某钢结构项目构件加工制作及运输方案.docx
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某钢结构项目构件加工制作及运输方案
某钢结构项目
构件加工制作及运输方案
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第一节结构概述
某国际会议中心C-H1、C-H8栋的花瓣结构占地面积约10569㎡。
整个工程外形酷似一朵圆形的牡丹花，钢结构为外围的花瓣，包括内瓣结构、中瓣结构、外瓣结构、悬挑复瓣结构。
CH1栋最大外围投影直径为116.0m，最高处为43.0m，CH8栋最大外围投影直径为121.5m，最高处为29.7m。
内、中、外瓣由边框及密肋组成，悬挑复瓣由门头边框和悬挑密肋组成，入口由入口拱及拱面支撑梁组成。
各部分截面如下所示：
部位
名称
组成单位
截面
材质
CH1栋
内瓣、中瓣、外瓣
边框
ø1400*25、ø1400*30（底部）
Q345B
密肋
ø500*16、ø500*20（底部斜交密肋）
Q345B
悬挑复瓣
门头边框
ø800*20
Q345B
悬挑密肋
ø600*30
Q345B
入口
入口拱
ø1400*50、ø1400*80（底部）
Q345B
拱面支撑梁
ø800*40
Q345B
CH8栋
内瓣、中瓣、外瓣
边框
ø800*30、ø800*40（底部）
Q345B
密肋
ø299*12
Q345B
悬挑复瓣
门头边框
ø400*20
Q345B
悬挑密肋
ø299*16
Q345B
入口
入口拱
ø800*40、ø400*25
Q345B
拱面支撑梁
ø400*20、ø299*16
Q345B
CH1栋结构示意图
CH8栋结构示意图
第二节加工制作重难点分析
1钢结构制作管理重难点分析及解决措施
工期管理
重点难点分析
重点难点解决措施
本工程加工工期短，结构形式新颖，加工难度大，工程质量要求高，如何实现有效的进度控制，按期保质完成各节点进度及总进度是本工程一大重点。
（1）认真研究分析项目总体进度目标及对钢结构安装与制作的进度要求，确定关键工作节点；对本单位资源状况进行充分分析、判断，编制钢结构加工制作年、季、月、周计划，定期跟踪进度计划执行情况，及时采取纠偏措施，调整相关资源配置，从组织措施上保证加工进度；
（2）本单位将在组织管理、深化设计、材料采购、资源、资金、技术、质量管理、安全管理及各项激励机制等方面采取适当措施，精选有类似钢构件加工制作经验的作业人员及管理人员参与本工程钢构件加工制作，以满足现场安装进度要求。
运输管理
本工程通过分段拟合的方法形成空间双曲造型，故构件分段较多而且构件间关联性较大，合理的发货顺序对现场安装进度起到关键性决定；另外由于运输路途长，运输周期要求短，如何处理临时情况是本工程运输管理的重点之一。
（1）专门成立运输指挥部，统一调度，确保各项工作有序、高效、优质地完成运输任务。
（2）对运输沿途路线实地勘测，确保所有构件可通过各个桥涵、立交桥、限高设施等。
（3）配置充足的人员、备用车辆，以应对临时突发情况，为人员配备对讲机、手机等通讯设备，车辆配备GPS（全球定位系统）设备，保证构件运行轨迹实时随时可查。
（4）根据现场吊装要求，及时发运，保证构件均在晚上到现场，所有构件均随运输携带完善齐全的质保资料，以便构件进场后按时吊装。
2钢结构加工制作重难点分析及解决措施
杆件弯圆
重点难点分析
重点难点解决措施
本工程钢管构件截面为ø1400*80、ø1400*50、ø1400*30、ø1400*25、ø800*40、ø800*30mm、ø800*20mm、ø600*30mm、ø500*16、ø500*20、ø400*25、ø400*20、ø299*16、ø299*12。
