艺术中心钢结构制作方案（35页）

1、艺术中心钢结构制作方案 目 录 TOC o 1-3 h z 1、工程概况： PAGEREF _Toc113688770 h 31.1 工程简介 PAGEREF _Toc113688771 h 31.2 工程特点 PAGEREF _Toc113688772 h 32. 施工计划安排 PAGEREF _Toc113688773 h 53、执行标准 PAGEREF _Toc113688774 h 54、钢结构制作方案： PAGEREF _Toc113688775 h 64.1制作要求 PAGEREF _Toc113688776 h 64.2 材料选用 PAGEREF _Toc113688777 h

2、64.3 生产准备 PAGEREF _Toc113688778 h 104.4 放样和号料 PAGEREF _Toc113688779 h 104.5 零件下料 PAGEREF _Toc113688780 h 124.6 部件组装 PAGEREF _Toc113688781 h 154.7 焊接与矫正 PAGEREF _Toc113688782 h 244.8 焊接施工工艺 PAGEREF _Toc113688783 h 254.9 焊接质量管理及检验 PAGEREF _Toc113688784 h 274.10 涂装 PAGEREF _Toc113688785 h 294.11 构件的检验程

3、序和要求 PAGEREF _Toc113688786 h 304.12 检验报告 PAGEREF _Toc113688787 h 324.13 构件的堆放、运输和发运 PAGEREF _Toc113688788 h 325 、施工质量控制措施 PAGEREF _Toc113688789 h 341、工程概况：1.1 工程简介1.1.1 本工程位于美洲特立尼达和多巴哥首都西班牙港的*表演艺术中心，为上海*集团首个海外融资项目并由中国政府提供优惠贷款予以建设。总建筑面积约3.5万平方米，其屋面为钢拱型大跨度空间网架结构，钢结构工程量约1200吨。如下图：附图1 主体结构形式示意图1.1.2 工期：

4、制作工期为75天。1.2 工程特点1.2.1 钢屋面跨度大拱度高，结构形式复杂：工程特殊，结构复杂，主构件均为弧状，单片拱最大跨度约为58m，拱高约36m；圆拱管径较大，构件超长；H型钢拱截面比较高，板厚较厚，制作难度大；结构边梁均为钢管拱，里侧均为H型钢拱，拱与拱之间由钢管次梁和钢管支撑连接，节点形式多样，连接方式复杂，车间下料难度大，需要大规模的相贯线切割，且要求车间预拼装，组装精度要求高；同时焊接工程量大，质量要求高。1.2.2构件加工特点及方案分析1.2.3屋面为网格形状的单曲面，在结构制作时采用计算机进行建模。根据屋面方程（数字或代数形式）和安装时需要的预拱量，求出屋面主桁架相交节点

5、的坐标值。1.2.4主拱与支撑节点制作办法：主拱45榀，在屋面呈花瓣形布置，相交呈网状。主拱与管次梁、管支撑通过连接板“米”字型螺栓连接，在节点制作时，通过构件预拼装，定位完毕后再将连接板与H型钢主拱进行定位焊接。 附图2 H型钢主拱与支撑节点制作示意图1.2.5 主拱与支座节点的作法：将相交节点作为一个整体进行考虑，节点的支座牛腿采用相贯线进行切割，组对时，先将与支座连接的两主拱实地放样，定位准确后，进行点焊定位，我们建议进行现场焊接，以免焊接、运输过程中构件变形，给现场安装带来不便。附图3 主拱与支座节点制作示意图2.2 施工计划安排熟悉图纸及预审 提出材料采购预算 材料进厂检验号料切割

6、一次组对 焊接 二次组对 校正 焊接 编号解体 构件打包出厂3、执行标准冷弯薄壁型钢结构技术规程 GB50018-2002民用建筑设计通则JGJ37-87钢结构设计规范 GBJ1788钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002轻型钢结构制作及安装验收规程J10125-2002钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ 82-91 依据上海市华东建筑设计研究院的施工图、设计变更通知单及相关文件。4、钢结构制作工艺：4.1制作要求4.1.1.钢结构的制作必须按业主提供的图纸进行制造，并按要求进行生产准备、零部件加工、质量检验和构件发运。4.1

