环球金融中心施工工艺概述.docx

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环球金融中心施工工艺概述

一、概述

1、工程概况

　1.1工程名称：

上海环球金融中心新建工程

1.2建设单位：

上海环球金融中心有限公司

1.3设计单位：

华东建筑设计研究院有限公司

1.4设计协助：

森大厦株式会社　一级建筑师事务所

　　　　　　KPF建筑师事务所

　　　　　　LERA

　　　　　　入江三宅设计事务所

　　　　　　株式会社　构造计划研究所

　　　　　　株式会社建筑设备设计研究所

1.5监理机构：

上海市建设工程监理有限公司

1.6施工单位：

中国建筑工程总公司／上海建工（集团）总公司共同企业体

1.7建设场所：

上海市浦东新区陆家嘴金融贸易中心区Z4-1

1.8制作范围：

部分材料准备，加工，组装，焊接，矫正，后期加工，测试，检查，喷漆，运输

2、结构特点

上海环球金融中心位于上海市浦东新区陆家嘴金融贸易中心区Z4-1街区，总建筑面积377,300m2，主楼建筑总高度492m，地上101层，地下3层，为钢骨钢筋混凝土结构、钢结构。

地面部分分为塔楼部和裙房部2部分。

塔楼部分的平面示意图如下。

立面示意图见下图。

二、编制依据

1、采用的标准和规范

1.1应用标准

1.1.1钢结构施工图及合同技术规范。

1.1.2现场说明书及质疑回答书

1.1.3《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）

1.1.4《高层民用建筑钢结构技术规范》（JGJ99—98）

1.1.5《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81—2002）

1.1.6《钢结构手工超声波探伤方法及缺陷评定》（GB11345）

1.2参考标准

1.2.1日本建筑学会《钢结构工程标准制作要领书》JASS6（2002）

1.2.2《钢结构焊接规范》AWSD1.1-2000。

1.2.3日本建筑学会《钢结构工程技术指南--工厂制作篇》1996

1.2.4日本建筑学会《高强螺栓连接设计施工指南》1993

1.3本要领书钢结构制作标准优先顺序：

1.3.1《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）

《高层民用建筑钢结构技术规范》（JGJ99—98）

1.3.2日本建筑学会《钢结构工程标准制作要领书》JASS6（2002）

2、本文件编制是按设计院的正式施工图纸、并结合本公司原则工艺要求及多年的施工经验等进行编制的，在施工过程中除应遵循本工艺外，还应满足规范及其相关文件的要求，该工艺作为该工程在厂内施工及拼装的技术指导性文件。

三、材料

1、钢材

1.1用于本工程的所有钢材必须是根据规范及设计图要求进行选用。

1.2所有的钢材除另有说明外必须按对应的GB标准、ASTM标准、JIS标准的要求，并随带各自的材料证明。

1.3原材料管理及检验

1.3.1材料流转或驳运时，应采取必要的措施避免损伤母材。

1.3.2原材料进库必须由专职材料检验员核对材质保证书，材料入库前我公司原则上按所提供的材料的标准核对质保书，材料入库前技监部门对材料的牌号、规格、表面质量等进行检验,如有疑义应及时与材料工程师联系，同时作好记录和编号,并依据我公司质保体系对构件的主体材料进行跟踪。