如何保证钢管弯圆后矢高、钢管外观、端口拼装吻合度等是本工程的重点之一。
对于需进行弯管的构件，截面≥800mm的钢管采用中频弯圆，对截面＜800mm的钢管采用机械冷弯。
先确定其弯曲半径、弯曲管件的起始点及终点，并做好标记，然后用JXW-700型弯管机或弯制模具进行管件的弯圆。
弯曲后，钢管表面不能出现折痕和凹凸不平的现象。
弯圆后切割端头，并在工装划出纵向直线，相隔90°四条及节点圆周环线，并打样冲眼，以便于钢管的对接。
中频弯圆的钢管避免多次加热。
多次加热会导致材质变脆，造成硬化。
同时，加工温度过低时，应避免强行弯曲。
圆管弯曲设备
空间弯管组装及预拼装
预拼装在于检验工厂加工制作构件精度能否保证现场安装要求，本工程构件为弧形构件为主，弯管的弧度、对接口角度、对接口的圆度等因数对现场的安装精度影响大,所以空间弯管组装及预拼装在本工程加工过程中,显得尤为重要。
（1）通过三维模型模拟，提取相关控制点的坐标数据，并使用高精度全站仪精确进行放样及校核，保证拼装质量。
（2）对单片花瓣结构框架进行卧式整体预拼装，通过整体校核提高构件精度，并在对接口处打样冲确定出现场安装位置，提高现场的安装速度以及精度。
（3）预拼装由制作厂专检人员、驻厂监理和总包监造人员共同验收，并形成预拼记录。
第三节材料采购方案
1材料要求
1.1钢材
钢材严格根据招标文件及设计要求采购。
本工程采用的钢材牌号均为Q345B。
其质量标准应符合《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。
钢材应具有良好的可焊接性和冲击韧性，并且抗拉强度、伸长率、屈服强度应具有合格的保证，磷、硫等有害元素的含量应符合国标要求。
所有钢材均为焊接结构用钢，均应按照设计要求的标准进行拉伸试验、弯曲试验、夏比V型缺口冲击试验和熔炼分析。
钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应大于0.85。
钢材应有明显的屈服平台，且伸长率应大于20%。
钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。
热轧无缝钢管需满足国家标准GB8162，热轧工字钢需满足国家标准YB242-263，螺旋焊钢管需满足国家标准GB9711，SY5036~37，尺寸容许误差为：
外直径±1%，且最小±0.5mm，最大±10mm；壁厚焊管-10%；无缝管-10%，但边长的25%范围内容许为10%~12.5%；重量焊管±6%，无缝管±8%~-6%（单根）；平直度0.2%；长度±150mm~0。
焊接钢管:
采用满足《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2008及《直缝电焊钢管》GB/T13793-2008标准的热轧焊接钢管。
埋弧焊钢管:
当钢管直径≥600mm，且内直径与厚度之比≥25时，也可采用一条纵缝的埋弧焊管，其质量应符合《建筑结构用冷成型焊接圆钢管》GB/T381-2012标准。
埋弧焊钢管的纵向和环向对接焊缝均为熔透焊缝,其焊缝质量应符合GB50205-2001中二级焊缝质量标准的规定,并应采用手工超声波探伤进行内部缺陷的检验。
其内部缺陷分级和探伤方法应符合GB11345-89的规定。
圆钢管尺寸、重量允许误差见下表。
项目
类别
允许误差
外直径
/
±1%，且最小±0.5mm、最大±5mm
壁厚
焊管
–0.35mm
无缝管
–10%，但边长的25%范围内容许为–12.5%
重量
焊管
±6%（单根）
无缝管
+8%–6%（单根）
平直度
/
