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大截面厚钢板“日”字型钢柱制作施工工法申报书申报单位：山西省第五建筑工程公司申报日期：二Ｏ一四年十二月大截面厚钢板“日”字型钢柱制作施工工法申报书申报单位：山西省第五建筑工程公司申报日期：二Ｏ一四年十二月目录1.山西省省级工法申报书2.工法关键技术鉴定书3.工法文本4.经济效益和社会效益材料5.工程应用证明材料原件6.科技查新报告复印件7.反映工法实际应用操作要点的照片8.山西省省级工法评审意见表1.山西省省级工法申报书山西省省级工法申报书工法名称：申报单位：申报时间：山西省住房和城乡建设厅制工法名称主要完成单位通讯地址邮编联系人电话主要完成人员姓名职务职称所在工作单位本工法应用的工程名称及时间本工法关键技术名称及鉴定时间本工法关键技术获成果奖励情况注：1.表中的通讯地址和联系人为第一完成单位；2.主要完成人员最多不超过5人；3.表格空间不够的可附页。工法内容简述：关键技术及保密点（有专利权的，请注明专利号）：技术水平和技术难度（包括与国内外同类技术水平比较）：工程应用情况及推广应用前景：经济效益或社会效益：工法主要完成单位意见年月日（公章）申报市或部门推荐意见年月日（公章）专家评审意见年月日（公章）省住房和城乡建设厅审定意见年月日（公章）2.工法关键技术鉴定书鉴定意见2012年12月6日，山西省住房和城乡建设厅聘请有关专家组成鉴定委员会（名单附后），对山西省第五建筑工程公司与苏州嘉盛建设工程有限公司完成的《大截面厚钢板“日”字型钢柱芯制作施工工法》关键技术进行了鉴定，鉴定委员会听取了课题组技术总结报告，经济效益、社会效益分析报告等，查看了有关资料，经认真讨论，提出如下鉴定意见：一、所提供的鉴定资料齐全，数据可靠，符合鉴定要求。二、大截面厚钢板“日”字型钢柱芯施工工法通过对材料选择、放样号料、组立及焊接等过程控制，进行对中厚钢板的焊接工艺的详细描述，是一种可靠的施工方法。该工艺施工质量好，安全可靠，工艺简单，效益明显。三、该技术是一种先进的钢构件制作技术，完全符合国家的验评标准，推广前景良好。四、该施工关键技术达到国内领先水平。建议补充横隔板的焊接和熔渣焊工艺及焊前预热和焊后保温的相关内容。主审：梁福中鉴定委员会主任签字：2012年12月6日3.工法文本目录1.前言2.特点3.适用范围4.工艺原理5.工艺流程及操作要点6.材料与设备7.质量控制8.安全措施9.环保措施10.效益分析11.应用实例大截面厚钢板“日”字型钢柱制作施工工法山西省第五建筑工程公司董传艳张志利徐官师朱贇王亚妮1.前言从20世纪80年代以来，中国建筑得到了空前的发展，传统的钢筋混凝土结构形式已不能完全适应这种发展的需要。型钢混凝土结构克服了钢筋混凝土结构截面大、自重大、抗震不利、施工麻烦等缺点，其应用越来越广泛。与此同时，建筑结构中大截面厚钢板制作的钢构件也得到越来越大量的使用。如我单位施工的山西恒实平阳景苑C地块1#楼工程中采用“日”字形型钢柱，尺寸为1500×1000mm，其板材厚度35mm。由于本工程结构精度及焊缝质量要求高，且钢柱芯母材厚，每米钢芯柱重量为2吨，加工制作难度大。2.特点2.1该工法解决了大截面厚钢板钢构件制作过程中施工不易操作、焊接质量不易保证、焊接易变形等难点。2.2该工法施工工艺简单，制作速度快，缩短了钢构件加工时间。2.3该工法施工过程安全可靠，工艺达到国内领先水平。3.适用范围本工法适用于大截面、厚钢板的钢构件制作。4.工艺原理本构件加工原理如上图，采用氩弧焊先将腹板及翼缘板按上图顺序组立点焊完毕，精确定位后，在自动龙门埋弧焊机上进行焊接固定。5.工艺流程及操作要点5.1工艺流程5.2操作要点5.2.1施工准备该工程型钢柱及其它构件材质材质为Q345B钢。材料进厂时，必须附有材料质检证明书、合格证（原件）。进场后进行钢板、钢管柱取样，检验结果与竣工资料一起存档待查。表面检验：钢材表面有锈蚀、麻点和划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负偏差的1/2，钢材表面锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的规定。