钢结构施工方法及主要工艺设计.docx
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钢结构施工方法及主要工艺设计
钢结构施工法及主要工艺
1、放样
制作样板时用金属划针放样，以确保其样板的精密性和正确性。
放样以1：
1的比例在样板台上弹出大样，当大样尺寸过大时，可分段弹出。
该工程的一些构件只对其节点有要求，则可缩小比例弹出样子，但应注意精度。
先以构件的某一水平线和垂直线为基准，弹出十字线，二线必须垂直。
然后依据此十字线划出其他各个点及线，并在节点旁注上尺寸，以备复查。
交接点处应钉上薄铁皮，用划针划上连接线并用尖锐的样冲或划针轻轻地将点敲出，加以保护。
放样结束自检后须经各工种专职检验员检验，以确保各构件加工的几尺寸、角度和安装接触面等的准确。
2、下料切割
下料前格按工艺详图对照品种、规格、牌号是否一致，必要时请有关人员鉴证，应确认所用材料与图纸要求对应相符时才可切割。
钢板的剪切线、气割线必须弹直，当钢板有起伏呈波浪状时应特别注意。
下料切割法有气割、剪切、冲模落料、坡口和锯切，切割前应对钢板或型材进行矫正。
对接、焊接钢板或型材必须进行检验和探伤，确认合格后才准切割，不得使一次剪切的宽度超过剪板机的宽度。
剪切的长度超过剪板机宽度的料要采取相应的措施。
可以放加工余量在剪切后进行刨边或者用自动割刀加工。
下料切割尺寸公差应符合手工切割小于±1.5MM，自动半自动切割小于±1.0MM，垂直度应不大于钢板厚度的5%，且不大于±1.5MM标准规，切割边要求光滑平整。
下料后应对切割面、尺寸公差、切口截面和飞溅物等进行检验，经检合格后进行合理堆放，做上合格标识和编号。
3、制
制采用钻、冲、气割割等几种法，普遍采用钻，另外该工程不重要的节点板、垫板、加强板及角钢拉撑等构件可采用冲。
制前先在构件上划出的中心线和直径，为了提高效率，可采用涤纶片基的划线模板划线及将数块钢板重叠起来一齐钻。
钻的允偏差超设计和规时，不能采用钢块填塞，可采用与因材质相匹配的焊条熔焊后重新制。
4、矫正
矫正工作贯穿钢结构制作的全过程。
矫正主要采用机械矫正和火焰矫正等法。
因火焰矫正是利用局部受火焰加热后的收缩变形去抵消已经产生的焊接变形，故如果第一次矫正没有达到质量要求围，可在第一次加热位置再进行火焰矫正，矫正量过大可在反向再进行火焰矫正，直至符合技术要求，但加热温度要有控制围。
5、组立组装
下料后的平板由专业放样人员划出中心线、定位线，在组立机上进行点焊定位固定，使其形成图纸所需形状。
在组装前，组装人员必须熟悉施工图、组装工艺及有关文件的要求，并检查组装零部件的外观、材质、规格、数量，当合格无误后可施工。
组装定位采用断焊，其断焊长度30-50MM焊缝不大于设计焊缝的2/3，断焊分布均匀，保证有足够的强度和刚度。
对大、长、复杂构件必须选择合适的工作平台，放出1：
1实样，确认无误后按设定的组装程序工作，使用工具、器具等必须合适可靠，组装的间隙错位、垂直度、角度、平行度要格控制，并满足规定要求，待检验后才准正式焊接。
6、焊接与再矫正
主要采用门式埋弧焊机对组立的H型钢等进行焊接，焊接人员必须持证上岗。
焊接时必须根据钢板的规格尺寸按工艺要求选用相应的焊丝、电流、电压和焊接速度。
对焊接材料选用要格按照《钢材焊接焊条、焊丝焊剂选配规定》。