0.2%
长度
/
+15mm–0
1.2焊材
焊材严格依据招标文件及设计要求进行采购。
根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能并结合构件的结构特点、使用条件等考虑选用焊接材料，必要时通过试验确定。
焊缝金属性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术要求，应符合当前行业标准《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）及其他相关现行国家及行业标准的要求。
低合金钢焊条型号有E50、E55、E75、E80等系列，建筑钢结构需用E50、E55两种系列。
焊接Q345钢构件时，应选用E50系列焊条（药皮类型为低氢碱性），其性能应符合《热强钢焊条》（GB/T5118-2012）的规定。
自动或半自动焊接采用的焊丝与焊剂，必须与主体钢材力学性能相适应，并应符合现行国家标准的规定。
所购焊接材料必须具有钢厂和焊材生产厂家出具的质量证明文件或检验报告，其化学成分、力学性能、拉力实验、熔焊点拉伸强度及其它质量要求必须符合国家的相关标准。
焊丝应保证脱氧元素和微量合金的含量；所选焊剂的渣系应为碱性系列，降低焊缝金属含氧量，减少熔敷金属氧化物夹杂量，有效提高焊缝的抗裂能力。
焊接材料必须按现行国家相关标准进行复验，经复验合格并按说明书上所列进行烘焙等相关措施后，才可以发放使用。
焊条外观不应有药皮脱落、焊芯生锈的缺陷，焊剂不应受潮结块。
1.3涂料
钢结构涂装涂料根据设计图纸要求选定，确保预期的涂装效果。
用于保护钢结构的防腐涂料必须具有相应的检测报告及理化性能检测报告，禁止使用过期、不合格产品及未经试验的替用产品。
涂装涂料出厂时，产品质量应符合相关标准以及本项目设计要求，并应附有涂料品种的名称、技术性能、制造批号、贮存期限及使用说明等。
防腐涂料的底漆、中间漆应相互配套，底层涂料不得锈蚀钢材，油漆进厂时外包装上须严格写明“仅供某某国际会议中心C-H1、C-H8栋花瓣钢结构工程使用”字样。
2钢材信息统计
本工程所用钢材主要为圆钢管，最大截面为ø1400×80，最小截面为ø299×12，主要材质为Q345B。
钢材统计信息如下：
序号
材质
规格
重量（t）
工程量占比
1
Q345B
D1400×25
1375
18.7%
2
Q345B
D1400×30
316
4.3%
3
Q345B
D1400×50
134
1.8%
4
Q345B
D1400×80
54
0.7%
5
Q345B
D800×20
26
0.4%
6
Q345B
D800×30
1022
13.9%
7
Q345B
D800×40
641
8.7%
8
Q345B
D600×30
116
1.6%
9
Q345B
D500×16
2041
27.8%
10
Q345B
D500×20
147
2.0%
11
Q345B
D500×30
341
4.6%
12
Q345B
D400×20
121
1.6%
13
Q345B
D400×25
8
0.1%
14
Q345B
P299×12
969
13.2%
15
Q345B
P299×16
25
0.3%
合计
7336
100%
注：
合计总重量未包含预埋件，此部分用钢量预估为整体用钢量的10%。
3材料厂家选定
3.1材料品牌
对于本项目主要材料产品生产厂家的选择，厂家及品牌需满足国家相关规定，采购时注明钢材、防火涂料、油漆等主要材料的厂家及品牌，钢材需为国标品牌，其他材料需有合格、质量认证证明文件。
本工程主要材料选用情况见下表：
序号
材料名称
主要技术参数
自选品牌
备注
1
