钢管桁架结构钢结构工程制作方案

1、1.工程概况济南遥墙国际机场航站楼，南北长485米，东西宽14571米，为钢管桁架结构，总用钢量为：5438吨。航站楼俯视平面呈大雁展翅飞翔形。建设单位：济南国际机场股份有限公司；设计单位：中国民航机场规划设计研究总院；钢结构设计单位：冶金部建设研究总院设计院；制作单位：南京中建钢结构有限公司。航站楼设计结构新颖，构思别具匠心，整体结构设计为球面相交结构，是一个直径为1798米（半径为899米）的圆球内与一个直径为398米（半径为199米）的圆球，从中心等距切16片，厚度为5米（为上弦距，下降4米为下弦距），又将16片球弧瓣对称等距拉开30米设置，取其各榀桁架所须长度，组成符合桁架的几何图形尺

2、寸。上弦设计2根457×12/16的钢管煨制成拱，煨制半径为199米，下弦设计1根457×20/25或508×16/18/25的钢管煨制成拱，煨制半径为195米。上、下弦3根主拱钢管之间连接的面杆和腹杆采用194×8的钢管，通过相贯线切割拼装焊接连接成倒置的等腰三角形钢管桁架。每榀管桁架之间相距30米，共16榀，T1T8和T1aT8a对称设置，桁架长度从中间T8T1逐渐缩短，T8桁架最长为144.91米，重量为97.313吨；T7桁架长为133.24米，重量为89.924吨；T6桁架长为115.752米，重为78.418吨；T5桁架长为102.495米，

3、重量为70.068吨；T4桁架长为93.086米，重量为61.955吨；T3桁架长为86.422米，重量为64.741吨；T2桁架长为79.12米，重量为60.352吨；T1桁架长为70.535米，重量为46.423吨。管桁架支腿（柱）采用457×16、508×16和560×16三种钢管，支腿（柱）和桁架连接采用铰支连接，在桁架下弦管和支腿（柱）底座上设置钢板铰支连接板及连接座，采用150圆钢轴梢连接，T1至T3和T1a至T3a每榀桁架两端各设8根“V”形支腿，T4至T8和T4a至T8a每榀桁架两端和中间各设12根“V”形支腿，桁架共有支腿（柱）168根，为稳定桁

4、架另设置356×12的钢管端墙柱18根，柱顶端与伸出的 HM 588×300×12×20的次梁铰支连接，下端与端墙上的预埋板焊接铰支连接。16榀管桁架上弦上采用钢板组合托板焊在桁架上与H钢588×300×12×20的次梁相交连接，次梁与管桁架连接采用10.9级的高强螺栓连接固定在管桁架上弦托板上，HM钢次梁间距为5米，次梁之间用219×8支撑钢管两端焊连接板与焊在次梁上的连接板用10.9级高强螺栓连接固定，在219×8的钢管支撑上焊接檩托板安装檩条，檩条上固定铺设屋盖板，整个航站楼呈双曲面结构，建筑竣工后

5、将展示出宏伟宽敞的航站楼大厅。在桁架端头东西向各桁架之间设置了为玻璃幕墙安装的 TT三棱桁架共28榀，桁架上下弦杆为356×12,面杆、腹杆为194×8，总重量为455.6吨。本工程钢结构材质：主桁架为热轧无缝钢管、次梁为热轧HM型钢、TT桁架为热轧无缝钢管、支腿（柱）及铰支板支座板，材质均采用Q345c。连接材料：所有连接螺栓都采用10.9级大六角高强螺栓。焊接连接均采用手工电弧焊，电焊条采用E5015或E5016，并需满足GB5117或GB5118规范的要求。钢结构除锈和防腐：钢结构除锈采用抛丸除锈Sa2.5级，室内为无机富锌底漆100m，环氧云铁中间漆60m，聚氨酯面

6、漆50m；室外为无机富锌底漆100m，环氧云铁中间漆80m，聚氨酯面漆50m。2.钢结构制作的总体构思钢结构的制作包括钢结构的工厂制作和钢结构的现场预拼装焊接两部分。本钢结构制作工程主要有钢管V支柱、钢管T拱形桁架、钢管TT连系桁架、屋面HM钢梁、钢管支撑、C形檩条及屋盖面结构等（见下图），整个结构形成双曲面铰接和刚性连接结构，其结构复杂、跨距较大、空间连接构件多，对钢结构的制作提出了较高的要求。钢结构制作的总体构思是针对本工程钢结构特点和运输及吊装的要求，在工厂进行桁架T-1T-8和连系桁架的杆件制作，现场分段组对拼装和焊接；地脚螺栓、支座、V型柱、屋面梁和支撑在工厂制作成成品构件，交付安装

7、单位安装。这样既便于全面铺开制造、控制质量，提高加工制作精度和生产效率，又满足运输的要求。同时，我局作为该工程的总承包单位，我公司亦承担钢结构安装工程的施工。在制作安装过程，统筹考虑钢结构安装工程施工要求，在此基础上编制制作进度安排、现场拼装段（节）的划分，为钢结构施工工程质量、安全、工期等目标的实现提供足够的保证。2.1钢结构制作工程具有以下特点：1）根据桁架结构特点和运输及吊装要求进行分段（节）的划分，桁架分段（节）制造以优先考虑运输和吊装为主。在现场拼装力求使桁架段（节）尽可能大，以减少钢结构安装现场接头数量。2）利用结构的相似性，设计专用工装胎具和工位，采用专业化流水作业方式进行生产，