1.3.3本工程主材有甲方提供，材料堆放按公司有关规定进行，堆放后记录堆放位置、生产厂家和钢板编号，使用时按甲方要求排板。

1.4材料标识

材料应有序堆放并进行标识，避免与其它工程的材料相混。

材料标识如下表所示：

钢材牌号

识别色标

识别要领

Q235B

红、绿

红1道、绿1道

Q345B

蓝、绿

蓝1道、绿1道

A572Gr50

蓝、绿

蓝2道、绿1道

STKN490B

橙、绿

橙1道、绿1道

SN490C

橙、绿

橙2道、绿1道

DI-MC460

黄、绿

黄1道、绿1道

1.5、材料堆放

为防止变形，材料应平放垫平，吊运操作时应规范。

若发现钢板平整度或翘曲超差，应进行矫正处理。

经切割下料后所剩的余料应按材料的牌号、规格堆放好，并标识。

1.6材料试验按合同要求做材料复验,材料试验报告，其中包括结构钢的化学、物理以及其它相应的试验数据报告提交给需方。

2.焊接材料

2.1焊接材料规范要求

2.1.1用于本工程的焊接材料应符合JIS标准的产品材料标准规范或等同。

2.1.2使用低氢焊材进行焊接,焊接材料必须存储于防潮包装内，施行烘干必须符合材料说明书规定或AWSD1.1-2000的要求。

2.1.3保护气的证明：

用于本工程的焊接保护气须为焊接等级且露点为-40℃或更低。

2.1.4未列入此规范中的事项必须遵从AWSD1.1-2000。

2.2焊接材料的选用

焊接材料的品种、规格、性能等应符合要求并附有质量保证书，焊接材料入库前应进行抽样复验，复验结果应符合相应的标准和要求。

2.3焊接材料的选择

2.3.1手工电弧焊用焊接材料（SMAW）

钢材牌号

焊材型号

焊材牌号

直径

生产厂家

使用场所

A572Gr50

Q345

SN490B

SN490C

GBE5015

AWSE7015

CHE507

3.2mm

四川大西洋

定位焊

返修补焊

焊接

GBE5015

AWSE7015

CHE507

2.3.2CO2气保焊及药芯焊丝CO2气保焊用焊接材料（GMAW、FCAW）

钢材牌号

焊材型号

焊材牌号

直径

生产厂家

使用场所

A500GrB

A36，Q235

SS400

GBER50-G

BH-503

1.2

mm

上海宝冶

定位焊

返修补焊

焊接

E501T1

TWE-711

昆山天泰

A572Gr50

Q345

SN490B

SN490C

GBER50-G

BH-503

上海宝冶

E501T1

TWE-711

昆山天泰

2.3.3埋弧焊用焊接材料（SAW）

钢材牌号

焊材型号

焊材牌号

直径

生产厂家

使用场所

A572Gr50

Q345

SN490B

SN490C

GBH10Mn2

AWSEH14

H10Mn2

SJ101

6mm

宝冶昆山焊丝厂

郑州合力焊剂厂

BH及BOX

纵缝焊接

2.3.4MC460同种钢材间接头的焊接材料选择

钢材

焊接

场所

手弧焊条规范

CO2焊丝规范

埋弧焊材规范

焊条牌号

CO2焊丝牌号

埋弧焊材牌号

MC460+MC460

对接，角接

/

AWSE81T1-G

AWSF8A4—EA3

/

牌号：

LW81Ni1

焊剂牌号：

SJ105

焊丝牌号CJ.GNH-1

定位焊

/

√

/

生产厂家

/

上海林肯

武汉铁锚

注：

