阳级炉钢结构制作和安装施工方案.docx
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阳级炉钢结构制作和安装施工方案
1、工程概况
1.1江铜30万吨铜冶炼，熔炼主厂房阳极炉工序，厂房钢结构主跨檐口标高为25.200m、25.860m，附跨檐口标高13.800m，采用钢柱、钢梁组合门式钢架结构，厂房轴线面积为4016m2。
1.2厂房屋面坡度为1：
10。
1.3主跨厂房钢结构形式为20m单跨，即单跨双坡组合而成，附跨厂房钢结构形式为33m单跨，与主跨连接，单跨单坡无脊。
1.4钢柱、钢梁采用焊接H型、屋面梁采用异截面焊接H型钢制作组焊而成。
1.5建筑物安全等级为二级，耐火等级为二级，钢结构表面涂装:
氯化橡胶丙稀酸云铁底漆二道，氯化橡胶丙稀酸磁漆面漆三道，干膜总厚度≥220um。
1.6钢结构总工程量约1300吨。
2、施工准备
2.1技术准备
2.1.1主要执行标准
GB50205-2002《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50017-2003《钢结构设计规范》
JGJ81-2002《建筑钢结构焊接规程》
JG700-88《碳素结构钢》
GB5117-95《碳钢焊条》
GBIT1591《低合金高强度结构钢》
GB/T14957-94《焊接用钢丝》
JGJ82-91《建筑钢结构高强度螺栓连接的设计，施工及验收规程》
GB5293-85《碳素钢埋弧焊用焊剂》
GB50046-95《工业建筑防腐蚀设计规程》
YB/T3301-81《焊接H形钢》
GB50018-2001《冷弯薄壁型钢结构技术规程》
2.1.2进行图纸自审及会审，领会设计意图。
编制冷加工工艺，机加工工艺、切割焊接工艺，完成对班组的技术交底。
2.2.建立施工组织管理体系
为保证本制作安装工程的顺利施工，应建立起完整、有效运行的施工组织管理体系。
2.3.建立质量保证体系
为满足施工全过程的质量控制，确保产品质量，应建立完整、有效的质量保证体系。
2.4材料准备
根据施工详图，提出准确的主材计划、辅材计划，交供应部门按期保质供应。
本工程辅材消耗计划表
序
号
材料名称
规格
单位
数量
1
碳钢焊条
E4303Φ4
kg
2000
2
碳钢焊条
E4303Φ3.2
kg
800
3
焊丝
H08MnAΦ4
kg
15000
4
CO2焊丝
H08Mnsi2/Φ1.2
kg
15000
5
焊剂
HJ402
kg
15000
6
砂轮片
Φ180
片
1000
7
油漆刷
4″
把
1000
8
氧气
标准瓶
瓶
1800
9
乙炔气
标准瓶
瓶
900
10
琴线
细
m
800
11
石笔
合
80
12
粉笔
合
2000
13
破布
kg
300
14
钢丝绳
6×37Φ8.7
m
100
15
钢丝绳
6×37Φ13
m
300
16
钢丝绳
6×37Φ15
6×37Φ26
m
各400
17
钢丝绳
6×37Φ17
6×37Φ21
m
各400
18
竹刷把
把
200
19
消防水枪
支
3
20
胶皮管
1″
m
200
21
刷漆滚筒
把
200
22
样板纸
M2
1000
2.5工机具准备
根据制作安装需要，制订工机具使用计划，交由机动部门保证供应。
本制作安装工程工机具使用计划表
序号
机具名称
规格型号
单位
数量
1
行车
20t×5t×22.5m
台
4
2
龙门吊
10t
台
1
3
龙门吊
50t
台
1
4
液压剪板机
QCS31/20
台
1
5
翼缘校直机
YTJ60型300/3000×6
台
1
6
平板机
