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第八章 钢结构制作
第一节 网架构件制作施工方法
1.生产制作的程序
网架的生产次序为：焊接球→杆件→支座→支托→骨架→屋面板;网架的生产可与钢结构生产同时交叉进行，其制作进度见施工进度计划总表。
2、网架构件的生产
本工程网架制作的零部件主要有焊接栓球、杆件、支座、支托。
（1）. 焊接栓球制作准备、加工制作及检验：
1).焊接球加工前作好以下准备：加热炉的准备，焊接球压床的调整，工具、夹具的准备、焊接设备的调试等。
2).焊接球半圆脸架的制作与安装。
3).焊接设备的选择与焊接参数的设定，采用自动焊时，自动焊设备的安装与调试，氧-乙炔设备的安装。
4).焊条或焊剂进行烘烤与保温，焊材保温烘烤应有专门烤箱。
5) 球加工及检验：
a.球材下料尺寸控制，并应放出适当余量。
b.焊接球材加热到600～900℃之间的适当温度，加热应均匀一致，加热炉最好是煤气炉加热。
c.加热后的钢材放到半圆胎架内，逐步压制成半圆形球，压制过程中应尽量减少压薄区与压薄量，采取措施是加热均匀，压制时氧化铁皮应及时清理，半圆球在胎位内能变换位置。
d.半圆球出胎冷却后，对半圆球用样板修正弧度，然后切割半圆球的平面，注意按半径切割，但应留出拼圆余量。
e.半圆球修正、切割以后应该打坡口，坡口角度与形式应符合设计要求。
f.加肋半圆球与空心焊接球受力情况不同，故对钢网架重要节点一般均安排加肋焊接球，加肋形式有多种，有加单助的，还有垂直双肋球等等，所以圆球拼装前，还应加肋、焊接。注意加肋高度不应超出圆周半径，以免影响拼装。
g.球拼装时，应有胎位，保证拼装质量，球的拼装应保持球的拼装直径尺寸、球的圆度一致。
h.拼好的球放在焊接胎架上，两边各打一小孔固定圆球，并能随着机床慢慢旋转，旋转一圈，调整焊道，调整焊丝高度，调整各项焊接参数，然后用半自动埋弧焊机（也可以用气体保护焊机）对圆球进行多层多道焊接，直至焊道焊平为止，不要余高。
i.焊缝外观检查，合格后应在24h时之后对钢球焊缝进行超声波探伤检查。焊接球外观检查应符合下表要求：
焊接球的允许偏差及检验方
（2）.杆件生产
1)．杆件生产主要工艺过程有：钢管下料坡口并编号→抛丸除锈（Sa2.5 级）→涂装→包装。
2)．钢管下料、倒坡口采用管子切割机床一次完成，杆件下料尺寸按下式计算：
两端球节点直径相等时
两端球节点直径不相等时
式中：Ls——杆件下料长度mm
L0——节点间中心矩mm
D——球节点直径mm
D1 、D2——大、小球节点直径mm
d0——杆件（钢管）外径mm
ΔK——预加焊缝收缩量mm（按杆件壁厚取值）负值；
对于焊缝间隙，如果按等强焊缝，应留焊缝间隙，其大小一般经验取值2~ 3mm。而采用角焊缝，可以不留间隙。焊接收缩量一般按经验取。
3)．杆件的主要检验控制有：
a.杆件的坡口及坡口后杆件的长度，要求达到±1mm。
b.编号及焊缝质量，焊缝质量采用超声波探伤，抽查 30%。
c.涂装质量：涂装环境温度为大于 5℃，湿度为小于 80%，采用温 湿度计控制并测厚仪检查，厚度为每遍 25μm±5μm。
d.允许偏差项验：长度：允许偏差±1mm。轴线不平直度：允许偏差 L/1000，且不大于 5mm。 杆件左端面与轴线垂直度：允许偏差为端头面半径的 0.5%。
e.杆件钢管架捆装装运，以利搬运、堆放，保管。
第二节 4.4成包装、运输、装卸、堆放
1．包装：出厂产品（零部件、构件等）均按功能要求进行包装，其中：
焊接球采用铁桶或铁箱包装；网架杆件采用钢管架捆装；支座、支托用钢箱包装；檩条加工后采用钢带捆轧包装；聚氨酯复合板自动生产线自动采用塑 料薄膜包装。在包装物外进行编号，记录包装物内产品规格、零件编号、数量清单，以便核对和现场收。
2．运输：根据产品的特性长度确定运输工具，确保产品质量和运输安全，梁、柱尽量采用长货车，特殊长度应对车厢进行适当改装。应与运输公司签订行车安全责任协议，严禁野蛮装卸。
3．装卸：原则上梁、柱、大型构件都用吊车或行车装运，其他杆件和零件有外包装的可用铲车装卸。卸货时，均应采用机械卸货，严禁自由卸货，装卸时应轻拿轻放，车上堆放合理，绑扎牢固，装车时有专人检查。
4．堆放：产品堆放尽可能堆放室内、平直不积水的场地，高强螺栓连 接副在现场必须室内干燥的地方堆放，厂内、外堆放都必须整齐、合理、标 识明确，必要时做好防雨、雾处理，连接磨擦面应得到确实保护。
第三节 涂装工程
3.1防腐涂装难点
3.1.1靠海边,风较大，涂装构件最高位于26米标高处,涂料污染环境和工人操作安全。
3.1.2钢结构构件防腐性能要求高。
3.2涂料选取原则
3.2.1以50年的涂装保护年限和2.0小时耐火极限为基本要求进行设计；
3.2.2满足工程防腐质量要求，选择经济和施工性能好的涂料品种进行配套；
3.2.3满足钢结构制作需要及涂装工艺。
3.3涂料配套方案设计
3.3.1涂料选择
出于酸雾、高温、高湿等不同工况及环境和大气中SO2、SO4=、NO－、颗粒对钢构件的腐蚀。因此，防腐涂层除了具备与基底钢材附着力强，渗透性好，还必须耐酸、耐湿热及耐火性好。
3.3.2底漆的选择：
3.3.2.1涂层系统对底漆的要求：
对底材有良好的附着力；
对金属腐蚀时呈现阴极碱性，底漆宜具耐碱性；
底漆应与中间层或面层有良好的层结结合；
底漆应具有缓蚀作用；