CO2焊丝LW-81Ni1采购时要求焊材厂家保证抗拉强度在590N/mm2以上。

当有异种钢进行焊接时焊材的选用采用低强匹配。

2.4焊条领用

2.4.1手工电弧焊焊条要保持干燥，损坏的和变质的焊条不得使用。

2.4.2焊前手工电弧焊焊条按有关标准要求烘干。

2.4.3采用上面的方式烘干后的焊条，领用时保存120℃的保温筒内，随用随取。

3.剪力钉

本工程用焊钉及焊钉用瓷环如下表所示：

公称直径mm

焊钉长度mm

符合标准

厂家

φ19

100

GB10433

上海高强螺栓厂

上海申光高强螺栓厂

浙江泽恩高强螺栓厂

φ19

150

4.防腐涂料

本工程用防腐涂料如下表所示：

品种

用途

制造厂家

一般防锈底漆

防腐涂装

立邦

可焊防锈漆

工地坡口防护

待定

四、放样与下料

1、内场要求

1.1放样与号料应根据图纸与施工要求，予留焊接收缩余量及切割、刨边和端面铣平等的加工余量。

1.2工厂放样、下料、测量所用的尺和验收单位用尺核对一致，10米以内测量张紧力为5kg拉力，大于10米长度的测量张紧力均为10kg拉力。

1.3所有构件均应放样，核对构件几何尺寸，如发现差错应及时反馈。

1.4放样检验合格后，按工艺要求制作必要的下料、加工样板。

1.5为提高材料的利用率，所有构件下料时，应与放样提供的套料图相符，不得乱用规格。

1.6对于同一规格、不同长度的材料，下料时应核对长度，并进行套料提高材料利用率，严禁长料短用，造成不必要的浪费。

对于超厚钢板，不得随意套料，应根据甲方提供套料草图进行套料，以防材料规格用错。

1.7下料前应核对材料品种，规格，专材专用，不得任意进行代用。

1.8钢板拼接缝距加劲位置距离≥200mm（除图纸表明外）。

1.9当材料需要代用时，应征得原设计的同意方可代用。

2、余量的设定：

2.1、箱形柱

2.1.1.箱形柱腹板是整块板的箱形柱：

腹板宽度加放2mm下料，面、腹板长度方向加放1‰焊接收缩余量，每挡隔板或牛腿面板加放0.5mm焊接收缩余量，柱顶放10mm端铣余量。

2.1.2箱形柱腹板是小方块的箱形柱：

小方块高度加放2mm下料，面板长度方向加放1‰焊接收缩余量，柱顶放10mm端铣余量，每条面板对接缝加放2mm焊接收缩余量。

2.1.2、箱形结构牛腿：

牛腿腹板宽度加放2mm下料，牛腿面、腹长度方向沿钢柱牛腿中心方向加放1‰焊收余量。

2.2、三角形柱：

外侧板长度方向加放1‰焊接收缩余量，柱顶加放10mm端铣余量。

2.3、拼制H型钢柱：

拼制H型钢柱面、腹板长度方向加放1‰焊接收缩余量，毎挡加劲加放0.5mm焊接收缩量，上口另加放15mm铣头余量。

腹板宽度加放2mm焊接收缩余量。

2.4、扎制H型钢柱：

长度方向毎挡加劲加放0.5mm焊接收缩余量

2.5、H型钢钢梁

2.5.1轧制H型钢梁:

长度方向正作下料，另根据每对连接板（加强劲）梁长度加放0.5mm焊接收缩余量。

根据每只牛腿梁长度加放1mm焊接收缩余量。

2.5.2拼焊H型钢梁

2.5.2.1当长度L＜5m时，根据每对连接板或加强劲梁长度加放0.5mm焊接收缩余量，根据梁上每只牛腿在梁长度加放2mm焊接收缩余量。

2.5.2.2当长度L≥5m时，长度方向加放0.8‰焊接收缩余量，根据每挡强劲板及在长度方向分别加放0.5mm焊接收缩余量，每只开孔在长度方向加放1mm焊接收缩余量,根据梁上每只牛腿在长度方向加放2mm焊接收缩余量。

2.5.2.3H型支撑:

