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钢结构工业厂房建设中的施工问题
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内容摘要:文章对钢结构工业厂房工程中钢结构的制作、包装运输、施工测量、安装方案和技术措施作了较为详细的介绍，并对钢结构的制作工艺、施工要点作了重点阐述。
钢结构工程因其结构跨度大、自重轻、安装便捷等优点被广泛应用于工业厂房、大型公共建筑，本文根据钢结构施工规范要求结合齐齐哈尔造纸厂8号纸机钢结构工程施工经验对钢结构工程施工作简要阐述。
一、钢结构构件主要制作工艺
本工程的钢柱,制作工艺流程为:放样→下料→电脑编程→拼板→CNC切割→组立→埋弧焊接→钻孔→组装→矫正成型→铆工零配件下料→制作组装→焊接和焊接检验→防锈处理、涂装、编号→构件验收出厂。
1、制作放样
放样是钢结构制作工艺中的第一道工序，只有放样尺寸精确，方可避免以后各加工工序的累积误差，才能保证整个工程的质量，因此对放样工作，必须注意以下几个环节：
放样前必须熟悉图纸，并核对图纸各部尺寸有无不符之处，与土建和其他安装工程有无矛盾"核对无误后方可按施工图纸上的几何尺寸、技术要求，按照1： 1的比例画出构件相互之间的尺寸及真实图形。
样板制出后"必须在上面注上图号、零件名称、件数、位置、材料牌号、规格及加工符号等内容"使下料工作不致发生混乱"同时必须妥善保管样板防止折叠和锈蚀，以便进行校核。
为了保证产品质量"防止由于下料不当造成废品，样板应注意适当增加余量。
2、拼板
拼板时应注意的问题：
拼板时应考虑下料切割焊缝的收缩量，适当放出余量，自动切割缝为2MM，手工切割缝为3MM，焊缝收缩量视构件长度一般应放20-30mm。
拼板焊应按图纸对焊缝等级的质量要求进行，焊接前应清除焊缝口锈蚀、油迹、毛刺等，按要求开好坡口"单面坡口55±5，纯边高度1.5-2MM采用焊缝清根，焊剂烘潮，焊丝清洁等措施，以保焊缝质量。
3、CNC切割
CNC切割时应注意的问题:
按下料图要求制作角度样板,经检查无误后方可使用。
切割时应考虑割切、焊接的收缩余量及组装误差,长度一般应放20～30 mm,切割宽度误差±1 mm。
编程后,切割机应空机运行,记录运行轨迹是否与下料尺寸相符,无误后即可切割。
割切时,根据板厚随时调节火焰大小、氧气压力、切割速度,确保切口光顺平滑。
4、组立
组立时应注意的问题:
翼腹板有对接焊缝时,组立应注意翼腹板焊缝错开200 mm 以上。
组立时确保腹板对翼板的中心线垂直度偏差为b /100 且≤2 mm,中心线偏移≤1 mm。翼腹板间隙应≤0.8 mm,以满足埋弧焊的需要。
定位焊间距一般为300～400 mm,焊缝高度不超过设计缝厚度的2/3, 焊条型号应与构件材质相匹配。
5、埋弧焊
埋弧焊应注意的问题:
焊接所采用的焊丝、焊剂应与构件的材质相匹配。
焊前应对焊丝、焊缝进行清洁,除去油渍、锈迹,焊剂等。
焊接时应加引弧板和收弧板,引弧和引出的焊缝长度应大于50 mm,焊后应切割。
选择合适的焊接电流、电压、焊接速度及合理的焊接程序,确保焊接质量,减小焊接变形。
6、制孔
钢结构安装时所留A、B 级螺栓孔应具有H12的精度,孔壁表面的粗糙度Ra 不应大于12.5um,螺栓孔的允许偏差超过上述标准, 不得用钢块填塞,可采用与母材料性质匹配的焊条补焊,再重新制孔。
制孔方法采用钢模钻孔,各种钻孔全部采用钻床钻孔以提高工作效率,保证构件的质量。
7、矫正
钢材切割或焊接成型后,均应按实际情况进行平直矫正:
好的零件在加热矫正时, 加热温度应根据Q345 性能选定,不得超过900 ℃。
钢结构在加热矫正后应缓慢冷却,不能用水冷却。
矫正的钢材表面,不应有明显的裂缝或损伤。
