中九钢结构的施工工艺流程

1.加工工艺

本工程的钢结构主梁为大型H型钢，加工焊接H型钢显得尤其重要，H型钢的流水作业生产工艺流程如图1所示。

图1  工字钢流水作业生产的工艺流程

1.1材料拼接

钢板拼接必须在直条下料前完成，先采用埋弧自动焊进行钢板的焊接，焊后按规定要求进行无损探伤，20%X射线探伤，符合GB标准中的Ⅲ级为合格。无损探伤合格后，钢板的调平采用滚板机进行。

钢板对接接头预放收缩量：

板厚δ8~16 mm时， 为1.5~2mm；

板厚δ20~40 mm时，为2.5~3mm。

1.2下料

直条下料采用多头切割机，将平直的钢板用行车吊至多头切割机工作台上，根据图纸要求调整好纵向割炬的间距，然后进行切割。连接件、肋板等的下料采用仿形切割机切割，按制作好的样板先切割一件，检验合格后进行批量生产。型钢下料采用机械切割。

下料应预留加工余量、焊接收缩量：

所有机加工边的加工余量一般预留为5mm；接口焊缝每一个接口为1.0mm；纵长焊缝焊接收缩量每米0.1～0.5mm。

1.3组对

将翼缘板置于组对专用设备上，使之对中；然后把腹板立放对中，将翼缘板和腹板压紧点焊固定，组对成┻形；最后将另一块翼缘板组对点焊好成H形。定位焊时在两侧每隔200mm点焊50mm长、3～5mm高的间断焊。

1.4焊接

对组后的工字型钢运至焊接工作台上（如图2-a所示），置于船形位置，采用埋弧自动焊进行平角位置的焊接，焊缝两端设置长100mm的T形引出板，引出板处焊缝长度不得少于50mm，焊接顺序如图2-b所示。

 (a)  焊接位置                                (b)  焊接顺序

图2

焊接材料选择如表：

焊接后的H钢的翼缘板会产生菌状变形，而且翼缘板与腹板的垂直度也有偏差，必须采用工字钢矫正机进行矫正。其原理如图3所示，导辊布置在图剖面的前后，以校正垂直，采用矫正辊两侧下压进行。矫正时必须先试校一段（约500mm长），检查合格后方可正常进行。当板厚较大时，应分几次调校。

图3  矫正原理图

经过工字钢矫正机矫正后的H钢有时也还存在扭曲、弯曲变形等，必须采用火工矫正，其矫正原理如下：扭曲变形、翼板不平采用线加热方式进行；弯曲变形采用点加热或三角形加热进行，如图4所示。

(a)  扭曲变形加热方式         (b)  翼板不平加热方式

(c)  侧向弯曲变形加热方式    (d)  起拱弯曲变形加热方式

图4

火焰矫正注意事项:

对于变形较大部位的矫正，宜采用中性焰矫正。

对于变形较小部位的矫正，宜采用氧化焰矫正。

线状加热时加热宽度为板厚的0.5～2倍左右。

加热深度一般控制在钢材厚度的40%以下。

若一次加热未达到矫正较果，则需要做第二次加热，此时加热温度应略高于前次。同一部位加热矫正不得超过两次。

加热线宽度对钢板弯曲的影响（700℃）

变形

做好矫正前准备，检查氧、乙炔、工具、设备情况，选择合适的焊矩、焊嘴。了解矫正件的材质，及其塑性、结构特性、则性，技术条件及装配关系等，找出变形原因。用目测或直尺、粉线等测量变形尺寸，确定变形大小，并分析变形的类别。确定加热位置和加热顺序，考虑是否需加外力。先矫正刚性大的方向和变形大的部位。确定加热范围、加热温度和深度。对于变形大的大工件，其加热温度为600~800℃，焊接件的矫正加热温度为700~800℃。