钢板
按国标或本项目要求
南钢、兴澄特钢、舞阳、韶钢、武钢、湘钢、新余
2
钢管
天津钢管、中联特钢、包钢
3
焊材
安泰科技、天津大桥、四川大西洋、武汉铁锚
4
防腐涂料
佐敦、中涂化工、江苏兰陵、门普来、中远关西
5
防火涂料
广州泰堡、江苏兰陵、天宁、上海易川
结合本项目招标文件要求及本公司材料实际应用经验，如自选品牌获业主审批通过，本项目材料对应的厂家将从上表的厂商中择优选取；如自选品牌未获业主通过，本公司积极响应业主要求，在指定的品牌中选定。
3.2钢材厂家
材料名称
材料品牌
厂家名称
厂家地址
钢管
D800×40（定制）
D800×30（定制）
D800×20（定制）
D600×30（定制）
D500×30（定制）
D500×20（定制）
D500×16（定制）
D400×25（定制）
D400×20（定制）
P299×16
P299×12
钢板
3.3焊材厂家
厂家名称
厂家标识
部分产品展示图
地址
大西洋
天津大桥
武汉铁锚
3.4油漆厂家
厂家名称
厂家标识
部分产品展示图
地址
佐敦涂料
中涂化工
江苏兰陵
4材料供货周期
本项目的工期保证重要环节之一为构件加工所需各类材料是否能够按照预定的时间节点到达加工厂。
为此，结合本工程工期计划，考虑材料招标、定标、合同签订周期、材料生产周期、运输周期、构件加工制作及运输周期、现场拼装时间、构件吊装时间等，采用“时间倒推法”确定开始物资招标、订货时间。
“时间倒推法”模式图如下：
根据本公司实际采购经验，具体材料生产周期如下表：
材料名称
材料生产周期
备注
低合金钢
约45个日历天
订货
钢管
约60个日历天
订货
焊材
5~7个工作日
按照项目总需用量分批订货，按照构件加工需要分批供应。
油漆
5~7个工作日
栓钉
5~7个工作日
第四节圆管加工制作工艺介绍
1圆管构件加工方案
1.1圆管柱加工制作工艺流程
1.2圆管柱加工制作工艺和方法介绍
制作流程一：
钢板矫平
钢板的局部平面度允许偏差：
Δ≤1.5（t≤14）；
Δ≤1.0（t＞14）；
制作流程二：
端部预弯
卷制前采用油压机或卷板机进行两侧预弯成型；
预弯范围为端部150~300mm，压痕深度≤0.5mm；
用样板检验两端半径。
制作流程三：
筒体卷制
采用多次进料渐近法滚弯；
用样板检验板件半径。
（钢柱加工检验样板的制作必须考虑管材焊接变形而预置反变形）
制作流程四：
纵缝焊接
先焊筒体内侧，外侧清根后再焊筒体外侧焊缝；
直缝焊接完成后用进行回圆。
允许偏差
制作流程五：
环缝焊接
先焊筒体内侧，外侧清根后再焊筒体外侧焊缝。
环缝焊接示意图
制作流程六：
环板焊接
采用退装的方法装焊内环板；焊接完成后清除焊渣、飞溅等缺陷。
钢管的加工精度直接影响其他部件的定位准确性，环板焊接完成后采用四等分线法配合全站仪测量筒体接长精度。
图例
制作流程七：
端部铣平
端铣量为3~5mm。
端铣示意图
制作流程八：
牛腿组装
牛腿上表面位置尺寸偏差≤±2.0mm；
牛腿端孔到柱轴线距离允许偏差≤±3.0mm；
牛腿中心线扭曲、侧偏差≤3.0mm；
圆管构件组装时其外表面不得任意进行焊接起弧、焊工装连接板，避免圆管构件完工后表面留有焊疤。
1.3圆管柱加工制作工艺要点
加工
实景
下料
切割
筒体
卷制
工艺
要点
切割面质量零部件几何尺寸控制
钢板预弯样板检验筒体圆度控制
加工
实景
纵缝
焊接
筒体
接长
工艺
要点
焊前预热先内后外焊后回圆
圆管组对环缝焊接平直度检验
加工
实景
端部
铣平
零部件装配
焊接
工艺
要点
圆管端铣现场坡口开设
划线定位牛腿等部件组焊装、焊顺序
加工
实景
涂装
发运
工艺要点
除锈等级，表面粗糙度漆膜厚度
构件编号重心位置和定位标记