二、现场施工方案及技术措施
1、安装方案简述
本工程钢结构内容包括:钢柱、钢梁安装和其他构件安装。由于该工程跨度大、面积大,经多种方案比较,钢柱用1台50t汽车式起重机整体吊装, 两支钢梁在地面上拼装后采用2台50t汽车式起重机同时起吊,辅以2台曲臂车进行就位安装。
2、设备选择
综合考虑工程特点、现场的实际情况、工期等因素,经过反复比较各种方案,从吊装设备、与土建交叉配合要求及本企业的施工实践,钢结构吊装选择2台50t汽车式起重机,作为钢结构安装的主要设备。
3、地脚螺栓埋设
地脚螺栓的精度关系到钢结构定位,地脚螺栓的埋设须严格保证其精度, 地脚螺栓的埋设精度:轴线位移:±2.0 mm,标高:±5.0 mm。在柱地脚螺栓安装前,将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上,全部闭合,以保证螺栓的安装精度,然后根据轴线放出柱子外边线,待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后, 将所需标高抄测到钢管架子上。
4、钢架安装顺序
按照现场实际情况, 结合甲方的施工进度要求,采用合理的安装顺序。安装顺序按内容分为:钢柱-钢梁-吊车梁-连系梁-水平支撑-檩条-拉杆-隅撑。
5、钢柱吊装
钢柱吊装包括如下几方面:
钢柱就位轴线调整:钢柱就位采用专用角尺检查,调整时需3人操作:一人移动钢柱;一人协助稳定; 另一人进行检测。就位误差应控制在3mm以内。（参考《建筑中文网》）
6、钢梁安装
由于本工程结构厂房的跨度较大,钢架梁吊装采用"双机抬吊法"吊装钢梁的主要方法如下:
钢梁首先在地面胎架上拼接成整体,同时在钢梁上架设好生命线,安装檩条时可以在钢梁上来回走动,吊装就位后在钢梁的两侧用缆风绳将钢梁固定,保证钢梁的平面外的稳定,然后吊装下一跨间钢梁,待下一跨间钢梁安装完成后,在此跨间安装檩条,固定钢梁,保证钢梁不会倾斜扭曲。
安装人员以曲臂车为安装平台,对高强螺栓进行紧固。
三、施工测量
1、轴线方格网测设
全面复核土建施工测量控制网、轴线、标高。根据前期施工单位提供的控制点及主轴线, 在±0.00处分别测设多个控制点组成矩形,在这些点上架设仪器观测边长和水平角,经平差计算和改正,得到4 个控制点的精确坐标。根据测量规范要求,量边精度为1/30 000,测角中的误差为±3.5"。距离采用往返观测,角度观察3 测回,在矩形方格网的四边,按钢柱间距设置距离指标桩加密方格网,便于钢柱轴线的测设。
2、水准基点组建立
根据土建用水准点,选3-4个水准点均匀地布置在施工现场四周,建立水准基点组。水准点采用(&16mm,L=1m)的钢筋打入地下作为标志,其顶部周围用水泥砂浆围护。将水准点和水准基点组成附合或闭合路线, 两已知点间的高程必须往返观测,往返观测高差较差,附合或闭合路线的闭合差应满足规范要求。
3、轴线控制
做好竖向与平面测量控制是保证钢结构吊装顺利进行的首要环节, 也是确保钢结构工程质量的重要工序。平面轴线位置控制采用内控法。
4、测量精度控制保证措施
测量精度控制保证措施如下:
根据本工程施工质量要求高的特点,特制定高于规范要求的内部质量控制目标,允许偏差的减少对测量精度提出了更高的要求,因此预配置整体流动式三维测量系统TOPCON-221D全站仪,该仪器测角精度为±2, 测距精度为±(2 mm 2*10)用于钢结构安装过程的监控。
标高和轴线基准点的向上投测,一定要从起始基准点开始量测并组成几何图形,多点间相互闭合,满足精度要求并将误差调正。
参考文献：
[1] 路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京:机械工业出版社,2003.
[2] 顾纪清.实用钢结构施工手册[M].上海:上海科学技术出版社,2005.
