改柳钢工程钢结构加工方案.docx
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改柳钢工程钢结构加工方案
一．工程概况
柳钢冷轧厂一期配套及二期技术改造工程主厂房包含了四个生产区（8、9、10、11区）和一个酸再生区。
其中：
8区包含酸洗-轧机跨（330m×30m，双坡屋面、檐口标高19.35m）、磨辊间（291m×27m）、罩式炉跨（291m×36m，双坡屋面、檐口标高24.2m）；
9区包含罩式炉前库（88.5×36m）和脱脂跨（88.5×24m）及一期延长跨（16.5×36m）及乳化液间（50×23.5m）；
10区包含平整前库（73×39m）和平整跨（73×24m）；
11区包含原料跨（222m×33m，双坡屋面、檐口标高15.2m）和修理间跨（195×10m）及精整机区和成品库区（285m×33m×2，双坡屋面、檐口标高15.7m）；
主厂房总跨度109m、总长度741.5m。
本工程主厂房全部采用钢结构体系，基本柱距为15m、18m，，轨面标高酸轧跨为14m、磨辊间为11m、罩式炉跨为17.5m、脱脂机组跨和平整机跨为12m、原料库（成品库、罩式炉前库和平整前库及乳化液间）均为10m。
主厂房下柱采用双肢钢管混凝土柱，上柱为工字型实腹柱，工字型实腹式钢吊车梁，工字型实腹式钢屋面梁。
钢结构总量约11000吨。
（目前图纸不全）。
其中钢柱220件（不含乳化液间12件）、吊车梁300件（不含乳化液间10件）。
本工程主厂房屋面、墙面采用彩色压型钢板，包括薄型通风天窗。
二．项目管理组织架构
一冶柳钢工程项目管理组织机构
项目经理
施工经理
技术负责人
质监站
办公室
财务部
安监站
物资部
经营部
工程技术部
土建施工作业队
电气设备施工作业队
机械设备施工作业队
钢结构施工作业厂队
队
管道工程施工作业队
队
广西冶建第八分公司
上海文宇建设发展有限公司
三．加工总体安排
1.构件加工安排：
根据构件特点，综合考虑构件的尺寸、重量、加工运输条件及加工设备能力以及安装工期等因素，将全部吊车梁系统和8区刚架系统共计约8000吨放在柳州市洪基钢结构有限公司（上海文宇建设发展有限公司）进行加工（该厂占地面积约3万平方米，年加工能力约25000吨）；其余约3000吨构件安排在广西冶建八分公司加工厂加工（该厂是广西国有企业，占地面积约12000平方米，年加工能力约90000吨）。
钢柱的上柱，因顶部转角处超宽，难以运输，故采取加工厂分段加工出厂。
分段位置：
从柱顶向下约2.5m处，采用Z型接口，接口处的翼缘和腹板各错开上250mm，腹板开45°V型坡口，背面加衬垫焊接；翼缘外面开45°V型坡口，背面加衬垫焊接；坡口根部留4mm间隙。
运至现场组装焊接后整体吊装；刚架梁和吊车梁本体整体制造，整体吊装。
1.加工厂内机械设备、加工能力一览表
序号
机器名称
数
量
产地
规格
机械性能及加工能力
备注
1
H钢组立机
1
成都
HZZ-2000
组立速度0.5~2M/min，翼板宽200～1000㎜，腹板厚6～50mm，腹板高200～2000mm，翼板厚度6～60㎜，组立长度4M～15M；具有多组夹紧、双向自动对中、定位、调校、自动点焊功能。
2
数控火焰切割机
2
广州
KH—CNC
速度＜2.0M/min，切割钢板厚度6～150㎜，切割范围16000×4300㎜；可进行任意平面几何图形自动切割，具有高、低压转换、压力流量无级可调及防止回火等功能，确保切割的安全性和高效性。
3
多嘴头直条切割机
1
锡阳市
CG1-5500
速度＜3.0M/min，有效行程12500㎜，切割宽度80～5500㎜；具有高、低压转换、压力流量无级可调及防止回火等功能，确保切割的安全性和高效性。
4
自动门型埋弧焊机
2
成都
MZ—1000B
焊速:
0.25~1.25M/min，翼板宽200～1000㎜，腹板高度200～2000㎜。