底漆应对基材有良好的润湿性，对焊缝、锈疤等部位能浸润。
3.3.2.2常用底漆品种及性能：详见下表
附表6-33 常用底漆品种及性能
|
底漆 名称 |
性 能 及 特 点 |
使 用 基 层 |
||
|
钢铁 |
锌、铝 |
水泥 |
||
|
无机富锌底漆 |
对钢铁基层的阴极保护作用，防锈性能优异，耐高温，不能在低温环境下施工；对除锈要求很严格，与各种有机、无机涂料均能配套，但不得与油漆配套；适用于高温或室外潮湿环境的钢铁基层 |
√ |
— |
× |
|
环氧富锌底漆 |
对钢铁有阴极保护作用，耐水、耐油、附着力强，防腐蚀性能好，对基层除锈要求严格，适用于室内外潮湿环境或队涂层耐久性要求较高的钢铁基层，后道漆宜采用或氯化橡胶底漆 |
√ |
— |
× |
|
稳定型带锈底漆 |
根据不同品种和要求可对钢铁基层简单除锈后使用，能于多种涂料配套，但对锈层有一定要求，施工时不宜掌握，当确有经验时方可使用 |
√ |
— |
× |
|
云铁环氧底漆 |
附着力与物理性能良好，具有较好的耐盐雾、耐湿热和耐水性能，适用与环氧富锌的后道漆，也可直接做底漆，可于多种涂料配套。 |
√ |
— |
— |
|
铁红环氧酯底漆 |
涂膜坚韧，附着力良好，能于，不适用于有色金属基层 |
√ |
× |
√ |
|
锌黄环氧酯底漆 |
涂膜坚韧，良好，适用于有色金属基层，也可用于钢铁基层，可与多种涂料配套 |
√ |
√ |
√ |
|
环氧红丹防腐底漆 |
优良的防腐性能、成膜后机械强度好，附着力强，漆膜干燥迅速，耐水，与各种有机物、无机涂料均能配套，适用于要求防锈能力强的钢铁基层 |
√ |
× |
— |
注：表中“√”表示适用、“—”表示不推荐、“×”表示不适用。
一般钢构件的加工程序为进厂钢材经抛丸除锈处理，喷涂底漆作临时保护后供结构件制作，因此要求底漆具有：
1) 较长的户外防锈能力；
2) 干燥迅速能适合自动流水线的速度；
3) 耐热性好、焊接、切割时不受明显影响；
4) 配套性好、焊接、切割等加工过程中烧伤面积小；
5) 配套性好，结合力强。
附表5-34 常用防腐涂料性能
|
涂料类别 |
涂料品种 |
焊号或型号 |
耐酸 |
耐碱 |
耐水 |
耐候 |
耐磨 |
耐油 |
与有机防火涂料相容性 |
使用温度 （℃） |
|
|
底涂 |
面涂 |
||||||||||
|
甲 |
环氧 |
H52 |
√ |
☆ |
√ |
○ |
☆ |
√ |
√ |
# |
≤90 |
|
甲 |
高氯化聚乙稀 |
防腐型 |
√ |
√ |
√ |
☆ |
○ |
√ |
√ |
☆ |
≤90 |
|
甲 |
氯化橡胶 |
防腐型 |
√ |
√ |
☆ |
☆ |
√ |
√ |
√ |
√ |
≤70 |
|
甲 |
氯醚 |
防腐型 |
√ |
√ |
√ |
☆ |
√ |
√ |
√ |
√ |
≤80 |
|
甲 |
聚氨酯聚乙稀网络 |
防腐型 |
☆ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
# |
≤120 |
|
甲 |
玻璃鳞片涂料 |
二甲苯型 呋喃 乙烯基酯 |
☆ ☆ ☆ |
○ √ ○ |
☆ ☆ ☆ |
× √ √ |
☆√ ☆ |
√ √ ☆ |
# |
# |
≤60—80（液态）≤120（液态）注7 |
|
乙 |
聚氨酯 |
防腐型 |
√ |
√ |
√ |
○ |
☆ |
☆ |
√ |
# |
≤130 |
|
乙 |
聚氨酯 |
脂肪族型 |
☆ |
☆ |
√ |
☆ |
☆ |
☆ |
√ |
# |
≤130 |
|
乙 |
环氧沥青 |
防腐型 |
√ |
☆ |
√ |
○ |
○ |
○ |
# |
× |
≤70 |
|
乙 |
氰凝 |
防腐型 |
√ |
√ |
☆ |
× |
☆ |
☆ |
# |
— |
≤120 |
|
乙 |
氯黄化聚乙稀 |
防腐型 |
√ |
√ |
√ |
☆ |
○ |
√ |
√ |
☆ |
≤110 |
|
乙 |
含氟聚氯乙烯 |
PF—01，FVC |
☆ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
☆ |
≤90 |
|
乙 |
过氯乙烯 |
G615，G52 |
☆ |
√ |
√ |
☆ |
√ |
√ |
○ |
☆ |
|
|
乙 |
醋酸乙烯氯乙烯 |
防腐型 |
√ |
√ |
√ |
√ |
○ |
√ |
√ |
☆ |
≤90 |
|
乙 |
聚苯乙烯 |
改性 |
√ |
☆ |
√ |
○ |
√ |
√ |
× |
○ |
≤80 |
|
乙 |
丙稀酸 |
改性 |
√ |
☆ |
√ |
☆ |
√ |
√ |
√ |
☆ |
≤80 |
|
丙 |
聚氨酯沥青 |
防水防腐型 |
√ |
√ |
√ |
○ |
○ |
× |
√ |
× |
≤90 |
|
丙 |
沥青 |
L50 |
√ |
√ |
☆ |
× |
× |
× |
× |
× |
≤60 |
|
丙 |
铝粉沥青 |
L50 |
○ |
× |
√ |
○ |
○ |
× |
× |
× |
≤60 |
|
丙 |
纯酸 |
C50 |
○ |
× |
○ |
☆ |
√ |
√ |
# |
# |
≤70 |
|
— |
有机硅 |
耐高温防腐自干型 |
○ |
○ |