8、控制钢结构制作精度，满足设计要求。3）确保制造工艺的质量精度，全部构件采用计算机立体建模，微机放样生成零件下料图，零件下料时留出少量焊接收缩补偿量，杆件下料时采用三维六轴数控相贯线切割机等设备，钢管杆件下料过程中不用二次切割，每根杆件的精度高，使桁架的装配质量满足焊接要求，确保制造质量。2.2钢结构制作总流程1） 制作总流程制造合同、设计院文件生产计划质量控制协调深化设计图施工工艺文件原材料检验材料管理图纸文件消化放样、号料工序检验下料、加工除锈、涂装分组编号配套发运胎模制作几何尺寸检验现场拼装焊缝检测焊接检测表、评定表终检段（节）运输、交付安装3.施工组织机构及施工资源的配备3.1施工组织机

9、构设置 根据济南遥墙机场航站楼钢结构制作工程施工管理需要拟建立组织机构如下：总指挥：田启良副总指挥：袁敬中办公室负责人：曹兵物资供应部：汪芳丽工程技术部：毕水勇项目技术负责人：李基千项目经理：王怀玺加工厂施工员：陈质才现场施工员：韦文鑫质量检查员焊接工程师钢结构工程师材料管理员经营财务人员运输负责人涂装工程师检测工程师安全检查员制作一队制作二队制作三队制作四队拼装一队拼装二队拼装三队拼装四队3.2施工资源的配备钢结构加工设备及检测仪器的准备1）钢结构加工设备的配备（1）主要制作设备配置计划表根据本工程钢结构制作的要求，由设备管理部进行钢结构加工设备的配置和管理。本工程拟投入的钢结构加工设备如下

10、表所示：序号设 备 名 称数量型号规格产 地一工厂制作设备1绘图软件及设备1套X-steel设计软件等芬兰Takla Oyj公司2钢管相贯线切割机1套六轴数控SKGG-B型切割管径800mm哈尔滨3龙门式数控切割机2台SKG-3A（3）哈尔滨4数控剪板机1台QC12Y马鞍山5带锯机2台750mm，1000 mm美国Peddinghaus6H钢坡口开铣机1台HS-38MW通过式，1000mm日本HATALY7三维数控钻孔机1台BDL-7603，760mm美国Peddinghaus8三维数控钻孔机1台6BH-1200T，1250mm日本AMADA9数控平面钻床1台双平台PD16型,1600mm济南

11、FIN CNC10卧式弯管、矫直机1台4.5米可调弯矩徐州锻压11联动压力机1台1600吨/15米黄石12抛丸机1台2200mm×2500mm台湾13多头直条切割机1台龙门式9+1无锡14仿形切割机6台CG2-150上海15摇臂钻床3台Z3040，Z3050沈阳中捷16二氧化碳保护焊机40台RF500日本Panasonic17碳弧气刨焊机12台600A日本Panasonic18硅整流焊机20台300A以上日本Panasonic19焊材烤箱2台150KG无锡20焊材保温箱1台无锡21空压机2套BA-100G德国BAUER22高压无气喷漆设备2套德国WIWA23室内桥式吊车2台16吨南京

12、24室内桥式吊车4台10吨南京25龙门吊1台20t/5t 30m南京26电动平车7台20吨以上常熟27中频弯管机1台二现场拼装设备1履带式起重机1台75t2载重汽车2台10t3载重汽车2台1.5t4汽车吊2台16t5硅整流焊机80台SS-4006焊条烘干箱4台3005000C7焊条保温箱4台1500C8电动角向磨光机 60台100德国9小型空压机2台W-2/5D南京10仿型切割机2台CG2-150 600上海说明：其它加工机床一应俱全，不再单列。2）钢结构加工检测设备的配置序号设备名称规格型号单位数量备注1红外线测温仪ST2X 007000C台2预后热用2记录仪XWFJ-300 0010000

13、C台2预后热用3控温柜DWK 240KW台2预后热用4测温笔100-250支105焊缝检验尺把10现场4把6风速仪台2现场用7钳形电流表600A副2现场用8超声波控伤仪SMART-220台2现场用9磁粉控伤仪DSE组合式台1现场用10塞尺套4现场用11测厚仪把4现场2把12放大镜只2现场用13钢盘尺50m ，30m把各4现场各2把14钢卷尺5m，3m把各10现场用15附着力测试仪台23.2.2 施工作业人员的准备本工程的主要施工人员由我公司的钢结构厂进行配置，公司总部作为技术和资源的配置调度中心，从全公司范围内进行资源配置，协调、指挥本工程的实施。针对本工程的具体情况，为了保证该工程高速、优质

14、地完成，我们将选择具有同类工程施工、经验丰富的专业施工人员进行该工程的施工。1）施工作业队的构成项目经理部现场拼装工长制造工长理化检测工长生产车间检测班现场拼装焊接队钢管煨弯队下料切割班2）施工作业人员的配备施工作业队工 种人 数备 注钢结构厂生产车间加工制作号料12钢板号料切割下料40相关线切割煨弯工40弦杆煨弯装配工20底座装配焊工24底座焊接检验员6质量检验现场预拼装作业队号料8另星号料切割下料6另星切割装配工40桁架装配焊工80桁架焊接油漆工30局部补涂面漆工厂涂装作业队设备操作工8工厂抛丸操作油漆工18工厂涂装起重工4配合吊装运输队起重工6工厂装车编组编号员4工厂配件编号场内转运工8