5
半自动埋弧焊机
5
成都/
上海
MZ—1250
焊速:
0~205cm/min，翼板宽200～1000㎜，腹板高度200～2000㎜，
6
H钢液压矫正机
2
成都
HYJ—40
矫正速度5m/min；翼板宽200～800㎜，板厚6～60㎜；腹板高度200～2800㎜，板厚6～50㎜；
7
喷砂除锈机
1
青岛
QH698H
速度1～4M/min，构件尺寸1500㎜～2000㎜
8
手持喷砂机
1
9
联合冲剪机
1
长沙
Q35Y—20
孔：
30×20；角钢100×12；16＃工字钢及槽钢；钢板12㎜。
10
CO2气保焊机
10
上海
CPZX500PS
11
剪板机
2
南昌
JZQ-16*2500
宽厚：
2500*16mm
12
摇臂钻床
2
沈阳
Z3050*16A
孔径：
~50mm
13
单梁行车
11
河南/
上海
5吨、10吨
14
龙门吊
1
河南
16吨、
15
空压机
2
16
半自动切割机
10
17
直流电焊机
5
DC-600
18
交流电焊机
15
BX-500
19
焊条烘箱
2
0～600
20
角向磨光机
30
Φ100～Φ180
21
2.劳动力安排表
工种
按工程施工阶段投入劳动力情况
2011年2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
铆工
20
120
150
150
150
60
28
电焊工
10
36
50
50
50
36
15
起重工
3
6
6
6
6
6
6
氧割工
10
24
24
24
24
20
9
电工
3
4
4
4
4
4
4
油漆
1
16
22
22
26
26
16
其他工种
8
28
33
33
33
9
15
合计
55
234
289
289
289
161
87
3.钢结构的焊缝质量等级为一、二级时，须做超声波无损检测。
做无损检测的单位必须且具备国家认可的检测资质，所出的检验报告必须符合柳州市质安站和柳钢质监站的要求。
4.工期：
从2011年3月1日正式开始加工，至2011年7月10日全部加工完成。
总工期132天。
各区加工进度计划见附表。
四．适用技术标准
本工程应用的施工及验收标准、规范（但不限于）：
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；
《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；
《焊接H型钢》（GB3301-1992）；
《热轧H型钢和部分T型钢》（GB/T11263-2005）；
《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）；
《钢管混凝土结构设计与施工规范》（CECS28：
90）；
《低合金高强度结构钢》GB/T1591-94
《碳素结构钢》GB/T700-88
《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB986－88
《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB1228
《普通螺栓基本尺寸》GB196
《结构用无缝钢管》GB8162
《焊接用钢丝》GB1300
《低合金钢焊条》GBJ5118－85
《钢焊缝手工超声波探伤方法和结果分级》GB11545
《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》GB985
《焊缝符号表示法》GB324
《焊接质量保证》GB/T12467~12469-90
施工大样图纸及有关技术文件。
五．钢结构加工制造
（一）通用施工规程
1．图纸
1.1钢结构加工应满足图纸和合同要求以及技术规范要求。
1.2钢结构件必须按批准的施工图加工，如有修改必须经设计师同意，并签署设计变更文件。