其制作要求与H型钢梁制作要求相同。

但支撑不要求起拱。

2.6、BH型牛腿：

腹板高度加放2mm下料，其长度方向加放1‰焊收余量。

2.7、桁架

2.7.1桁架水平弦杆两端与钢柱牛腿连接处各加放50mm拼装余量，此余量待在预拼装时进行切割，另外在所有弦杆中间的分段上一端均加放20mm余量。

2.7.2桁架高度方向须加放焊接收缩余量，即上弦杆与下弦杆间高度，刚接时加放5mm收缩余量；栓接时加放3mm收缩余量。

2.7.3桁架水平弦杆及腹杆是箱形构件，在节点区域外侧各250mm范围内均为熔深焊缝（比其它部位大，具体见施工详图），其余也为熔深焊缝（比节点部位小）。

A、水平弦杆是箱形的，腹板宽度加放2mm下料，其长度方向加放1‰收缩余量，每挡肋板放0.5mm收缩量。

再根据前面的2.7.1点要求来加放其拼装余量。

B、腹杆是箱形的，腹板宽度加放2mm下料，其长度方向加放1‰收缩余量，每档肋板放0.5mm收缩量,

2.7.4.一榀桁架分几份杆件分图的，应将这几份杆件分图组成整榀桁架。

确定该分图杆件在整榀桁架中的位置，再根据前面的2.7.1、2.7.2两条来确定其拼装余量的位置。

2.7.5如桁架设计有起拱要求，为保证桁架组装后的起拱值，则放样时须在实际拱高的基础上再加放一反变形量（此反变形量将根据桁架的自重、荷载进行位移计算确定），并在下料时就直接按放大后的拱度值进行下料。