78×600/20×1200
台
1
7
半自动切割机
CG-100
台
8
8
埋弧自动焊机
MZ-1-1000
台
3
9
直流焊机
AX-500
台
10
10
交流弧焊机
BX3-500
台
15
11
摇臂钻床
Φ50、Φ60
台
各1
12
喷砂机
台
1
13
钢板吊夹
1t、8t
个
各10
14
钢板吊夹
3t、5t
个
各10
15
卡环
16-50
个
60
16
红外线烘箱
ZYHC-150
台
1
17
宽座角尺
L=600
个
6
18
汽车式起重机
100t
台
1
19
汽车式起重机
50t
台
1
20
平板汽车
加长8t
台
2
21
H型组立机
Z15型2000/1500×800
台
1
22
直条火焰切割机
YD-500KR5HGECG1-4000A
台
1
23
CO2气体保护焊机
YD500KR5HG500
台
20
24
悬臂自动焊机
MZ-1-1000
台
2
25
多轮拖车
60t
台
1
26
无气喷涂机
QPT6528K
台
4
27
磁座钻
BC-23-32
台
2
序号
机具名称
规格型号
单位
数量
28
液压板料折弯压力机
WY67-63
台
1
29
等离子切割机
PC160-D
台
1
30
仿型切割机
CG1-150
台
1
31
数字化超探仪
DNT-760
台
1
32
角磨机
φ180
台
12
33
角磨机
φ100
台
6
34
H型钢抛丸机
台
1
35
空压机
6M3
台
2
36
架管
φ50
t
6
37
扣件
标准件
件
1500
38
竹架板
块
500
39
经纬仪
台
2
40
水准仪
台
2
41
微电脑测厚仪
DTH-H型
台
2
42
枕木
根
200
43
碳精棒
φ48×355
支
1000
44
水平尺
2/1000
把
4
45
元钢
φ16
m
1200
46
撬棍
500
根
30
47
撬棍
1500
根
30
48
信号旗
红、绿
面
4
49
镀锌铁丝
8#
Kg
400
50
口哨
个
12
51
垫铁
250×150×20
块
500
52
斜垫铁
200×80×20×8
付
200
53
安全带
付
40
54
角钢
∠70×6
m
600
55
方木条
80×60×1500
根
300
3、钢结构制作工艺
制作工艺总流程
3.1材料
3.1.1主框架柱、梁、吊车梁、制动桁架均采用符合中国国家标准Q345B级等级钢材，应具有相应的原厂出厂证明文件及吊车梁所用钢材应具有00C冲击韧性的合格保证。
3.1.2屋面支撑、屋面檩条、拉条；墙面檩条、拉条，柱间支撑均采用符合国家标准Q235级等级钢材，应具有相应的原厂出厂证明文件。
3.1.3钢柱、钢梁的连接采用高强螺栓，次构件的连接采用普通螺栓。
3.1.4底漆为涂装采用LSB04-2氯化橡胶丙稀酸涂料,面漆为氯化橡胶丙稀酸磁漆。
3.2放样、号料和切割
3.2.1放样和号料应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩及切割、刨边和铣平加工余量。
3.2.2号料的允许偏差应符合下表规定：
号料的允许偏差表
项目
允许偏差
（mm）
零件外形尺寸
±1.0
孔距
±0.5
3.2.3气割采用半自动精密切割，气割前应将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后应清除熔渣和飞溅物。
3.2.4气割后允许偏差应符合下表的规定：
项目
允许偏差
（mm）
零件长度、宽度
±3.0
切割面平面度
0.05t且不大于2.0
割纹深度
0.2
局部缺口深度
1.0
注：
t为切割面厚度.
