E座钢结构现场焊接施工方案(最终版).docx
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1、目 录第1章 工程概况31.1工程概况3第2章 编制依据32.1编制依据3第3章 焊接工程概况43.1焊接工程概况43.2现场焊缝形式43.3现场焊缝质量等级要求4第4章 焊接工程部署54.1劳动力安排54.2施工机具安排及用途54.3焊接方法64.4焊接施工技术措施64.4.1现场焊接技术特点64.4.2技术准备64.4.3焊接施工顺序94.4.4焊接前技术措施104.5节点焊接114.5.1节点焊接工艺参数114.5.2箱型柱接头焊接要求124.5.3箱型带肋柱接头焊接要求124.5.4钢管柱接头焊接要求134.5.5 H型梁-柱接头焊接134.5.6带肋箱型钢梁-柱牛腿接头焊接14第5章
2、 特殊季节施工技术措施155.1高温季节施工技术措施155.2雨季施工技术措施155.3钢结构焊接防风措施16第6章 焊缝质量检验和焊缝质量保证措施176.1焊缝的外观检查176.2焊缝的超声波探伤检查206.3现场焊缝缺陷的返修226.4焊缝质量保证措施23第7章 焊接施工安全生产和防火措施25第1章 工程概况1.1工程概况厦门东南国际航运中心总部大厦E座楼位于厦门市海沧区CBD的最南端,选址在海沧内湖36#规划地块,西临海沧湖,东邻海沧大道。36#地块西邻东屿南路,东邻海沧大道,南侧隔东屿八路和航运中心主楼相望。 该楼地下2层,地上30层,建筑高度128.2m。本工程E座楼F座楼第2章 编
3、制依据2.1编制依据本施工组织设计编制依据为东南国际航运中心总部大厦钢结构工程E楼合同文件、施工图纸、以及规范、规程、标准图集、法律法规等,具体如下。(1)设计院确认后的深化设计详图(2)高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-98(3)钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001(4)建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002(5)钢结构焊接规范 GB50661-2011(6)钢焊缝手工超声波检验方法和探伤结果分级 GB11345-89(7)低合金钢药芯焊丝 GB/T 17493-2008第3章 焊接工程概况3.1焊接工程概况本工程为厦门东南国际航运中心总部大厦36#地块E座楼。其
4、结构形式复杂,塔楼为外部钢框架与内部混凝土核心筒相结合的形式,混凝土核心筒内设置劲性钢骨。E座塔楼建筑造型美观,从下部往上截面呈现曲线的过度。主要构件形式有:(1)箱型带肋板钢柱:最大截面1200X1200,壁厚30mm;最小截面1000X1000, 壁厚30mm;(2)钢管柱:最大截面1000,壁厚30mmm;最小截面800,壁厚28mm;(3)箱型钢柱:最大截面800X800,壁厚28mm;(4)核心筒钢柱:截面300X300,壁厚25mm;(5)H型钢梁:最大截面为H1100X550X28X38;(6)箱型带肋板钢梁:最大截面为1300X800X38X38;本工程主要材质为Q345B。3
5、.2现场焊缝形式本工程钢结构施工现场焊接连接的形式主要有:(1)钢管柱对接采用刚性连接-横焊(H)(2)箱型柱对接采用刚性连接-横焊(H)(3)H型钢梁翼缘与钢管柱外连式水平加劲板的刚性连接平焊(F)(4)H型钢梁翼缘与箱型柱外连式水平加劲板的刚性连接平焊(F)(5)H型钢梁与墙中柱的刚性连接平焊(F)(6)H型钢梁连接板与型剪力墙埋件刚性连接立焊(V)(7)箱型梁与柱箱型牛腿刚性连接平焊(F)、立焊(V)(8)隅撑与钢梁连接板角接焊缝。3.3现场焊缝质量等级要求按照设计说明:板件拼接和全熔透焊缝的焊缝质量等级均为一级,应进行100%超声波检验,其合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方
