币罐体完全冷却后，钢管输送至精整机，进行管体通长整圆，直至圆度和外径偏差符合要求。

由专检检查合格后转至校直设备进行校直，钢管线及母线的直线度应符合工艺要求，由自检、专检复核后才能流至下道工序。

3.1.8焊缝探伤、外形和外观检测

钢管精整较直后，对钢管的纵缝（只允许有一条）进行探伤检测，不合格必须做返修处理。

外观、外形尺寸：

在钢管前序完成后最终由终检人员验收，各项指标符合要求才允许贴合格证入库。

3.2焊接H型钢加工制造工艺

3.2.1放样、下料

钢板放样采用计算机进行放样，放样时根据零件加工、焊接等要求加放一定机加工余量及焊接收缩补偿量；钢板下料切割后用矫平机进行矫平及表面清理，切割设备主要采用数控等离子、火焰多头直条切割机等。

3.2.2H型杆件的组装

H型杆件的翼板和腹板下料后应标出翼缘板宽度中心线和与腹板组装的定位线，并以此为基准进行H型杆件的拼装。

H型杆件拼装在H型钢拼装机上进行自动拼装。

为防止在焊接时产生过大的角变形,拼装可适当用斜撑进行加强处理,斜撑间隔视H型杆件的腹板厚度进行设置。

3.2.3钢板矫平

钢板切割后必须对切割后的零件进行矫平。

3.2.4H型杆件的焊接

H型钢拼装定位焊所采用的焊接材料须与正式焊缝的要求相同。

H型杆件拼装好后吊入龙门式埋弧自动焊机上进行焊接，焊接时按规定的焊接顺序及焊接规范参数进行施焊。

对于钢板较厚的杆件焊前要求预热，采用陶瓷电加热器进行，预热温度按对应的要求确定。

3.2.5H型杆件的校正

H型杆件组装焊接完后进行校正，校正分机械矫正和火焰矫正两种形式，H型杆件的焊接角变形采用H型钢矫正机进行机械矫正；弯曲、扭曲变形采用火焰矫正，矫正温度控制在650℃以下。

3.2.6H型杆件的钻孔

为了保证钻孔的精度，所有需要钻孔H型杆件必须全部采用维数控锯钻流水线进行钻孔、锁口,以保证杆件长度和孔距的制度精度。

3.2.7冲砂涂装

为保证H型杆件的冲砂涂装质量，由于本工程杆件数量非常之多，为保证涂装施工进度。

必须采用专用涂装设备以流水作业方式进行涂装施工，本公司拟采用H型钢抛丸除锈机进行杆件的冲砂涂装，以保证涂装质量和涂装施工进度。

3.2.8标识

杆件制作完后采用挂标识牌的方法注明杆件编号、名称、杆件连接方向等。

表1：

焊接H型钢杆件制作精度要求

序号

项目

允许偏差（mm）

1

断面尺寸

高（H）

±1.0

宽（B）

±2.0

断面对角线（D）

±2.0

扭转（δ）

±3.0

2

构件长度

上翼缘

±3.0

下翼缘

3

翼缘板对腹板的垂直度

0.5（有孔部位）

1.5（无孔部位）

4

翼、腹板平面度

有栓孔处±0.5

无栓孔处±1.5

3.3十字型花柱制造工艺

3.3.1拼装胎架设置和面板定位划线

组装前现在平台上划出箱体中心线、上下端口企口线，然后设立胎架模板，胎架模板上下口水平度必须保证不大于1mm，然后吊上面板与胎架进行定位，定位后在面板上划出腹板、加劲肋安装位置线，并进行检查。

3.3.2内侧腹板和加劲肋的组装和焊接

根据面板上的安装位置线，进行安装内侧腹板和腹板内得加劲肋，定对相对位置和组装间隙后，进行定位焊接，然后进行对称焊接，先焊竖向角焊，后焊平角焊，对于长度较长焊缝，采用分段退步法焊接。

