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钢管柱施工方案本工程钢管柱按所处位置、标高及截面尺寸有6种规格共148根，直径1000mm～1800mm，壁厚30、40mm，柱网间距12m。钢柱长度9～22m，呈梭状。其中结构内部钢管柱最高22m，重28t，边钢管柱为倾斜结构，高16m，重19t。1钢管柱概述1）钢结构制作及安装①焊接方式除非另外说明，所有对接焊缝采用全熔透对接焊缝，焊接工作所采用的焊接方法、工艺参数应符合现行国家标准《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81－2002）的规定。所有焊缝均为GB50017规定的二级焊缝。焊缝检测依据GB50205－95，并满足表1-1所列的最低要求。表1-1焊缝检测要求焊缝类型检测方法检测范围所有外观100％工场焊接角焊缝焊脚8mm磁粉10％工场现场焊接对接焊缝焊缝超声波／射线照相50％工场现场焊接角焊缝磁粉20％工场现场焊接对接焊缝超声波／射线照相100％②防腐处理：所有构件均需进行表面高压清洗除锈，除尘，处理后的钢材表面必须露出金属光泽，无焊渣，焊疤，灰尘，油污和水等杂质。除另有说明，所有钢构件均须采用镀锌防腐（至少600g／m2）。油漆两道须与镀锌相匹配。对于无防腐保护的钢构件，不允许出现因腐蚀导致的片状撕裂，凹陷或截面面积缩减。在存放和运输过程中如有必要应采用临时遮盖。③构件出厂时做好标记，在运输和安装过程中，应防止碰撞、变形以及捆绑时钢丝绳勒伤，如有损伤，变形及时修补、校正。2)材料①结构钢材本工程采用Q390等级的结构钢材，其质量标准应符合现行中国标准《碳素钢结构》（GB/T700）和《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）的规定。同时符合本工程设计依据的其他中国规范对于钢结构的要求。施工验收以GB50205－2001为标准。②焊条及焊剂手工焊应采用符合现行国家标准《碳钢焊条》（GB/T5117）及《低合金钢焊条》（GB/T5118）规定的焊条。Q390级钢采用E55级焊条。自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属强度相适应，焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》（GB／T14957）或《气体保护焊用焊丝》（GB/T14958）的规定。③螺栓普通螺栓：应符合现行国家标准《六角头螺栓－A和B级》（GB/T5782）和《六角头螺栓－C级》（GB/T5780）DE规定。④圆柱头焊钉（栓钉）栓钉应满足中国标准《电弧螺栓焊用圆柱头焊钉》（GB/T10433）的规定。3）现场条件本工程施工场地广阔，部分钢管柱分节加工后直接运至待吊部位，现场拼装后再整体吊装。2施工安排所有的构件均在工厂预制,较长的构件需分节加工，运至现场后进行拼装，再整体进行吊装。钢管柱施工为了与钢筋混凝土工程合乎施工进程，采用与土建相同流水区段划分。施工过程中，应充分利用交叉施工的特点，施工流水和施工作业面的交接必须以钢结构施工为主线，保证工程顺利进展。结构外围斜钢柱待混凝土结构二层施工完毕后即可插入施工。其它钢管柱在施工面一旦形成即可组织施工。3加工、制作工艺1）钢管柱加工、制作工艺流程为便于工厂制作、运输和吊装，应对原设计图纸构件进行分割，划分成若干个单元构件。钢管柱采用图3-1所示的工艺流程。图3-1钢管柱加工、制作工艺流程2）单元构件划分原则尽量减少现场拼装、焊接量，能满足制造车间的组装场地与起吊设备的最大许可重量，顺利通过从制造厂到安装现场的沿途路径。根据以上原则，钢管柱的分节原则如下：16m以上钢管柱平均分为两节；梭形钢管柱分割点设在直钢管部分。3）号料和切割主要构件的切割在自动火焰切割机和直条切割机上进行，放样和号料应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割等加工余量，钢管柱尚应预留弹性压缩量。放样和样板允许偏差见表3-3-1，号料允许偏差见表3-3-2。