1.3.1预弯
采用2000吨压力机或非对称式三辊卷板机对钢板两端进行预弯，钢板端部的压制次数至少压三次，先在钢板端部150mm范围内压一次，然后在300mm范围内重压二次，以减小钢板的弹性，防止头部失圆，压制后用样板检验。
1.3.2钢管卷制
两端预弯检测合格后，将钢板吊入数控三辊卷板机，为防止产生错边，应将钢板对中，使钢板的纵向中心线与辊筒轴线保持严格的平行。
然后采用渐进式卷制，卷制过程中应不断将钢板表面脱落的氧化皮扫去，以免压伤钢板表面。
对于圆管柱，卷制前应按要求检查各零部件的规格是否与图纸一致,并在零件上划出加工母线。
筒体卷制
筒体检测
1.3.3钢管纵缝的焊接工艺
1）焊接方法：
钢管纵缝采用半自动埋弧焊进行焊接，焊接前应进行纵缝拼接定位焊，定位焊焊缝长度宜大于40mm，间距宜为300~600mm，定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝的2/3。
焊接时应注意板边错变量和焊缝间隙。
2）焊前预热：
焊接前必须对焊缝两侧100mm范围内进行预热，预热采用陶瓷电加热板进行预热，预热温度100~150℃，加热时需随时用测温仪和温控仪测量控制加热温度。
3）焊接顺序：
先焊内侧，后焊外侧面。
内侧焊满2/3坡口深度后进行外侧碳弧气刨清根，并焊满外侧坡口，再焊满内侧大坡口，使焊缝成型。
冷却后进行焊缝无损检测。
4）防止管体焊接产生微裂纹的措施
由于厚板从卷制到成型的过程中，产生的拘束应力非常大，将直接导致钢板的硬度增大，使材料塑性降低，钢材可焊性降低，焊接后在焊缝热影响区易产生微裂纹，为了保证管体焊缝不致产生裂纹将采取以下措施进行施工。
序号
措施
1
严格按厚板焊接要求进行焊接。
2
进行焊后热处理，用电加热的方法对焊缝进行消氢处理。
（5）整体检测
管体加工过程中和加工成型及纵缝焊接后均需采用专用样板进行检查管体的成型，加工样板采用2-3mm不锈钢板制作，每节管体应用不少于三个部位的检查样板进行检查。
管体加工成型后应直立于水平平台上进行检查，其精度要求应达到规范要求。
（6）矫正
当达不到以上要求时，必须进行矫正，矫正采用卷板机和火焰加热法进行。
如误差出现偏大时，采用卷板机用滚压法进行矫正，如误差偏小，采用火焰矫正即可。
（7）钢管接长和环缝的焊接
筒体接长前必须对单个筒节进行矫正，相邻管节拼装组装时，纵缝应相互错开大于200mm，并必须保证两端口的椭圆度、垂直度以及直线度要求，符合要求后定位焊。
将拼接好的管体吊入滚轮焊接胎架上用伸臂埋弧焊接机进行环缝的焊接，焊接要求同纵缝焊接。
环缝焊接顺序：
先焊管体内侧焊缝，外侧清根后再焊管体外侧焊缝。
环缝焊接前同样采用陶瓷电加热板进行焊前预热。
焊后进行检测，并对超差进行矫正。
（8）圆管构件牛腿装焊
装配前首先设置装配胎架和地样，胎架和地样投入使用前交专职质检员进行检查合格方可使用。
将圆管构件在胎架上进行精确定位，同时根据地样在钢管外表面上弹出牛腿及环板定位线，检查合格后进行牛腿装配，并用全站仪对牛腿装配精度进行检查。
合格后方可进行焊接，牛腿及外环板与钢管之间的焊接采用CO2气体保护焊进行。
1.4圆管构件加工精度
项目
允许偏差
检验方法
图示
直径
±d/250且不大于±5.0
钢尺、卡尺
/
长度
L≤5000
±1.0
钢尺
L≤10000
±2.0
L≤5000
±3.0
圆度
d/250且不大于5.0
卡尺、游标卡尺
垂直度
d/500且不大于3.0
角尺、塞尺
弯曲矢高
L/1500，且不大于5.0
拉线、角尺、钢尺
对口错边
t/10，且不大于3.0
焊缝量规
/
壁厚
t/10
卡尺
/
坡口角度
0~+5°
焊缝量规
/
2杆件加工制作流程