检查矫正质量，对未能达到质量要求的范围进行再次的火焰矫正。矫正量过大的应在反面进行火焰矫正，直至符合技术要求。有退火处理规定的矫正件，需消除矫正应力。焊接件的退火温度为650℃。

1.6组装

拼装必须按次序进行，当有隐蔽焊缝时，必须先予施焊经检验合格方可覆盖。布置拼装胎具时，其定位必须考虑预放出焊接收缩量及齐头、加工余量。为减少变形，尽量采取小件组焊，经矫正后再大件组装。胎具及装出的首件必须经过严格检验，方可大批进行装配工作。组装前，零件、部件的连接接触面和沿焊缝边缘每边30~50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪等应清除干净。组装时的点固焊缝长度须大于40mm，间距为300~400mm，点固焊缝高度不宜超过设计焊缝高度的2/3。板材、型材的拼接，应在组装前进行；构件的组装应在部位组装、焊接、矫正后进行，以便减少构件的焊接残余应力，保证产品的制作质量。构件的隐蔽部位应提前进行涂装。装配时要求磨光顶紧的部位，其顶紧接触面应有75%以上的面积紧贴，用0.3mm的塞尺检查，其塞入面积应小于25%，边缘间隙不应大于0.8mm。拼装好的构件应立即用油漆在明显部位编号，写明图号、构件号和件数，以便查找。工地现场拼装成整体，必须保证腹板与翼缘的拼接焊缝错开200mm以上。

1.7表面处理及油漆

钢构件防腐施工方式为喷涂，具体程序为：在工厂涂装环氧富锌底漆一道，在工地补涂底漆后，再涂面漆一道，保证总厚度≥120μm。

在未喷砂处理前确定钢材表面质量级数。

A级：钢板表面全被轧制铁鳞盖着，只有很少或甚至没有锈斑可以看到。

B级：钢板表面被轧制铁鳞盖及锈斑盖着。

C级：钢表面全被锈斑盖着，只有很少或甚至没有锈蚀小孔可以看到。

D级：钢表面全被锈斑盖着，可以看到大量锈蚀小孔。

材料准备：晒砂、选砂。喷砂选用干燥的石英砂，粒径为1.5～4.0mm，喷嘴直径φ10mm，喷嘴距离钢材表面100～150mm，加工处理后的表面呈现灰白色为最佳。

喷砂施工步骤：

①启动空压机，并将压力控制在0.6MPa到0.8MPa之间。

②将空气通过油水分离器后送到砂罐入口处，由气压使干砂从喷嘴喷出，喷嘴最小直径为8mm，喷嘴出口端的直径磨损量超过起始内径的20%时，需更换喷嘴。

③控制喷嘴在金属表面均匀移动，喷嘴距金属表面为8 -35cm，角度与金属表面构成30-70°。

④经过喷砂的金属表面全部露出金属本色，没有明显的阴影条纹、斑痕等，并显出一定的粗糙度，达到国家标准Sa2.5级。

⑤砂罐停止供砂，用空压机吹出的高压气流吹净金属表面的砂尘，特殊部位用溶剂清洗。

⑥自检合格后，请监理和业主检查，合格后方可进行涂漆。

注意事项：

①油漆涂敷采用喷涂，个别位置可采用刷涂。

②在正式喷涂前先试喷，检查喷是否正常，将空压机输送压力定为0.3～0.55MPa。

③保持配漆工具的清洁，配漆前检查涂料各组牌号，严格按规定的比例进行调配，并充分搅拌均匀，并经200目/英寸的滤网过滤。

④喷涂施工条件规定：环境温度应高于5℃或基体金属表面温度应比露点高3度，一般温度值为15～30度，相对湿度不宜大于85%。涂层表面必须无水份、油、油脂、松散铁锈及其它污染物。