该工程构件原则上选用适合各种焊接位置及焊接式的低氢钾型焊条，使用前应仔细检查，凡发现有药皮脱落、污损、变质、吸湿、结块和生锈的焊条、焊丝、焊剂等焊材，不得使用。
H型钢焊接后，因焊接对钢材进行局部不均匀的加热，而导致焊接应力的产生发生焊接变形。
故应进行矫正，矫正在矫正机上进行。
7、涂装及编号
构件经除锈检验验收合格后，必须在返锈前涂完第一道底漆，一般在除锈完24小时涂完底漆。
必须格根据工程要求在车间对构件进行底层喷涂，做到喷涂均匀，无明显起皱流挂，附着良好，油漆的种类、遍数、涂层的原度应符合设计要求。
涂装时应对柱脚底板、高强度螺栓摩擦接合面、现场待焊接的部位相邻两侧各100mm的热影响区及超声波探伤区域等部位应进行保护。
涂装完毕后，应在构件上标注构件的原编号，标记可用标签或油漆直接写，必须时可标明重量，重心位置和定位标记，且构件编号宜放置在构件两端醒目处。
8、钢檩条和板材制作（含配件）
该钢构工程檩条由技术部提供具体的放样图纸，并由厂选派有多年经验的工人对其进行加工制作，为确保构件的质量，同时指定专人对加工件进行质控。
板材生产首先核对所用彩板是否与合约要求相符，生产时必须先试车，检验首件产品合格后可成批生产，并定时、定量进行检查。
产品经检验合格后，贴上合格标识，并进行合理堆放。
9、钢构件验收
出厂前必须对钢构件进行验收，出厂的成品构件应具有出厂合格证及有关技术文件等，并在工厂进行预拼装，检查是否符合设计尺寸和整体质量情况等，待检验合格后可出厂。
10、成品的堆放及装运
钢构件制作完毕后，考虑到不能及时运出或暂时不需安装，故需及时分类标识、分类堆放。
堆放需考虑到安装运出顺序，先安装的构件应堆放在装车前排，避免装车时的翻动。
11、钢结构制作主要工艺流程
钢结构制作主要工艺流程见下面流程图：
焊接
矫正
小装配
总装配
端部铣平
焊接
矫正
端部铣平
成品钻孔
铲磨除锈
退火处理
油漆包装
半成品按分类堆放
弯制
煨（滚圆）模压
边缘加工
（铣、刨、铲）
制孔
（冲、钻）
二次下料割
出厂
放样
原材料矫正器
剪冲锯
气割
零件平直
拼装
焊接
矫正
二、钢结构基础工程
1、该钢构工程基础虽由土建专业队负责施工，但当基础垫层砼凝固后开始绑扎钢柱砼基础钢筋时，钢结构工程项目部随之立即派专业技术人员进行钢结构螺栓预埋指导工作。
为确保上部结构安装质量，也必须与土建施工单位密切配合，共同把关。
2、螺栓预埋施工要点：
当基础垫层砼凝固后，即在垫层面上投测中线点，并根据中线点强出墨线，绘出地脚螺栓的位置，根据垫层投测的中心点，把地脚螺栓安放在设计位置。
为便于螺栓就位，可采用在工厂预制好的钻钢模辅助就位，（也可采用与基础模板连结在一起的钻木架，在模板与木架支撑牢固后，即在其上投点放线。
）地螺栓安装以后，检查螺栓第一丝扣标高是符合要求，合格后即将螺栓焊牢在钢筋网上。
为防止地脚螺栓在安装前或安装中螺纹受到损伤，宜采用防护套将螺纹进行保护。
三、钢结构安装工程
1、钢结构安装准备工作
●钢结构吊装前按照构件明细表核对进场构件，查验质量证明单和设计更改文件，检查验收构件在运输过程中造成的变形情况，并记录在案，发现问题及时进行矫正至合乎规定。
±0.000
-0.150
RC基础
水准仪
（柱底标高）
（基准标高）
-0.200
（一次浇筑标高）
2、钢结构安装