3杆件加工工艺要点
工艺流程
工艺要点
图示
进场验收
钢管进厂后，质检部对尺寸、圆度、长度等进行验收；检测中心取样后进行力学性能分析及化学元素分析。
完成后将钢管运至预处理线进行预处理。
参数设置
设备参数设置非常重要，根据设备情况，正确的配置各个轴参数，才能正确识别切割程序。
才能确保切割的杆件正确无误。
杆件切割
数控切割机读取输入的程序后即可进行自动切割，为确保切割精度，正式切割前应进行试割，即空走一遍，以检验设备运行状态，同时检验切割精度等。
试割合格后正式开始切割杆件。
漆膜厚度检验
将切割合格的杆件进行涂装，涂装前需将切割处的熔渣、毛刺等彻底清理干净。
涂装后待油漆实干后测量漆膜厚度。
对于杆件两端与焊接球现场焊接部位，使用美纹纸进行保护。
4数控相贯线设备可加工形式
相贯方式
图示
相贯方式
图示
主管与支管正交相贯
主管与支管斜交相贯
主管与支管偏心相贯
圆管与平面相贯
多重钢管相贯
管材开槽
5相贯节点制作工艺和方法
5.1相贯线切割
钢管应采用工艺文件规定的数控相贯线切割机进行切割下料，根据企业通用工艺标准或试验确定杆件的预留焊接收缩量（按工艺文件执行）；
切割前，必须用墨线弹出基准线，并按要求打出拼装定位样冲眼，切割时，按照先大管后小管、先主管后次管、先厚管后薄管的顺序分批次进行；
钢管下料后应进行首件验收，按照《相贯线数控切割工艺表》中图号、壁厚、管外径、材质、数量、管件最长、管件最短、左端坡口、右端坡口等项目进行逐个检查，管件最长、管件最短应严格按加工公差要求执行，当首件检验公差超出标准要求时，必须调节切割设备切割精度直至满足加工公差为止。
钢管切割下料允许偏差（mm）：
项目
允许偏差
直径（d）
±d/500，且不大于±5.0
构件长度
±3.0
管口圆度
d/500，且不大于5.0
管径对管轴的垂直度
d/500，且不大于3.0
弯曲矢高
L/1500，且不大于5.0
对口错边
t/500，且不大于3.0
对于大直径管件坡口开设，必须采用规定的切割设备进行切割，严禁手工气割；
相贯线切割实景
斜交相贯接头
正交相贯接头
5.2钢管相贯线焊接
相贯线焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡。
焊缝的质量等级：
斜交网格钢管对接焊缝、桁架弦杆、腹杆钢管间对接焊缝均为一级，其它全熔透焊缝和部分熔透焊缝为二级（在检测时部分熔透焊缝只测熔深），角焊缝为三级。
多层焊缝应连续施焊，每一层焊缝焊完后应及时检查，如发现有影响焊缝质量的缺陷，必须清除后再焊。
当多根支管同时交于一节点，且支管同时相贯时，支管按大管径和壁厚优先，支管与支管相贯处一律满焊。
圆管相贯时，支管端部的相贯线焊缝位置沿支管周边分为A（趾部）、B（侧面）、C（踵部）三个区域。
1）当焊管壁厚不大于6mm时，采用全周角焊缝。
2）当焊管壁厚大于6mm时，所夹锐角大于等于75度时，采用全周带坡口的全熔透焊缝。
3）当焊管壁厚大于6mm时，所夹锐角小于75度时，AB区采用带坡口全熔透焊缝，C区采用带坡口的部分熔透焊缝（夹角小于35度时可采用角焊缝），各区相接处坡口及焊缝应平滑过渡。
对全熔透和部分熔透焊缝，其有效焊缝高度he>1.15t，且he<1.15t（t为支管壁厚）。
对角焊缝，最小焊脚尺寸为1.5
（t为较厚焊件厚度）。
6钢管对接
在工艺文件制定时，管件对接比例和质量必须严格遵守设计要求，加工车间执行时必须严格按工艺文件要求进行，不得擅自修改；
焊接圆管构件的切割和坡口加工宜采用机械方法，也可采用氧乙炔焰热加工方法，但焊接前应将坡
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