3、坡口形式：

3.1本工程焊接符号说明：

3.2所有标现场焊的部位坡口按图施工。

3.3、三角形柱三条棱角焊缝坡口形式：

3.4、三角形柱现场对接坡口形式

熔深焊缝熔透焊

3.5、箱形柱顶封板、及耳板焊接坡口形式

3.6箱形柱现场对接焊缝坡口形式：

3.7箱形柱直（斜）牛腿腹板与牛腿面板焊接坡口形式：

3.8腹板是小方块的箱形柱，小方块与顶底部及中间部分柱面板焊接坡口形式（腹板厚参见3.9）

3.9焊接箱形构件（箱形柱）腹板与面板焊接坡口形式：

3.10折角箱形柱面板折角处及面腹板焊缝坡口形式（腹板厚参见3.9）：

3.11厂内垫板焊坡口形式：

3.12焊接H形钢面腹板焊接要求

3.13焊接H形钢柱面腹板焊接要求（腹板厚参见3.12）

3.14外围箱形柱棱角焊缝坡口形式（t＜40mm）

牛腿节点区域上下面板外侧各500mm,现场接头处上下各250mm为熔透焊缝，其余部位为熔深焊缝。

焊透焊缝熔深焊缝

3.15桁架箱形构件的焊接坡口形式（上下面板厚度参见4.9）：

桁架箱形构件的坡口位置见施工详图

3.16桁架分段间的对接坡口形式：

3.17厚、薄板对接坡口形式t1-t＞4mm（气体保护焊）

3.18厚、薄板对接坡口形式t1-t＞4mm（埋弧自动焊）

3.19气体保护焊对接焊缝坡口形式：

3.20自动焊对接坡口形式：

3.21坡口方向：

3.21.1钢柱、桁架方向朝上的牛腿接口不设置坡口，钢柱、桁架方向朝下的牛腿均设置坡口。

3.21.2桁架间直撑、斜撑接口方向朝上不设置坡口，接口方向朝下设置坡口。

3.21.3具体参见施工详图，如有疑问及时向工艺所反馈。

3.22其余未尽事宜参阅焊缝标准图。

4、材料的拼接

4.1、所有主要构件，除非详图注明否则一律不得随意拼接。

4.2、所有零件尽可能按最大长度下料，同时注意材料的利用率。

图上有注明断头时，按图施工,但断头必须避开构架或开孔边缘200mm以上。

图上无注明断头时，拼接位置应留在内力较小处，一般可留在节间长度1/3附近。

亦即断头应避开距中1/3处。

4.3、H形钢翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽，且钢板长度最短不得小于800mm。

腹板拼接长度≥600mm。

接缝与节点位置、高强螺栓连接板边缘、开孔距离必须≥200mm。

翼缘板与腹板接缝需错开200mm以上。

4.4、三角形柱三块外侧板均须相互错开200mm以上。

4.5、当材料需要代用时，应征得原设计部门的同意方可代用。

5、放样及质量控制：

本工程所有构件的放样全部采用计算机数放，以保证构件精度，为现场拼装及安装创造条件。

5.1、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。

5.2、放样均以计算机进行放样,以保证所有尺寸的精确。

5.3、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。

5.4放样楼需制作三角形柱、折角形柱端部截面样板提供给装焊车间装配用。

6、号料

6.1、号料前应先确认材质和熟悉工艺要求，然后根据排版图、下料加工单、配料卡和零件草图进行号料。

6.2、号料的母材必须平直无损伤及其它缺陷，否则应先矫正或剔除。

6.3、划线公差要求：

6.3.1、板两边不平行度≯1.5mm

6.3.2、长宽尺寸误差≯1.5mm

6.3.3、长边直线度≯2mm

6.3.4、端面不垂直度≤1mm

6.4、划线后应标明基准线、中心线和检验控制点。

作记号时不得使用凿子一

类的工具，少量的样冲标记其深度应不大于0.5mm，钢板上不应留下任

何永久性的划线痕迹。

6.5、划线号料后应按本公司质保手册的规定做好材质标记的移植工作。

6.6、划线（号料）的质量控制：

6.6.1、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。

6.6.2、号料时，针对本工程的使用材料特点，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。

6.6.4、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。

6.6.5、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。

6.6.6、下料完成，检查所下零件的规格、数量等是否有误，并作出下料记录。

五、切割与加工

1、切割

1.1、切割工具的选用：

项目

工具

NC火焰

切割机

半自动火焰

切割机

剪板机

圆盘锯，

冷锯角钢冲剪机

t>9mm的零件板

√

√

t≤9mm的零件板

√

矩型钢、角钢、

√

√

1.2、切割前应清除母材表面的油污、铁锈和潮气；切割后气割表面应光滑无裂纹、熔渣和飞测物。

剪切边应打磨。

1.3、气割的检验公差要求：

项目

允许偏差

零件的长度

长度±1.0mm

零件的宽度

板制H钢的翼、腹板：

宽度±1.0mm

另件板：

宽度±1.0mm

切割面不垂直度e

t≤20mm，e≤1mm;

t≥20，e≤t/20且≤2mm

板边直线度

不大于3mm

割纹深度

0.2mm

局部缺口深度

对≤2mm打磨且圆滑过度。

对≥2mm电焊补后打磨形成圆滑过渡

切割缺棱

不大于1mm

坡口角度

±2.5度

1.4、切割后应去除切割熔渣。

对于组装后无法精整的表面，如弧形锁口内表面，应在组装前进行处理。

所有构件自由端必须进行R1倒角。

1.5、火焰切割后须自检另件尺寸，然后标上零件所属的工作令号、构件号、零件号，再由质检员专检各项指标，合格后才能流入下一道工序。

1.6、切割的质量控制：

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

1.6.2、钢材的切断，应按其形状选择最适合的方法进行。

1.6.3、切割前必须检查核对材料规格、牌号是否符合图纸要求。

1.6.4、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。

1.6.5、切割前，应将钢板表面的油污、铁锈等清除干净.

1.6.6、切割时，必须看清断线符号，确定切割程序。

1.6.7、切割精度要求：

不平度2级≤50μ

上边缘熔化度1级≤25μ

表面光洁度2级≤50μ

当切割质量达不到上述要求时，应用砂轮打磨直至满足要求。

2、加工

2.1钢材矫正

2.1.1钢板下料切割后对不平的零件用矫平机进行矫平,对于超宽的零件可用2000t或800t油压机进行压平,BH梁的焊后翼板变形可采用翼缘矫正机矫平,矫正后的钢材表面上不应有凹陷，凹痕及其他损伤。