⑤经喷砂处理后的金属表面，喷涂层表面(中间层)不得污染或用沾有油脂的手触摸。

⑥经喷砂后的金属表面应尽快进行喷涂底漆，在晴天和不太潮湿的天气，间隔时间不得超过12小时，在雨天潮湿或有雾的环境，间隙时不得超过2小时。

现场补涂

在安装完毕后，先将碰损修补部份用钢丝球除去锈蚀及周边涂层，进行补涂最后面漆。

1.8技术要求

钢结构制作必须严格执行图纸技术要求和有关标准的规定。除钢架梁的主材工厂拼接焊接、工地安装拼接焊缝按GB50205-2001中二级要求外，其余均按三级标准。

钢结构制作的工序较多，对加工顺序要周密安排，尽可能避免或减少工件倒流，以减少往返运输和周转时间。

施工过程各工序具体控制要求见下表

气割的允许偏差(mm)

钢材矫正的允许偏差(mm)

铲磨后零件表面的缺陷深度不得大于材料厚度负偏差值的1/2。对梁的受拉翼缘尤其应注意光滑过渡。

焊接H型钢的允许偏差

2.钢结构安装

2.1安装前的准备工作

1．技术准备

认真熟悉图纸，组织学习有关的技术质量规范和施工安全操作规程，明确本工程质量验收标准。

做好施工组织设计和各工序技术安全交底工作。做好焊接工艺评定工作。与监理密切联系，按监理和规范要求做好技术资料表格准备。积极参与现场协调会议，及时做好技术交底工作。根据方案进一步设计、绘制安装辅助用具加工图。

2．劳动力和机具准备

根据劳动力和机具需要计划，调配高空素质好，技能水平高的精干人员参与本工程施工，并配备性能良好的机具，满足施工需要。按照该工程施工特点，制作和购置必要的专用工具、吊具、索具。制作登高爬梯，安装操作平台和高空悬空作业脚手架以及吊装校正可调刚性撑杆。校对测量仪器及量具等。

3．现场施工准备

进行测量控制网的交接，并办理好相关手续。根据测量控制网，测出柱顶位置，并做好标记。

4．现场构件验收和堆放

构件验收：制作方要按照根据吊装顺序提供的计划及时配套供应构件，且将构件运输到指定地点，按要求堆放，相关技术资料要提前送达。检查构件要根据货运清单，核对构件数量，规格和编号，若发现有误及时回执清单，以便构件更换或补齐。检查构件的几何尺寸、节点、孔位、坡口、磨擦面、涂装等是否符合设计要求和规范规定，中线、标高是否有正确明显的标记。检查构件有无损伤，外观缺陷、变形等。

构件堆放：按吊装划分区域，并将构件按安装顺序进行分类堆放。较重构件应堆放在汽车吊工作半径较小的地方，较轻的构件可放置在汽车吊工作半径较大的地方。构件堆放应用枕木垫放，枕木的位置应正确，重叠堆放的构件上下枕木要对齐，以免构件变形。钢柱堆放重叠层数不宜超过2层，钢梁不宜超过3层，其它构件不宜超过4层。

2.2钢结构吊装

1．吊装的准备工作

(1)技术准备：认真研究施工图纸，进行图纸审查和汇审，核对构件的空间就位尺寸和相互间的关系，计算全部吊装构件的数量、重量和安装就位高度，进行细致的技术交底。

(2)构件检查和弹线：构件的检查包括检查构件的完整性（如有无漏焊等其他缺陷），外形尺寸、形状等，并在构件上根据就位校正需要，弹好轴线、中心线。同时检查建筑的轴线和跨度是否符合设计要求，找好柱顶标高。

(3)安装接头准备：准备和分类清理好各种安装用连接板，并清除连接部位的垃圾、污物、铁锈。

(4)安装用具准备：准备好吊装用工具设备，如高空用脚手架、上人扶梯、撬棒、钢楔、垫木等。检查吊索，卡环等吊具的强度和数量。检查吊装用的工具、设备、机具和绳索等完好情况。