板材喷砂后标注材质，板厚、标注某个工程名称材料专用。翼缘板、腹板按国家规范《GB50205-2001》执行。箱型截面高度，h：±2.0，宽度：b：±2.0，垂直度：△b∕200，且不大于3.0㎜。翼缘板、腹板折弯处不允许有接口，折弯处用千斤顶或火焰弯曲。Q345材质火焰矫正后不允许浇水。翼缘板，腹板、隔板、焊缝接口应错开200㎜以上，隔板四周边采用工艺垫板单坡口留间隙5mm熔透焊。5.2.2下料构件下料按放样尺寸号料。放样和号料应根据工艺要求预留制作时焊接收缩余量及切割边缘加工等加工余量。气割前将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后应清除熔渣和飞溅物。不应有明显的损伤划痕，钢板不平时应预先校平后再进行切割。翼缘板、腹板需拼接时，应按长度方向进行拼接，然后下料。构件上、下翼板，等截面的腹板采用自动直条火焰切割机进行下料。下料过程严格执行工艺卡，减少切割变形，确保质量。标识清楚，割渣必须清理干净。下料后，由专职质检员对构件进行检测。依据工艺要求，进行焊缝坡口处理，采用单面坡口形式，角度45°左右，表面须清理干净，下料后各构件须堆放平整。5.2.3组立组装前应保证场地宽畅、平整、铺设平台（平台钢板铺设厚度≥16㎜，和控制变形的辅助工具“龙门架”。构件组立在全自动组立机上进行。组立前须核实待组立件与设计图纸是否相同，并检验氩气体的纯度，焊丝的规格、材质。先将腹板与翼板组立、点焊成“T”型，再点焊成“H”型，点焊采用氩弧焊。腹板采用二次定位，先由机械系统粗定位，再由液压系统精确定位，保证腹板对中性。H型钢内的所有焊缝焊接完成，经检查符合要求后，将各横隔板按设计位置点焊，再进行a、b、c、d四条焊缝焊接固定（如图5.2.3）。将两侧的钢板组装在相应部位，使H型钢形成“日”字形。检查“日”字形柱的外围尺寸是否在偏差范围之内，满足要求后，进行焊接。最后操作人员需钻进柱内对每条横隔板的e焊缝进行坡口焊。组立后由专职质检员对构件进行检测。构件组立后，须堆放平整，工序转移过程中慢起慢放以减小构件变abcde图5.2.3横隔板焊缝示意图形。5.2.4焊接焊接工序是本工艺流程的一道重要工序，应严格控制焊接变形、焊接质量。焊接在自动龙门埋弧焊机上进行，操作人员必须经过培训，持证上岗。焊前准备：焊接所用的焊丝、焊剂必须符合国家规范和设计要求，根据钢板的厚度，选用焊接电流、焊接速度、焊丝的直径，根据材质选用焊丝的材质和焊剂的牌号；焊剂必须经300～350℃焙烘1～2小时，领用焊剂不得超过4小时，在使用过程中须保证焊剂清洁；焊条按规定严格焙烘、领用。焊丝应干燥，无油、锈等；坡口两侧20～30mm打磨，清除油污、水分等。焊接时需在室内加工车间进行，温度不得低于10℃。焊前预热：为减少内应力，防止裂纹，改善焊缝性能，母材焊接前必须预热。加热方式采用火焰加热，预热至120℃左右,方可进行施焊。预热的加热区域应在焊接坡口的两侧各100mm范围区。预热时将烤枪喷嘴与构件应保持80mm距离，用中性焰加热，让火焰沿预热带慢慢往复均匀移动，使热量尽量渗透至钢板的全厚度.预热停止后,用测温仪对正面加热区进行选点检测.焊接过程采取的措施：焊接人员须严格按照焊接工艺进行焊接。焊接时采用引收弧板，不得在焊缝外母材上进行引弧。本工程构件多采用“船形”焊，有利于提高焊缝质量，控制变形。焊接时凡每层焊道焊毕，均应保证焊道清洁，不得有夹渣、气孔等缺陷，如有缺陷，须立即消除后，方可施焊；为避免焊接应力集中，每层焊道须保证向内圆滑光顺过度；焊接过程中，应根据焊接变形量情况，调整焊接顺序，以确保焊后平整度；反面气刨清根确定无缺陷后，打磨至金属光泽，方可继续施焊；构件两侧盖面焊接，均应采用退火焊工艺（即盖面焊道由两侧逐次焊至中间，保证最后一道盖面焊道居于盖面焊道正中）；所焊构件，应连续施焊，一次焊毕。整个焊接过程焊道间温度范围150-250℃。