7、.2 在构件制作过程中，各主要工序必须实行三检制：自检、互检、专检，以确保消除每道工序中所发生的质量问题，防止不合格产品流入下道工序。自检由车间进行，在自检合格的基础上，向公司质量检查员报检，由公司质量检查员进行专检。只有在专检合格并由公司质量检查员签字确认后，方可进行下道工序的施工。4.1.3制造和检验所使用的量具、仪器和仪表等，必须由计量部门检定合格后方可使用。4.1.4 质量方针：管理科学 技术先进 施工精心 产品优良 持续改进。4.2 材料选用4.2.1钢材4.2.1.1钢材的化学成分的分析附表6-15 高层建筑结构用钢板的化学成分牌号质量等级厚度（mm）化学成分（%）CSiMnPSV

8、NbTiAlsQ345GJZC161000.200.551.600.20见下表0.020.0150.010.015DE0.180.150.0600.10附表6-16 厚度方向性能钢板的级别和技术要求厚度方向性能级别含硫量S不大于（%）断面收缩率z（%）三个试样平均值单个试样值不小于Z150.011510Z250.0072515Z350.00535254.2.1.2高层建筑结构用钢板力学性能附表6-17 高层建筑结构用钢板力学性能牌号质量等级屈服点s(MPa)抗拉强b(MPa)伸长率5(%)冲击功AKV纵向180弯曲试验屈强比s/b钢板厚度(mm)钢板厚度(mm)6161635355050100

9、不小于温度()(J)不小于1616100不大于Q345GJZC345455335445325435490610220342a3a0.80D-20E-404.2.1.3碳当量（Ceq）Q345GJZ t 50 Ceq0.42 t 50100 Ceq0.444.2.1.4焊接裂纹敏感性指数PcmQ345GJZ t 50 Pcm0.29 t 50100 Pcm0.294.2.2有关材料质量控制措施4.2.2.1材料入库检验：1).生产厂家的材质证明书2).按供货清单清点各种钢材型钢规格数量和检查断面尺寸、壁厚、长度、直线度、外表面质量，平整度等。3).钢材、钢构件的品种、规格、性能等应符合现行国家产

10、品标准和设计要求。进口钢材产品质量应符合设计合同规定标准的要求。4).焊接材料的品种规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。对结构中一、二级焊缝和设计要求的焊缝采用的焊接材料应进行抽样复验。4.2.3材料储存、保管4.2.3.1材料入库前对检验不合格的材料要进行处理，不得入库。4.2.3.2所有材料都要进行标识和防护；注明材料用的部位，定期检查质量情况以防损坏。4.2.3.3对焊条、焊丝经验收合格入库库房通风良好，保持干燥，库房内放温度、湿度计相对湿度不大于60%，轻拿轻放，不拆包不混杂，离地至少3050cm。4.2.3.4焊条发放要登记，用后送回库内。4.2.4材料的使用4.2.4.1

11、由于材料资源供应问题而导致有较大的修改，需用材料代用等，必须提出材料代用申请，呈报专责工程师和设计单位结构负责人审核批准后方可代用。4.2.4.2实行专料专用4.2.4.3材料排版下料加工后的重要材料要打上钢印移交。4.2.4.4剩余材料按不同品种、规格、材质回收入库。4.2.4.5严禁使用药皮脱落、生锈的焊条及严重锈蚀的焊丝。4.3 生产准备4.3.1 钢结构在制造前，编制制作工艺，认真检查各道工序的工艺准备情况，并做好制造图纸的自审和互审工作。4.3.2 对制造所需的各种材料及机具进行检查，工艺装备应符合工艺规程的规定。4.3.3 技术人员提前作好各道工序的技术交底工作。4.3.4 对上岗

12、操作人员提前做好必要的培训与考核，对特殊工种进行资格确认。4.4 放样和号料（1）样板上划线与设计尺寸的允许偏差。441样板的几何尺寸0.5mm。442相邻的纵横孔中心线的距离0.5mm。443两最外排纵横孔中心线间的距离1.0mm。444孔中心与中心线的偏差不超过0.5mm。445粉线弯曲度在全长内不超过1mm。446上述公差不能累积计算，重要的孔（如销钉孔等）要求规孔，并打上五花样冲。447带有孔的零件，板料200mm2应注明钻孔，后下料。型钢角钢200mm或先组合成适当长度二次下料。（2）放样、号料应考虑予放切割、刨边、磨平等加工余量。448半自动切割量：钢板厚度20mm时，放3mm；钢