☆ |
☆ |
√ |
— |
— |
# |
≤450 |
注：表中符号“☆”表示性能优异，优先使用；“√”表示性能良好，推荐使用；“○”表示性能一般，可以使用，但使用年限低；“×”表示性能差，不宜使用；#表示需进行配套试验进行确定。
3.3.3涂料的配套相容性
3.3.3.1涂层（涂料）相容是指在一个涂层配套体系中，各涂层之间相互对称性能的影响。
3.3.3.2涂层（涂料）相容是指在一个涂层配套体系中，在任意涂层不因其他涂层的涂覆和存在而产生的破坏或性能（外观、物理性能、化学性能、特种功能等）的明显下降、丧失或影响其使用效能的发挥。否则则认为该涂层体系（两种或多种涂层间）不相容。而这两种相容性通常仅取决于体系中每个相邻涂层间的相容。
3.3.3.3各种类型的涂料因其组成的成分不同，其物理和化学性质也不大相同，其中对涂层性能起决定作用的是涂料成膜物（树脂）和颜填料，涂层彼此之间的相互适应（相容）性也主要取决于这两方面，特别是涂料成膜物的种类对其相互适应性起着至关重要的作用，而这种作用与涂层在体系中的涂装次序直接相关。
8.4涂装工艺及技术措施
8.4.1涂装工艺流程
4.2钢构件防腐施工过程控制要点
附表6-36 室内钢构件防腐施工过程控制简表
|
工序 |
工艺参数 |
质量要求 |
检测标准及仪器 |
|
|
涂前处理 |
表面清理 |
1.清理焊渣、飞溅附着物 2.清洗金属表面至无可见油脂及杂物 |
目测 |
|
|
焊缝棱边打磨 |
1.焊缝打磨光滑平整、无焊渣 2.棱边倒角R=1—3mm |
目测 |
||
|
抛丸喷砂 |
工作环境湿度：＜85%；钢板表面温度高于露点3℃以上 |
1.ISO8501—1988Sa2.5级 2.粗糙度30—75μm 3.表面清洁、无尘 |
1.检验标准：ISO8501—1988 2.测试仪器：表面粗糙度测试仪或比较板 |
|
|
无 机 富 锌 |
1.高压无气喷涂，压力比33：1 2.喷枪距离300—500mm 3.环境温度：＜85% 4.钢板表面温度高于露点3℃以上 |
1.外观：平整、光滑 2.厚度：75μm （湿膜厚度：105μm） |
1.检验标准：GB1764—89 2.测试仪器：湿温度测试仪、湿膜度测试仪、湿膜测厚仪、涂层测厚仪 |
|
|
保护 |
受力部分有专门保护其它部分有适当遮蔽 |
目测 |
||
|
构件 组焊及 清理 |
1.焊缝平整、光滑、无焊渣、毛刺 2.露底部分除锈达ST3级 3.表面清洁、无尘 |
ISO8501—1988 |
||
|
补涂无机富锌底漆 |
1.高压无气喷涂，压力比33：1 2.喷枪距离300—500mm 3.环境温度：＜85% 4.钢板表面温度高于露点3℃以上 |
1.外观：平整、光滑 2.厚度：75μm （湿膜厚度：105μm） |
1.检验标准：GB1764—89 2.测试仪器：湿温度测试仪、湿膜测厚仪、涂层测厚仪 |
|
|
保护 |
受力部分有专门保护其它部分有适当遮蔽 |
目测 |
||
3.4.3钢结构防腐技术方案
3.4.3.1技术数据
1) 喷砂除锈：ST3级；Sa2.5级；
2) 表面粗糙度40～80μm；
3) 施工环境：温度5—38℃，相对湿度30—85%
3.4.3.2钢材表面处理的操作方法及技术要求
1) 对钢材表面喷砂除锈，除锈质量的好坏是整个涂装质量的关键。
2) 黑色金属表面一般都存在氧化皮和铁锈，在涂装之前必须将他们除尽，不然会严重影响涂层的附着力使用寿命，造成经济损失，而所有除锈方法中，以喷砂除锈为最佳；因为它既能除去氧化皮和铁锈，又能在金属表面形成一定的粗糙度，增加了涂层与金属表面之间的结合力。
3) 由于施工单位工作的流动性，目前国内一般施工单位都采用干法喷砂除锈，一般用铜砂或钢丸等作为磨料，以5～7kg/cm2压力的干燥洁净的压缩空气带动磨料喷射金属表面，可除去钢材表面的氧化皮和铁锈。
3.4.3.3喷砂除绣的操作过程如下：
1) 开启空气机，达到所需压力5～7kg/cm2；
2) 操作工穿戴好特制的工作服和头盔（头盔内接有压缩空气管道提供的进化呼吸空气）进入喷砂车间；
3) 将干燥的磨料装入喷砂机，喷砂机上的油水分离器必须良好（否则容易造成管路堵塞和影响后道涂层与钢材表面的结合力）；
4) 将钢材摆放整齐，就能开启喷砂机开始喷砂作业；
5) 喷砂作业完成后，对钢材表面进行除尘、除油清洁，对照标准照片检查质量是否符合要求，对不足之处进行整改，直至达到质量要求，并做好检查记录。
3.4.3.4钢材的表面预处理
所有构件的材料，切割下料前，先进行冲砂除绣，除绣等级为Sa2.5级，表面粗糙度为Rz40~80μm，然后在6小时内立即喷涂水性无机富锌底漆，涂层厚度为70μm。
3.4.3.5 构件的涂装、修补及质量要求
1) 构件的涂装：当喷砂完成后，清除金属涂层表面的灰尘等杂物；预涂水性无机富锌涂料，在自由边、角焊缝、手工焊缝、孔内厕及边等处在喷涂前必须用漆刷预涂装；喷涂水性无机富锌涂料，喷砂处理完成后必须在6小时那喷涂底漆。
2) 构件的修补：对于拼装接头、安装接头及油漆涂料损坏区域，先手工打磨除锈并清洁干净，然后按上述要求分别喷涂底漆、中间漆，其漆膜总厚度达到100μm。
3.4.3.6涂装的修补
1) 涂装环境：雨、雪、雾、露等天气时，相对湿度应按涂料说明要求进行严格控制，相对湿度以自动温湿记录仪为准，现场以温湿度仪为准进行操作；