15、现场卸车司机12运输司机合计综合人数390厂内生产准备包括生产计划的编制、生产工艺布局的调整（含设备的移设）、工装胎具的制造和各种工具、卡具的制作等，安排生产计划进行进一步具体化，确保钢结构制作的顺利进行和按期完成。原材料采购和检验准备 建筑钢结构材质必须具有足够的强度、良好的塑性、超韧性、耐疲劳性的良好的焊接性能，且易于冷热加工成形、耐腐蚀性好、成本低廉。本钢结构工程采购的原材料的品种、规格、性能等应符合现行国家标准和设计要求，应具有出厂质量证明书和合格证，并经监理工程师批准后方可使用。（1）钢材必须符合国家相应标准，钢材需满足化学成分、机械性能及有关工艺和质量要求。出厂时必须具有产品质量保

16、证书和产品合格证书。用于主体结构的钢材材质为：Q345C，应满足GB/T1591中的化学成分和力学性能要求；钢管：采用热轧无缝钢管圆钢管尺寸允许误差：外径：±1%，且最小±0.5mm 最大±1.0mm壁厚：无缝管 10%，但圆周周长的25%范围内容许为-12.5%重量：±6% (单根)平直度：0.2%。长度：150mm，0（2）焊接辅料：焊条、焊丝、焊剂应与被焊钢材匹配采购电焊条（手工焊），Q345C， 采用E5015、E5016。焊剂和焊丝（自动焊），采用F5024H10Mn2（1）所用的钢材必须符合施工图说明要求，并具有质量保证书和检察报告。钢材入库

17、前，必须办理检验手续，必要时进行复检；（2）材料应按品种规格分类堆放，并应采取标识措施，严禁混用；（3）焊条、焊丝及焊剂应符合设计要求，并具有质量保证书。焊接材料应按牌号和批号分别存放在适温和干燥的地方；（4）材料的贮存，应保证其质量的完好并适应工程进度的要求，同时应置于便于检查的地方。4.钢结构施工总进度计划安排根据中建八局济南遥墙机场总承包项目指挥部和钢结构制作、安装项目部详细研究讨论拟订钢结构制作施工总进度计划安排如下：5.钢结构制作方案桁架各分3段（节）制作，每段（节）分别长度为23.512米，26.373米和28.807米，重量为15.474吨、20.117吨、21.581吨。桁架在

18、楼面上搭架子拼装中间40米长，重量为26.623吨，余下两端在拼装场地分段拼装长度各为26.543米，重量各为17.666吨。桁架在楼面上搭架子拼装中间45米长，重量为30.763吨，余下两端在拼装场地分段拼装长度各为25.068米，重量各为17.137吨。在楼面上搭架子拼装中间60米长，分别重量为40.648吨、40.494吨、40.292吨，T6两端各长27.876米，重量为19.885吨，T7两端各长36.62米，重量为25.95吨，T8两端各长42.455米，重量为29.94吨。插入图-（见分段（节）图5.2零部件下料本工程钢结构零件主要有板材零件和型材零件。其中型材零件主要有管子杆件

19、和HM型钢零件。1）板材零件下料切割板材零件主要是支座板、加强板、加筋板、连接板等，在计算机上立体建模生成零件数据并使用套料程序进行排版，生成数控切割指令数据，采用数控切割机进行下料切割。2）管子杆件下料切割管子杆件主要是钢管支柱、桁架上弦杆、下弦杆、腹杆和屋面梁之间支撑，在计算机建立三维模型进行数学放样，求出每个管子零件的各项切割参数，通过网络传输到数控相贯线切割机，采用数控三维六轴相贯线切割机进行切割。3）HM型钢零件下料切割HM型钢为屋面梁，每根长度分别为10米和20米，采用专用带锯机进行下料切割。5.3 T形桁架制作桁架制作主要有T型管桁架和TT型连系桁架，其施工程序如下：T桁架主要由

20、上下弦杆、腹杆和上弦面横杆组成，由于该桁架上、下弦为同心圆，交点设在管子中心，上弦为双根，间距为5米，下弦为单根与上弦均分座中，上下弦垂直间距为4米，因此三根弦杆是在同心圆上取的弧线，在工厂制作时，将T桁架上下弦杆，根据拼装制作划分的段（节），编号配制煨弯成符合上弦和下弦弧度，煨制好的弦杆最长不超过12米，运往施工现场，在施工现场按制作拼装划分段（节），在胎具上拼装焊接成安装段（节）。腹杆和上弦面横杆采用数控相贯线切割机进行下料切割，编号配套运往施工现场进行拼装焊接。1）桁架制作工艺流程材料进厂检验下料、切割上下弦拼接口和各腹杆及水平横杆加工好坡口弦杆经中频或火焰加热煨制散件运往工地在工地按所

21、划分的段(节)在胎上进行拼装焊接。2） 桁架精确下料工艺对形状复杂的零件（各种连接板等）采用精密数控切割机下料；对于矩行零件则采用高精度的龙门式多嘴切割机下料；对于管件则采用精密的三维六轴相贯线切割机下料；切割时采用合理的切割顺序及增加割线补偿等措施，保证其几何形状和尺寸精度，下料时预留焊接收缩补偿量。3）桁架弦杆煨制方法本工程桁架弦杆钢管规格为457和508，大跨度桁架，上下弦为两个同心圆弧线，半径相距4m，任取其某段拱长均可作为桁架弧长，因此，将上下弦钢管按分段（节）拼装需要焊成单根长度煨制成拱。T桁架弦杆煨制拟定为以中频煨制为主和胎模上冷煨制时加热成形为辅的方法进行加工。1）中频煨制采用