3.3.3箱体另一侧面板的组装和焊接

内侧腹板和加劲肋安装后，进行另一侧面板的组装定位，对位时注意组装间隙和相对位置，定位后即进行面板和内测腹板及加劲肋间的焊接，焊接采用CO2气体保护焊进行对称焊接，焊后进行局部矫正。

3.3.4目字型箱体两侧腹板的组装焊接

箱体面板焊接后，进行组装外侧腹板，定对相对位置和组装间隙后于面板和加劲肋进行定位，然后进行地腹板与面板的纵向焊缝焊接，对于外侧腹板与逆横向加劲肋间的焊缝，无法施焊处，采用电渣焊接的方法进行焊接。

3.3.5斜交箱体的组装焊接

主箱体组装焊接后，进行一侧斜交箱体的组装和焊接，组装时先组装腹板和内部加劲肋，待内部焊接后再进行封板组装面板，组装后即进行焊接，对于内部加劲无法焊接的区域，采用局部电渣焊接的方法进行焊接。

3.3.6另一侧斜交箱体的组装焊接

一侧斜交箱体组装焊接后，进行局部矫正，然后翻身重新进行定位，按相同的组装焊接方法进行另一侧斜交箱体，最后在自由状态下进行测量验收，与钢柱下段预拼装后做好分段处的对合标记。

3.4箱形构件加工制作工艺

3.4.1零件下料、拼板

钢板下料前矫正机进行矫平，防止钢板不平面影响切割质量。

零件下料采用数控精密切割，对接坡口采用半自动精密切割，下料后进行二次矫平处理。

腹板两长边采用刨边加工。

拼接焊缝余高采用砂带打磨机铲平。

3.4.2横隔板、工艺隔板的组装

横隔板、工艺隔板组装前四周进行铣边加工，以作为箱型构件的内胎定位基准。

在箱型构件组装机上按T形盖板部件上的结构定位线组装横隔板。

3.4.3腹板部件组装、横隔板焊接

组装两侧T型腹板部件，与横隔板、工艺隔板顶紧定位组装。

采用CO2气体保护半自动焊焊接横隔板三面焊缝。

3.4.4上侧盖板部件组装

组装上侧盖板部件前，要经监理对齐内部封闭的隐蔽工程检验认可，并对车间底漆损坏处进行修补涂装。

3.4.5焊接、矫正

焊接前根据板厚情况，按工艺要求采用电加热板进行预热，先用CO2气体保护半自动焊焊接箱内侧角焊缝，再在箱型构件生产线上的龙门式埋弧自动焊机上依次对称焊接外侧四条棱角焊缝。