3.3.矫正和成型
3.3.1碳素结构钢在加热矫正时，加热温度应根据钢材性能而定，但不得超过9000C。
3.3.2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。
钢材矫正后的允许偏差应符合下表的要求：
3.3.3钢柱、钢梁火焰矫正
由于焊接H型钢在下料、拼装、焊接过程中，产生的应力变形，需进行火焰校正；此结构焊接H型钢构件，由于材料为Q345B（16Mn），且板厚较厚，火焰矫正时应注意以下几点：
①使用氧气、乙炔火焰校正时，应使用2把以上H01-40焊矩，同时加热至8500C左右，严禁超过9000C，防止材料材质发生变化。
②冷却应选择缓冷方式（自然冷却），禁止急冷（如水冷或风气冷却）。
③校正可选择一截面或多截面加热，视变形量和变形点而定。
④不得多次加热一个变形点，若一次加热一个变形点，待冷却后，变形点未能达到校正效果，可在变形点附近区域再次进行加热处理，严禁在同一截面或点多次加热，达到校正目的。
3.4制孔
3.4.1普通螺栓孔全部采用C级螺栓孔（Ⅱ类孔），孔壁表面粗糙度Ra不应大于25μm，允许偏差应符合下表的规定：
项目
允许偏差
（mm）
直径
0~+1.0
圆度
2.0
垂直度
0.03t且不大于2.0
3.4.2高强螺栓孔孔壁表面粗糙度Ra及孔径允许偏差应符合相关规范要求。
3.4.3螺栓孔偏差超过规定时，不得采用钢块填塞，可采用与母材材质相匹配的焊条补焊后重新制孔。
3.5组装
3.5.1组装前各零部件应检查，连接接触面和沿焊缝边缘每边30~50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪等应清除干净。
3.5.2板材、型材的拼接，应在组装前进行，构件的组装应在部件组装焊接矫正后进行。
3.5.3焊接连接组装的允许偏差应符合下表的要求：
3.5.4组装顺序应根据结构形式、焊接方法焊接顺序等因素确定。
3.5.5当采用夹具组装时，拆除夹具不得损伤母材，对残留的焊疤应修磨平整。
3.5.6顶紧接触面应有75%以上的面积贴紧，用0.3mm塞尺检查，其塞入面积应小于25%，边缘间隙不应大于0.8mm。
3.6焊接和焊接检验
3.6.1焊工应经考试并取得合格证后方可从事焊接工作。
合格证应注明施焊条件，有效期限。
焊工停焊时间超过6个月，应重新考核。
3.6.2焊接时，不得使用药皮脱落或生锈的焊条和受潮结块的焊剂及已熔烧过渣壳。
3.6.3焊丝在使用前应清除油污、铁锈。
3.6.4焊条、焊剂使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙。
3.6.5对接接头、T形接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及对接和角接组合焊缝，应在焊缝的两端设置引弧和引出板，其材质和坡口形式应与焊件相同。
引弧和引出的焊缝长度，埋弧焊应大于80mm，手工电弧焊应大于50mm。
焊接完毕后应采用气割切除引弧和引出版，并修磨平整。
3.6.6焊接时，焊工应遵守焊接工艺，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。
3.6.7角焊缝转角处宜连续施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于10mm，角焊缝端部不设置引弧和引出板的连续焊缝，起落弧点距焊缝端部宜大于10mm，弧坑应填满。
3.6.8多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。
3.6.9焊成凹形的角焊缝，焊缝金属与母材应平缓过渡。
3.6.10定位焊所采用的焊接材料型号，应与焊件材质相匹配，焊缝长度不宜小于25mm，定位焊位置应布置在焊道内，并由持有合格证的焊工施焊。
3.6.11焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查清原因，订出修补工艺后方可处理.