1.3加工单位收到的图应为最新版的图，所有已替换过的旧图由文控中心收回。
2．材料
钢材：
2.1钢结构使用的钢材、焊接材料、涂装材料和紧固件等应具有质量证明，必须符合设计要求和现行标准的规定。
2.2进厂（场）的原材料，除必须有生产厂的出厂质量证明外，并应按合同要求和有关现行标准进行检验验收，做好检查记录。
2.3钢材应按种类、材质、规格等分类平整堆放，并作好标记，堆放场地应有排水措施。
2.4钢材入库和发放应有专人负责，并及时记录验收和发放情况。
2.5在加工过程中，如发现原材料有缺陷，必须经检查人员、主管技术人员研究处理。
2.6材料代用应由制造单位事先提出，经设计单位确认后方可代用。
2.7如果钢材锈蚀等级超过规范规定的原材料禁止在本工程使用。
2.8钢材使用必须进行配料，配料时必须将该批钢材的规格、长度等重要指标注明在配料单上，同时注明余料退库。
2.9钢结构制作的余料必须按工号、种类、刚好和规格分别堆放，做好标记，妥善保管。
每层钢材的支点必须在同一位置，防止堆放造成变形。
2.10余料不得丢失和用于其他用途。
严格控制材料损耗。
焊材：
2.11焊条、焊丝应符合国家现行标准。
并应有出厂质量证明书。
2.12焊材应在干燥通风良好的室内仓库中存放，并应按种类、牌号、批号、规格等分类堆放，每垛应有明确的标志，不得混放。
焊接材料不得沾染尘土、油污。
焊接材料的选用应符合设计图纸及有关技术文件的要求。
2.13不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条和受潮结块熔烧过的焊剂。
当天剩余的焊条焊剂应分别分别放入保温箱内储存，不得露天过夜存放。
3．零部件加工
3.1放样、号料、剪切
3.1.1放样制作样板、样杆和号料，应根据图纸和工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量，切割缝余量和铣、刨余量。
3.1.2放样和样板（样杆）的允许偏差如下表：
项目
允许偏差
平行线距离和分段尺寸
±1.0mm
对角线差（L1）
±1.0mm
宽度、长度（B、L）
±1.0mm
孔距（A）
±1.0mm
加工样板角度（C）
±0.2°
3.1.3号料前应将钢材表面的尘土、锈皮等污物清除干净。
3.1.4号料后允许偏差如下：
项目
允许偏差
零件外形尺寸
±1.0mm
孔距
±1mm
3.1.5气割前应将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后应清除溶渣和飞溅物。
3.1.6型材用气割下料，板材根据板厚不同可采用自动切割、半自动切割，不超过12mm的可用剪板机下料。
气割后零件的允许偏差如下表：
项目
允许偏差
零件的宽度（B）、长度（L）
±3.0mm
切割面平面度（A）
0.05t,但不大于2.0mm
割纹深度（C）
0.3mm
局部缺口深度（D）
1.0mm
3.1.7钢板厚度为12mm及其以下的钢板可用剪切机下料，剪切机的刀片距离应随钢板的厚度进行调整，被剪切钢板的截面应平整。
钢板剪切后零件的允许偏差如下表：
项目
允许偏差
零件宽度（B）、长度（L）
±2.0mm
边缘缺棱（T）
1.0mm
剪切后的零件应磨掉锋利的棱边、毛刺等。
3.2矫正和成型
3.2.1零件的矫正尽量采用机械矫正法，当用热矫正时，矫正的温度应控制在650～850度之间。
同一部位热矫正次数不宜超过二次。
并应自然缓慢冷却，不得用水骤冷。
3.2.2零件矫正后的允许偏差如下：
3.2.2.1钢板厚度S≤14时，局部平面度为1.5mm/每米
3.2.2.2钢板厚度S>14时，局部平面度为1mm/每米。
型钢的弯曲矢高为L/1000,但不大于5mm
3.2.2.3矫正后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.