焊后对焊缝进行修磨并进行焊缝的无损检测，矫正后提交。

3.4.6端面加工

采用专用的端铣加工背对箱型梁两端进行端面机加工，作为制孔的基准面。

3.4.7制孔

根据三位数控钻床的加工范围，有限采用龙门移动数控钻机制孔，对于超长构件采用平台整体划线覆盖式样板制孔。

3.4.8标识、存放

将构件编号、定位标记等符号按工艺规定标注在指定部位。

杆件存放时应注意保护，下侧应用枕木垫置，多层堆放时应控制层数，以防止杆件变形。

3.5钢结构构件制作技术措施

3.5.1放样、号料和切割

3.5.1.1需要放样的工件应根据批准的施工详图放出足尺节点大样。

3.5.1.2放样和号料应预留收缩量（包括现场焊接收缩量）及切割、铣端等需要的加工余量。

3.5.1.3号料前必须了解原材料的材质及规格，检查原材料的质量。

不同规格、不同材质的零件应分别号料。

3.5.1.4钢材切割面或剪切面应无裂纹、夹渣、分层和大于1mm的缺棱。

3.5.1.5气割的允许偏差应符合下表的规定

表2：

气割的允许偏差

项目

允许偏差

零件宽度、长度

±3.0

切割面平面度

0.05t,且不应大于2.0

割纹深度

0.3

局部缺口深度

1.0

注：

t为切割面厚度。

3.5.1.6机械剪切的允许差应符合下表的规定

表3：

机械剪切的允许差

项目

允许偏差

零件宽度、长度

±3.0

边缘缺棱

1.0

型钢端部垂直度

2.0

3.5.2矫正和边缘加工

3.5.2.1碳素结构钢在环境温度低于-16℃、低合金结构钢在环境温度低于-12℃时，不应进行冷矫正和冷弯曲。

碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时，加热温度不应超过900℃。

低合金结构钢在加热矫正后应自然冷却。

3.5.2.2当零件采用热加工成型时，加热温度应控制在900～1000℃；碳素结构钢和低合金结构钢在温度分别下降到700℃和800℃之前，应结束加工；低合金结构钢应自然冷却。

3.5.2.3矫正后的钢材表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不得大于0.5mm，且不应大于该钢材厚度负允许偏差的1/2。

3.5.2.4冷矫正和冷弯曲的最小曲率半径和最大弯曲矢高应符合规范的规定。

3.5.2.5钢材矫正后的允许偏差，应符合表4的规定。

表4：

钢材矫正后的允许偏差

项目

允许偏差

图例

钢板的局部平面度

t≤14

1.5

t>14

1.0

型钢弯曲矢高

/1000且不应大于5.0

角钢肢的垂直度

b/100双肢栓接角钢的角度不得大于90°

槽钢翼缘对腹板的垂直度

b/80

工字钢、H型钢翼缘对腹板的垂直度

b/100且不大于2.0

3.5.2.6气割或机械剪切的零件，需要进行边缘加工时，其刨削量不应小于2.0mm。

3.5.2.7边缘加工允许偏差应符合表5规定。

表5：

边缘加工允许偏差

项目

允许偏差

零件宽度、长度

±1.0

加工边直线度

l/3000,且不应大于2.0

相邻两边夹角

±6’

加工面垂直度

0.025t,且不应大于0.5

加工面表面粗糙度

0.02

3.5.3组装

钢构件组装应符合下列规定：

3.5.3.1组装应按制作工艺规定的顺序进行。

3.5.3.2组装前应对零部件进行严格检查，制作必要的工装。

3.5.3.3焊接H型钢及焊接箱形构件的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于200mm。

翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；腹板拼接宽度不应小于300mm，长度不应小于600mm。