3.6.12焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。
3.6.13所有拼板对接焊缝质量等级要求为二级。
所有角焊缝，即当焊件较小厚度小于16mm时，采用双面贴角焊，其角焊缝焊角高度为较薄焊件厚度。
3.6.14焊接H型钢腹板与翼板的连接，当腹板厚度小于16mm时，腹板与翼板的连接采用双面贴角焊，其角焊缝焊角高度为较薄板厚度焊缝质量等级要求为三级。
3.6.15吊车梁焊接H型钢，上翼缘与腹板的连接焊缝质量等级为二级。
3.6.16焊缝外形尺寸应符合现行国家标准《钢结构焊缝外形尺寸》的规定。
3.7焊接H型钢
3.7.1制作前对本工程所有焊接H型钢进行统计，以便于统一排版下料，考虑到焊接收缩，下料应留50mm余量。
3.7.2翼缘板和腹板应采用自动抽条切割机进行切割，切割质量应符合有关规定。
3.7.3当翼缘板需要拼接时，可按长度方向拼接；腹板拼接，拼接缝可为“十”字型或“T”字型；翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距应大于200mm，拼接焊接应在H型钢组装前进行。
3.7.4H型钢在组装前应对翼板和腹板进行校平，在平板机上进行。
3.7.5H型钢的组装应在组装机上进行，组装时应四面点焊牢固，且用角钢支撑防止变形。
3.7.6H型钢的焊接采用埋弧自动焊，不允许手工电弧焊。
埋弧焊时所采用的焊丝为（Q235B）Q235材料钢，焊剂为HJ402，筋板的手工电弧焊所采用的焊条为E4303；Q345B钢的焊丝为H08MnA,焊剂为HJ402,CO2焊丝为H08MnSi2。
3.7.7钢柱、钢梁的H型钢焊接胎架角度为450，如下图示，为控制焊接变形，焊接顺序如图示：
3.7.8埋弧焊时，焊丝伸出长度为35~40mm，对准焊缝中心（包括指针），机头在轨道上行走，两次确认不偏边后退回引弧板起弧，起弧后迅速调整电弧、电压至规定的值，方能进入正式焊缝焊接，在焊接过程中监视电压变化并监视指针准确无差的对准焊缝中心。
焊接速度为14~20m/h，焊接电流为500~600A电弧电压为32~36V。
3.7.9H型钢焊完后应进行翼板校直，H型钢的翼缘中心应对准校直机的凸轮中心，观察无误后进行慢慢的下压两边的边轮且行走一定距离。
待检查翼缘校直在规范范围内之后进行整根H型钢的校直。
在翼缘校直时必须要使翼缘中心线对准凸轮中心线以及左右边轮的下压程度要一致，否则会导致H型钢的扭曲变形或翼缘板垂直度超标。
3.7.10焊接H型钢的允许偏差应符合下表的要求：
3.8摩擦面处理
3.8.1高强螺栓接触面处理后的抗滑移系数值应符合设计规范的要求。
3.8.2高强螺栓接触面采用喷砂进行处理。
3.8.3经处理的摩擦面，出厂前应按批作抗滑移系数试验，最小值应符合设计的要求，运输过程中构件摩擦面不得损伤。
3.8.4处理好的摩擦面，不得有飞边、毛刺、焊疤或污损等。
3.8.5抗滑移系数是高强度螺栓连接的主要设计参数之一，它直接影响构件的承载力，一般情况下大多采用摩擦系数≤0.3~0.45。
3.9涂装和编号
3.9.1钢结构的除锈和涂装应在制作质量检验合格后进行。
3.9.2钢结构表面的除锈方法为喷砂除锈，质量达到Sa21/2级。
3.9.3钢柱、钢梁即结构件采用氯化橡胶丙稀酸云铁底漆和氯化橡胶丙稀酸磁漆涂料进行涂装。
使用前先将涂料用手电钻或其它机械搅拌均匀，搅拌均匀后方可施工。
涂料可采用喷料斗喷涂或涂刷涂施工。
3.9.4涂装应均匀,无明显起皱、流挂,附着应良好。
3.9.5构件编号采用钢印编号，涂装完后，应进行二次构件编号，使用编号油漆粗芯记号笔。
4、钢结构安装工艺
4.1基础交接验收