[3] 鲍广鑑.钢结构施工技术及实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2005. 来源: 《建筑中文网》.
钢结构工程因其结构跨度大、自重轻、安装便捷等优点被广泛应用于工业厂房、大型公共建筑，本文根据钢结构施工规范要求结合齐齐哈尔造纸厂8号纸机钢结构工程施工经验对钢结构工程施工作简要阐述。
一、钢结构构件主要制作工艺
本工程的钢柱,制作工艺流程为:放样→下料→电脑编程→拼板→CNC切割→组立→埋弧焊接→钻孔→组装→矫正成型→铆工零配件下料→制作组装→焊接和焊接检验→防锈处理、涂装、编号→构件验收出厂。
1、制作放样
放样是钢结构制作工艺中的第一道工序，只有放样尺寸精确，方可避免以后各加工工序的累积误差，才能保证整个工程的质量，因此对放样工作，必须注意以下几个环节：
放样前必须熟悉图纸，并核对图纸各部尺寸有无不符之处，与土建和其他安装工程有无矛盾"核对无误后方可按施工图纸上的几何尺寸、技术要求，按照1： 1的比例画出构件相互之间的尺寸及真实图形。
样板制出后"必须在上面注上图号、零件名称、件数、位置、材料牌号、规格及加工符号等内容"使下料工作不致发生混乱"同时必须妥善保管样板防止折叠和锈蚀，以便进行校核。
为了保证产品质量"防止由于下料不当造成废品，样板应注意适当增加余量。
2、拼板
拼板时应注意的问题：
拼板时应考虑下料切割焊缝的收缩量，适当放出余量，自动切割缝为2MM，手工切割缝为3MM，焊缝收缩量视构件长度一般应放20-30mm。
拼板焊应按图纸对焊缝等级的质量要求进行，焊接前应清除焊缝口锈蚀、油迹、毛刺等，按要求开好坡口"单面坡口55±5，纯边高度1.5-2MM采用焊缝清根，焊剂烘潮，焊丝清洁等措施，以保焊缝质量。
3、CNC切割
CNC切割时应注意的问题:
按下料图要求制作角度样板,经检查无误后方可使用。
切割时应考虑割切、焊接的收缩余量及组装误差,长度一般应放20～30 mm,切割宽度误差±1 mm。
编程后,切割机应空机运行,记录运行轨迹是否与下料尺寸相符,无误后即可切割。
割切时,根据板厚随时调节火焰大小、氧气压力、切割速度,确保切口光顺平滑。
4、组立
组立时应注意的问题:
翼腹板有对接焊缝时,组立应注意翼腹板焊缝错开200 mm 以上。
组立时确保腹板对翼板的中心线垂直度偏差为b /100 且≤2 mm,中心线偏移≤1 mm。翼腹板间隙应≤0.8 mm,以满足埋弧焊的需要。
定位焊间距一般为300～400 mm,焊缝高度不超过设计缝厚度的2/3, 焊条型号应与构件材质相匹配。
5、埋弧焊
埋弧焊应注意的问题:
焊接所采用的焊丝、焊剂应与构件的材质相匹配。
焊前应对焊丝、焊缝进行清洁,除去油渍、锈迹,焊剂等。
焊接时应加引弧板和收弧板,引弧和引出的焊缝长度应大于50 mm,焊后应切割。
选择合适的焊接电流、电压、焊接速度及合理的焊接程序,确保焊接质量,减小焊接变形。
6、制孔
钢结构安装时所留A、B 级螺栓孔应具有H12的精度,孔壁表面的粗糙度Ra 不应大于12.5um,螺栓孔的允许偏差超过上述标准, 不得用钢块填塞,可采用与母材料性质匹配的焊条补焊,再重新制孔。
制孔方法采用钢模钻孔,各种钻孔全部采用钻床钻孔以提高工作效率,保证构件的质量。
7、矫正
钢材切割或焊接成型后,均应按实际情况进行平直矫正:
好的零件在加热矫正时, 加热温度应根据Q345 性能选定,不得超过900 ℃。
钢结构在加热矫正后应缓慢冷却,不能用水冷却。
矫正的钢材表面,不应有明显的裂缝或损伤。
二、现场施工方案及技术措施
1、安装方案简述
本工程钢结构内容包括:钢柱、钢梁安装和其他构件安装。由于该工程跨度大、面积大,经多种方案比较,钢柱用1台50t汽车式起重机整体吊装, 两支钢梁在地面上拼装后采用2台50t汽车式起重机同时起吊,辅以2台曲臂车进行就位安装。
2、设备选择
