某高铁车站站房钢结构施工方案

1 一 编制依据 1.1 施工图纸 名 称 编 号 某 站站房综合楼钢结构 1.2 主要施工规程、规范 类别 名 称 编号 设计 规范 建筑结构荷载规范 GB50009-2001 钢结构设计规范 GB50017-2003 网架结构设计与施工规程 JGJ7-91 验收 规范 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001 钢网架检验及验收标准 JG12-1999 建筑钢结构焊接与验收规程 JGJ81-2002 网架结构工程质量检验评定标准 JGJ78-1991 材料 规范 碳素结构钢 GB/T700-1988 低合金高强度结构钢 GB/T1591-1994 优质碳素结构钢 GB/T699-1999 结构用无缝钢管 GB/T8162-1999 直缝电焊钢管 GB/T13793-93 热轧钢板和钢带 GB/T709-1988 优质碳素结构钢钢号及一般技术条件 GB/T 3077-88 碳钢焊条 GB5117-85 低合金钢焊条 GB/T5118-1995 安全 规范 建筑施工高处作业安全技术规范 GJG80-91 建筑施工门式脚手架安全技术规范 JGJ128-2000 J43-2000 1.3 主要标准 2 类别 名 称 编 号 超声波探 伤 标 准 钢焊缝手工超声波探伤方法结果分析 GB11345 防腐 工程 建筑防腐蚀工程质量检验评定标准 GB50224-95 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB8923-88 建筑设计防火规范 GBJ140-90 测量 标准 工程测量规范 GB50026-93 工程测量基本术语及标准 GB/T 50028-93 3 二 工程概况与重点难点分析 2.1 工程简介 工程名称 某 站站房综合楼钢结构工程 工程地址 建设单位 设计单位 钢结构 类 型 焊接球网架、轻钢结构、彩色压型钢板 2.2 主要工程重点及难点 重 点 工厂加工部分： 1、焊接球加工控制。 2、网架杆件的加工控制。 3、轻钢构件的加工。 现场部分： 1、网架吊装拔杆的荷载计算及吊装过程的整体控制与协调。 2、网架安装精度控制 3、现场焊接部分焊接质量控制。 难点 网架的拼装、整体吊装及空中位移。 2.3 屋面板工程概况 站房铝合金屋面的采用平板屋面，其标准构造（从上到下依次为）： 1mm 厚铝镁锰合金屋面板（防水性能一级） 65/400、防水透气膜、 120 厚玻璃丝棉毡、热镀锌钢丝网、冷弯型钢檩条、主体钢结构系统等。 4 三 施工管理目标 质量目标 ：达到钢结构工程 施工质量验收规范合格。 工期目标 ： 60 天 安全文明施工目标： 确保本工程所有施工机械的安全正常运行，杜绝死亡事故。四 钢构件加工方案 本工程中的主要钢构件包括：焊接球、杆件、焊接 H 型钢梁等。 4.1、焊接球节点制作 本工程中网架为节点为焊接空心球，焊接球的主要规格有以下几种 焊接球的工艺流程如下： 下料加热冲压半球边缘开坡口半球对接焊 （ 1）加工工艺流程 （ 1）钢板下料 a）、计算下料尺寸 根据所需钢球的规格，考虑予留机加工切边余量（这也是在冲压过程中为保证成形而必须留的余量，一般为 8mm）等因素。半球钢板的胚料直径为 D=1.41d+8mm (d 为钢球球壳的中面直径 ) 。 b）、用圆规号料，保证尺寸的准确。 5 c）、用氧气 乙炔焰在固定导轨上切割，实现半自动切割之后，除掉氧化皮等。 d）、将下好的料分类集中堆放。 （ 2）冲压工艺 a）、模具的制作：采用工具钢或铸钢模，尺寸精度必须达到设计要求。 b）、用炉子加热钢板，控制温度在 850 900（呈枣红色）温度不宜过低，也不宜过高。钢板加热要均匀。保证冲压后变形均匀。 c）、加热时，不得让火焰直接烧坯料，以免渗碳、渗硫。 d）、冲压前，应 调整上下模的位置，保证其垂直度和上下模之间的缝隙。