6、法及质量分级法(GB11345)B级检验的级及级以上。其余焊缝的焊缝质量等级为二级,应进行20%超声波检验,其合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法(GB11345)B级检验的级及级以上。除注明者外,角焊缝的焊缝质量等级为三级。第4章 焊接工程部署4.1劳动力安排工种类别现场安装阶段2014.42014.52014.62014.72014.82014.102014.112015.012015.022015.03电焊工415203030普工05666无损探伤02222总计422283838上表所述,高峰期投入焊接人员30人,探伤2人,普工6人。对所有从事本工程焊接的焊工进行
7、技术培训考核,主要根据焊接节点型式、焊接方法以及焊接操作位置,以达到工程所需的焊接技能水平。考核合格的焊工才允许在本工程施焊。由于工程结构高度很高,在高空环境下,对焊工的素质提出了较高的要求。所以还必须针对性的进行高空焊接培训,从而适应现场环境的需要,提高焊接质量。焊工应具有相应的合格证书,并在有效期内。焊工应具备全位置焊接水平,严禁无证上岗,或者低级别焊高级别。4.2施工机具安排及用途钢结构施工机具设备序号品名单位数量用途1角向磨光机台10焊缝打磨2氧气、乙炔工具套8焊缝修整及预热等3直流手工弧电焊机台6点焊、加固4CO2气体保护焊机台25焊接5碳弧气刨机套2焊接返修6烘箱台1烘烤焊条7空气
8、压缩机台2气刨供气8焊条保温桶只20焊条保温9超声波探伤仪台2焊接检验4.3焊接方法根据现场焊接特点,并结合工程实际,拟采用CO2药芯焊丝气体保护焊接为主,辅以焊条手工焊等方法。选用CO2药芯焊丝气体保护焊,第一:是熔敷速度高,其熔敷速度为手工焊条的23倍,熔敷效率可达90以上;第二:是气渣联合保护,电弧稳定、飞溅少、脱渣易、焊道成型美观;第三:对电流、电压的适应范围广,焊接条件设定较为容易。对这种结构外露型构件的焊接比较适宜。因此,本工程钢框架的焊接将主要采用CO2药芯焊丝气体保护焊。同时由于焊条手工焊简便灵活,适应性强,仅作为辅助加固用焊接方法。4.4焊接施工技术措施4.4.1现场焊接技术
9、特点(1)构件的截面和板厚大,焊缝的填充量大,多层多道手工现场焊接,容易产生焊道和层间未熔合、夹渣等缺陷以及翼缘的角变形。(2)钢柱对接为横焊位置,施焊难度较大,应严格按要求进行,确保施工安全。(3)钢柱对接焊接时应采取必要措施减缓焊缝冷却速度,减少焊缝收缩应力及构件拘束度。(4)钢柱拼接时对接口截面错边、柱轴心偏移和垂直度的偏差应满足钢结构工程施工质量验收规范GB502052001及多高层民用建筑钢技术规程JGJ9998标准所规定的各项要求。多层及高层钢结构中构件安装的允许偏差(mm)项 目允许偏差检验方法上、下柱连接处的错口3.0直角钢尺柱子定位轴线1.0全站仪单节柱的垂直度h/1000,
10、且不应大于10.0经纬仪、全站仪4.4.2技术准备(1)根据图纸要求及施工规范和技术标准,对所有持证焊工进行技术交底和岗前技术培训。(2)焊材的选择:根据图纸要求,焊接材料采用氢含量较低的焊材。焊接材料的选用原则与母材强度等强。选用如下焊条:焊 材材质焊条直径(mm)E5015(J507)Q3453.2、4.0E501-TQ3451.2保护气体为CO2,纯度99.98(露点-40)。(3)焊条的烘干与发放:现场设人负责电焊条的烘干与发放工作。根据每天焊条的需用量,进行烘焙。烘烤温度为300350OC,恒温1小时后降温至1200C保温,领用时放在焊条保温筒内,并填好焊条烘焙及发放记录。焊条烘焙次