2) 安装焊缝接口处，各留出50mm，用胶带贴封，暂不涂装；
3) 钢构件应无严重的机械损伤及变形；
4) 焊接件的焊缝应平整，不允许有明显的焊瘤和焊接飞溅物；
3.4.3.7涂层厚度控制的原则
1) 凡是上漆的部位，应自离自由边15毫米左右的幅度起，在单位面积内选取一定数量的测量点进行测量，取其平均值作为该处的漆膜厚度。但焊接接口处的线缝、以及其它不易或不能测量的组装部件，则不必测量其漆层厚度。
2) 由于物体本身的构造、喷涂工作的管理情况、喷涂工作人员的素质等因素，都会使涂层厚薄不均，因此，要100%保证全部涂层都在规定厚度以上，不单只会大大地增加涂料的用量，实际上也不易办到，唯有按干膜厚度测定值的分布状态来判定是否符合标准。对于大面积部位，干膜总厚度的测试采用国际通用的“85-15Rule”（两个85%原则）。
3.4.3.8施工工具
附表6-37 主要施工设备一览表
|
序号 |
名称 |
规格、型号 |
数量（台） |
功率（KW） |
产地 |
|
1 |
高压无气喷涂机 |
GRACO224-619 |
3 |
美国固瑞克 |
|
|
2 |
高压无气喷涂机 |
6C |
2 |
四川长江 |
|
|
3 |
高压无气喷涂机 |
SPQ9C |
6 |
中国上海 |
|
|
4 |
高压无气喷涂机 |
SPQ12C |
3 |
中国上海 |
|
|
5 |
空压机（40m3） |
L22/7-X |
2 |
264/台 |
中国无锡 |
|
6 |
空压机（3.0m3） |
14 |
30/台 |
中国上海 |
|
|
7 |
气动搅拌机 |
10 |
德国博世 |
||
|
8 |
除湿机 |
DDH6000 |
4 |
84/台 |
进口组装 |
|
9 |
除湿机 |
DDH6000 |
8 |
44/台 |
进口组装 |
|
10 |
热风机 |
6 |
6/台 |
进口组装 |
注：9、10两种除湿机任选一种。
3.4.3.9以下部位不油漆
1) 现场焊缝两侧各100mm范围内；
2) 构件与混凝土接触部分；
3) 图纸上规定的表面不油漆部分；
4) 高强螺栓摩擦面、高强螺栓连接板外侧仅垫圈范围。
3.4.3.10喷涂设备及检测器具
1) 除湿机：
技术先进的分冷式除湿机为舱内喷涂提供最佳的环境控制条件，便于运输和安装。每小时的通风量为5000～20000立方米。
2) 热风机：
用于密闭的涂装区域，提高温度，降低温度，使涂装时的环境温度达到规定要求。
3) 富锌漆专用无气喷涂机：
配备涂料循环装置以防止锌粉沉淀，保证涂层均匀。
4) 高压无气喷涂机：
喷涂压力适中，对涂料雾化良好。
5) 高压无气喷涂机：
特别适用于高固体份，高粘度涂料，喷涂压力适中，对涂料雾化良好。
6) 搅拌器：
可调节搅拌速度，搅拌后使涂料混合均匀，携带方便，易操作，宜于现场施工。
7) 旋转式干湿温度仪：
用于测量施工过程中环境的温湿度，确保温湿度在规定的施工环境条件下进行。
8) 红外线测温仪：
该测温仪体积较小，携带方便，易操作，在显示屏上直接读数，用于测量刚才表面的温度。
9) 粗糙度比较板：
通过测试面与比较面进行比较，判断工件表面是否达到需要的粗糙度。
检测方法：按ISO08530标准进行。
10) 表面粗糙度测量仪：
可准确测量出喷砂后钢材表面的粗糙度值，确保喷砂后的粗糙度达到设计要求。
检测方法：按ISO8530标准规定进行。
11) 除绣等级标准样本：
用于检测钢材表面的生锈程度，检测钢材表面前处理后的 除绣程度，对照样本判断其除绣等级。
检测方法：按GB8923—89标准执行。
12) 湿涂层测厚规：
用于测量施工过程中湿涂膜厚度，对施工后达到干膜厚度有很好的指导作用。
13) 磁性测厚仪：
用于测量钢铁表面的图层厚度，使用方便，读数快捷。
检测方法：按GB1764—79（89）漆膜厚度测定法。
14) 数字式涂镀层测厚仪：
微电脑控制的小型涂镀层测厚仪，用于无损、快速、精确的测量涂层、镀层。
检测方法：按GB1764—79（89）执行。
15) 划格器：
检测涂料附着力，帮助选择符合要求的涂料，或在施工过程及时发现附着力不良的弊病。
检测方法：按GB1720—89标准执行。
16) 机械型附着力测量仪：
采用拉开法测量涂层的附着力。
检测方法：按GB/T5210—85标准执行。
3.4.4涂装施工技术措施
完善的施工技术措施是施工进度和质量的重要保障，本公司依据多年从事大型钢结构防腐工程施工的丰富经验，在充分研读招标书的要求和设计结构的具体特点的基础上，制定了即切实可行又经济有效的适合本项目特点的严密的技术措施，可保证全部施工严格按施工方案规定的技术要求完成。
3.4.4.1防雨措施
由于本地区雨水较多，湿度高，不利于防腐涂料的施工，同时本项目工程量大，施工时间短，工程质量要求高。因此，必须采取必要的防雨措施，可采取搭设活动涂装棚进行相对封闭施工，来创造可满足防腐要求的施工环境。
3.4.4.2成品及半成品保护措施
工作完成区域及施工现场周围的设备和构件应当很好的进行保护，以免油漆和其它材料的污染。夹具、临近表面、标牌、铭牌橡胶垫片、工具线、仪表盘等等应当在油漆施工和工作完成后被很好的保护。油漆或其他飞溅物应当使用无损其表面的相应工具、设备和清洁剂从玻璃、夹具、设备、板盖等清除。临近施工区域的电气，电动和机械设备应妥善保护，以免油漆损坏。另外，精密设备应当在施工过程中密封保护。