22、液压中频弯管机（48B型1000KW 1200×50）（2）钢管冷煨制方法钢管冷煨制方法需搭设制作平台，其形式如下图所示： 在厚钢板平台上，安装5个龙门架，设置五台同一油箱的液压千斤顶或50t螺旋千斤顶，液压千斤顶分别有各自回路油管控制压力，在千斤顶端头安装吻合钢管外经的顶托，被煨制钢管的外侧两段，在钢平台上，固定安装吻合钢管外经的靠山顶托，将五台千斤顶相距2m固定安装在平台上，使千斤顶顶托紧靠被煨制的钢管，并在千斤顶顶托相对应钢管外侧，设置限制钢管煨制的顶托靠模，应煨制的钢管每件长12米，且煨制成形后的拱高仅为92mm就满足桁架设计拱度。 起动液压油泵，五台千斤顶同时顶伸，当3号千

23、斤顶顶伸距约22mm时，就被3号靠模限制，该3号千斤顶的回路油管回油，3号千斤顶停止顶伸；且1、2号千斤顶继续顶伸，当2号千斤顶顶伸5560mm左右时，又被2号靠模限制，2号千斤顶的回路油管回油，2号千斤顶停止顶伸，而1号千斤顶继续顶伸钢管至靠模，此时钢管煨制成形达到设计拱度，液压千斤顶亦可用螺旋千斤顶替代。 设计煨制胎模时根据设计要求不增加起拱余量。当煨制成形后，仅为刚性成形，采用氧乙炔火焰烘烤，使钢管塑性成形。2）段（节）端口对接精度控制技术桁架上下弦按分段（节）煨制好后，在钢平台上进行逐段试拼装，检验煨制拱（弧）度，在此同时设置好段（节）总拼装安装时的连接固定卡具，保证段（节）弦杆端口在

24、高空对接精度，采用下述措施进行控制：（1）上下弦杆在工厂制作时采用整个弦长多段（节）整体拼装；（2）对连接节点设计易于拼装的连接龙门卡具，经设计院同意后施工；（3）严格控制段（节）制作精度。3） 焊接程序和焊接变形控制技术T桁架的结构虽不复杂，但管件直径较大，壁厚又不一致，焊接变形的控制是本工程的重点和难点之一，为了保证本工程的建造精度能满足设计要求，保证安装的顺利进行，采取如下的技术措施：（1）采用计算机进行立体建模和数学放样，并精确计算制作胎架等数据，是制作精度控制的基础；（2）设计计算焊接过程的收缩量，制定焊接收缩补偿量和余量施放数据；（3）弦杆与腹杆、横杆在工厂对接，焊接时采用二氧化碳

25、气体保护焊和手工焊相结合措施，设计合理的焊接工艺，制定焊接顺序，控制焊接变形；（4）采用桁架弦杆撑开等强制措施，焊接过程中采用刚性控制变形措施；（5）采用先进的数控三维六轴相贯线切割机等机械进行零件的下料，保证杆件制作精度和桁架组装质量，为焊接变形控制打下基础。4）制孔技术本工程钢桁架的设计支柱为上下铰接连接，铰接连接板孔经为¢152mm，次梁支撑为高强螺栓连接，柱底座板上孔经为¢70 mm,为保证制孔质量满足设计和质量要求，将采用下列制孔技术：（1）钢柱底座板和铰接连接板制孔，采用高精度的仿形切割机制孔；（2）支撑连接板制孔，采用高精度的数控平面钻床制孔；（3）制孔的孔壁

26、垂直度<1%，铰接板孔壁经研磨处理。（4）钢柱底座板和铰接连接板焊接前采用临时工艺销轴固定，然后进行焊接，焊后进行二次镗孔加工，确保现场安装穿轴一次成功。 5.4 TT桁架制作TT桁架为T桁架端头连系桁架，上弦一根，下弦二根，上下弦之间设有腹杆，两根下弦之间不设腹杆，工厂制作按各个整件桁架上下弦长度下料配制长度编号，各腹杆下料在计算机建立三维模型进行数控放样，求出每根腹杆管子零件的各项切割参数，采用数控三维六轴相贯线切割机切割，设置各腹杆标签，长度编号，配套运往施工现场在胎模上拼装焊接。5.5 支腿制作工艺方法支腿为管支腿铰接连接，管子支柱与管子桁架连接分三种形式：边柱连接、中柱连接和端

27、墙连接。管子支柱与底座板铰接连接、管子支柱与管子桁架连接也为铰接。支腿支座板制作钻孔经复核检查合格，由于各支座较大，焊缝密集，为防止焊接变形，组焊时将采用重叠式焊接，具体步骤如下：1）在底座板上划出铰接板组对线，将铰接板穿入临时连接销子，每块铰接板和加筋板按划线间距垂直点焊在底座板上，在铰接板顶端和侧面临时点焊数根杆件，控制其间距，又将另一块底座板通过地脚螺栓安装孔用螺栓紧固重叠在一起。2）铰接板与底座板焊接，为控制焊接时温度集中而产生焊接变形，将采用分段、分层、分件焊接，每块铰接板焊缝高度达到1/31/2高度，让其自然稍冷后继续焊接，不能急于求成，焊接过程中随时转动临时梢子，验证焊接变形情况