3.3铣端加工
a.零件边缘加工后的允许偏差如下表：
项目
允许偏差
零件宽度长度（L）
±2.0mm
加工边直线度（A）
1/3000,但不大于2.0mm
相邻两边夹角
±0.1°
加工面粗糙度（B）
50μm～80μm
3.4坡口加工
3.4.1零件的坡口，一般采用气割方法，也可采用机械加工。
3.4.2较大的坡口，则必须采用自动或半自动氧气乙炔切割加工，然后用砂轮机打磨清除氧化层。
3.4.3坡口加工的允许偏差应严格按下列执行：
项目
允许偏差
坡口角度
±4°
根部钝边
±1.5
坡口间隙
±2.0
3.5钻孔
3.5.1采用钻模制孔和划线制孔两种方法。
较多频率的孔组要设计钻模，以保证制孔过程中的质量要求。
制孔前考虑焊接收缩余量及焊接变形的因素，将焊接变形均匀的分布在构件上。
3.5.2孔壁表面粗糙度不应大于25μm，允许偏差如下表：
项目
允许偏差
直径（D）
0～+1.0mm
园度
2.0mm
垂直度（S）
0.03t,但不大于2mm.
t为板厚。
3.5.3螺栓孔距偏差应满足下表的要求：
项目
允许偏差
≤500
501-1200
≥1201
同一组内任意两孔间距离
±1.0mm
±1.5mm
--
相邻两组的端孔间距离
±1.0mm
±1.5mm
±2.0mm
4构件组装焊接
4.1构件组装
4.1.1组装前，零件部件应经检查合格，连接接触面和沿焊缝边缘每边50mm范围内的铁锈，毛刺、污垢、尘土等清除干净。
4.1.2零件若有拼接，应在组装前进行。
构件的组装应将其部件组装焊接矫正、钻孔开坡口后进行。
4.1.3钢柱和部分梁的组装，应在钢平台上专用胎具上进行，钢柱的组装以铣端一头为基准线定位柱身上的各零部件，同时要按具体工艺要求放大焊接收缩尺寸定位零部件。
4.1.4若在钢件上点焊临时卡具进行组装，在拆除卡具时不得损伤母材，对残留的焊疤应修整平。
4.1.5组装顺序应根据构件的结构形式、焊接方法和焊接顺序等因数确定。
4.2焊接
4.2.1施焊前，焊工应复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。
当发现有不符合要求时，应修整合格后方可施焊。
4.2.2对接接头、T形接头、角形接头、十字接头等对接焊缝及对接角接组合焊缝，应在焊缝的两端设置焊缝引弧和引出板，其材质和坡口形式应与焊件相同。
引弧和引出的焊缝长度：
用于埋弧焊应大于50mm；用于手工电弧及气体保护焊应大于25mm。
焊接引弧和引出板应采用气割的方法切除，并修磨平整，不得用锤击落。
4.2.3焊接时，焊工应遵守焊接规程和焊接工艺，不得自由施焊，不得在焊道外的母材上引弧。
4.2.4焊接时，不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条和受潮结块的焊剂及已溶烧过的渣壳。
4.2.5焊丝在使用前应清除油污、铁锈。
4.2.6焊条、焊剂在使用前应按操作规程要求的烘焙时间和温度进行烘焙。
低氢型焊条经350oC烘焙2小时后，应放入保温筒内，随用随取。
4.2.7对于厚度大于50mm的Q235B钢材和厚度大于36mm的Q345B钢材，周围温度和钢板温度低于100C时，施焊前应进行120-150度的预热，焊接过程中要控制层间温度（约200℃），焊后应进行后热（约150度），并保温2小时以防止快速冷却。
预热和后热的具体要求应按焊接工艺规程的规定执行。
4.2.8定位焊应按下列规定进行：
4.2.8.1焊前必须按施工图和工艺文件检查坡口尺寸，根部间隙等，如不合要求，不能定位焊。
4.2.8.2定位焊所采用的焊接材料型号，应与焊件材质相匹配。