11、数最多不超过两次。(4)焊接及相关设备1)焊机焊接设备应符合相应的现行国家标准,安全防护装置齐全。所有焊接设备(包括加热、测量、控制装置)应处于正常状态,仪表均应经过鉴定,并在有效期内。焊接电源必须有独立而容量足够的保护装置,如自动断路装置等。保护装置应能可靠地切断设备最大额定电流,以保证安全。焊接设备的各接触点和连接件必须连接牢固,在运行中不松动和脱落。焊接设备应有保护接地或保护接零线。保护接地或保护接零线中间不得有接头。焊机应放置在干燥、通风良好的地方,并避免剧烈的振动和碰撞。焊机应保护良好的绝缘,经常清扫、保持干净。2)辅助机具焊钳、焊枪应有良好的绝缘性能和隔热性能。焊钳、焊枪与电缆连接
12、处必须简便牢固、接触良好。且连接处不得外露,以防触电。焊接电缆应有良好和足够的导电截面和绝缘层。焊接电缆线应为多股细线组成的软线。且应具有较好的抗机械性损伤能力及耐油、耐热和耐腐蚀等性能。焊机与配电盘连接的电源线长度不超过3m。严禁将电源线拖在工作现场地面上。焊接电缆中间不应有接头。如需短线连接则接头不宜超过2个,接头应用紫铜导体制成,并且连接要牢靠,绝缘要良好。严禁利用现场的金属结构、管道、轨道、爬梯及其他金属物搭接起来作为导线。电缆不可置于电弧或炽热焊件附近,以防烫坏绝缘层。横穿现场通道或道路时要加遮盖保护,以防辗压磨损。通过焊接电缆的电流不得超过电缆线的安全载流量。 电加热器等预热设备布
13、设应由专业电工负责,不得有裸露的电阻丝或导线。3)焊机棚要求焊机棚要求防雨、防涝,保持干燥、通风良好,机棚地面为高于自然地坪200mm架空地面,要求有足够的承载力,四周支撑为型钢或钢管柱。同时还具有防盗功能,顶棚应有一定强度,防止高空落物。焊机地线要有一定截面的槽钢作为连接导线,在型钢上设置导线螺栓,并按焊机工作范围分别引出各自地线,同工件连接。焊机棚必须美观简洁实用,外观基本统一。现场焊机棚根据需要分为移动式、固定式两种。 移动式焊机棚结构承载能力要满足吊运的需要。吊运时,焊机要固定,以防滑动、碰撞。4)焊接安全保护措施根据现场实际情况,制作便于拆装且使用安全的柱-柱接头焊接平台,柱-梁及梁
14、-梁接头焊接用吊篮。见下图示意:柱-柱焊接平台 梁-梁接头吊篮5)焊接准备 焊接区操作平台搭设良好,平台高度及宽度应有利于焊工操作舒适、方便,并应设有防风措施。由于CO2气体保护焊枪线较短,考虑将焊机及送丝机置于操作平台。操作平台是针对焊接而专门设计,具体详见钢结构施工安全专项方案。焊工配置一些必要的工具,比如:凿子、清渣榔头、刷子以及砂轮机等。焊把线应绝缘良好,如有破损处要用绝缘布包裹好,以免拖拉焊把线时与母材打火。焊接设备应接线正确、调试好,正式焊接前宜先进行试焊,将电压、电流调至合适的范围。6)焊接部位的坡口检查及处理焊接前应将焊缝坡口的油污、水分、脏物及铁锈等清除干净。按要求检查坡口、
15、间隙、钝边是否符合设计要求,是否有严重的错边现象。当坡口间隙超过允许偏差规定一定范围内时,通过在坡口单侧或两侧堆焊使其符合要求。由于标高的调整及梁长度的误差,当焊接接头处间隙小于6mm时,有可能引起根部不能焊透,因此应对坡口用气割进行修理,并打磨平整,使坡口表面深度超过2mm的坑槽,保证焊接质量。按设计及规范要求配上工艺垫板。4.4.3焊接施工顺序现场焊接要求:(1)柱-柱对接横焊、梁-柱牛腿翼板焊接需待每节钢柱上的主梁全部安装完且校正后,有高强螺栓的需终拧完成后开始焊接; (2)梁腹板连接板-柱立焊待每节钢柱上的主梁用临时普通螺栓定位紧固后开始焊接;有高强螺栓的焊接顺序为:高强螺栓初拧焊接高
16、强螺栓终拧;(3)平面上应从中部对称地向四周扩展,竖向可采取有利于工序协调、方便施工、保证焊接质量的顺序(如下示意图)。多层梁焊接应遵守先焊顶层梁、后焊底层梁,柱与柱节点和梁与柱节点的焊接以相互协调为好,柱对接焊缝可先焊亦可后焊。梁与柱焊接一般可以先焊一节柱的顶层梁,在从下向上焊接各层梁与柱的节点。次梁根据实际施工情况一层一层焊接完毕。(如下示意图)4.4.4焊接前技术措施(1)焊接前接头坡口清理要求钢柱拼接吊装前将坡口面打磨出金属光泽,并在坡口及两侧各20mm范围内及厚度方向,打磨除锈、去除油污等,背面垫板处有缺陷的构件均在地面预检后加以修磨、补焊。构件焊接时要求加装引、熄弧板。(2)定位焊