4.1.1在基础交接时，应对建筑物的定位轴线，基础轴线标高，地脚螺栓位置等进行检查。
4.1.2检验基础砼强度是否达到设计要求，并应检查基础周围是否回填和夯实。
4.1.3检查基础的轴线标志和标高基准点是否准确齐全。
4.2基础的复测
4.2.1在基础交接验收后，应根据基础的轴线标志和标高标志结合钢结构图纸轴线尺寸，对基础的轴线和标高进行复测检验。
支承面、地脚螺栓（锚栓）的允许偏差
项目
允许偏差（mm）
支承面
标高
±3.0
水平度
1/1000
地脚螺栓
螺栓中心偏差
5.0
螺栓外露长度
±20.0
预留孔中心偏移
10.0
4.3基础的处理
4.3.1经检验基础与图纸不符时，如超出规范规定允许偏差范围应对基础进行处理，即应保证基础轴线和标高符合设计图纸和规范的要求。
4.3.2不论是采用钢垫板二次灌浆，还是采用座浆垫板，基础表面必须刷毛洗净否则影响基础顶面垫层质量。
4.3.3钢垫板的面积应根据基础的抗压强度，柱脚底板下细石砼二次浇灌前柱承受力的荷载和地脚螺栓的紧固拉力计算确定。
4.4安装材料机具的准备
4.4.1钢结构的安装应根据现场的实际情况需要准备好各种材料及设备和机具，具体见前面施工准备。
4.5结构的倒运、堆放、运输
4.5.1构件堆放
由于此工程构件数量较多，构件在结构厂加工完毕后，容易混乱，为了识别且有效地保护产品，构件油漆后，必须根据构件号进行统一编号（可用记号笔或标签纸），且应堆放成堆，以便交付和安装时识别。
①对于一般构件，由于形状比较规则，尺寸小且数量少，构件加工完毕后，经除锈、防腐及编号完毕完，通过行车等机具转运到结构厂外面的龙门吊下，分区露天存放，此处地面条件较好；堆放时应整齐，垫片应平整、稳定，防止构件在堆放过程中出现变形现象。
②对于大型构件，由于其外形尺寸特殊（牛腿、搭接板较多），不宜堆放，应在我工程处生产区50t龙门吊下，设置专门场地，配置专用钢凳，进行摆放。
由于场地有限，大型构件较多，摆放时，应尽量摆放整齐，合理使用场地，构件摆放好后，严禁在结构件上放置其它材料或小型构件，做到场地整洁、摆放整齐、稳定。
4.5.2钢结构的运输应根据钢结构的安装顺序，分单元成套供应，不得随意运输。
4.5.3钢构件运输时，应根据钢结构的长度，重量选用车辆，钢构件在车辆上的支点，两端伸出的长度及绑扎方法均应保证钢构件不产生变形，不损坏涂层。
4.5.4钢构件存放地面应平整坚实，无积水，钢构件应按种类、型号，安装顺序分区存放，钢构件底层垫枕木应有足够的支承面，并应防止支点下沉，相同型号的钢构件叠放时，各层钢构件的支点应在同一垂直线上，并应防止钢构件被压坏和变形。
4.6.钢构件现场复验
4.6.1钢构件运到现场后，并在安装前应对钢构件进行复验，应按构件的位置方向进行核实。
4.6.2钢构件在安装前应对构件的弯曲、扭曲、长度进行检查，如有弯曲和扭曲应进行校正校直。
钢构件检验见下表：
钢构件检验表
项目
允许偏差（mm）
梁长度
端部有凸缘支座板
0，-5
其它形式
±1/2500，±10
端部高度
h≤2000
±2
两端最外侧安全孔距离
±3
梁拱度
设计要求起拱的
±1/5000
设计未要求起拱的
-0.5~10.0
钢梁侧弯
侧弯曲高
1/2000≤10.0
扭曲
梁立向扭曲
h/250≤10.0
柱底面到柱顶与梁连接的最上一个安装孔距
±1/1500≤15.0
柱底面到吊车腿支承面距离
±1/2000≤±8.0
受力支托表面到第一个安装孔距离
±1.0
牛腿面的翘曲（△）
2.0
柱身扭曲
牛腿处
3.0
其它处
8.0
柱截面几何尺寸
连接处
±3.0
其它处
±4.0
柱脚底板平面度
5.0
柱脚螺栓孔中心对柱轴线的距离
3.0
4.7高强螺栓摩擦面检查