13、板厚度20mm时，放2mm。449手把切割量：钢板厚度20mm时，放3mm；钢板厚度12mm时，放1.5mm；钢板厚度=1220时，放2.0mm。4410剪切量：要求边沿加工者，予留余量2mm。边沿不要求加工者，不留余量。4411刨边、磨平加工余量；氧气下料时，予放加工余量2-3mm；剪切下料时，予放加工余量2mm。（）放样号料时，应考虑予留焊接收缩余量。4.4.12工字钢构件（梁、柱等）收缩量。a断面高在300mm以下者，按焊线长度每米加1mm；B断面高在300500mm者，按焊线长度每米加0.7mm；C断面高在300mm以上者，按焊线长度每米加0.5mm；D每个对接焊缝接口加12mm；E每

14、对加筋板加1mm。4413网架结构（如主拱、幅拱等）收缩量：按长度0.5予留收缩量，但每个焊缝接口应另予留1mm；每对加筋板另予留0.5mm。（4）放样符号之规定：4414气割：用红油漆“”表示，或用红点代替。4415剪切：用白油漆“”表示。4416刨边、磨平：在要求加工之一边，用白油漆“”表示。4417刨（铲、割）坡口，均在要求加工之一边，用白油漆注明清楚。 A单面坡口符号为“”，并注明角度。如坡口在反面时，而钢板又不便翻面时，在符号旁边必须加注“反面刨”、“反面铲”等字样。 B双面坡口符号为“”，并注明角度和钝边量。 C特殊坡口在钢板上要画草图，并注明正面或反面。4418弯曲：在另件上用白

15、油漆注明“正曲”或“反曲”，并注明曲率“R=XX”，如系热曲，应在“正曲”或“反曲”前加热字，另件上写字之面为“正曲”。4.5 零件下料4.5.1焊接型钢的翼缘板和腹板采用数控切割机或半自动切割机进行切割；相贯圆管采用相贯线切割机；厚度小于12mm的板材宜采用剪板机剪切；型材采用气割时，切割面需用砂轮打磨处理； 手工切割宜采用靠膜、圆规等辅助工具。 附图4 相贯圆管切割示意图（1）切割452切割薄钢板（4mm以下）方法如下： （1）预热火焰的热量要小； （2）割嘴应向切割前进的反方向倾斜2545； （3）割嘴与工件表面的距离为1015mm； （4）切割速度要尽量快； （5）选用G01-30割枪

16、及小号割嘴。453切割一般厚钢板（425mm）的方法如下： （1）预热火焰的热量要适中，不能过大。过大会使切割缝表面棱角熔化；过小时，切割过程容易中断，切割表面不整齐； （2）割嘴应向切割前进的反方向倾斜2030； （3）割嘴与工件的距离大致等于焰芯长度加上24mm； （4）切割氧气流（风线）应为笔直清晰的圆柱体，并有适当的长度，长度应超过板厚。453型钢切割的方法：各种型钢的切割与钢板不同，角钢切割是对准两个面切割，槽钢和工字钢是对准三个面切割，割嘴与型钢垂直或倾斜一定角度，主要与切割断面有关。垂直断面、割嘴应和被割面垂直斜断面，则割嘴应和被割面的小面倾斜，则割嘴应和被割面的小面倾斜，而割嘴

17、应与大面垂直。 454回火处理方法：切割过程中，由于氧、乙炔气体供应不足，熔渣堵塞割嘴，嘴头过热等原因，常会发生回火现象，此时应紧急关闭气源。正确的顺序是：先关闭乙炔阀，切断易燃气源，再关闭混合气阀。查明原因，处理完毕后，再点火继续工作。455板材气割应在专用平台上进行，平台与板材的接触应采用线状或点状接触。4.5.6切割断面深度大于1mm的局部缺陷和深度大于0.2mm的割纹应补焊修平。断面残留的毛刺和溶渣应打磨光滑。所有连接扳、端板不允许拼接。4.5.7气体质量:氧气纯度.,丙烷8。 4.5.8零件切割线和切割面的允许偏差如下表：项目名称允许偏差（mm）手工切割2.0自动及半自动切割1.5切