28、。3）铰支上半部组焊应与下半部匹配制作，焊接时采取相应措施，并在焊接钢管柱的面板上点固两块厚立板，防止平面变形。4）焊后拆开两块底座板，用穿轴检查底座板的变形情况，如变形须进行二次镗孔加工，确保现场安装穿轴一次成功。5.6 屋面HM型钢次梁制作屋面HM588×12×20梁在工厂制作，根据T桁架安装间距，由计算机建立三维模，求出两个T桁架之间距，首先制作安装在T桁架上的长10米屋面梁，然后制作两个T桁架之间的中间段屋面梁长度为20米，安装焊接好屋面支撑219×8支撑连接板。制孔划线由样杆统一划线，在三维数控钻床上精确制孔，每根屋面梁设标签编号出厂，运往工地安装，屋面

29、梁单件最长不超过20米。5.7 屋面支撑制作屋面支撑为219×8管子两端设连接板，在计算机上建模计算出各支撑长度，按施工图设计好两端头连接板，在工厂内制作好编号出厂，运往工地安装。6.钢管桁架现场预拼装T钢管主桁架上弦两根直径为D457mm壁厚分别为12和16mm，下弦一根直径分别为D457mm，壁厚为16、20mm和直径D508mm，壁厚为16、18和25mm两种。TT钢管连系桁架上弦一根、下弦两根直径均为D356×12，腹杆直径为D194×8。6.1 构件段（节）划分（1）根据结构特点和运输及吊装要求进行段（节）的划分，按前面原则进行各桁架的段（节）划分：（2

30、） 屋面梁HM588*12*20分段（节）长度为10米和20米，段（节）之间用M24 10.9级高强度螺栓连接，然后进行上下翼缘焊接。（3） TT-1TT-17连系桁架按各施工图各自设计长度制作，长度为25米。（4） 屋面梁之间支撑为219×8支撑分件制作，杆件两端用M24 10.9级高强度螺栓与焊在屋面梁上的连接板连接。（5） 柱腿分件制作，最大长度为 20.32米,两端都为铰支座连接形式.（6） 桁架分段(节)编号原则上在桁架名的基础上,在加上分段(节)序号如A、B、C或1、2、3，工厂整件交货的桁架或构件则用原名编号。T桁架上弦弯曲半径为199m，下弦弯曲半径为195m的同心圆

31、，其中T-8整个桁架弧长约为145m，根据现场拼装、吊装安装在楼面上搭架子散拼装，最长段为60m，余下两端段在胎模上拼装，因此，T桁架制作拼装胎模制作为30m，在胎模上拼装成形的桁架段（节）。（1）胎模制作方法胎模制作为立式胎模（立式胎模比较直观，易控制拼装几何尺寸、焊接变形，便于焊接和质量检测），立式胎模由底座HM钢、立柱工字钢，支撑工字钢和托板等组成。胎模底座为HM300×300×12×20H钢制作，立柱为HM200×200×8×12钢制作，支撑为18#工字钢，整个胎模共有7榀托架，每榀间距为5m，每榀胎具根据各自所对应的拱高不同

32、高度制作，胎具顶端的托板可根据管径的不同互相调换；见如下胎模图： （2） T桁架拼装方法 桁架按所分段（节）总长度，将每根单件20米或短于12米长的上下弦杆吊放在胎模上，拼成按段（节）所分的长度段（节），节与节之间用4个龙门卡具组对固定对接管口（见下图）。通过龙门卡可调节钢管对口间隙、错口量等, 用样杆、样板在上下弦钢管上按施工深化图纸尺寸划出各腹杆、横杆的安装位置，点固各杆件，点焊时应按工艺和设计要求留出3mm间隙，杆件经复检安装合格交下道焊接工序焊接。（3）焊接杆件焊接按焊接工艺、焊接顺序焊接，同一根杆件严禁两端同时焊接，在焊接过程中为控制桁架上下弦因焊接收缩，采用正反丝扛临时支撑强制固定

33、。7.钢结构焊接工艺7.1概述本工程钢结构材料主要为热轧无缝钢管和热轧HM型钢，焊接钢板材质为Q345-C和Q345-Z15，无缝钢管材质为Q345-C。无缝钢管规格为194×8560×16，最厚为25mm；成品HM钢规格为HM588×300×12×20。重要的熔透焊缝（钢管对接）质量等级为一级，一般熔透焊缝质量等级为二级，角焊缝质量等级为三级（外观检查二级），按照GB50205-2001的要求由具备国家壹级资质并经建设单位、设计单位、监理单位、总包单位和安装单位认可的第三方检测单位对工厂及现场焊缝进行内部缺陷超声波探伤和外观缺陷检查。7.2

34、焊接前的技术复核工作1）评定过程由业主委派的监理工程师进行见证，评定结果报设计部门和工程部门认可合格后，制定生产施工焊接用的正式焊接工艺卡。2）焊工必须持有劳动部门颁发的焊工资格合格证书，且须符合以下要求：（1） 合格项目必须能覆盖现场所有焊接位置；（2） 焊工资格必须在有效期内；（3） 施焊前，经现场技能考试，合格后方可上岗施焊。3）做焊缝收缩变形和残余应力测试等工艺试验，目的主要是为现场预留焊接收缩量。7.4 焊接前的准备工作1）检验焊材、垫板、引弧板。焊材的牌号必须符合设计要求，保管要妥当，应放在仓库内保持干燥，焊材不得受潮生锈，焊条药皮不得剥落。垫板和引弧板应按规定的规格制作加工，坡口