表3-3-1放样和样板（样杆）的允许偏差表项目允许偏差平行线距离和分段尺寸±0.5mm对角线差1.0mm宽度、长度±0.5mm孔距±0.5mm加工样板的角度±20′表3-3-2号料的允许偏差表项目允许偏差零件外形尺寸±1.0孔距±0.54）零件矫正和边缘加工进行加热矫正时，应确保最高加热温度及冷却方法不损坏钢材材质。加热温度应根据钢材性能选定但不能超过900℃，低合金结构钢在加热矫正后应缓慢冷却。边缘加工宜采用精密切割来代替机械加工，焊接坡口加工采用自动切割、半自动切割、坡口机、刨边等方法进行。5）钢板滚圆、焊合预弯:采用预弯模具和预弯机将焊管板两侧边压成圆弧，使钢板逐步弯曲成圆弧状，以免钢板一次弯曲变形大，在钢板内产生由弯曲应力产生的裂纹和在钢板中存在太大的弯曲应力。①钢板弯曲成形：钢板弯曲成圆弧状主要是在5200吨全数控一压折弯机上采用制管专用圆弧上模及可调试下模弯曲成形。②钢管埋弧焊合：主要采用埋弧自动焊，焊接接头形式见图3-5-2所示：龙门板－25×150×300(12)(12)外侧内侧图3-5-2钢管焊接接头形式③钢管端口加固：钢管柱底部、拼接端口及变截面部分需进行必要加固，以免构件在运输、吊装过程中变形。加固形式见图3-5-3。断面一：底座端口断面二：拼接断口11-11钢管柱30mm厚钢圆环25mm厚竖向加劲板断面三：变截面加劲示意图3-5-3钢管端口加固形式40mm厚钢圆环25mm厚竖向加劲板钢管柱25mm钢板［126）组装：按制作工艺规定的顺序进行。组装前应对零部件进行严格检查，填写实测记录。变截面钢管组装：采用三脚钢架协助组装。滚动胎三脚架手拉葫芦图3.-6钢管柱组装示意图7）制孔：宜采用多轴立式钻床制孔。制孔过程中，孔壁应保持与构件表面垂直。孔周围的毛刺、飞边、应用砂轮等清除。8）焊接施工工艺①焊接方法及设备：根据设计图纸和结构形式要求，工厂主要采用埋弧自动焊和CO2半自动保护焊。焊接设备：MZQ—1000型埋弧自动焊机YM－600KHIHGG型CO2半自动焊机POWCON—400型手工电弧焊机焊条、焊剂烘干设备：ZYH—60G型焊条烘干箱②焊材选用及管理：焊接材料必须具有出厂合格证和质量证明书。焊材二级库和焊条烘焙室设专人管理，焊条、焊剂的烘焙应严格按生产厂家说明书要求进行烘焙。焊工应携带保温筒领取焊条，每次只准领取一种牌号的焊条。（焊材的选用见表3-8-2）表3-8-2焊材选用表钢材牌号手工电弧焊条埋弧焊剂和焊丝CO2半自保焊丝Q390E5516-D3F5011-H08MnA、H10Mn2、H08MnMoAER50-3③焊接工艺评定：在工厂或工地焊接前应对钢种、接头形式、破口形式、焊材进行及工艺方法进行焊接工艺评定试验，焊接工艺评定按《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81-2002)和《钢制压力容器焊接工艺评定》规定进行。焊接工艺评定项目见表3-8-3。表3-8-3焊接工艺评定项目表序号接头形式材质焊接方法焊接材料焊接位置试板厚度1对接接头Q390手工电弧焊接E5516-D3横焊δ=40mm2对接接头Q390埋弧自动焊F5011-H08MnA横焊δ=40mm3对接接头Q390CO2半自动焊ER50-3横焊δ=40mm④焊工资格：根据不同的焊缝类型，焊工应具备的焊工资格见表3-8-4。表3-8-4焊工资格要求序号焊缝名称质量等级焊工资格焊接方法1所有的对接焊缝I级M2—5JRb2—5J埋弧自动焊CO2半自动焊2所有的角接焊缝II级Rb2—5JCO2半自动焊4定位焊D2—5J手工电弧焊⑤焊前准备：焊接坡口按设计图纸加工，如无要求时按焊接工艺卡或技术交底卡要求加工。坡口加工采用机械或氧乙炔焰切割。焊接必须对焊接区两侧100mm范围内的铁锈、毛刺、油污清除干净。⑥焊接工艺：钢结构的焊接工作，必须在焊接工程师的指导下进行，并应根据工艺结果和数据，编制焊接工艺文件。焊工作业应严格按照所编工艺文件中规定的焊接方法、工艺参数、施焊顺序等进行。并应符合现行国家标准《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81－2002）的规定。a.