2.1.2、矫正方法可用冷加工，亦可用加热方法进行矫正，但加热后温度不超过800℃且绝对不可用水冷却。

熟练工人根据目测观看加热时钢板的颜色已确定温度，必要时用测温笔测量温度。

2.1.3材料允许偏差

简图

允许偏差

ƒ

ƒ≤1.0（T>14）

ƒ≤1.5（T≤14）

ƒ

ƒ≤L/1000,且≤5.0

2.2、拼制H型钢反变形的设置

2.2.1、当拼制H型钢翼缘板宽度B≤200mm或腹板高度H<300mm时，其翼缘板压制反变形。

2.2.2、腹板与翼缘板非全熔透的BH型梁、牛腿，其翼缘板压制反变形179°。

2.2.3、H形巨形柱其翼缘板压制反变形179.5

2.3柱的支承端面必须进行铣削加工，设备采用端面铣床。

端部铣平的允许偏差：

项目

允许偏差

两端铣平时构件长度

±2.0mm

两端铣平时零件长度

±0.5mm

加工面平面度

0.3mm

加工平面对轴线的垂直度

≤1/1500

表面粗糙度

12.5μm

2.4.坡口加工

2.4.1坡口加工用半自动仿形切割机和半自动火焰切割机。

2.4.2坡口加工允许偏差

a+△a

△a

a+△a

a+△a

a+△a

1

坡口角度△a

△a=±2.5°

a+△a1

a+△a2

2

坡口角度△a

△a1=±5°

△a2=±2.5°

a+△a

3

坡口钝边△a

△a=±1.0mm

2.5、制孔

2.5.1、梁、柱上的高强度螺栓孔原则上采用AMADA钻孔或制作钻模板钻孔，连接板和底板的孔用数控平面钻床（S-COM）钻孔。

受构件外形尺寸限制无法用AMADA钻孔、且难以制作钻模时，可采用划线钻孔的方法。

采用划线钻孔时，孔中心和周边应打出五梅花冲印，以利钻孔和检验。

钻孔后应用砂轮将孔周边的毛刺、污物等清除干净。

2.5.2制孔允许偏差：

项目

直径

圆度

垂直度

允许偏差

0～+1.0mm

1．5mm

≤0.03t且不大于2.0mm

2.5.3孔位的允许偏差

△L

L

项次

名称

示意图

允许偏差（mm）

1

孔中心偏移△L

-1.0≤△L≤+1.0

P2+△P2

P1+△P1

2

孔间距偏移△P

-1.0≤△P1≤+1.0–2.0≤△P2≤+2.0

e

3

孔的错位e

e≤1.0

L+△

d

L+△

4

孔边距△

≥-2.0

L应不小于1.7d或满足设计要求

六、构件组装

1、构件组装准备

1.1、组装前必须熟悉图纸，仔细核对零件的几何尺寸和零件之间的连接尺寸；核对零件的编号、材质、数量等，熟悉相应的制造工艺和焊接工艺，以便明确各构件的加工精度和焊接要求。

1.2、组装用的工具（卷尺，角尺等）必须事先检验合格，组装用的平台和胎架应符合构件装配的精度要求（胎具的水平应在0～2mm之间）并具有足够的强度和刚度。

2、构件组装前注意事项

2.1、构件组装要按照工艺流程进行，零件连接处的焊缝两则各30～50mm范围以内的毛刺、水份、氧化皮、油污和垃圾等应清理干净。

2.2、零、部件在装配前的加工中发生了变形时，如该变形量不能确保所定的制品精度，要在无损于材质的情况下用加热法进行矫正。

常温加压矫正可用翼缘矫正机或800t、2000t油压机：

加热矫正可采用火焰矫或电加热，但加热温度不得超过650℃,加力矫正应避开蓝脆区温度（200℃～400℃）。

2.3、BH型钢的组装应优先在BH组焊生产线上进行，构件的外形尺寸超出BH生产线范围时，在组装胎架上进行组装，组装后按焊接工艺进行焊接和矫正，然后在翼板上标出中心线的位置作为构件组装时的基准。

2.4、箱形构件的组装优先在BOX生产线上进行，构件的外形尺寸超出BOX生产线范围时，在组装胎架上进行组装，组装后按焊接工艺进行焊接和矫正，然后在翼板上标出中心线的位置作为构件组装时的基准。

2.5、柱接头承压面（现场对接接头处）应在构件零部件焊接完成后铣削加工，以保证柱长及顶紧接触面面积，柱的铣削加工面应垂直于柱的轴心线。

2.6、构件钻孔后应