35、须符合设计要求。2）检查焊接操作条件，焊接操作平台、防风设施等必须落实到位。3）检查工具设备和电源，焊机型号正确，焊机完好，接线正确，电流表、电压表齐全完好，摆放在设备平台上的设备排列应符合安全要求，电源线安全可靠。4） 焊条使用前应进行烘干、干燥，碱性焊条350-400烘干、恒温1.5-2h，酸性焊条150-200烘干恒温1小时，烘好后，焊条应放在150的干燥箱内，随用随取，取出的焊条放在保温筒内，4小时用完，否则重新烘干，焊条烘干次数不超过两次。5） 焊缝坡口检查，合适的坡口尺寸是保证接头焊接质量的关键因素之一，焊前全面检查坡口尺寸，如果坡口间隙过小，则需要重新开坡口打磨干净再进行焊接。有

36、时为了保证结构整体尺寸的需要，管管相关斜接接头的坡口间隙增大，施焊前，先将间隙焊满，再进行正常焊接。7.5 焊接工艺7.6 焊接过程控制1） 根据焊接工艺评定报告编制焊接工艺卡。2） 对于厚的钢板，焊接前进行预热，预热范围为焊缝两侧各100mm内，预热温度100-150，温度测定用测温仪。3） 垫板、引弧板熄弧板根据要求制定尺寸。4）焊接工艺过程（1）清理坡口及两侧的油污、锈等杂质，定位点固，同时点固引、灭弧板和垫板。（2）根据工艺卡调节焊接工艺参数。（3）按规定的焊接顺序进行施焊，焊缝厚度达母材厚度1/2以上时，方可短暂停息。（4）施焊过程中，每一焊层都要进行清渣，进行层间检查，发现缺陷及时

37、处理后方可继续施焊，焊后清理焊接飞溅。（5）对于36mm板厚的焊缝，焊后及时进行后热处理，后热温度200-300，恒温1小时。5） 在安装现场施焊时，设专职人员对风速、温度、湿度进行测量记录，若出现以下情况之一，且无有效保护措施，立即停止焊接。风速大于10m/S；相对湿度大于90% ；雨天。 6） 焊材的管理：焊条应有质保书，现场配有一级库、二级库存放焊材，焊条使用前须烘干，焊工领取焊条需用保温筒，焊接时保温筒接上电源用以保温防潮湿。7.7焊接检查检验1） 焊缝外观质量检查：表面不得有气孔、表面裂纹、未焊满等缺陷。咬边深度不超过0.5mm，累计长度不得超过焊接长度的10%。 外露钢构件对接接头

38、，应磨平焊缝余高，达到被焊材料同样的光洁度采用自动或半自动方法切割的母材的边缘应是光滑和无影响焊接的割痕缺口；切割边缘无氧化铁和脏物等。（3）材料的烘焙和储存焊接材料在使用前应按材料说明书规定的温度和时间要求进行烘焙和储存，如材料说明要求不详，则按下表要求执行：本工程采用无缝钢管相贯焊接空间桁架结构，按照招标文件技术规范中要求，须对原材料对接焊缝、厚钢板和焊接T型焊缝进行超声检测。对工厂的构件作100的目视检查，并按规范要求进行超声波测试，测试内容不能少于下列几项。通过测试来发现焊接区域的分层、夹杂物或其它不连续的地方。 （1）超声波范围在厚度大于30mm次梁翼缘与梁连续翼缘刚性连接区域内。采

39、用超声波100检查每个梁翼缘连接处上、下至少150mm范围，以防止层状撕裂的发生。所有横向对接焊缝应100%进行超声波探伤，一级合格。管与管对接焊缝和要求全熔透的角焊缝应进行50%的超声波探伤，二级合格。（2）引用标准及验收规范钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB11345-89B 招标文件有关条款。（3）检测仪器及人员要求 检测仪器：采用A型脉冲反射式超声波探伤仪（根据接头的不同要求选用不同的超声波探伤仪器），仪器必须经过校验而且在检定期内。 考虑高空检测采用化学浆糊进行耦合。 检测人员：操作和审核人员须持有锅炉压力容器无损检测UT-I

40、I资格或机械学会无损检测学会UT-II资格方可上岗。（4）检测方法 钢管对接焊缝检测 板材对接焊缝检测板厚为12、20板材对接采用K2.03.0 13×13 2.5MHZ单斜探头焊缝双侧一次波扫描。按水平1：1进行仪器调节，按照GB11345-89 B进行评定。 T型焊接接头焊缝检测T型焊缝采用如图两种方法进行检测A、采用双晶探头（晶片尺寸1025、2.5MHZ、焦距为20）在翼板侧进行扫描。双晶探头参考JB4730-94附录G进行性能测试，合格后方可使用。灵敏度调节：翼板无缺陷处第二次底波为荧光屏满刻度的100%。缺陷回波超过满刻度的20%的部位，须进行返修。B、采用K2.03.0

41、 13×13 2.5MHZ单斜探头腹板侧进行一次波扫描。仪器按水平1：1进行调节。缺陷按GB11345-89B级进行评定。 合格级别及检测比例：圆管对接焊缝按GB11345-89B级II级进行验收，检测比例100%；其它熔透焊缝进行20%抽查，按GB11345-89B级III级进行验收；T型焊缝检测比例及合格级别按图纸要求进行验收。（5）检测资料及报告检测资料应明确表明被检焊缝所在位置及检测长度、抽查比例。应对每条焊缝进行评级。抽检焊缝发现不合格时应按要求进行扩检，报告中应反映扩检比例。检测报告经责任工程师审核，加盖检测专用章和CMA章后，方可生效。返修1）对于外观质量不合格的焊缝，