必要时加垫铁找正模具。模具上模为 D 0.2mm，下模为 D1（ D+2 0.2mm）（ D 为上模直径， D1为下模内径，为上下模间隙）。 e）、坏料放置时要放正位置，用固定圈保证。 f）、下压时，压边圈要放正，周边压紧，用销子固定压紧，应经常检测，使其保证成一平面。同时压边圈不准被上模压上。 g）、冲压一段时间后，要冷却机具。 （ 3）机械加工工艺 a）、半球压好后，将多余的毛边切去，剖口 25。 b）、机具夹持时，要找正位置，否则切边不均匀，造成废品。 c）、半球切边剖口后高度 不加肋半球高度 h D-2/2+（ h=D/2） 加肋半球高度 h D-2/3 /2+ h 切边剖口后半球高度 D 球的公称直径 球的壁厚 焊接收缩予留量，取 1mm。 （ 4）焊接工艺 a）、将切边后的钢半球点焊组对，应在专门的卡具上进行，半球之间的缝隙不加肋者为 2mm，加肋球两半球之间的缝隙为 2/3（为球的壁厚）。 b）、使用时应对卡具不断地检验，保证卡具几何尺寸的准确。 c）、组对点焊时，焊点不少于 8点，焊点高度不大于设计焊缝高度的 2/3， 且焊点端部平滑，易于过渡。 d）、球组对后的直径 不加肋球，组对后直径 D组 2h+2(D 组比球的公称直径大 2mm) 加肋球组对后直径 D组 2h+2/3（ D 组比球的公称直径大 2mm） 6 D组 两半球组对后直径 h 半球切边剖口后高度 球壁厚 e）、焊接时，采用专门的胎具，钢球随焊随转，将焊接位置固定在接近平焊的位置。 f）、焊接时，打底采用 2.5 或 3.2 焊条，必须焊透，且两边与球体熔合良好。 g）、每层焊完要将焊渣清理。 h）、多层焊时，焊接接头每层之间要错开位置。 i）、焊接 收缩量随板厚而定。具体为 6 8mm, 2mm 10 12mm 时， 2.5mm ， 14 16mm， 3mm，点焊组对时要予考虑。 j）、盖面焊缝采用较粗焊条，保证熔合良好，避免两球边出现未熔合、咬边且应压1mm 边。 k）、焊缝凸出或凹进球面应不大于 0.5mm。 l）、焊工焊完后，应清理焊缝及周围的飞溅物，并及时打上焊工编号钢印和球的规格号，防止弄错。 m）、一种钢球焊完后，班组自检，并做好自检记录，自检合格，由质量专职检验员进行验收入库。 （ 5）、 各工艺环节主要技术要求如下： 、焊接球采用热压成半圆球，由两个半球（或中间加肋）焊接成空心球。压制温度700 800，严防过热，一次压制成形。半球脱模后，在空气中自行冷却。半球的坡口和肋板均在车床上加工成形，焊接球组对焊接在专用模具上进行。焊接宜采用滚动环焊，焊前 清除焊口两侧 10mm 范围内的铁锈、油污。 、两半球的联接焊缝应符合 JGJ81 2002 的规定。检验标准应符合 GB50205 2001所述的二级质量标准。 焊缝应用超声波探伤法检测， 100%的进行，按 JG/T3034.1 和 GB11345标准的 II 级验收。 、焊接球表面光滑平整，不得有裂缝，局部凸起或折皱，局部凹凸不平不大于 1.0mm。 、成品球壁厚减薄量小于等于 10%，且不超过 1.2mm，检验数量按 JGJ78 91 中的有关规定执行。 、焊接球允许偏差及检验方法（见下表）。 空心球允许偏差及检验方法 序号 项 目 允许偏差 (mm) 检验方法 1 球焊高度与球外表平齐 0.5 用焊缝量规，沿焊缝7 周长等分取 8点检查 2 球直径 D 300mm 1.5 用卡钳及游标尺检查，每个球测三对，每对互成 90 度，以三对直径差的平均值计。 3 球直径 D 300mm 2.5 4 球圆度 D 300mm 1.5 5 球圆度 D 300mm 2.5 6 两个半球的对口错边量 1.0 用套模及游标卡尺 检查，每取最大错边外一点。 、焊接球与杆件的焊缝与两个半球的连接焊缝要求相同。焊接球节点必须用 Q345C钢管与球焊成试件，进行单向轴心受拉和受压的承载力检验。检验结果符合 JGJ78 91附录之规定。到现场后还须进行复检，检查数量和检测标准应符合 JGJ78 91 的有关规定。 