18、割面不垂直度1.5项目名称允许偏差（mm）切割坡口角度3。切割坡口钝边2.0（2）钻孔4.5.9钻孔方式 （1）板叠钻孔：就是将相同的零件使用夹具夹紧，然后钻孔，这样不仅可以提高零件上孔距的精度，而且使零件具有互换性。缺点是一旦出现错误，影响较大，所以零件钻孔前必须经自检、互检、专检认可后，方可钻孔。 （2）利用套模钻孔：利用套模控制钻孔，能使相同的零件具有互换性，提高孔的质量和构件的连接精度。根据本工程的实际情况，H型钢主拱在大批量生产时，为了克服拆换困难，同时又不致因拆换而损坏模板，可采用易拆换钻套；钻模定位：1）将钻模上刻有的纵横定位准线对准构件上的纵横轴线；2）钻模横向设有定位板，纵向

19、刻有定位准线，使用时，将定位板卡住构件端部，并对准纵向轴线后，钻模位置即可确定；3）对于需同时保证两个相交平面上孔位的构件，应使用由两个钻模组焊而成的立体钻模，安放钻模时应注意钻模的正反位置。具体操作如下图：附图5 主拱套模钻孔示意图 （3）成品钻孔：构件焊接变形大，孔多，精度要求高时采取成品钻孔。成品钻孔，首先要搞清楚各种孔径，其次钻孔要检查钻头是否与孔径相同，钻时要将构件和钻床垫平。4.6 部件组装本工程结构具有特殊性，对组对工作面要求比较大，每片钢拱组对前，都必须利用水准仪检测组对胎具的水平度，组对时根据构件实体与组装平台地面大样的重合度来保证弧线段曲线。对于钢管拱的曲线控制，竖曲线方向

20、，强调钢管煨弯加工的高准确性；对于H型钢拱的曲线控制，竖曲线方向，强调腹板和翼缘板下料的高准确性；并严格按照设计图起拱（设计起拱+自重起拱）。根据总装平台上的实际放样调整该制作单元的相对位置，利用线坠检查平台上放样曲线和实际轮廓是否重合，要求多点检测，以求构件轮廓线圆滑过渡；使用水准仪检测构件竖曲线、预起拱尺寸，同样，要求多点检测。检查合格后，按照要求对已组装成的出厂单元进行全位置焊接或者安装定位板。安装定位板的接口，做好现场接口的坡口及打磨工作 。分段拼接口优先使用埋弧自动焊，在不能进行埋弧焊的位置采用手工焊接。4.6.1 结构主拱、副拱等弧状结构，均要求整体制作，分段出厂。 附图6 主拱分

21、段出厂单元示意图每片主拱组对过程中，都要求在组装平台上放实样，根据地样整体制作，并焊接、矫正准确后，进行分段解体。同时，为了保证连接节点的精确度，分段连接节点采用专门制作的模板进行定位钻孔，再进行切割分段。4.6.2 由于本工程边跨钢管主拱直径比较大，管壁厚比较厚（最大规格为800*20）。所以无法采购产品管，需要车间卷管，具体工艺流程：1）.钢板预弯（压头）（1）根据本工程实际情况，对较厚的板采用垫压法：根据所滚圆筒的曲率半径制作凹模，一般用厚板制成，其厚度为滚圆筒钢板厚的两倍，垫压一般在卷板上进行。（2）对薄的钢板，且圆筒直径比较大时，两端也可不先预弯，在卷板机上使钢板两端重合一部分，再滚