42、通过修补打磨达到合格要求。(1) 裂缝：采用MT 或 PT 以及其它合适的方法，确定裂纹的长度和走向后，报监理备案，并采用碳刨刨除裂纹及裂纹两端各50 mm 长度，然后补焊。 (2) 焊缝尺寸不足、凹陷、咬边超标，应补焊。 (3) 夹渣、气孔、未焊透，用碳刨刨除后，补焊。 (4) 焊缝过溢或焊瘤，用砂轮打磨或碳刨刨除。 (5) 补焊应采用低氢焊条进行焊接，焊条直径不大于4.0mm，并比焊缝的原预热温度提高50。(6) 因焊接而产生变形的构件，应采用机械方法或火焰加热法进行矫正，低合金钢加热区的温度不应大于850，严禁用水进行急冷。1）所有钢材表面的原始腐蚀等级不得低于B级；2）钢构件表面喷吵除

43、锈处理，除锈标准Sa2.5级，且需满足GB8923-88；3）抛丸除锈，底漆采用无机富锌底漆2道，厚100m；4）室内钢构件涂装环氧云铁中间漆1道，厚60m；室外钢构件涂装环氧云铁中间漆2道，厚80m。钢结构涂装涂层配套体系设计应结合本工程的特点、重点、难点并参考国内类似工程涂装业绩和本公司对涂装工程的施工经验。涂层配套体系优化设计见下表钢结构涂层结构配套方案表面处理无机富锌底漆(m)环氧云铁中间漆(m)除锈等级遍数干膜 厚度遍数干膜 厚度Sa2.5150160（室内）Sa2.52100280（室外）说明：本配套方案以工程内容为基础，参照建筑设计防火规范的规定，结合国内类似工程的涂装实践而设计

44、；9.2涂装工艺流程为保证涂装质量，表面处理、防腐底漆、中间漆在工厂内涂装。为使面漆颜色一致、表面光滑完整，最后一道面漆在工件全部吊装完毕后涂装。（面漆涂装施工不在本次招标范围内，本节建议是为用户考虑，仅供参考。）喷砂或抛丸合格工厂涂装验收合格验收合格面漆涂装（第一道）现场修补验收合格工程吊装完补漆面漆涂装（第二道）人员撤离交付资料验收合格工厂制作部分：抛丸除锈、底漆、中间漆，按钢结构加工进度跟随同步进行；现场涂装工作，待全部安装、清理结束后，与工程的装饰工作交叉进行。9.3表面处理工艺2）工艺细则：涂装前表面处理：（1）打磨 所有气割、剪切、机加工后的自由边锐角均应打磨至R2。 抛丸前应用砂

45、轮打磨去气割表面的割痕及火工矫正部位的硬化层，以便抛丸后在这些部位能形成合适的表面粗糙度。（2）除油 抛丸前钢材表面沾污的油脂必须清除干净。a、推荐使用具有中度碱性的水性清洗剂清除油污，然后以清水冲净；b、杜绝用蘸有有机溶剂或洗涤剂的少量回丝擦拭大面积油污，以免扩大油脂沾污面积。 抛丸过程中和施工后，钢材表面必须避免油脂重新沾污。a、抛丸用压缩空气必须装有性能良好的油水分离器；b、除锈后的钢材表面必须严格避免重复沾污油脂；c、质量检查人员和涂装施工人员不可穿戴沾有油污的工作鞋、工作服、手套对未涂装的钢结构进行质量检查和涂装施工。（3）喷砂除锈 除锈质量等级要求a、产品部件合格后，采用自动抛丸机

46、在室内进行除锈处理。除去氧化皮、铁锈、及其化杂质，然后用经净化的压缩空气将构件表面清除干净。b、抛丸后，构件表面质量要求应达到涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级(GB892388)中规定的Sa2.5级。 表面糙度要求表面粗糙度要求控制在70-110m范围内。 质量检验a、抛丸后应进行自检，如有质量达不到要求的或漏喷的，用粉笔划出，再进行补喷或用砂轮机打磨至要求。b、质量检验应根据照片对照构件有否达到标准要求，漏喷情况以及构件喷砂后的表面粗糙表。9.4防腐涂装工艺1）涂装方法（1）涂装应该在5以上，38以下，相对湿度小于的85的条件下进行，当构件表面受雨水影响时不得进行涂装。（2）喷涂前应检查所有

47、油漆的品种、型号、规格是否符合施工技术条件的规定。并对油漆基料进行复验，质量不合格的油漆不能使用。（3）水性无机（醇溶）富锌底漆为两组份底漆，调配时必须严格按重量的比例进行配比，混合后搅拌均匀。且必须熟化3045分钟后才能进行涂装施工。（4）喷涂前必须将油漆搅拌至完全均匀，并用80120目筛网过滤。（5）在焊接部位3050mm范围内用胶带纸保护，暂不涂装。（6）喷涂时气泵压力0.40.6MPa，喷涂时喷枪的喷嘴与钢基材距离要求30mm左右。（7）对于边、角、焊缝、切痕等部位，在喷涂之前，应先涂刷一道，然后再进行大面积的喷涂，以保证凸出部位的漆膜厚度。（8）对母材表存在较大凹坑的部位，必须将其补