、抛丸、去除表面氧化物和杂质 ,涂可焊性油漆。 焊接球检验主要控制指标如下： 项次 项 目 允许偏 差 (mm) 检验方法 1 球焊高度与球外表平齐 0.5 用焊缝量规，沿焊缝周长等分取 8点检查 2 球直径 D 300mm 1.5 用卡钳及游标尺检查，每个球测三对，每对互成 90 度，以三对直径差的平均值计。 3 球直径 D 300mm 2.5 4 球圆度 D 300mm 1.5 5 球圆度 D 300mm 2.5 6 两个半球的对口错边量 1.0 用套模及游标卡尺检查，每取最大错边外一点。 4.2 网架杆件的加工 4.2.1 钢管切割下料 本工程中网壳杆件采用无缝钢管，无缝钢管的主要规格 有： 76x4.0 89x4.0 114x6.0 140x6.0 159x8.0 钢管杆件采用高频焊接钢管杆件，主要加工工艺步骤如下： 下料喷砂除锈油漆涂装 高频焊接钢管采用钢管切割机或磁力氧气切割机切割。 8 采用磁力氧气切割机气割钢管照片 4.2.2 构件编号与标识 本工程中的各个构件出厂时均应进行编号，编号的方法应该便于安装时构件查找。 焊接球编号根据其外径不同直接编号； 其余各类杆件的编号以加工详图为依据，杆件下料后在杆件两端内壁标明杆件编号，喷沙除锈后检查编号，若不清楚需重新标明。 4.3 焊接 H 型钢制作 本工程的 H 型钢主要分布在 6 轴至 8轴和 15 轴至 17 轴的位置。焊接 H型钢采用将钢板切割成板条，再组装焊接成 H形构件的方案加工。 4.3.1 钢结构板材矫正 所有钢材在制作前均应进行复检，如有变形等情况，采用板材矫正机或火焰进行矫正。火焰矫正温度不得超过 900，并严禁强制降温。如钢材严重受损时，不得强行矫正，只能作短料使用或不予使用。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。钢材矫正后钢材的局部平面度允许偏差为 1.0mm。 4.3.2 钢结构板材接料 钢板接料焊缝采 用埋弧自动焊，焊缝两端需加引弧板和熄弧板，其材质与母材相同。焊接完毕后用半自动切割机根据所需尺寸进行切割，并修磨平整。 翼缘和腹板厚 20mm 时采用 X型坡口； 20mm 时采用 V 型坡口。 接料坡口形式图 接料焊缝要求焊透，必须采用碳弧气刨清根，接料焊接后必须经超声波探伤合格后再进行下一道工序施工。 要求熔透的双面对接焊缝，在一面焊接结束，另一面焊接前应彻底清除焊根缺陷至露出焊缝金属光泽，方可进行焊接，但采用埋弧自动焊并能保证焊透的情况下，允许不进行清根。 用背面钢垫板的对接坡口焊缝，垫板与母材之间的结合 必须紧密，应使焊接金属与垫板完全熔合。 对接焊缝，除特别指定以外，应使焊缝余高最小，余高值不得超过 3mm，并平滑过渡至母材表面。 4.3.3 钢结构板材下料 H型钢钢梁所用材料为板材，钢板下料采用 GS/Z-4000 数控 /直条切割机和 CG1-4000B9 多头直条气割机进行；板厚小于 12mm 的零件也可采用剪板机下料。 1） 采用自动切割机下料，零件的允许偏差应符合如下要求 : 采用机械切割下料的允许偏差符合下表的规定： 2）工艺要求 a.下料前应将钢板上的铁锈、油污等杂物清理干净； b.钢板下料应采用多头切割机下料，边缘应裁掉约 10-15mm 的毛边，同时还能防止钢板产生马刀弯； c.钢板下料应根据配料单或加工图的尺寸规格切割，还应根据构件的结构特点，适当考虑机械加工余量和焊接收缩量；通常下料时箱形长度方向不少于 30mm 余量， H 型长度方向不少于 15mm 余量，宽度方向留切割余量， 25mm，切割余量 2mm， 25mm，切割余量 3mm。 d.坡口应按焊缝要求加工； 坡口应光洁无割痕，割痕深度大于 0.2mm 应修补打磨，坡口内氧化铁及切割翻边应打磨干净 坡口斜角允许偏差为 0.5 度。 e.焰芯尖端距被切钢板表面距离为 2-5mm。 3）检验要求 a.操作者应对下料钢板的尺寸及外观进行自检。