●该工程系采用两台16t汽吊进行吊装，次构件及板材采用人工悬拉，钢柱吊装采用单机旋转法吊装，梁由于跨度大，又是多节组成故先在地面拼装后再吊装，同时人工抬升辅助拼装，钢梁扶正翻身起板采用两点起板法。
为确保吊装安全和避免吊机停转次数，该工程钢结构吊装按行进路线的先后顺序吊装施工，且吊装时先吊装竖向构件，后吊装平面构件，以减少建筑物的纵向长度安装累计误差。
具体施工时采用一台吊车负责轴①和③，另外一台吊装轴③和⑤，两台吊车同时进行吊装：
1）应当利用两台吊车将各自负责的区域的钢柱从A轴开始依次进行吊装，直至把所有钢柱进行吊装完毕。
2）吊装钢柱过程中应当同时进行钢柱的校正和钢大梁的拼装工作。
钢柱吊装完毕和校正完毕，进行钢梁的吊装，计划每一带毗刚架吊装四钩子。
拼装时对容易变形的构件应作强度和稳定性验算，必要时采取加固措施。
设计要求顶紧的节点，相接触的两个平面必须保证有70%梁紧贴，用0.3mm塞尺检查，插入深度的面积之和不得大于总面积的30%，边缘最大间隙不得大于0.8mm，需要利用已安装的结构吊装其它构件和设备时，应征得设计单位同意，并采取措施防止损坏结构，确定几位置的主要构件，应吊装在设计位置上，在松开吊钩前就作初步校正并固定。
3）吊装钢梁的同时，每两榀之间的系杆同时在钢柱和钢梁校正之后安装，与刚架形成稳定的体系。
依次进行吊装直至完毕。
4）檩条、墙梁、支撑、拉条以及隅撑在钢梁吊装时应当可以进行交叉作业，在吊装钢梁同时人工笨力安装支撑体系。
3、钢柱的吊装与校正
●钢柱的吊装法与装配式钢筋混凝土柱子相似，该工程由于结构吊装时间紧，故拟采用人工抬升辅助就位，构件就位后采用单机旋转法吊装（见图表NO。
4－C），为提高吊装效率，在堆放柱时，尽量使柱的绑扎点、柱脚中心与基础中心三点共圆弧。
●起吊时吊机将绑扎好的柱子缓缓吊起离地20cm后暂定，检查吊索牢固和吊车稳定，同时打开回转刹车，然后将钢柱下放到离安装面40-100mm，对准基准线，指挥吊车下降，把柱子插入锚固螺栓临时固定，钢柱经初校正后，待垂直度偏差控制在20mm以可使起重机脱钩，钢柱的垂直度用经纬仪检验，如有偏差立即进行校正，在校正过程中随时观察底部和标高控制块扎之间是否脱空，以防校正过程中造成水平标高误差。
1
2
3
（a）平面布置；（b）旋转过程；1－柱平放时，2－起吊中途，3－直立
旋转法吊装示意简图（NO.4－C）
（a）
（b）
●柱子的垂直校正，测量用两台经纬仪安置在纵横轴线上，先对准柱底垂直翼缘板或中线，再渐渐仰视到柱顶，如中线偏离视线，表示柱子不垂直，可指挥调节拉绳或支撑，可用敲打等法使柱子垂直。
在实际工作中，常把成排的柱子都竖起来，然后进行校正。
这时可把两台经纬仪分别安置在纵横轴线一侧，偏离中线一般不得大于3m（详见图表No。
4-D）。
在吊装屋架时或安装竖向构件时，还须对钢柱进行复核校正。
4、钢梁的吊装与校正
●钢梁构件运到现场，先应拼装。
钢梁扶正需要翻身起板时采用两点翻身起板法，人工用短钢管及木临时辅助起板。
钢梁翻身就位后需要进行多次试吊并及时重新绑扎吊索，试吊时吊车起吊一定要缓慢上升，做到各吊点位置受力均匀并以钢梁不变形为最佳状态，达到要求后即进行吊升旋转到设计位置，再由人工在地面拉动预先扣在大梁上的控制绳，转动到位后，即可用板钳来定柱梁位，同时用高强螺栓固定。
并且第一榀钢梁应增加四根临时固定揽风绳，第二榀后的大梁则用屋面檀条及连系梁加以临时固定，因该钢构工程跨度为24米左右，故应设五道以上（拟定为1～5轴系杆），在固定的同时，用吊锤检查其垂直度，使其符合要求（简要示意图详见：