17、构件的定位焊是正式焊缝的一部分,因此定位焊缝不允许存在裂纹等不能够最终熔入正式焊缝的缺陷。定位焊必须由持证合格焊工施焊。 定位焊缝必须避免在产品的棱角和端部等在强度和工艺上容易出问题的部位进行;T形接头定位焊,应在两侧对称进行。定位焊预热温度应比填充焊接预热温度高2030。定位焊采用的焊接材料型号,应与焊接材质相匹配;角焊缝焊脚尺寸最小不宜小于5mm, 并不大于设计焊脚的1/2,对接焊缝厚度不宜大于45mm。定位焊的长度和间距,应视母材的厚度、结构形式和拘束度来确定。一般定位焊缝应距设计焊缝端部30mm以上,焊缝长度应为50-100mm,间距应为400-600mm。正式焊接开始前或正式焊接中,
18、发现定位焊有裂纹,应彻底清除定位焊后,再进行正式焊接。(3)焊前预热板厚40mm,或环境温度低于0时需对母材进行预热,焊前预热采用火焰加热方式,焊前预热的加热区域应在焊缝坡口两侧,宽度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上,且不小于100mm;当用加热预热时正面测温应在加热停止后进行。构件焊接根据节点及板厚所选定的预热要求。用红外线测温仪在要求测温区域达到预热温度后方可进行施焊,首道焊接取预热温度的上限值。焊后进行热处理,并作好后热施工记录。(4)焊接层间控制用钢丝刷和角向砂轮打磨清理干净,层间温度范围的最低值与预热温度相同,其最高值应满足母材热影响区不过热的要求,焊接层间温度应低于200。在常温
19、及正常工况条件下,可不进行后热消氢处理,但焊后仍应对焊缝采取缓冷措施。4.5节点焊接4.5.1节点焊接工艺参数焊接方法焊材 牌号焊接 位置焊条(焊丝)直径(mm)焊 接 条 件焊接电流(A)焊接电压(V)焊接速度(cm/min)手工焊条电弧焊J507平焊和横焊3.29013022248124.014018023251018立焊3.2801202226584.01201502426610CO2气体保护焊E501T-1平焊横焊立焊1.2260320283435454.5.2箱型柱接头焊接要求箱型柱接头的焊接,不用引弧和熄弧板。由两名持证焊工同时从两侧不同方向同时等速对称焊接。一个柱接头宜连续不间断
20、的焊完。两人先焊接A,B(C,D)焊缝高度的2/5,再进行C,D (A,B)焊缝2/5的焊接,之后再进行A,B(C,D)焊缝剩余3/5的焊接,最后结束C,D(A,B )焊缝的焊接。注意:在每遍焊接时,后遍焊接起点应离前遍起焊点50mm处开始焊接。拐角处应放慢焊接速度,焊成方角。盖面层也应放慢焊接速度,并将电流调小,以达到焊缝美观的效果。焊缝两侧100mm范围用角向磨光机打磨干净,以备探伤。A面焊接顺序1C面2焊接顺序D面2焊接顺序B面焊接顺序1B面箱型柱-柱焊接顺序示意图4.5.3箱型带肋柱接头焊接要求箱型带肋钢柱内肋板现场采用磨平顶紧的对接方式,无需采用焊接形式连接,故只焊接钢柱本体面板的对
21、接焊缝。焊接顺序同箱型柱。柱内肋板对接处磨平顶紧箱型带肋柱对接焊接顺序示意图4.5.4钢管柱接头焊接要求钢管柱接头的焊接,方法同箱型柱。详见下图:钢管柱对接焊接顺序示意图4.5.5 H型梁-柱接头焊接(1)H型梁-墙中柱接头焊接内容有:梁翼缘板与墙中柱牛腿节点处平角焊接,梁翼板与柱上牛腿翼板平焊。(2)梁-墙中柱牛腿节点及梁-柱牛腿翼缘板焊接首先应在焊缝100mm范围内用角向磨光机打磨干净,先焊梁下翼缘板,再焊梁上翼缘板,同一根梁的两端不同时施焊,工艺参数可按柱-柱接头焊接工艺参数执行。(3)同一根钢梁,先焊一端焊缝,等其冷却后,再焊接另一端;同一根梁,先焊下翼板,再焊接上翼板,上下两翼板焊缝
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