确认合格后交班长复检合格后发往下道工序。 b.专业质检应不定期的对下料钢板进行抽查。 4）操作注意事项 a.设备启动前，操作者应全面检查设备各系统是否正常，确认无误后方可启动。 b.操作者应严格按机台上的警示要 求执行操作。 c.操作者应按规定穿戴好劳动保护用具。 d.定期更换工作平台上的支板。 e.在本工序的操作人员必须经过相应的岗位技能培训，并通过考试合格持证上岗。 f.本工序所使用的量具及胎模应定期进行检查。 项目 零件宽度、长度 切割面平面度 割纹深度 局部缺口深度 允许偏差 3.0 0.05t,且不大于 2.0 0.3 1.0 注： t 为切割面厚 度 项目 零件宽度、长度 边缘缺棱 型钢端部垂直度 允许偏差 3.0 1.0 2.0 10 4.3.4 钢结构板材开坡口 1）组成箱形构件的板材之间、 H 型钢翼缘板和腹板的之间的焊缝为坡口焊缝（如下图所示），需对板条开坡口。同时需要对钢构件保证焊缝等级的其他零部件开坡口。 2）根据板厚利用半自动火焰切割机或铣边机将腹板边缘开坡口。 半自动火焰切割开坡口，适宜厚板开坡口 铣床开坡口，适宜薄板开坡口 3）坡口允许偏差符合下表的规定。 项目 切割面 平面度 割纹 深度 局部缺 口深度 坡口角 度偏差 反坡口 钝边 偏差 切割面 直线度 表面 清洁度 允许 偏差 0.05t 且不大于 2.0 0.3 1.0 （但要求平滑过渡） 50 不允许 1 400米之内小于 2，且不大于 4 无挂瘤、渣、氧化皮、铁锈、水、油等一切杂物 4.3.5 焊接 H型钢构件组装 焊接 H 型构件采用钢板下料、组拼焊接而成。主要工艺流程如下： 焊接 H 型钢加工工艺流程示意图 H 型组立 （ 1） H 型钢组立工艺过程 将合格的翼缘 板置于组立机的工作平台上吊装腹板侧立在下翼缘板上表面中心定位焊接安装引弧板。 （ 2） H 型钢组立质量标准： H型钢截面尺寸质量标准应满足下表要求： 项 目 允 许 偏 差（ mm） 图 例 截面高度 h h1000 4.0 截面宽度 b 3.0 腹板中心偏移 2.0 翼缘板垂直度 b/100，且不应大于 3.0 弯曲矢高（受压构件除外） l/1000，且不应大于 10.0 扭曲 h/250，且不应大于 5.0 腹板局部平面度 f t14 3.0 t 14 2.0 11 （ 3）工艺要求 a.定位焊必须由持有相应合格证的焊工施焊。 b.所用焊接材料应与正式焊相当。 c.定位焊焊缝应与最终焊缝有相同的质量要求。 d.定位焊焊缝厚度不应超过设计焊缝厚度的 2/3，焊缝长度应大于 40mm，间距为500-600mm 之间。 e.手工电弧焊和气体保护电弧焊焊缝引出板和引入板宽度应大于 50mm，长度应不小于 30mm，厚度应不小于 6mm。 自动埋弧焊引出板和引入板的宽度应大于 80mm，长度不应小于 100mm，厚度不小于10mm。 f.组对前操作者应检查自觉检查火焰切割口质量，对存在质量问题的材料应及时调整。 （ 4）检验要求 a.操作者应对组立的 H 型钢的尺寸及外观进行自检。确认合格后交班长复检合格后发往下道工序。 b.专业质检员应不定期的对组立 H 型钢尺寸进行抽查。 （ 5）操作注意事项 a.设备启动前，操作者应全面检查设备各系统是否正常，确认无误后方可启动。 b.操作者应严格按机台上的警示要求执行操作。 c.操作者应按规定穿戴好劳动保护用具。 d.定期更换工作平台上的支板。 e.在本工序的操作人员必须经过相应的岗位技能培训，并通 过考试合格持证上岗。 f.本工序所使用的量具及胎模应定期进行检查。 H型钢组装焊接 在 H 型钢组立质量检验合格后，进入焊接工序。 H 型钢组装焊接是指 H型钢腹板和翼缘板之间的焊缝 .焊接采用全自动龙门埋弧焊接 埋弧焊用焊丝按母材选用 H08MnA 等，焊剂必须进行烘焙。主要作业程序如下： （ 1）焊前准备 焊接前在焊缝区域 50-100mm 范围内清除氧化铁皮、铁锈、水、油漆、污物，要求露出金属光泽。 