图表No.4-E）。
●本钢构工程因每个节点处的高强度螺栓总数很多，从而安装节点时应当用若干螺栓先暂时作为钢梁临时固定用的临时螺栓。
钢梁的检验主要是垂直度，垂直度可用挂线球检验，检验符合要求后的屋架再用高强度螺栓作最后固定。
●在吊装钢梁时还须对钢柱进行复核，此时一般采用葫芦拉钢丝绳缆索进行检查，待大梁安装完后可松开缆索。
对钢梁屋脊线也必须控制。
使屋架与柱
两端中心线等值偏差，这样各跨钢屋架均在同一中心线上。
5、柱底板垫块安装及二次灌浆
●钢柱安装时，因需调整柱高程、通常于柱底端头板下放置垫块，而垫块的尺寸，一般只考虑承载钢架本身的重量。
基础砼面的高程与柱底板高程间两者之差即为所需加垫块的厚度，由此可计算出所需垫块的数量。
柱底垫块应包括6mm垫铁和锲形垫铁（详见图表：
No.4-G），锲形垫铁垫到柱底板角。
●主钢构吊装校正完成后，才可进行灌浆通常在校正完毕后三天完成，以免因其他原因造成结构体移位，灌浆材料应采用细混凝土，使柱底板与基础完全接触，灌浆砼标号比柱砼标号高一级。
灌浆前准备工作，削除砼表面过高处使灌浆厚度至少保持4cm以上，去除砼表面的细微物，油脂、泥土等不良物质，而保持适当粗糙。
一端及两侧而之模板亦需高出板面，且留出间隔，并稍具倾斜，以使插入木棒或钢筋。
灌浆料必须以拌和机拌和，若以手拌和，则缺乏流动性而使水易增加，造成收缩之危险。
一经灌注，必须连续不断进行作业，直到灌浆从围出为止，灌浆料必须从一侧开始，未完成前不可中断。
灌注后，保持湿润状态保养至少七天。
5、高强度螺栓施工法
●该钢构工程钢梁、柱连接采用扭剪型高强螺栓，安装高强螺栓时构件的磨擦面应保护干燥清洁，不得在雨中作业。
拧紧顺序应从节点板中心向边缘施拧（参考图表No.5-G），两个连接件的为先主要后次要的顺序，H型钢构件为上翼缘、下翼缘、复板的顺序，同一节柱上梁、柱节点紧拧顺序为先上梁柱接点再下梁柱节点，最后为中间梁柱节点。
高强螺栓紧固程度用电动扳手进行控制，并观察尾部梅花头拧掉情况，尾部梅花头被拧掉者视同其终拧扭矩达到合格质量标准，尾部梅花头未被拧掉者可采用转角法检验。
其外露丝扣不得小于2扣，连接檩条墙梁用的普通螺栓每个螺栓不得垫两个垫圈。
所有安装螺，均不得采用气割扩，当板叠销超出允偏差造成连接螺栓不能穿通时，可用铰刀进行修整，但修整后的最大直径应小于螺栓直径的1.2倍，铰时应防止铁屑落入板叠缝隙。
●该工程拟编制一个班组6人专门负责高强度螺栓施工，其中螺栓安
装3人，初拧1人，终拧2人，并必须做到当天安装的螺栓应在当天终拧完毕。
6、檩条及支撑系统的安装
●檩条及支撑系统应配合钢结构吊装，进行交叉作业，流水施工。
●该钢构工程柱距为9m,檩条安装可采用以滑轮借力法安装，安装要求螺位置对准，拧紧程度合理。
根据檩条规格和使用部位，采用人工借力悬拉至屋面或墙立面相应位置安装。
●支撑应按规定要求及时安装,要求安装位置准确,达到设计要求，确保钢结构整体刚度和稳定性。
●吊装完成后马上要再调整构件间之垂直度及水平度，为确保连续构件间的正确准线，需及时安装柱间支撑及水平支撑及调整这些支撑。
调整柱撑应使一边柱撑锁紧另一边放松，当柱已达到垂直度时，则柱撑应该最后锁紧到“拉紧”状况，但不要把斜撑锁太紧而损害构件。