4.7.1钢构件拼装前，应对高强螺栓摩擦面进行检查，应清除飞边、毛刺、焊接飞溅物。
摩擦面应保持干燥、整洁，不得在雨中作业。
4.7.2高强螺栓连接的板叠接触面应平整，当摩擦面有锈块，焊疤时，应进行现场打磨，打磨方向应与受力方向垂直。
4.8钢结构现场组装
4.8.1钢结构现场组装应根据现场安装的实际空间，合理的安排组装场所，即应考虑构件的进出,吊装用吊车的进出和起吊空间等。
4.8.2钢构件现场组装场地应平整，组装所垫枕木处地基应坚实，垫木与地基面的接触应平稳，各组垫木应在一个基准平面上，即找平整个组装平面度，防止构件扭曲。
4.8.3钢构件在拼装前，应清除毛刺、焊疤飞溅物，摩擦面应保持干燥整洁。
4.8.4高强螺栓连接板叠有间隙时，小于1.0mm的间隙可不处理，1.0~3.0mm的间隙，应将高出的一侧磨成1：
10的斜面，打磨方向应与受力方向垂直，大于3.00mm的间隙应加垫板，垫板两面的处理方法应与构件相同。
4.8.5钢构件组装外形尺寸应符合下表的要求：
项目
允许偏差（mm）
门架梁最外侧两端或两支承面≤24m
+3.0
－7
门架梁侧向弯曲矢高
1/2000≤10.0
门架梁扭曲
h/250≤10.0
门架梁拱度
设计要求起拱的
±1/5000
设计未要求起拱的
-0.5～10.0
4.9高强度螺栓的安装
4.9.1钢构件在组装和安装前应对高强螺栓连接摩擦面的抗滑移系数进行复验，现场处理的构件摩擦面应单独进行摩擦面抗滑移系数试验。
4.9.2高强螺栓连接副应按批号分别存放，并应在同批内配套使用。
在储存，施工过程中不得混放，混用，并应轻装，轻卸，防止受潮、生锈、玷污和碰伤。
4.9.3安装高强螺栓时，螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打，并不得用气割扩孔。
螺栓穿入方向宜一致并便于操作，高强螺栓不得作为临时安装螺栓使用。
4.9.4高强螺栓的拧紧，应按一定顺序施拧，一般宜由螺栓群中央顺序向外施拧。
4.9.5高强螺栓的拧紧，分初拧，复拧和终拧。
复拧扭矩应等于初拧扭矩。
（T0=0.5Tc×0.13Pc×d=0.065Pcd）地面拼装构件的连接高强螺栓应在地面终拧完。
4.10钢结构的安装及顺序
钢结构吊装前，场地必须具备三通一平，回填土应夯实，为方便吊装工机具进出。
吊车行走路线及吊装顺序见附页。
4.10.1钢结构的吊装，应根据整体结构平面的实际情况，确定吊装开始和结束方向。
4.10.2根据主厂房阳极炉工序总平面图，应从A-B列19线开始吊装,将A、B列钢架尽可能一次吊装到28线,并经校正检验合格后,安装柱间支撑及吊车梁。
再从19线向23线方向用同样顺序进行，吊装B-1/E列园盘浇铸跨结构。
4.10.3屋面梁即门架双坡屋面梁吊装，因跨间轴线距离20~30m，应采用多吊点和附加吊装钢扁担进行，钢扁担采用直径Φ245×12无缝钢管制成，长度12米，具体吊装方法见后附图。
4.10.4钢构件吊装前，应对钢构件的质量进行检查，钢构件的变形，缺陷超出允许偏差时，应进行处理。
4.10.5钢结构采用扩大拼装刚度单元进行吊装，对容易变形的条形钢构件，必要时应采取加固措施。
4.10.6钢结构安装，在形成空间刚度单元后，应及时对钢柱底板和基础顶面的空隙采用细石混凝土二次浇灌，确保钢结构的整体稳定。
4.11吊装方法
本厂房各构件散件较多，需要在现场连接的节点也相应增多，且这些节点皆在柱身1.0~1.5m附近，为了方便吊装，我方将采取以下几点措施：
1在每根柱身侧面（外翼缘）绑扎钢梯，以便操作人员上下移动。
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