在埋弧自动焊的被焊钢材表面，除按上述要求清理外，对于在焊接过程中焊剂可能触12 及的水、锈、油污等杂物一律清除干净，以防混于焊 剂内。 焊接区域的除锈一般应在组装前进行，构件组装后应注意保护，如重新锈蚀或附有水分、油污等杂物应重新清理。 所有焊件坡口必须符合设计图纸和有关技术要求，凡未达到要求的均应进行修整。 （ 2） 埋弧焊接 将组立完成，且组立质量合格的 H 型钢吊运道埋弧自动焊机上进行焊接。埋弧焊工艺过程如下： 填充打底焊自动埋弧焊焊缝检查清理焊缝对不合格焊缝修补交验。 a.填充打底焊缝与最终焊有相同的质量要求； b.焊缝外观质量允许偏差如下。 二级、三级焊缝外观质量标准 焊缝质量等级 检验项目 二级 三级 未含满（指不 足设计要求） 0.2+0.02t，且 1.0mm 0.2+0.04t，且 2.0mm 且 100mm 长度焊缝内未焊满累计长度 25mm 根部收缩 0.2+0.02t，且 1.0mm 长度不限 0.2+0.04t，且 2.0mm长度不限 咬边 0.05t，且 0.5mm，连续长度100mm，且焊缝两侧咬边总长度 10%焊缝全长 0.1t 且 1mm 长度不限 裂纹 不允许 允许存在，长度 5mm 的弧坑裂纹 电弧擦伤 不允许 允许存在个别电弧擦伤 接头不良 缺口深度 0.05t，且 0.5 缺 口深度 0.1t，且 1 每 1000mm 焊缝不超过 1处 表面夹渣 不允许 深度 0.2t，长度 0.5t，且 20mm 表面气孔 不允许 每 50mm 焊缝长度内允许直径 0.4t，且 3.0 的气孔2个，孔距 6 倍孔径 腹板、翼缘板对接焊缝及完全熔透组合焊缝尺寸允许偏差 mm 项目 图例 允许偏差 一级、二级 三级 对接焊缝余高c B20： 0-3 B 20： 0-4 B20： 0-4 B 20： 0-5 对接焊缝错边d d0.15t 且 2.0 d6： 0-3 角焊缝余高 c hf 6.0： 0-1.5 hf6： 0-3 注 : 1.hf8mm 的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值 1.0mm，但总长度不得超过焊缝长度 10%. 2.焊接 H 型钢梁腹板与翼缘板的焊缝两端在其两倍翼缘板宽度范围内，焊缝的焊脚尺寸不得低于设计值。 c.一级焊缝表面不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤、咬边、未焊满、根部收缩等缺陷； d.焊成凹形船形焊缝的角焊缝，焊缝金 属与木材间应平缓过渡； e.焊缝感观应达到外形均匀、成型较好、焊道与焊道、焊道与母材金属过渡平滑，焊渣和飞溅物基本清除； （ 3）减少焊接变形的措施 下料装配时预留焊接收缩余量。 装配前，矫正每一构件的变形，保证装配公差要求。 使用必要的装配胎架、工装夹具。 同一构件上尽量采用热量对称分布方式施焊。 （ 4）焊缝完工的清理 焊工焊接完工后，应对焊缝进行清理，去除焊渣及焊接飞溅后，仔细检查缝外观质量，合格后提交检验，并在合格焊缝附近打上焊工钢印。 （ 5）不良焊接的修补 焊缝同一部位的返修次数，不宜超过 2次，超过 2次时，必须经过焊接主管工程师核准后，方可按返修工艺进行返修。 焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应及时报告焊接技术人员查清原因后，定出修补工艺措施，方可处理。 对焊缝金属中的裂纹，在修补前应用无损检测方法确定裂纹的界限范围；在去除时，应自裂纹的端头算起，两端至少各加 50mm 用碳弧气刨刨掉后，再进行修补。对其它焊接缺陷同样采用碳弧气刨刨掉。焊缝尺寸大小、凹陷、咬边超标，应进行补焊。对出现的焊瘤、焊缝超高，用砂轮打磨。 焊接变形的矫正可采用机械矫正或火焰加热矫正两种方法，但无论用何种方法，均以不损坏材质为原则 ，尤其是火焰矫正时，应严格控制加热温度（一般不超过正火温度）。 14 （ 6）焊