对接接头、T型接头和要求全熔透的角部焊缝，应在焊缝两端装配引弧板和引出板，其材质应与焊件材质相同。手工焊引板长度不应小于60mm，埋弧自动焊引板长度不应小于150mm，引焊到引板上的焊缝长度不得小于引板长度的2/3。b.引弧应在焊道处进行，严禁在焊道区以外的母材上打火引弧。c.埋弧自动焊焊接必须加设150×150的引弧板、熄弧板，焊接引、熄弧必须在距焊件端部80mm以外的引、熄弧板上进行。d.埋弧自动焊焊接过程中不应断弧，如有断弧必须将断弧处铲或磨成1:5斜坡后再继续搭接50mm施焊。e.要求全熔透的两面焊焊缝，正面焊完后在焊背面之前，应认真清除焊缝根部的熔渣、焊瘤和未焊透部分，直至露出正面焊缝金属时方可进行背面的焊接。f.30、40mm厚板的焊接，为防止在厚度方向出现层状撕裂，宜采取措施：焊接前，对母材焊道中心线两侧各2倍板厚加30mm的区域内进行超声波探伤检查，母材中不得有裂纹、夹层及分层等缺陷存在。严格控制焊接顺序，尽可能减小垂直于板面方面的约束。根据母材的Ceq（碳当量）和Pcm（焊接裂纹敏感性系数）值选择正确的预热温度和必要的后热处理。g.埋弧自动焊焊剂覆盖厚度不应小于20mm，焊接后等焊缝稍冷却，再敲去熔渣。h.每层焊缝连续焊完，因故中断再焊接时，检查无裂纹后方可施焊。i.焊接完成后，应将焊缝两侧的溶渣清除干净。j.焊缝外观尺寸超出允许正偏差的焊缝及小于1mm且超差的咬边必须修磨匀顺，焊缝外观尺寸超出允许负偏差的焊缝应用手工电弧焊进行补焊。k.焊缝经无损探伤出现不合格者，应进行返修焊，返修焊工艺采用原焊接工艺。返修焊次数不宜超过两次。⑦焊接变形控制焊接变形措施有以下几个方面：对接焊缝采用X型坡口，双面焊接。采用变形较小的CO2半自动焊、埋弧自动焊。采用适量的预反变形和预留收缩余量来保证钢柱的尺寸。采用合理的装配焊接顺序，完成各部件的组装焊接后，再进行钢柱的组装焊接。⑧焊接质量要求表3-8-8焊接质量要求表焊缝类型检测方法检测范围所有外观100％工场焊接角焊缝焊脚8mm磁粉10％工场现场焊接对接焊缝焊缝超声波／射线照相50％工场现场焊接角焊缝磁粉20％工场现场焊接对接焊缝超声波／射线照相100％a.外观检查焊缝质量的外观检查,应按设计文件规定的标准在焊缝冷却后进行。由低合金结构钢焊接而成的大型梁柱构件以及厚板焊接件，应在完成焊接24h后，对焊缝及热影响区是否存在裂缝进行复查。焊缝表面应均匀、平滑，无折皱、间断和未满焊，并与基本金属平缓连接，严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔和熔合性飞溅等缺陷。所有焊缝均应进行外观检查，当发现有裂纹疑点时，可用磁粉探伤或着色渗透探伤进行复查。焊缝外观检验允许偏差见表：表3-8-8-1焊缝外观检验允许偏差表项目允许偏差焊脚尺寸偏差d≤6mm+1.5mm0d6mm+3mm0角焊缝余高d≤6mm+1.5mm0d6mm+3mm0焊缝余高b15mm+3mm+0.515mm≤b20mm+4mm+0.5焊缝宽度偏差在任意150mm范围内≤2.5mm焊缝表面高低差在任意25mm范围内≤2.5mm咬边≤t/20,≤0.5mm在受拉对接焊缝中咬边总长度不得大于焊缝长度的10%；在角焊缝，咬边总长不得大于焊缝长度的20%b.内部质量超声波探伤检查应在焊缝外观检查合格后进行。探伤数量按设计文件执行。超声波探伤的检查等级按《钢焊缝手工超声波检验方法和探伤结果分级》GB11345—89标准中规定的B级要求执行,受拉焊缝的评定等级为B检查等级的I级，受压焊缝的评定等级为B检查等级的II级。9）防腐方案①材料要求：涂层材料应来自于同一厂家。在开工前，必须告知工程师有关涂料生产厂家的信息。所采用的材料应当是该用途推荐的产品，生产上应当提供有关特殊表面和暴露条件证明文书。所用材料应当相互匹配。②表面处理：所有钢结构表面在涂防锈涂料前，必须对构件表面进行喷砂除锈，彻底清除毛刺、铁锈、油污及其它附着物。a.喷砂工艺指标砂子选择：使用石英砂，粒径Φ2.5以上。空气压力：5～6Kg/cm2。喷射角度：30～75°之间。喷距：100～200mm。b.喷砂的施工操作规程：首先应对空气压缩机进行全面的检查，压缩空气应干燥洁净，不得