48、平后，再进行下一道涂料的施工。2）禁涂部位在涂装过程中，应注意如下的部位是禁止涂装的。（1）地脚螺栓和底板；（2）高强螺栓摩擦接触面；（3）与混凝土紧贴或埋入的部位；（4）焊接封闭的空心截面内壁；（5）工地焊接部位及两侧100mm、且要满足超声波探伤要求的范围。但工地焊接部位及其两侧应进行不影响焊接的防锈处理，在除锈后刷涂可焊性防锈保护漆，漆膜厚度控制在815m。3）涂层缺陷修补（1）涂层擦伤处 擦伤面积较小，并且锈蚀不严重时，先用洗涤剂和清水清洗表面，干燥后用铁砂皮打磨，然后刷涂或喷涂水性无机富锌涂料。 擦伤面积较大或者已有明显锈蚀时，在用洗涤剂和清水清洗表面并干燥后，用动力砂纸盘打磨，然后

49、刷涂或喷涂水性无机富锌涂料。（2）局部修补 如漆膜表面受到机械损伤，已损坏到底层涂料并出现局部锈蚀的部位，应采用弹性砂轮片打磨至GB8923-88标准中的St3级，才能进行底漆及后各配套涂料的局部修补。 如漆膜粉化或受机械损伤，只要将面漆以砂纸打毛并除尽旧漆膜表面的油污和杂物直接涂装中间层漆或面漆即可。（3）涂层失去附着力的表面由于钢材表面存在油污或表面粗糙度过低，涂层失去附着力时，面积较小，则按第1条处理，如大面积失去附着力，则该表面必须重新清除油污，并喷砂至Sa2.5级，然后刷涂或喷涂水性无机富锌涂料。（4）膜厚不足涂层膜厚未达规定要求时，应根据面积大小用喷涂或刷涂方法修补到规定厚度，修补

50、前表面应是清洁的。4）涂装记录（1）涂装前，应记录当时的温度、湿度，开始喷涂的时间，并将时间记录于工件上，工件应编号，对应编号填写记录表。（2）每道涂层的厚度、外观均应自检合格后，连同记录表一起交质检进行确认检查。5）质检（1）喷砂或除锈后质检，有否达到喷砂或除锈等级：是否达到工艺所规定表面粗糙度：灰尘及杂物是否清理干净。（2）涂层外观用目测检查法，检查涂膜是否存在龟裂、流挂、鱼眼、漏涂、片落和其他弊病。（3）漆膜的厚度，采用漆膜测厚仪测量，按被涂物体的大小确定厚度测量点的密度和分布，然后测定漆膜厚度，漆膜厚度未达到要求时，必须进行补涂。（4）漆膜厚度要求80以上的测点测得的膜厚值，必须达到或

51、超过规定的膜厚值，余下的不到20的测点测得的膜厚值不得低于规定膜厚值的80。（5）除最后一道面漆外，各涂层附着力必须检测，用锋利刀片在已完全固化并且没有油脂沾污的涂层表面刻划两条长约40mm相互以60度十字交叉的切口，切口必须穿透涂层，到达基底，然后用胶带粘贴于十字切口上压紧，尔后抓住胶带一端迅速拉起，观察切口两边涂层剥落情况。（6）漆膜的质检必须每层都要进行，并作记录。如有不合格之处应及时通知操作者，令其返工。（7）质检记录将作为竣工资料，提供给用户，专职质检员必须签字盖章。本工程的运输总量按施工图和深化设计图的工程量是5438t，其中屋面钢管桁架2140t，V型柱500t，屋面梁及支撑27

52、90t。桁架、屋面梁、V型柱制作的管段构配件运输起点是南京市汤泉镇本公司钢结构厂，运输终点为济南遥墙机场航站楼工程钢结构安装现场。根据本工程的特点，主要采用公路用汽车或拖车进行构件的运输，钢管桁架和连系桁架工厂制作，散件运输至现场进行预拼装焊接，屋面梁、V型柱等其它构件在工厂制作验收合格后，直接运至安装现场进行安装。加工厂到预拼装现场的运输加工厂到预拼装现场的运输内容主要为T桁架和连系桁架的组件（钢管杆件等），长度在20米以内，满足公路运输的要求。钢管构件在运输的过程中稳定性差。因此，合理设定钢构件组件的制作长度，采取必要的绑札、捆绑、设置支架支撑是做好运输工作的主要措施。预拼装现场到安装场地

53、的运输本项目钢构件运输的特点是体型庞大，T桁架梁断面为20m31m等。TT桁架梁每段长在25m左右，HM型钢构件每段为10m20m。V型柱长度在5.6m20.3m之间，具有超长、超宽、超高、超重的特点。在运输过程中应合理设定钢构件节、段的制作长度，采取钢丝绳加紧绳器收紧绑札、捆绑、设置支架支撑是做好运输工作的主要措施。加工厂到预拼装场地的运输10.2运输前的准备工作场外公路运输要先进行路线勘测，合理选择运输路线，并针对沿途具体运输障碍制定措施。对承运单位的技术力量和车辆、机具进行审验，并报请交通主管部门批准，必要时要组织模拟运输。在吊装作业前，应由技术人员进行吊装和卸货的技术交底。其中指挥人员、司索人员（起重工）和起重机械操作人员，必须经过专业学习并接受安全技术培训，取得特种作业人员安全操作证。所使用的起重机械和起重机具都应是完好的。输路线的选择在本公司钢结构厂制作完的钢结构散件，经公路运往济南。公路运输从本公司钢结构厂直达济南遥墙机场施工现场公约670km，行走路线为汤泉镇六合区沿宁连高速至京沪高速-新沂市进入山东临沂泰安济南进入济青高速济南机场高速-到达遥墙机场施工现场。运输车辆的选择考虑在钢结构厂加工的管结构构件为散件，以公路运输为主，按照拼装现场急需的配件、管件、工机具等进行配套运输，对于超长、超宽、超高和超重的构件采用拖车运至