无台柱雨棚钢结构施工方案
招标编号:****
投标单位名称:****
授权代表:****
投标日期:****
一、编制依据的文件
1、《**站房及雨棚施工图纸》由中南设计院精心编制提供
2、**施工组织设计。
3、现场实地踏勘情况。
4、《工程水准测量成果》
5、质量管理程序手册:《公司质量管理程序文件》以及环保管理规定:《环境保护程序文件》
二、本施工组织设计遵循的主要规范及标准
《建筑结构可靠度设计统一标准》 GBJ50068-2001
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
《钢结构设计规范》 GB50017-2003
《建筑抗震设计规范》:GB50011-2001
关于钢结构焊接工艺的现行标准:JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》
《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001
《建筑工程施工质量验收统一标准》 GB50300-2001
关于钢材表面处理: 锈蚀等级与除锈标准依据GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 连接件规格参照GB1228-91《钢结构用高强度大六角头螺栓》
《无缝钢管超声波探伤方法》 GB5777-96
《建筑钢结构焊接与验收技术规程》 J218-2002
《建筑设计防火规范》 GBJ16-87
一、工程总体概况
1、钢结构、钢网架及金属屋面系统的施工工程,位于**站范围内的房屋建筑及其配套项目的实施
2、施工单位:**建设集团有限公司;
3、设计单位:** 设计院:
4、工程地点: :**区土尾村;
5、建设规模:建筑面积;建筑层数:二层;建筑高度:27.4m;建筑特征:站房为框架结构,屋面为网架结构;雨棚为钢框架结构;
6、质量规定:所有工作需达到国家及铁道部现行的工程品质标准与设计规范,目标定位为钢结构卓越奖项——金奖级别。
7、任务涵盖:新建铁路温福线(福建段)宁德站区域内的房屋建筑及配套设施深化设计,包括钢结构、钢网架及金属屋面系统的详细设计、原材料采购、加工、运输、品质检测、安装、竣工验收以及保修等全过程工作。承包模式采用全包服务,涵盖深化设计、工程施工以及材料供应责任。
二、建筑结构设计概况
站房主要分为两层(不包括夹层),一层主要为候车厅、出站厅、售票、办公和设备用房,地面标高,层高7.7m;二层为候车厅、办公和设备用房,楼面标高7.7m,层高13.6m。站房屋面
轴/A~G轴区域采用钢网架,其余区域为钢筋混凝土屋面,站房网架平面尺寸大约为
,主要的柱网尺寸有:
、
、
。站房结构不设缝。
主体建筑采用框架构造,一层为坚实的钢筋混凝土框架,二层则结合了钢筋混凝土和预应力混凝土框架,后者特别选用了后张有粘结预应力梁技术。楼板普遍选用普通混凝土板,但在局部区域采用了更为先进的后张无粘结预应力筋。尤为引人注目的是,站房入口处设计了一座跨度达到48米的钢筋混凝土拱形结构。
站台雨棚位于主站房一侧,站台雨棚的平面尺寸为,柱网尺寸为16(24)m(纵向)
(横向),设置两道横向防震缝将站台雨棚分成三个部分,以减少温度作用,降低工程造价;同时有利于结构抗震,雨棚采用钢框架结构。
三、钢结构设计概况
钢结构体系主要构成包括站房屋盖的钢网架结构与站台的钢框架结构两大部分。整体的钢结构布局如附图所示。
1、站房雨棚钢结构设计概况
