钢结构施工技术
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：
材料 | Q235 | Q345 | A304 |
焊条 | E4303 | E5016 | E0-18-10-Nb-16 |
焊丝 | H08Mn | H08Mn2SiA | KTS304 |
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埋弧自动焊焊接工艺规范如表：
焊缝高度 | 焊接层次 | 焊丝直径 | 焊接电流 | 焊接电压 | 焊接速度 |
≤12mm | 1 | 4 | 500~550 | 34~36 | 26~30m/h |
＞12mm | 2层3道 | 4 | 550~600 | 36~38 | 28~30m/h |
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1.5调校
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:
水面曲线
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 钢板厚(mm) | 弯曲量(mm) | 加热深度 (mm) |
20 | 30 | 40 | 60 | 80 |
20 | 3.8 | 5.3 | 6.6 | 8.0 | — | 2~3 |
30 | — | 3.2 | 4.1 | 5.6 | 6.5 | 2~3 |
60 | — | 2.1 | 2.5 | 3.2 | 3.7 | 3~5 |
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火焰矫正程序:
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，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。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，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
模块制作
气割的允许偏差(mm)
项目 | 允许偏差 |
零件宽度，长度 | ±3.0 |
切割面平面度 | 0.05t，且不大于2.0 |
割纹深度 | 0.3 |
局部缺口深度 | 1.0 |
| |
焊脚尺寸K值(mm)
焊接方法 | 尺寸偏差 |
K＜12 | K≥12 |
埋弧焊 | +4 | +5 |
手工电弧焊及气体保护焊 | +3 | +4 |
| | |
焊缝宽度及余高值(mm)
焊接方法 | 焊缝形式 | 焊缝宽度c | 焊缝余高h |
cmin | cmax |
埋弧焊 | Ⅰ形焊缝 | b+8 | b+28 | 0～3 |
非Ⅰ形焊缝 | g+4 | g+14 |
手工电弧焊 逆王水 | Ⅰ形焊缝 | b+8 | b+8 | 平焊：0～3 其余：0～4 |
非Ⅰ形焊缝 | g+4 | g+4 |
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钢材矫正的允许偏差(mm)
项次 | 偏差名称 | 示意图 | 允许偏差 |
1 | 钢板扁钢的局部挠曲矢高f | | 在1m范围内δ＞14，f≤1.0 δ≤14, f≤1.5 |
2 | 角钢、槽钢、工字钢的挠曲矢高f | | 长度的1/1000但不大于5 |
3 | 角钢肢的垂直度△ | | △≤b/100 但双肢铆接连接时角钢的角度不大于90° |
4 | 翼缘对腹板的垂直度 | 槽钢 | | △≤b/80(槽钢) |
工字钢 H型钢 | 超音频电源 △≤小毛刷b/100,且不大于2.0(工字钢)(H型钢) |
| | | | |
构件的各项技术数据经检验合格后，对加工过程中造成的焊疤、凹坑应予补焊并铲磨平整。对临时支撑、夹具应予割除。
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
项目 | 允许偏差(mm) | 图例 |
截面高度(h) | h＜500 | ±2.0 | |
500≤h≤1000 | ±3.0 |
h＞1000 | ±4.0 |
截面宽度(b) | ±3.0 |
腹板中心偏移 | 2.0 | |
翼缘板垂直度(△) | 麦饭石床垫b/100 3.0 | |
弯曲矢高 | l/1000 5.0 | |
扭曲 | h/250 5.0 | |
腹板局部 平面度(f) | t≤14 | 3.0 | |
t≥14 | 2.0 |
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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。
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