4.2.8.3定位焊焊脚尺寸不宜超过设计焊缝厚度的2/3，且不应大于6mm,焊缝长度不宜小于50mm,焊缝间距400-600mm,定位焊的位置应布置在焊道以内。
4.2.8.4定位焊缝不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷。
4.2.9焊接前必须清除焊接区的有害物，并应符合下列要求：
4.2.9.1埋弧焊焊接的杆件，焊接区及两侧必须清除铁锈、氧化皮等影响焊接质量的脏物。
4.2.9.2清除定位焊的熔渣和飞溅。
4.2.9.3熔透焊缝背面必须清除影响焊透的焊瘤熔渣，清根。
4.2.10焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查明原因订出修补工艺后方可处理。
4.2.11焊缝同一部位的返修次数，不宜超过两次，当超过两次时，应按专门制定的返修工艺进行返修。
4.2.12全熔透焊缝应按图纸技术要求的焊缝质量等级作相应的检测。
5.端部铣平
5.1图纸上要求的所有端面铣端的构件应用铣端机铣端，允许公差应符合下列要求：
项目
允许偏差
两端铣平时构件长度（L）
±2.0mm
两端铣平时配件长度
±0.5mm
铣平面平面度（B）
0.3mm
铣平面对轴线的垂直度（S）
L/1500
6.成品矫正，打磨和编号
6.1构件焊接后的变形，应进行成品矫正，成品矫正尽量采用机械法，若用热矫正，加热温度不宜大于850oC,构件矫正应符合下列要求：
柱底板平面度
4.0mm
桁架、腹杆弯曲
1/5000且不大于5mm，梁不准下挠
桁架、腹杆扭曲
H/250且不大于5.0mm
柱牛腿翘曲
当牛腿长度≤1000时为2
当牛腿长度》1000时3。
6.2打磨
凡构件上的焊瘤、飞溅、毛刺、焊疤等均应清除干净。
要求平的焊缝应将焊缝余高磨平。
6.3编号
由装配工序对构件进行标识，用油漆将构件代号写在构件距翼缘端500mm位置。
7.除锈、涂装、编号
7.1钢构件的除锈和涂装应在制作质量检验合格后进行。
7.2构件表面采用喷砂除锈，其除锈等级应符合设计规定的Sa2.5级标准要求。
7.3涂装应按设计要求进行，采用喷涂和涂刷方法进行油漆。
油漆干燥后要进行漆膜厚度测量，并进行记录。
最小漆膜厚度保证达到不低于干膜厚度值的90%，总厚度应满足图纸技术要求。
7.4涂装时的环境温度和相对温度应符合涂料产品说明书的要求。
构件表面有结露时不得涂装。
涂装前后2小时内不得淋雨。
现场焊接区域预留100mm不涂油漆。
7.5当天使用的涂料当天配置，并不得随意添加稀释剂。
7.6油漆的部位：
7.6.1根据图纸要求进行喷漆。
与混凝土相结合的表面不涂漆，高强螺栓结合面不喷漆，高强螺栓连接的孔和连接面要用塑料薄膜和纸包裹住。
7.6.2油漆涂层不得有气泡、剥落、开裂、表面分层、流淌、起皱或缺乏黏结力。
如出现上述问题则必须清除掉以后重新喷漆，直至合格。
7.6.3涂装完毕后，应在构件上用规定的油漆喷上构件编号。
8钢构件的验收
钢结构制作完成后，应按照施工图的规定、规范及相关国家标准中的规定进行验收，构件外形尺寸的允许偏差应符合上述规定中的要求。
（二）钢材的检验
钢材的材料检验是保证钢结构工程质量的重要环节，所有钢材应检验后收货。
1、钢材的数量和规格是否与送货单符合，是否按照工程材料进货计划进货。
2、钢材的质量保证书是否与钢材上打印的记号相符。
每批钢材必须具备生产厂家提供的材质证明书，写明钢材的炉号、钢号、化学成分和机械性能。
3、依照相关材料标准核对钢材的规格尺寸及厚度偏差。
4、钢材表面质量检验。
不论是钢板和型钢，表面均不允许有结疤、裂纹、折叠和分层等缺陷。