本项目站房雨棚构建于大型钢框架体系,划分为三个区域:轴轴区域、2至18轴轴段以及另一轴轴区。其中,2至18轴/G-M轴区域与主体站房相连(共享主站房立柱),其余部分独立于站房。雨棚采用焊接箱型截面的钢框柱,横向主框架梁GKLxx设计为焊接组合截面,其上下翼缘同样为箱型焊接结构,且在55.25米跨度内局部开口。纵向结构则由焊接箱型截面构成的空腹桁架GHJxx支撑轨道。支撑屋面的GWJxx结构依托于GKLxx或GHJxx,其材质为焊接H型钢。屋顶选用具备吸音性能的压型钢板作为覆盖材料。
柱脚设计遵循GKZxx的刚性约束原则,其与GKLxx、GHJxx的连接表现为刚性结构;同样,GKLxx与GHJxx间,以及GWJxx与GKLxx、GWJxx与GHJxx的连接也均为刚性连结。特别地,GKLxx与站房支柱采用了刚性钢骨链接方式。
四、钢结构除锈、方腐、防火涂装要求
1、防锈:所有需涂防腐漆的钢构件表面均应进行表面抛丸除锈处理,局部修补时可采用手工机械除锈,除锈等级分别达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923中的Sa2.5级和St3级。处理后的钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等。
2、钢构件防腐漆涂装
所有钢构件出厂前需施涂环保型水性无机富锌底漆,其耐盐雾试验标准需达到一万小时;自喷砂除锈处理完成到底漆施工的时间限制不得超过三小时。
3、钢结构的涂装要求
漆膜总厚度室外为,钢结构涂装要求见下表:
钢结构涂装技术要求
序号 |
涂装要求 |
设计值 |
符合标准 |
备注 |
1 |
表面净化处理 |
无油、干燥 |
GB11373 |
石英砂,不得重复 |
2 |
喷砂除锈 |
Sa2.5 |
GB8923 |
|
3 |
表面粗糙度 |
Rz40~70μm |
GB11373 |
使用 |
4 |
水性无机富锌底漆 |
100um(2×50um) |
要求耐盐雾试验达到10000小时,要求耐老化试验达到10000小时 |
高压无气喷涂 |
5 |
环氧云铁中间漆 |
100um(2×50μm) |
|
高压无气喷涂 |
6 |
聚氨酯面漆 |
60μm(2×30um) |
颜色由建筑专业确定 |
高压无气喷涂 |
4、在钢结构构件出厂及安装前,摩擦连接面以及现场焊缝两侧各100毫米区域应保持裸露,以确保其完整性。然而,对于工地上的焊接部位,需实施无碍焊接的防锈保护措施。
5、在确保原涂层完整性的前提下,应对预留底漆区域及施工运输中遭受磨损的部分进行手工研磨,并相应补充所需的底漆厚度。同样,对于高强度螺栓连接未施加涂料的区域,也需实施补涂作业。
6、在现场焊接区域,务必先进行精细打磨,随后施涂防锈漆,其工艺标准应与主体结构保持一致。
7、防火要求
针对站台雨棚柱,我们实施了1.5小时耐火极限的防火防护措施。
在规定的耐火时限内,未配备防火设施的其余部分应符合相应的耐火承载力标准。
站台雨棚柱采用超薄型防火涂料,涂料组成:水性无机富锌底漆2道,超薄型防火涂料
面漆。
防火涂料产品的质量需通过国家权威检测机构的检验并获得合格认证,其喷涂作业应严格遵循《钢结构防火涂料应用技术规程》(CECS24)的相关技术标准进行操作。
钢材基层应确保不遭受防火涂料腐蚀,同时,防火涂料需与配套的防锈底漆和面漆具有良好的兼容性。
防火涂料厚度应通过耐火试验确定。
一、质量目标
工程全面符合国家和中国铁路总公司现行的质量验收规范与设计规格,且在追求高效验收的前提下,实现了百分之百的一次性验收合格率,完全吻合全线的卓越品质目标设定。
二、工期目标
预计于XX年9月30日正式启程,展开站台雨棚钢结构的现场安装工作,并计划于2009年2月20日顺利完成该项钢结构安装任务。
三、安全生产目标
1、安全生产管理
确保零责任安全事故的发生,严格控制铁路交通B类一般事故及客运列车C类及以上责任事故的发生率,将新线工程列车运输中的铁路交通D类一般事故频率控制在每百日不超过一件,坚决遏制违章、违纪和违规行为的滋生。