22、压几次即可。2）.升起上辊，将端部已预弯的钢板放进上、下辊之间，观察轴辊与钢板的端部边线是否平行，不平行就要找正，防止出现大小头。3）.降低上轴辊至合适的位置，开车试滚。滚时要逐渐减小上下轴辊之间的距离，不要一次调整过多。务必要使上轴辊两端对称上升或下降，并与下轴辊互相平行。滚圆过程中需用样板检查圆弧变化情况，便于调整上下辊之间的距离，使圆弧符合要求。4.6.3 环焊缝的拼装法(a).用钢卷尺拉出管口直径正负公差，并写在管口上。(b).用洋冲打出中心线的位置。(c).焊缝与焊缝之间错开量按工艺要求执行。(d).环焊缝的错口1mm。(e).翘曲度6米以下按0.8/1000mm；翘曲度6米以上不得

23、超过7mm。(f).管端垂直度不得大于1/1000mm。4.6.4 弯管工艺应满足以下技术要求：钢管弯曲成型后的材料质量不得有明显的改变，仍能符合低合金高强度结构钢（GB/T159194）的规定；钢管表面平滑过渡，不得出现突变、折痕、表面凸凹不平等现象；钢管弯曲成型后的外径与设计外径差值不得大于2mm(直径6mm时，所夹锐角75度时，采用全周带坡口的全熔透焊缝。当支管壁厚6mm时，所夹锐角 75度时，趾部、侧面采用全周带坡口的全熔透焊缝，踵部采用带坡口部分熔透焊缝；所夹锐角35度时，可采用角焊缝，各区相接处坡口及焊缝应圆滑过渡。焊接方式采用手弧焊，焊条采用E5016，焊接次序如下：焊条直径焊接

24、电流A焊接电压V=3.2mm16018021=4.0mm21022022=3.2mm16018021焊角尺寸如下：区域焊角尺寸h趾部区域k=7mm侧面区域k=8mm跟部区域k=10mm4.8.2.6 焊缝剖口采用V型和单边V型剖口焊接时,从剖口底部分道迭层焊接,打底时保证足够厚度,防止拉裂,中间层不宜过厚,盖面前,坡口边缘余高应不超过对接焊件中较薄一端钢板厚的10,且绝对不超过3.2mm。4.8.2.7钢管等空心构件的外漏端口采用钢板作封头板，连续焊缝封闭，使内外隔绝，确保安装过程中构件内没有积水。4.8.2.9 每道焊缝焊毕后,必须将焊渣、飞溅物清理干净。4.9 焊接质量管理及检验4.9.1

25、 保证焊接质量的基础焊工培训：通过培训，挑选合格焊工从事本工程的焊接施工。4.9.2焊缝质量等级：钢板、型钢对接焊缝：全熔透焊缝中受拉构件的焊缝质量等级为一级，其余为二级，角焊缝质量等级为三级。钢管对接焊缝；钢管对接采用全熔透，双面坡口对接焊缝，焊缝质量等级为一级。钢管相贯线焊缝：主管与支管的连接焊缝为相贯线焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡，全熔透焊缝的质量等级为一级，角焊缝和部分熔透焊缝的质量等级为三级。4.9.3 焊接完成后的质量检查a、首先班组人员进行焊缝外观检查，并作好记录。b、在班组自检的基础上进行专检，并作好记录。c、所有梁节点的全溶透焊缝根据下列要求进行超声波测试, 探伤检验的比

26、例应不低于20%,评定等级不低于级要求，并作好记录。所有的焊缝都必须进行外观检验, 外观检验包括焊缝外形尺寸检验和焊缝外观缺陷的检验，焊缝外观不允许有裂纹，烧穿，缺焊和弧坑。4.9.4 修补a、坡口组装不标准的修补;b、焊缝外观质量的修补;焊接内部缺陷的修补。4.9.5焊接操作工艺流程施工详图确认修整再检查坡口检查坡口检查记录气象条件的记录坡口表面的清理局部预热定位焊接衬垫板,隐弧预热焊接焊接电流调整、焊渣清理焊接施工记录自检焊接外观及超声波探伤检查修补焊接检查,验收记录焊接结束焊接场所的清理转移焊接场地4.10 涂装4.10.1钢构件的除锈和涂装，应在构件制作质量检验合格并打构件钢印号后进行