从屋檐到屋脊系利用屋脊点为中心点调整水平支撑，并对齐屋顶梁就能保持屋顶垂直。
总之只有待调整所有构件垂直度正后可锁紧斜撑。
●一般梁隅撑均是在地上连结至屋顶梁上，吊装后才使用螺栓连结到屋面檩条上。
台度角钢采用膨胀螺栓固定，山墙角钢安装则由檐口至屋脊并最好固定于山墙檩条之下翼沿上。
●屋面、墙面系杆及拉杆安装时要及时调整檩条的水平度，并纠正檩条因运输或堆放中造成的弯曲变形等。
第五章、钢结构安装施工工艺
主要抓好测量定位工作和节点连接（焊接和栓接）工作。
1．测量
为了能满足结构安装的精度，又能满足工程的施工进度，测量仪器的选择和测量案的简便可靠至关重要。
①基础检查、放线、标高块设置
由于涉及到土建与钢结构之间的关系，因此它们之间的测量工具必须统一并经标定。
（a）.基础的复校定位应使用轴线控制点和测量轴线的基准点,基础检查埋设应符合GBJ205-83规定的标准。
（b）.处理基础表面杂物,在基础表面弹出柱列纵横轴线。
（c）.标高块调定后,由土建施工单位在柱底围根据标高灌筑砼。
对轴线的复测
②对土建移交的控制点、轴线进行复测，及时修正。
③测量放线
对所需的控制线进行测放，并将其引出保证通视。
④在安装前对钢构件应按有关规定进行外形尺寸的检测。
⑤纵、横向轴线测量根据全站仪确定定位点，控制点采用经纬仪放轴线。
⑥标高测量根据总包提供标高控制点，采用水准仪测试水平标高。
核对好钢尺、经纬仪、水平仪及其它测量工具后，首先根据设计图纸的位置定好梁和柱的位置，然后放出钢结构安装位置线及辅助线，用色泽鲜艳、牢固的颜色标出。
2．焊接
2.1焊工：
选派经ZC考试合格电焊工进行现场焊接工作。
2.2焊接工艺
1.焊接质量的好坏直接影响装配质量，因此在构件安装时，要格控制焊接处的间隙，错边等误差，经安装装配后的焊接节点须经专人检查合格后才能交焊工施焊。
2.焊接前的准备工作
*装配好的焊接节点经专人检查合格后交于焊工施焊；
*检查焊接位置的脚手搭设是否安全可靠；
*清理焊接坡口区；
*将经烘焙的焊条用保温筒带至现场焊接地点。
3.焊接工作
*为避免焊接变形，焊接时采用对称焊接；
*焊接过程中逐道焊缝清渣，除飞溅物，发现缺陷及时用角向砂轮打磨，除去缺陷；
*焊接工作结束，将焊缝区及焊接工作位置场地清理干净，转移到下一焊接节点。
4.焊后检查
待焊缝冷却后，进行焊缝外观检查，并在24小时后对完全坡口熔透焊缝进行超声波探伤检查。
*焊缝外观质量要求：
**焊缝中不得有裂缝；
**焊缝金属与母材间完全熔合，所有坡口均被填满；
**焊缝不应溢瘤。
*无损探伤检查：
**对一级（二级）焊缝进行100%（20%）超声波探伤。
3高强螺栓施工
3.1螺栓安装
1.高强度螺栓连接安装时，每个节点上应穿入的临时螺栓和冲钉数量，由安装时可能承担的荷载计算确定，并应符合下列规定：
①.不得少于安装总数的1/3；
②.不得少于两个临时螺栓；
③.冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%。
2.不得用高强度螺栓兼做临时螺栓，以防损伤螺纹引起扭距系数的变化。
3.高强度螺栓的安装应在结构构件中心位置调整后进行，其穿入向应以施工便为准，并力求一致。
4.安装高强度螺栓时，禁强行穿入螺栓。
如不能自由穿入时，该应用绞刀进行修理，修理后的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。