2、贯彻执行职业安全健康及环境相关的法律法规和其他必要规定
3、安全生产责任目标
(1)杜绝重伤和死亡事故的发生;
(2)致力于防范高空坠落、物体打击、机械设备意外、结构坍塌、电击风险、火灾隐患以及中毒事件的发生,目标将轻伤事故频率控制在万分之六以下,确保安全可控。
(3)杜绝机械事故。
一、钢结构加工制作
鉴于本工程项目包含多种钢结构类型,如焊接箱型钢柱、焊接组合刚框架梁(其上、下翼缘采用焊接箱型截面,中间腹板部分开孔)、空腹桁架、焊接H型钢屋架以及屋面系统的彩钢板和檩条构件,因此对生产厂商的综合实力和技术专长提出了高要求。尤其在关键环节,如钢框架梁组合键截面构件的精细加工制作、焊接箱型构件和方钢管的精确相贯面切割等方面,加工精度控制具有相当的技术挑战。因此,制造商需具备强大的构件生产能力及相应的加工经验,以确保本工程钢结构的高品质和按期交付。
二、结构安装难度大
鉴于钢结构的显著跨度及重型部件——最大一榀钢框梁GKL7a重量达到64吨,施工过程中还需应对场地条件的诸多约束,这无疑增加了安装的复杂性。针对本项目的钢结构施工,我们计划在施工现场配置两台100吨履带吊,专门用于站台雨棚屋盖主体结构的安装。同时,还将配备25吨和50吨汽车吊,以支持现场钢结构组件的组装以及屋盖辅助结构件的吊装作业。
三、工期紧
该工程项目采用桁架结构的屋盖钢结构,预计钢结构用钢总量超过4000吨。作为火车站候车楼与站台雨棚的复合工程,钢结构构造形式涵盖了钢网架和钢框架。鉴于总计112天的施工总周期,还需预留加工与深化设计时间,故施工进度安排显得尤为紧迫。
四、焊接难度大、焊接工作量大
本项目采用全焊接构造,其中大部分焊缝属一级和二级标准。关键在于挑选适宜的焊接技术,有效管控焊接变形,降低焊接应力,并实施焊前预热和焊后热处理等一系列控制措施,这既是核心任务,亦具挑战性。
五、测量控制及调整
空间结构的安装过程中,定位精确度的把控是关键,作为本项目测量控制的核心任务。为了确保安装质量符合规范要求,钢结构安装过程中需运用全站仪对轴线进行校核并测定构件的三维空间坐标,从而确保安装的高精度执行。
一、站台雨棚屋盖主结构材料的选用
1、型钢与板材
站台雨棚的GKZxx及、GKL7a的材质均为Q345GJC,其化学成分和力学性能应符合《高层建筑结构用钢板》YB4104-2000的规定。
的材质为Q235GJC,其化学成分和力学性能应符合《高层建筑结构用钢板》YB4104-2000的规定。其他构件材质处图纸中特别制定的外均为Q235B,其化学成分和力学性能应符合《碳素结构钢》GB/T700或《低合金高强度结构钢》GB/T1591-94的规定。
所使用的锚栓选用优质Q235B钢,其化学成分及力学性能需严格遵照《碳素结构钢》GB/T700标准的要求。
对于厚度超过40mm的钢板,必须遵循国家标准《厚度方向性能钢板》GB50313的规定,其断面收缩性能需达到Z15级标准,并确保含硫量不超过0.01%的要求。
所选用的钢管(除非特别标注外)均为热轧无缝钢管,并严格遵循《结构用无缝钢管》GB162-1999的相关标准要求。
圆柱头栓钉应严格遵循GB/T10433-89《圆柱头栓钉》的技术标准。
钢材的抗拉强度与屈服强度的实测比率应不低于1.2,屈服强度不得高于标准值的10%,同时要求其伸长率超过20%。此外,钢材需展现出明显的屈服平台特性以及优良的焊接性能。
所有钢材必须满足抗拉强度、伸长率、屈服强度的检验标准,并提供硫、磷、碳含量的合规保证,同时确保冷弯试验的达标结果。
2、节点销轴
节点销轴选用优质合金结构钢,其材料型号为40Cr,其化学成分与力学性能需符合国家标准《合金结构技术条件》GB3077的相关要求。其热处理后的硬度范围应在285-312HB之间,且屈服强度不得低于785兆帕。所有构件均需经过精心的调质处理过程以确保品质。