综合考虑工程特点、现场的实际情况、工期等因素,经过反复比较各种方案,从吊装设备、与土建交叉配合要求及本企业的施工实践,钢结构吊装选择2台50t汽车式起重机,作为钢结构安装的主要设备。
3、地脚螺栓埋设
地脚螺栓的精度关系到钢结构定位,地脚螺栓的埋设须严格保证其精度, 地脚螺栓的埋设精度:轴线位移:±2.0 mm,标高:±5.0 mm。在柱地脚螺栓安装前,将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上,全部闭合,以保证螺栓的安装精度,然后根据轴线放出柱子外边线,待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后, 将所需标高抄测到钢管架子上。
4、钢架安装顺序
按照现场实际情况, 结合甲方的施工进度要求,采用合理的安装顺序。安装顺序按内容分为:钢柱-钢梁-吊车梁-连系梁-水平支撑-檩条-拉杆-隅撑。
5、钢柱吊装
钢柱吊装包括如下几方面:
钢柱就位轴线调整:钢柱就位采用专用角尺检查,调整时需3人操作:一人移动钢柱;一人协助稳定; 另一人进行检测。就位误差应控制在3mm以内。（参考《建筑中文网》）
6、钢梁安装
由于本工程结构厂房的跨度较大,钢架梁吊装采用"双机抬吊法"吊装钢梁的主要方法如下:
钢梁首先在地面胎架上拼接成整体,同时在钢梁上架设好生命线,安装檩条时可以在钢梁上来回走动,吊装就位后在钢梁的两侧用缆风绳将钢梁固定,保证钢梁的平面外的稳定,然后吊装下一跨间钢梁,待下一跨间钢梁安装完成后,在此跨间安装檩条,固定钢梁,保证钢梁不会倾斜扭曲。
安装人员以曲臂车为安装平台,对高强螺栓进行紧固。
三、施工测量
1、轴线方格网测设
全面复核土建施工测量控制网、轴线、标高。根据前期施工单位提供的控制点及主轴线, 在±0.00处分别测设多个控制点组成矩形,在这些点上架设仪器观测边长和水平角,经平差计算和改正,得到4 个控制点的精确坐标。根据测量规范要求,量边精度为1/30 000,测角中的误差为±3.5"。距离采用往返观测,角度观察3 测回,在矩形方格网的四边,按钢柱间距设置距离指标桩加密方格网,便于钢柱轴线的测设。
2、水准基点组建立
根据土建用水准点,选3-4个水准点均匀地布置在施工现场四周,建立水准基点组。水准点采用(&16mm,L=1m)的钢筋打入地下作为标志,其顶部周围用水泥砂浆围护。将水准点和水准基点组成附合或闭合路线, 两已知点间的高程必须往返观测,往返观测高差较差,附合或闭合路线的闭合差应满足规范要求。
3、轴线控制
做好竖向与平面测量控制是保证钢结构吊装顺利进行的首要环节, 也是确保钢结构工程质量的重要工序。平面轴线位置控制采用内控法。
4、测量精度控制保证措施
测量精度控制保证措施如下:
根据本工程施工质量要求高的特点,特制定高于规范要求的内部质量控制目标,允许偏差的减少对测量精度提出了更高的要求,因此预配置整体流动式三维测量系统TOPCON-221D全站仪,该仪器测角精度为±2, 测距精度为±(2 mm 2*10)用于钢结构安装过程的监控。
标高和轴线基准点的向上投测,一定要从起始基准点开始量测并组成几何图形,多点间相互闭合,满足精度要求并将误差调正。
参考文献：
[1] 路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京:机械工业出版社,2003.
[2] 顾纪清.实用钢结构施工手册[M].上海:上海科学技术出版社,2005.
[3] 鲍广鑑.钢结构施工技术及实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2005. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200711/7913.htm
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