已完成的成品半成品，在进行下道工序或验收前应采取必要的防护措施以保护涂层的技术状态。
3.4.4.3涂装材料供应计划
为保证涂装计划，本公司将严格按工程加工进度计划要求，制定出能满足各个施工阶段的涂料用量计划，并按时进行采购落实，从而保证整个加工过程的顺利完成。
第四节 制作施工重点与难点分析及解决方案
本工程钢结构制作过程中最大的难点就是主钢梁为弧型，切割.成型制作.焊接均不可用常规制作方法,容易产生质量问题及解决方法见下表：
|
序号 |
制作过程易产生的问题 |
原 因 分 析 |
消除质量问题措施及施工工艺 |
|
1 |
构件变形 |
装配质量较差,装配得不到位,对接焊缝高、缝大；装配点焊少。 |
1） 板料下料尺寸要正确、平直，装配时严禁强制装配； 2） 装配焊缝大要及时修理，保证焊缝符合标准； 3） 装配点焊时，要按规定点焊，保证焊接时点焊缝不会开裂。 |
|
焊接次序不当或焊接电流过大 |
1） 焊接时应严格按照焊接工艺进行，先小件组焊，再总装配焊接； 2） 工字梁采用对称焊，并一次性焊完。 3） 调整焊接电流，确保焊接电流在规范之内。 |
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2 |
焊缝形状翹曲或尺寸超差 |
1） 焊接顺序不正确；焊前准备不当，坡口、间隙过大或过小； 2） 焊接机具不良。 |
1） 选择正确的焊接顺序； 2） 按规定开尺寸、坡口； 3） 选择好的焊接机具。 |
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3 |
焊缝咬边 |
1） 焊接工艺参数选择不当，电流过大，电弧过长； 2） 操作技术不当，电弧编吹。 |
1） 按规定选择焊接电流； 2） 加强对焊工的操作培训； 3） 杜绝使用劣质焊条。 |
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4 |
气孔 |
1）焊件或焊条有油污、锈及其它氧化物；2）电流过小，电弧过长，焊接速度太快。 |
1） 确保焊件和焊条无油污、锈及其它氧化物； 2） 选择正确的焊接工艺参数。 |
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5 |
夹渣 |
1） 焊接材料质量不好； 2） 焊接电流过小，弧长过长，焊接速度过快； 3） 多层焊时，渣未清干净。 |
1） 检验焊接材料，不使用质量不好的焊接材料； 2） 选择正确的焊接工艺参数； 3） 焊缝清除干净。 |
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6 |
未焊透 |
焊接电流太小，速度太快，坡口间隙过小，操作技术欠佳 |
选择正确焊接工艺参数，保证坡口尺寸，挑选技术优秀焊工。 |
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7 |
弧坑 |
操作时熄弧较快，未反复向熄弧处补充金属。 |
熄弧时反复向熄弧处反复填充金属。 |
第九章 钢结构安装
第一节 安装前准备工作
1、安装前对网架支座轴线与标高进行验线检查，网架轴线、标高位置必须符合设计要求和有关标准规定。
2、安装前对支座混凝土强度进行检查，混凝土强度必须符合设计要求和国家现行有关标准的规定后才能安装。
3、清理压实地面基层，检查地面是否坚实不会下沉;放线砌筑胎模。
4.测量控制准备工作
1）根据本工程测量工作量，初步拟定选派一名经验丰富的测量专业工程师全面负责现场所有测量协调管理工作，配备2名专业放线施工员及4名放线工进行钢结构的测量放线工作，对轴线控制桩、水准点、主控轴线进行复核校验。
2）钢筋混凝土结构柱顶轴线、标高进行复测检查。
3）熟悉和核对设计图中各部尺寸关系，发现问题在图纸会审中及时提出并解决。对测量方案及各工序进行技术交底，明确执行标准，掌握检测方法及质量计划目标。
4）采用激光电子全站仪，并经检测合格后使用，其余测量设备应处于鉴定有效期内。
5）了解施工顺序安排，从施工流水的划分、钢结构安装次序、施工进度计划和临建设施的平面布置等方面考虑，确定测量放线的先后次序、时间要求，制定详细的各细部放线方案，确定各种施测方法，控制安装精度。
6）技术部门需提供拼装、安装各控制点位的三维设计值，并转换为可施测的胎架拼装值。
2、测量工作内容
1）提供钢结构用轴线、控制网线及标高线。本工程主控轴线为田字形，控制轴线网横向、纵向施放，使每段施工测量中有足够的控制轴线;柱顶放线均采用全站仪，用极坐标法施放，用直角座标及测距法复测。
2）拼装胎架放线，应严格控制在设计轴线上，组拼中控制各点标高。
3）跟踪检测：分阶段进行各工序施工测量、跟踪检测及构件组装全方位监测; 全方位负责构件组装过程中胎架的变化，确保网架的组装精度。
4）各分项工程测量放线后，明确由业主或监理单位组织有专业测量工程师牵头组成的验线小组进行点位精度的复核工作，以保证测量精度、防止错误发生。
5）整理内业资料，对施工轴线控制网、水准基点、测量记录办理现场移交，对标志点作好明显标记。
第二节 网架现场地面拼装施工
1．本工程的施工,根据现场条件采用分区域地面组装整体提升法进行安装,把网架零部件用运输至安装平台分散堆放，后根据安装图编号分别对号安装。为确保网架的安装轴线正确，我们研究后决定先从中心线开始，逐步向四周展外，先组成封闭四方网格，控制好尺寸后，再拼四周网格，不断扩大。