禁气割扩。
5.安装高强度螺栓时，构件的摩擦面应保持干燥，不得在雨中作业。
3.2螺栓紧固
1.高强度螺栓施工所用的扭距扳手，使用前必须校正，其扭距误差不得大于±5%，合格后准使用。
2.高强度螺栓的拧紧应分为初拧、终拧。
初拧扭距为施工扭距的50%。
3.大六角头高强度螺栓初拧或复拧后应用不同的颜色在螺母上涂上表记，以免漏拧。
4.高强度螺栓在初拧、终拧时，连接处的螺栓应按一定顺序施拧。
而且初拧、终拧应在同一天完成。
4梁、柱安装
1.柱的吊装分列一次完成,每根柱吊装就位后,进行初步校直及固定后可脱钩。
2.在安装钢柱时，先依据预埋杆初步就位。
就位后，再通过调节柱脚底板与基础面之间的缝隙来调整柱的垂直度。
完成一个单元的柱吊装后,进行柱的精确校正,柱的校正法为,先精确校正单元的四个角柱,作为基准柱,然后再以基准柱为准校正。
3.基准柱的校正,采用经纬仪成90双向校正,其它柱的校正,采用拉钢线和吊线坠法校正,校正时应同时满足定位和垂直的要求。
4.柱的精确校正,应注意环境的影响,最后定位、校正检测应选择在阴天无日照影响的条件下实施。
5.柱的校正标准为:
垂直度H/1000轴线位移5mm标高偏差3mm。
6.初步校正符合要求后，将钢梁吊装就位形成框架。
由于钢梁的安装会引起钢柱的变形和位移，所以钢梁安装完毕后要重新校正钢柱垂直度和标高。
重新校正合格后，进行螺栓紧固。
每榀框架安装全部结束后，对柱顶标高、垂直偏差、轴线位移等作好验收记录。
然后，再依据本榀框架验收记录提供的数据制定相应的技术措施，进行下一榀框架。
7.格按照钢结构施工及验收规（GB50205-2001）及钢结构工程质量检验评定标准（GB50221-2001）的要求组织施工。
主要允偏差如下：
钢柱
序号
项目
标准
1
对中
5.0mm
2
柱高
+5.0mm
3
8.0mm
4
挠曲矢高
H/100且≤1.50mm
5
垂直度
10
钢梁
序号
项目
标准
1
梁两端顶面高差
L/100且≤10mm
2
主梁与梁面高差
±2.0mm
3
跨中垂直度
H/500
4
挠曲（侧向）
L/1000且10.0mm
⑻波型板屋面相对两板应顺主导向搭接宽度不得少于一个波。
五、钢结构涂装工艺
1．涂装工程的施工管理
⑴施工环境：
本防腐系统施工温度要求在10℃～30℃，相对湿度不大于80%，同时在雨、雾、雪和较大量灰尘条件下，禁止在室外施工。
⑵施工准备：
在涂装前，先检查钢材表面处理是否达到防锈等级的要求，是否仍有返锈或重新污染的现象，否则应重新处理，同时除锈后要求在12小时以即喷底漆。
对于不需涂装和禁止涂漆部位，应事先用胶纸带遮盖起来以免涂上漆。
涂料开桶前应验证品名、规格、颜色等，是否超过贮存期，否则应复验合格后可使用；开桶前应进行搅拌，观察有无结块，否则不可使用；搅拌后应测定其粘度，并用配套的稀释剂调整粘度到施工要求规定的围，夏天应取规定的下限，冬天则取上限。
⑶施工法与质量检验：
本防腐系统涂料以喷涂为主，以提高工效并使涂层厚度均匀，表面平整美观。
喷涂涂料后应依据设计规定和施工规程进行检查，且应对各项工序逐项检查，哪一道不合格哪一道就应及时修补，最后检查涂层总厚度和外观至合格为止。
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