3.5.3.4钢构件组装允许偏差，应符合表6～8规定：

表6：

焊接H型钢的允许偏差（mm）

项目

允许偏差

图例

截面高度h

h<500

±2.0

500

<1000

±3.0

h>1000

±4.0

截面宽度b

±3.0

腹板中心偏移e

2.0

翼缘板垂直度

b/100，且不应大于3.0

弯曲矢高（受压构件除外）

L/1000，且不应大于10.0

扭曲

h/250，且不应大于5.0

腹板局部平面度f

t<14

3.0

t≥14

2.0

表7：

焊接连接制作组装的允许偏差（mm）

项目

允许偏差

图例

对口错边

t/10，且不应大于3.0

间隙a

±1.0

搭接长度b

±5.0

缝隙

1.5

高度h

±2.0

垂直度

b/100，且不应大于3.0

中心偏移

±2.0

型钢

错位

连接处

1.0

其他处

2.0

箱形截面高度h

±2.0

宽度b

±2.0

垂直度

b/200，且不应大于3.0

表8：

钢管构件外形尺寸的允许偏差（mm）

项目

允许偏差

检验方法

图例

直径

±d/500

±5.0

用钢尺检查

构件长度

3.0

管口圆度

d/500，且不应大于5.0

管面对管轴的垂直度

/1500，且不应大于3.0

用焊缝量规检查

弯曲矢高

l/1500，且不应大于5.0

用拉线、吊线和钢尺检查

对口错边

t/10，且不应大于3.0

用拉线和钢尺检查

注：

对方矩形管，d为长边尺寸

4.钢结构制作注意事项

4.1施工准备

4.1.1优化施工方案和合理安排施工程序，作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。

4.1.2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。

4.1.3合理选择和配备先进的加工检测设备，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。

4.1.4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。

4.1.5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。

4.2放样

4.2.1放样前，放样人员必须熟悉施工图和工艺要求，核对构件及构件相互连接的几何尺寸和连接有否不当。

如发现施工图有遗漏或错误，以及其它原因需要更改施工图时，必须取得原设计单位签具的设计变更文件，不得擅自修改。

4.2.2放样均以计算机进行放样,以保证所有尺寸的绝对精确。

4.2.3放样工作完成后，对所放大样和样杆样板（或下料图）进行自检，无误后报专职检验人员检验。

4.3号料

4.3.1号料前，号料人员应熟悉下料图所注的各种符号及标记等要求，核对材料牌号及规格、炉批号。

当供料或有关部门未作出材料配割（排料）计划时，号料人员应作出材料切割计划，合理排料，节约钢材。

4.3.2号料时，针对本工程的使用材料特点，我们将复核所使用材料的规格，检查材料外观质量，制订测量表格加以记录。

凡发现材料规格不符合要求或材质外观不符要求者，须及时报质管、技术部门处理；遇有材料弯曲或不平值超差影响号料质量者，须经矫正后号料，对于超标的材料退回生产厂家。

4.3.3根据锯、割等不同切割要求和对刨、铣加工的零件，预放不同的切割及加工余量和焊接收缩量。

4.3.4因原材料长度或宽度不足需焊接拼接时，必须在拼接件上注出相互拼接编号和焊接坡口形状。

如拼接件有眼孔，应待拼接件焊接、矫正后加工眼孔。

4.3.5下料完成，检查所下零件的规格、数量等是否有误，并进行炉批号跟踪。

4.4切割

4.4.1根据工程结构要求，构件的切割应首先采用数控、等离子、自动或半自动气割，以保证切割精度。

4.4.2钢材的切断，应按其形状选择最适合的方法进行。

4.4.3切割前必须检查核对材料规格、牌号是否符合图纸要求。

4.4.4切口截面不得有撕裂、裂纹、棱边、夹渣、分层等缺陷和大于1mm的缺棱并应去除毛刺。

4.4.5切割前，应将钢板表面的油污、铁锈等清除干净.

4.4.6切割时，必须看清断线符号，确定切割程序。

4.4.7钢管采用五维空间的自动切割机下料，以保证相贯线几何尺寸的精度，管口的光洁度，为确保焊接质量打下有力的基础。

4.5组装

4.5.1构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、方向和尺寸无误后才可进行组装。

检查指标为完成对零件或部件的互检过程。

4.5.2构件在组装时必须清除被焊部位及坡口两侧50mm的黄锈、熔渣、油漆和水分等；并应使用磨光机对待焊部位打磨至呈现金属光泽。

检查指标为待焊部位的清理质量标准。

4.5.3焊缝的装配间隙和坡口尺寸，均应控制在允许公差的范围之内，凡超差部位应给予修正，满足规范要求。

4.5.4重要结构的焊接接头，必须在接头两端设置引弧和引出板，其坡口形式应与被焊焊缝相近，焊缝引出长度应大于60mm，引弧板和引出板的宽度应大于100mm，引弧板和引出板的长度应大于150mm，厚度不小于10mm；焊接完成后，应用火焰切割去除引弧板和引出板，并修磨平整，不得用锤击落引弧板和引出板。

4.5.5构件在密封前，应由质检进行隐蔽工程的检查，确保隐蔽工程的质量合格，同时清除构件内部的杂物后方可进行构件的密封。

4.5.6不允许随意增加刚性支撑来防止焊接变形，严禁在构件上随意打火和引弧。

4.5.7杆件组装时应将相邻焊缝错开,面板与腹板之间应相互错开200mm,且与相邻的加劲肋焊缝也须错开至少100mm。