2．对各支点标出标高，如网架有起拱要求时，应在各支承点上反映出来，调接支承点顶托高度来完成对网架的起拱要求。：
3．放球：将已验收的焊接球，按规格、编号放入安装节点内，同时应将球调整好受力方向与位置。一般将球水平中心线的环形焊缝置于赤道方向。有肋的一边在下弦球的上半部分。
4．放置杆件：将备好的杆件，按规定的规格布置钢管件件。放置杆件前，应检查杆件的规格、尺寸，以及坡口、焊缝间隙、将杆件放置在二个球之间，调整间隙，点固。
5．平面网架的拼装应从中心线开始，逐步向四周展外，先组成封闭四方网格，控制好尺寸后，再拼四周网格，不断扩大。注意应控制累积误差，一般网格以负公差为宜。
6．平面网架焊接，焊接前应编制好焊接工艺和网架焊接顺序，防止平面网架变形。
7．平面网架焊接应按焊接工艺规定，从钢管下测中心线左边20～30mm处引弧，向右焊接，逐步完成仰焊、主焊、爬坡焊、平焊等焊接位置。
8．球管焊接应采用斜锯齿形运条手法进行焊接，防止咬肉。
9．焊接运条到圆管上测中心线后，继续向前焊20～30mm处收弧。
10．焊接完成半圆后，重新从钢管下侧中心线右边20～30mm处反向起弧，向左焊接，与上述工艺相同，到顶部中心线后继续向前焊接，填满弧坑，焊缝搭接平稳，以保证焊缝质量。
11．检查验收平面网架尺寸、轴线偏移情况，检查无误后，继续组装主体网架。
12．将一球四杆的小拼单元（一球为上弦球，四杆为网架斜腹杆）吊入平面网架上方。
13．小拼单元就位后，应检查网格尺寸，矢高，以及小拼单元的斜杆角度，对位置不正、角度不正的应先矫正，矫正合格后才准以安装。
14．安装时发现小拼单元杆件长度、角度不一致时，应将过长杆件用切割机割去，然后重开坡口，重新就位检查。
15．如果需用衬管的杆件，应在球上点焊好焊接衬管。但小拼单元暂勿与平面网架点焊，还需与上弦杆配合后才能定位焊接。
16．放入上弦平面网络的纵向杆件，检查上弦球纵向位置、尺寸是否正确。
17．放入上弦平面网架的横向杆件，检查上弦球横向位置、尺寸是否正确。
18．通过对立体小拼单元斜腹杆的适量调整，使上弦的纵向与横向杆件与焊接球正确就位。对斜腹杆的调整方法是，既以切割过长杆件，也可以用倒链拉开斜杆的角度，使杆件正确就位。保证上弦网格的正确尺寸。
19． 调整各部间隙，各部间隙基本合格后，再点焊上弦杆件。
20．上弦杆件点固后，再点焊下弦球与斜杆的焊缝，使之连系牢固。
21．逐步检查网格尺寸，逐步向前推进，网架腹杆与网架上弦杆的安装应相互配合着进行。
22．安装焊接支托.主次檩条和行车吊件。
网架杆件安装顺序示意图
三、网架平台组装结束后，应按安装网架的条或块的整体尺寸进行验收。
1．检查网架焊缝外观质量，应达到设计要求与规范标准的规定。
2．在焊接24h后的超声波探伤报告，以及返修记录。
3．检查网架支座的焊缝质量。
4．钢网架组装平台卸荷。观察网架的变形情况。网架组装平台的卸荷应该缓慢、同步进行，防止网架局部变形。
5．检查网架各支座受力情况；检查网架的挠度。
6．检查网架的整体尺寸。
第三节 网架专项吊装方案
(一)、方案选择
1、本工程焊接球形钢网架的吊装技术方案的选择主要从以下几个方面考虑：
1)、保证焊接球钢网架的现场安装质量，便于钢网架的拼架、焊接、防腐；
2)、有利于减少高空作业时间和工作量，保证吊装过程的安全可靠；
3)、能有效利用现场的有利条件及所拥有的机具和成熟的吊装工艺；
4)、吊装费用与工程承接费用相适应并能取得良好的经济效益；
5)、能最大限度地确保钢网架安装工期要求。
2、本工程吊装条件分析
屋面网架安装区域为186*108m，结构安装高度为24m。结构自重较大，且杆件众多。若采用常规的分件高空散装方案，需要搭设大量的高空脚手架，不但高空组装、焊接工作量巨大，而且存在较大的质量、安全风险，施工的难度也可增大，并且对整个工程的施工工期会有很大的影响,方案的技术经济性指标较差。
根据以往类似工程的成功经验，若将屋面两跨网架结构分别在地面分4块拼装，利用拔杆将其提升到位，再进行空中对接、柱顶支座处及部分预留后装杆件的安装，将大大降低安装施工难度，并于质量、安全和工期等均有利。
3、方案优越性
网架结构在地面拼装，拔杆设备安装待网架拼装基本完成后进行，每轴距两次提升到位后，土建专业可立即进行地面施工,有利于专业交叉施工，对土建专业施工影响较小，利于工序穿插，加快工程总进度；
网架结构主要的拼装、焊接及油漆等工作在地面进行，施工效率高，施工质量易于保证；
网架结构上的附属构件在地面预先安装，可最大限度地减少高空吊装工作量，缩短安装施工周期；
吊装过程利用同步装置，使起吊稳定，保证网架不发生塑性变形，并节约大量的脚手架搭设工作，经济效益明显，施工工期短，网架及施工机具在吊装前经过吊装验算，保证了施工过程的安全性能，且此种施工方法在国内多个大型工程中有实际应用。
采用拔杆吊装网架，技术成熟，有大量类似工程成功经验可供借鉴，吊装过程的安全性有充分的保障；
通过屋面网架的整体提升吊装，将高空作业量降至最少，能够有效保证屋面网架的安装工期；
综上所述，结合本工程特点，确定本工程钢网架安装单元分四个区域，采用“多桅杆整体分区域提升法”的吊装工艺进行安装。
针对钢网架吊装的这一关键环节，就以下几种方案进行对比分析：
|
序号 |
吊 装 方 案 |
优 缺 点 |
可行性（可 操作性） |