27、。4.10.2钢构件的除绣应采用喷砂除锈，钢构件除锈等级Sa2.5级。4.10.3 涂装方法主要采用高压无气喷涂，不便于采用高压无气喷涂的部位采用手刷、滚刷等方法结合。作业前要了解当天和第二天及至其后一周雨日、风力等情况；涂装场地环境温度，相对湿度必须符合涂料产品说明书的要求规定，构件表面有结露时不得涂装。4.10.4 底漆采用*，且厚度*微米（干膜厚度），中间漆为*，且厚度*微米；面漆两度，颜色由建筑定。4.10.5 涂层干燥后，其漆膜表面外观应均匀一致，表面平整、光滑无明显起皱、流挂，附着性良好。凡有缺陷时，应及时进行修补。修补需用喷漆法。涂膜干燥前应防止雨水、灰尘、垃圾等污染。4.11

28、构件的检验程序和要求4.11.1 每道检验工序，应根据图纸和有关标准的规定，对以下项目进行检验。我们的质量目标是：产品的一次合格率大于95以上。4.11.2 预拼装：为保证构件加工精度，要求桥身及主拱按现场安装拼装段进行预拼。4.11.3 钢结构质量检验项目和内容 检验项目检验内容原材料检验钢材的品种、规格、炉批号、表面质量和尺寸公差；钢材质量证明书焊接材料检验焊材质量证明书、品种、规格、牌号、生产批号、生产日期检查焊接材料的表面质量或焊接工艺性能油漆检验油漆质量证明书、牌号油漆喷涂的工艺性能拼板检验焊前检验对接焊缝坡口表面清理质量、组对间隙、坡口角度、对口错位、板材的平整度;检查定位焊尺寸、

29、间距、表面质量和焊条牌号焊后检验焊缝外形尺寸、表面缺陷、反面焊缝焊接前的碳刨清根质量。无损探伤检验板厚12mm，每条对接焊缝两端长度的10进行超声波探伤零件加工检验下料检验钢材牌号、规格、表面质量、划线尺寸及误差、零件号切割检验检验切割尺寸误差、断面粗糙度、垂直度、坡口角度、钝边高度、局部缺口深度、毛刺、残留氧化物、变形情况 H型钢组装检验腹板垂直度、中心度、定位焊尺寸、焊条牌号H型钢焊接检验焊缝缺陷、构件垂直度、翼板角变形H型钢矫正检验构件尺寸公差钢管表面平滑过渡检验表面突变、折痕、凸凹不平等现象；钢管弯曲成型后的外径与设计外径差值不得大于2mm(直径300mm时，为1mm)及设计外径的0.

30、5中的较小值，壁厚与设计壁厚的差值不得大于1mm及设计壁厚的10中的较小值。制孔检验孔的直径、圆度、垂直度、孔壁表面质量、孔的间距、定位尺寸偏差构件完整性检验构件长度、高度、宽度；腹板和翼板的垂直度、翼板和端板的变形、构件的旁弯、拱度和扭曲；腹板、翼板和端板、加强板的尺寸；孔及孔位尺寸；焊缝和加强焊缝尺寸及表面质量；构件号构件变形检验构件除锈质量、抛丸后构件变形涂装检验构件喷涂质量、漆膜厚度、构件编号成品检验产品名称和编号、数量、重量、合格证标贴4.12 检验报告a、焊缝超声波探伤外观检验报告b、构件涂装检验报告4.13 构件的堆放、运输和发运4.13.1 成品构件应在条形基础上竖放，不允许卧

31、放或堆压，以防构件变形。4.13.2 构件发运时，随车提供原材料的产品质量证明书。4.13.3搬运工具的选择：搬运工具包括：吊车、钢丝绳、卸扣、吊钳（分垂直、水平吊钳）、吊钩、吊装带等。另有木块、防护膜、硬纸板等辅助材料。所有的搬运工具在采购时，要卖方提供能够证明其有效性和安全性的保证资料，在使用前，应了解所吊装物的重量、重心和考虑吊车的起重能力，使用时，应按照工具的说明书和要求，正确使用。4.13.4原材料搬运：由于本工程钢结构种类繁多，所以搬运时，为了保证材料不受损坏，必须做好以下工作：1) 料摆放分门别类，不得混放，并且应注意外观美观，堆放高度不影响构件或材料的吊运。2）板放置时，应支垫平整