钢材表面的锈蚀程度，亦不得超过相关标准的规定。
5、如规范或设计图纸有要求，应对钢材的各项指标依据国家的相关标准，在监理的现场监督验证下进行取样及实验。
（三）构件加工工艺
1.技术准备
1.1组织施工人员熟悉图纸和有关规范，同时作好技术交底，使施工人员能更全面掌握本程种的施工特点，做到对工程心中有数。
1.2各施工单位及人员要积极准备施工必需的各种机具、工具、材料，确保工程顺利、有序进行。
1.3搞好现场文明施工管理。
1.4加工方案及工装设计
1.4.1根据施工图、技术规范、工期要求以及加工现场条件编制钢结构的制造工艺方案。
加工工期应满足安装工期的要求。
方案经项目经理部有关人员审查批准后实施。
1.4.2根据构件特点和工厂实际情况，为保证产品质量和操作方便，可适当设计部分工装夹具。
2.加工工艺流程
3.钢柱加工要求
本工程主厂房（8至11区）共有220根钢柱（未含乳化液间的12根）。
上段柱均为实腹式H型钢柱；下段柱为螺旋焊管双柱肢格构式柱。
3.1材料要求：
3.1.1钢材：
3.1.1.1钢柱（除钢管混凝土柱柱肢及缀条）、刚架梁及其加劲板采用Q345-B钢；钢管混凝土柱柱肢为Q235-B螺旋焊管，钢管混凝土柱缀条为Q235-B热轧无缝钢管。
3.1.1.2柱间支撑、管桥及其刚架柱的连接板采用Q235-B钢。
3.1.1.3柱间支撑、柱顶系杆、管桥及其连接板采用Q235-B钢。
3.1.2螺栓：
3.1.2.1高强螺栓采用扭剪型，性能等级为10.9级，材质为20MnTiB,螺母为15MnVB，垫圈采用45号钢，其技术条件应符合《GB/T36312～3633-1995》的要求。
3.1.2.2高强螺栓连接部位摩擦面的表面处理可采用“喷砂”或“砂轮打磨”的方法。
当采用砂轮机打磨时，其打磨方向应与构件受力方向垂直，打磨范围不小于螺栓孔径的4倍。
3.1.2.3普通螺栓采用六角头螺栓C级,螺栓、螺母、垫圈技术条件应符合《GB/T5780-2000》、《GB/T41-2000》、《GB/T5118-1995》的规定。
3.1.3焊材：
3.1.3.1手工焊：
Q235钢材间以及Q235与Q345间的焊接采用E4316；Q345钢材之间的焊接采用E5018；焊条性能须符合《碳钢焊条》（GB/T5117-1995）以及《低合金钢焊条》（GB/T5118-1995）的规定。
3.1.3.2自动或半自动焊：
Q235钢材间以及Q235与Q345间的焊接采用H08A；Q345钢材之间的焊接采用H10Mn2；焊丝性能须符合《熔化焊用钢丝》（GB/T14957-1994）；《气体保护焊用钢丝》（GB/T14958-1994）的规定，并按《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》（GB/T5293-1999）选用相匹配的焊剂。
3.2本工程的“建筑钢结构安全等级为二级”，在要求为I级焊缝质量等级的焊缝中所用焊材应按《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）要求进行有见证复验。
3.3结构特征：
3.3.1厂房基本计算假定为刚架，全部承重结构为钢结构或钢管混凝土结构。
3.3.2刚架系统为刚架、垂直支撑组成，刚架上柱为实腹形柱，下柱为双肢钢管混凝土柱或双肢H型钢柱，刚架横梁为变截面工字形梁；屋面梁与檩条、支撑体系组成屋盖系统。
3.3.3刚架下柱柱脚采用双肢柱，柱脚采用分离插入式柱脚固接。
3.3.4刚架横梁受压翼缘的平面外稳定通过设置檩条及隅
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