费用及经 济效益 |
结 论 |
|
1 |
搭设满堂脚手架采用高空散装法安装 |
高空作业量相对较少；脚手架搭设较高（存在安全隐患）、工作量大，安装时间长（占用总工期）。 |
对工期影响较大，安全防护措施要求高。 |
机具、材料投入较大，周期长，费用也较高。 |
不采用 |
|
2 |
4台100t以上大型吊车分片抬吊、空中补杆 |
机动灵活，吊装准备时间短、工效高，但操作要求高，存在较多的高空补杆（质量控制困难），对场地条件要求高且进场困难。 |
安全可靠性较差，吊车需到外地租赁，难以实施。 |
费用较高与工程承接费不相适应 |
不采用 |
|
3 |
高空分条滑移法 |
脚手架施工操作平台搭设量少（仅需局部搭设），安装准备时间相对较短；但本程跨度大，滑移距离长，滑移困难；高空补杆多。 |
工期不易保证，高空分条滑移安全性差，操作困难。 |
施工周期长，费用较高 |
不采用 |
|
4 |
多桅杆布置在网格内，进行整体吊装 |
工艺成熟，高空工作量较少，工程质量易得到保障；桅杆拆卸困难，机具较多，后期高空补杆困难。 |
安全性高，易保证工期，操作性强。 |
工期、费用适中 |
确定 采用 |
综合考虑采用多桅杆分区域整体提升法。
（二）、吊装顺序
其中A区先进行吊装，就位焊接补杆完成后，再进行B区的吊装，B区就位后再和A区进行空中对接，再进行C区的吊装，C区就位后再和A区进行空中对接；D区后续起吊安装，与B区和C区进行空中对接；区域一在B轴先安装下弦腹杆与支座，C区和D区分别与区域一空中对接。每区域二块间留两组桅杆支撑住拼接部份,不能让网架在受力情况下拼接焊接.
（三）、吊装工艺
采用“多桅杆整体提升法”的吊装工艺，分四个区域进行整体吊装，每一区域设八台桅杆进行吊装。
（四）、施工程序
1、吊装前的技术与安全交底
吊装前，依据有关的规范，图纸、施工安全技术规程和吊装方案对全体人员进行技术和安全交底。树立质量第一，安全第一的思想。人人做到态度端正、职责明确、听从指挥。
2、吊具检查
对所有的吊索具，卡具、卷扬机及吊点位置等进行全面复查，对吊装同步控制系统进行测试。
3、试吊
各节点、吊具安装就绪，吊装过程障碍物全部清除后，进行网架试吊。将网架提升离开支承点200mm高时，测量各吊点标高，调整到一致，锚固各活动点并卡牢。检查所有吊索具受力后的连接状态，在确保各受力点万无一失后方可正式起吊。
4、正式起吊
由吊装总指挥发出正式起吊信号，同步控制台操作人员启动控制开关，提升开始。各个吊点运行要同步，提升速度800mm/分钟。相邻吊点间的高差不得大于100mm。提升至预定高度后，将牵引绳与导向滑轮卡固，卷筒与卷扬机用插锁锁固。同时严格观察结构的情况。
5、网架对接、封边
网架整体提升到就位高度后，调节网架，然后按照安装方案进行周边封边安装、网架就位、支座安装焊接等。网架完全就位后即可依次拆除吊装设备。
6、其他注意事项
考虑到支座的安装，提升结束位置应稍高于理论标高，就位时再进一步的精确调整；
第四节 网架吊装施工细节
1、材料、机具准备
屋顶网架在吊装时需要的机具，如桅杆、千斤顶、吊索、滑轮组、电动卷扬机等必须在吊装前检查一遍，在网架拼装时安装就位。
同时网架整体提升时，需用大量措施用材，如钢管、吊耳、脚手架、钢丝绳、卡环、卸扣等，为保证安装工作的顺利进行，所有这些材料的采购工作必须在开吊前完成，并落实到位。
机具进场后需对其进行检查、维护，对检查不合格的机具严禁使用。需要检查维护的机具包括：钢丝绳、滑轮组、卡扣、卷扬机、导向滑轮以及桅杆。
钢丝绳经一定时间使用后，要锈蚀、磨损、断股，到一定程度后就不能再使用或降低受力标准使用，报废标准如表4－1：
表4－1 钢丝绳报废断丝数（GB 6067-85）
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钢丝绳 断丝数
安全 系数 |
钢丝绳结构（GB102-74） |
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绳6X(37) |
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一个节距中的断丝数 |
||
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交互捻 |
同向捻 |
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小于6 6～7 大于7 |
22 26 30 |
11 13 15 |
对于钢丝绳压扁、股松弛、弯折、起亮、绳芯外露等均应报废不用。同时对进场的旧钢丝绳用油膏进行保养。
对滑轮组进行检查，需要时将滑轮组拆开对接触面打磨、轴处上油等保养。
对卷扬机的卷筒、制动器和离合器、联轴器、传动齿轮等进行进行检查保养，必要时进行维修。同时应符合《建筑卷扬机安全规程》GB13329-91
2、其他准备工作
（1）、混凝土施工完，对网架支座位置与标高进行复测，应符合要求；并应详细记录，以便网架支座的现场制作。
（2）、对提升速度、提升吊点、高空合拢与调整等工作作好试验，符合网架整体提升要求。
（3）、清理网架提升高度范围内障碍物。
（4）、对施工人员安全、技术交底；对卷扬机操作人员进行强化培训；同时根据方案进行操作演习。
3、提升前准备工作
(1) 、屋面钢结构检查