钢结构制作安装时在以下部位应采取开坡口的全熔透焊缝，焊缝应符合二级焊缝的要求。1）梁与柱刚接时，箱形柱内梁翼缘板位置隔板与柱壁板的连接焊缝。2）箱形柱角部的组装焊缝。3）上下柱的对接连接焊缝。4）梁端牛腿翼缘与柱的连接焊缝。焊后处理：电加热至200～250℃，用岩棉毯保温2小时，保温材料满覆盖缓冷。检验：焊缝余高磨平；焊缝表面磨平后，不得有裂纹、夹渣、未融合、气孔等缺陷；钢板的焊后平整度不大于2/1000mm。焊缝须进行超声波探伤，要求达到Ⅱ级合格并对整道焊缝进行100%检测。5.2.5变形矫正本工程钢柱翼缘板宽度过大，焊接变形矫正无法在翼缘矫正机和压力机上进行，只能采用人工火焰校正：钢梁焊接变形矫正在翼缘矫正机和压力机上进行，翼板对腹板的垂直度在翼缘矫正机上矫正，根据腹板和翼缘板的厚度选择矫正压力和压辊的直径。挠度矫正在压力机上进行。局部弯曲、扭曲用火焰校正，缓冷、加热温度根据钢材性能选定但不得超过900℃。操作工人必须持证上岗。矫正后，由专职质检员检测有关参数。5.2.6柱脚板、肋板制作柱脚板厚度为35毫米，选择使用仿形火焰切割机进行下料。切割前将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后清除熔渣和飞溅物。切割后，端头板长度、宽度误差必须在规范允许偏差内。柱脚板连接螺栓孔在数控钻床上加工，以确保柱脚板的互换性以便于安装。肋板采用剪板机下料（厚度大于12mm采用火焰下料），并切角25×25mm，以便于肋板焊接。5.2.7日字钢柱与钢梁试组装将矫正好的型钢柱在放好线的平台大样上进行端头板切割、修整，并将腹板、翼缘板按规范要求开坡口。采用端头切割机进行切割，切割尺寸依据设计文件和施工工艺卡进行控制，切割端面与型钢柱中心线角度要严格控制，检测后如超出规范允许偏差范围，必须修整。肋板点焊时，确保端头板与型钢柱中心线吻合，位置尺寸准确，严格控制偏差。日字钢柱,制作好后必须在自由状态与钢梁经过试拼装。测量试拼装后的主要尺寸，消除误差。预拼装检查合格后，标注中心线，控制基准线等标记，必要时设置定位器。预拼装记录须整理成资料,已备安装用。5.2.8零星构件的下料、焊接1、环板、加强板等零星构件的下料依据图纸小料，按30﹪损耗提料制作。2、环板、加强板等零星构件的焊接为6个的角焊缝，严格按照规范要求焊接。5.2.9栓钉的焊接采用圆柱头栓钉,型钢柱焊栓钉φ19@80的栓钉，间距200。其技术条件符合《圆柱头栓钉》(GB10433-89)的规定。5.2.10梁柱交接处施工梁柱接头位置钢筋按《型钢混凝土组合结构构造》04SG523图集进行施工，需穿日字柱的钢筋要预先用磁力钻按设计位置打孔。5.2.11复检、编号各工序完工后，对构件进行全面检测，测量数据整理成资料存档，合格品发放合格证并编号。5.3劳动力组织（见表5.3）。表5.3劳动力组织情况表工种人数生产调度1测量工2铆工2电焊工15壮工10电工2起重工10机床设备操作工46.材料与设备6.1材料6.1.1汇总钢结构制造使用的所有的钢材、焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）、栓钉及锚栓、螺栓等明细表。6.1.2作好原材料进厂的验收工作，原材料的规格、型号、材质单符合设计和有关现行标准要求，原材料要有生产厂的出厂质量证明书。作好钢材的复验工作。6.2机具设备本工法采用的机具设备见表6.2。表6.2机具设备表设备名称单位数量多头数控切割机台1MZ1-1000自动埋弧焊机台4BX3-500-1交流电焊机台10剪板机台1型钢切断机台1刨边机台1WR-50/1.6摇臂钻床台2割炬台4角向磨光机台8JYH-30电焊条烘干箱台2焊条保温筒个10经纬仪、水平仪台各27.质量控制7.1实行工程质量的目标管理。根据总目标制定分阶段的工程质量目标。通过签订多级责任状进行责任目标逐级分解，从项目部成员到各级管理人员，直至作业班组，均有目标和计划，做到措施落实，责任到人，齐心协力，确保工程目标的实现。7.2强化过程控制。过程控制是实现工程质量目标的关键。本工程严格按国家有关施工和验收规范、规程及设计图纸组织