(5)环境检查：吊车开行和汽车运输道路是否平整、坚实、畅通。起重机吊杆及尾部回转范围内有无高压线及其它障碍物等。水电是否接通，场地是否平整。根据钢梁吨位，采用50T吊装。

吊装机具、索具选用：选用6×37+1-Φ15mm钢丝绳为起重工作吊装绳用。

选用6×37+1-Φ21.5mm钢丝绳作吊点绑扎绳扣。

2．吊装施工技术措施

吊装机具必须具有合格证明，无合格证明者，须由有关部门检查鉴定认为合格后方能使用。使用吊装构件必须经过强度和稳定性核算，其结果认为安全后，方能使用。构件连接螺栓必须按照规定配置，并须有合格证。在施工中由于机索具缺少，需要代用者，必须经过研究，同时征得方案制定者的同意后，方可代用。并要做出记录。

钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点，而焊接作为钢结构施工的重要工序，其工序的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。在我们以往的工程中我们采用了大量的大型“H”工字柱。此类结构不仅处于结构的重要部位，而且大都处于内向、斜向及悬空部位，安全操作与施工防护都比较困难。尤其是相对紧迫的工期与浩大的焊接工程量之间的矛盾，这是对我公司施工技术水平的考验。我们气体保护半自动焊应用于立焊、斜立焊和俯角焊的工艺，从根本上解决焊接施工的需要。首先我们确定目标，找出影响质量的原因，并分析，针对这些问题找出相应的对策措施；并建立了有效的质量保证体系，制定了完善的工艺指导书，施工中完全按工艺执行。

钢梁安装在全部钢结构安装过程中由于其工程量大，施工不便，精度要求高，因钢梁的自重，容易变形，钢梁安装占有极重要的地位。如果钢梁安装完，则整个工程进度都较易控制了，故此作业无论从技术上还是管理上都要分外重视。

3．安装工艺流程：

测量定位 → 检查钢梁型号、规格数量 → 对号就位 → 固定钢梁底端 → 顶部固定 → 调整 → 焊牢固定。

（1）检查钢梁规格：安装前先要熟悉图纸，同时要熟悉订料图，准确了解各部位使用何种钢梁，避免张冠李戴。检查包括以下几个方面：

①型号是否正确；

②截面是否与设计的相符（包括截面高度、角度、壁厚等）；

③长度是否合要求。

（2）对号就位：按照作业计划将要安装的钢梁吊运送指定位置，同时注意其表面的保护。

（3）钢梁安装后，对照上步工序测量定位线，对三围方向进行初调，点焊，调整保持误差1mm，焊牢加固，待安装完后在下道工序中就不能调整。注意误差控制，最后去焊渣，防腐，成品保护。

施工顺序，主次钢梁的焊接吊装交叉进行，即先组焊吊装两榀主钢梁，再进行次钢梁的吊装焊接，形成一个稳定结构后，再按主钢梁、次钢梁依次组对，直至钢结构主体完成。

2.3防锈处理

主钢结构先除锈，刷红丹防锈底漆二道，环氧铁中间漆二道，外露主钢结构构件面漆采用氟碳涂层二道，主钢结构于屋内部分面漆采用防火涂料。

2.4质量标准

分项工程合格质量标准应符合下列规定：

1．分项工程所含的各检验批均应符合规范合格质量标准；

2．分项工程所含的各检验批质量验收记录应完整。

分项工程的验收在检验批的基础上进行，分项工程的各检验批的验收资料文件完整，并且均已验收合格，则分项工程合格。

3．当钢结构工程施工质量不符合本规范要求时，应按下列规定进行处理：

经返工重做或更换构（配）件的检验批，应重新进行验收；

不符合要求的现象在最基层的验收单元检验时就应发现并及时处理，否则影响续检验批和相关的分项工程、（子）分部工程施工。因此，所有质量隐患必须尽快消灭在萌芽状态，这也是我公司以强化验收促进过程控制原则的体系。