网架结构质量、外形均符合设计及相应规范要求；
网架结构上确已去除与提升工程无关的一切荷载；
提升将要经过的空间无任何障碍物、悬挂物；
网架结构与其他结构的连接是否已全部去除。
（2）、商定提升日期
提升时的天气要求：3-5天内不下雨；风力不大于4级。
（3）、成立“提升工程现场指挥组”。
提升工程现场组设总指挥1名，全面负责现场指挥作业；设专业副指挥2名。
现场指挥组下设各工作组（如提升操作组、观测组等），负责相关专业的工作；
现场指挥组根据工程进度、天气条件、工地准备情况，与各方商定提升日期。
4、试提升
解除屋面钢结构与地面的所有连接；检查网架提升上空是否有障碍物，消除所有障碍物。
认真检查屋面钢结构，并去除一切计算之外的荷载；
认真检查整体提升系统的工作情况（结构地锚、钢绞线、提升卷扬机、滑轮组、同步提升系统、检测系统等）；保证连接正确、牢固，设备运行正常。
试提升阶段分为三步：
（1）、将各卷扬机预紧，保证预紧力相同。经卷扬机副指挥检查确认后，向总指挥报告。
（2）、总指挥下达开启同步控制装置，确认后下达启动卷扬机指令；指令传递后，卷扬机操作工人启动卷扬机，进行整体提升。
网架各支点与网架脱离后，提升到距离支点300～500mm的高度时，观测人员及时向观测副指挥汇报，总指挥得到信息后下达停止指令，指令传递后停止提升，制动卷扬机。
（3）、制动卷扬机后，对卷扬机、钢丝绳、导向滑轮、平衡梁、滑轮组、吊点等进行检查，确保系统运行正常。空中停滞12～15小时以上，观察屋面钢结构和整个系统的情况。
运用前述的控制策略，采用顺控方式完成第一步提升；提升结束后，认真检查屋面钢网架、滑轮组、卷扬机、平衡梁、滑轮组上吊点、缆风地锚的情况；确认一切正常后，再进行正式提升。
注：须按下列程序进行，并作好记录。
操作：按要求进行预紧和启动卷扬机，使钢丝绳受力达到规定值；
观察：各个观察点应及时反映观察情况；
测量:各个测量点应认真做好测量工作，及时反映测量情况；
校核：数据汇交现场技术组，比较实测数据与理论数据的差异；
分析：若有数据偏差，有关各方应认真分析；
决策：认可当前工作状态，并决策下一步操作。
试提升后，提供各点受力、结构总重量、各点提升高度等数据。
5、正式提升
试提升后，在确认网架、各个提升设备安全、运行正常的前提条件下，进行正式提升。
在正式提升过程中，控制系统运行在自动方式；
整体提升过程中，认真做好记录工作；
网架整体提升正常需5-6小时；
按照网架支座球节点的标高，正式提升时网架提升高度高出支座球节点200mm，即网架提升标高到支座安装时再进行标高调整。
网架提升到预定高度进行调整，调整完毕后，锁定卷扬机，完成安全行程。
1）试提升后，观察后若无问题，方可进行正式提升；
2）正式提升过程中，记录各点拉力和高度；
3）正式提升过程中，需要暂停两次，进行8根桅杆、副斜缆风的轮换工作。在暂停过程中，观测各个吊点的位移及检查系统的运行情况，并进行记录。
注：正式提升，同样须按上述试吊规定程序进行，并作好记录。
6、信息、指令传递
网架整体提升设立现场总指挥一人，卷扬机、观测副指挥各一人。其中卷扬机组设机长一名、操作工人一名；测量组为两名工作人员。
7、封边就位
1）、网架吊装到设计高度后，进行与支座钢管的连接焊接。调整到预定高度后，严密组织对接拼装工作，认真检查缆风绳与地锚的受力状态。周边网架进行封边安装，网架满足就位条件后，利用手动葫芦配合，可以使网架在高空稍微移动，手动葫芦利用钢丝索固定在混凝土柱上。
2）、移动吊具、使网架到位，先进行支座的安装、焊接与固定，然后再进行钢管的安装。支座安装。全部安装结束后将螺母焊死。
3）、安装顺序：先将网架下弦球以下部分在地面拼装成一个整体，网架封边时，用吊机吊装到位，将螺母拧紧；然后散装与下弦球连接的钢管。钢管安装时可以借助手拉葫芦进行调节，就位后点焊固定，先焊与网架球连接一端，再焊与支座球连接一端。
4）、封边就位、吊索具拆除后，测量网架就位后的挠度、几何尺寸等，并做好记录与评定。
5）、吊具应于网架就位后按照顺序拆除，利用就位的网架作为拆除拔杆的支点，先拆除吊索及滑轮，然后松动拔杆底部，将下部桅杆分段切割，桅杆底部撤出的同时松动缆风绳，使桅杆在自重作用下徐徐下落，同时保证桅杆拆除时不碰撞已经就位的网架。
8、拆除吊具
拆除工作应由专职吊装人员组织，其他工作人员辅助完成，在拆除时应严格保证人员及其它设施的安全。同时，随时监测网架在拆除吊具时的挠度变化情况。
网架安装完成后内部仰视图
9、吊装进度计划安排
吊装准备工作在吊装前一天完成，试吊和正式吊装在2天内完成（第一天试吊，第二天正式吊装），桅杆及索具等的拆除在第三天钢网架调整、检测合格后进行。
第五节 安装施工重点与难点分析及解决方案
1、本工程钢结构安装重点:网架焊接防止构件变型；焊接时拟采用“由点到线，由线到面；由内到外，由下到上”的焊接顺序来防止构件焊接变型。
2、本工程安装难点:吊装位置在框架结构屋顶，吊装好后梁顶标高为16.85M，高度较高，吊车停放位置距吊点约30M远，吊装高度较高和距离较远，根据此特点，拟采用50T汽车吊作为吊装设备，同时配备2名吊车司机、2名专业吊车指挥工和4名专业吊车辅助工进行吊车操作、吊车指挥、挂取钩作业，配备钢结构安装工，辅助吊车作业。
待续
-THE END-
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