销轴应进行逐根探伤,全轴进行超声波探伤和表面磁粉探伤,超声波探伤按GB/T4162,A级合格;表面磁粉探伤参照ZBJ/04006-87、JBZQ/6101、YB/3209-82,2级合格,表面采用热浸镀锌,镀锌层厚度 。
3、螺栓材料
除特殊注明外,高强螺栓为10.9级摩擦性高强螺栓,大六角头或扭剪型,直径时采用六角头,直径时可采用扭剪型。其质量应分别符合《钢结构高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈与技术条件》GB/T1228-1231和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB3632-GB3633的规定。连接面采用喷砂处理。连接板材为Q345B时,摩擦面的抗滑移系数不小于0.50;连接板材为Q235B时,摩擦面的抗滑移系数不小于0.45;高强螺栓施工应遵照《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82-91的要求。普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓-C级》GB/T5780和《六角头螺栓》GB/T5782的规定,性能等级为4.6级。
4、焊接材料
在本工程项目中,选用的焊条、焊丝和焊剂必须与其主体金属的性能相匹配,即其熔敷金属的屈服强度、延伸率、极限强度以及冲击韧性等特性需与母材一致。若涉及不同强度钢材的焊接,应选用与低强度钢材相适应的焊接材料。焊缝由焊接材料和工艺生成,其机械性能不得低于原始构件的标准要求。
手工焊接用焊条的质量标准应符合《碳钢焊条》GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定;对于Q235钢钢宜采用E43型焊条,对Q345钢宜选用E50型焊条,所有主体结构(檩条除外)采用焊接的均应采用低氢型焊条或超低氢型焊条。
自动焊接和半自动焊接采用焊丝或焊剂的质量标准应符合《熔化焊用钢丝》GB/T14957或《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110、《碳钢药芯焊丝》GB/T10045、《低合金钢药芯焊丝》GB/T17493、《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293、《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T12470的规定。
氩气和二氧化碳气体用于气体保护焊,应各自满足现行国家标准《氩气》GB/T4842及《焊接用二氧化碳》的相关要求。
5、高强钢板
高强钢板采用35CrMo钢,经热处理后屈服强度不小于500MPa,抗拉强度不小于650MPa,伸长率不小于20%。高强钢棒端部U形连接件螺纹部分须进行磁粉探伤,符合JB/T8468-1996规定的质量等级标准;其余部分超声波探伤符合GB8652-88规定的质量等级A级标准。马蹄形连接端部节点、紧固旋扣的抗拉承载力均高于高强钢棒,表面进行氟碳喷涂处理。
6、涂装油漆材料选用
层次 |
名称 |
底漆 |
水性无机富锌底漆 |
中间漆 |
环氧云铁中间漆 |
面漆 |
聚氨酯面漆 |
二、材料采购组织方案
我们将严格执行ISO9001质量管理体系的程序和设计规范,根据受控的质量手册、程序文件和作业指南,进行原材料的采购与进厂质量管控,以确保所有原辅材料符合工程设计规格并满足生产进度需求。针对材料供应,各部门需明确其职责,以确保材料的及时到位和质量控制得以充分实施。
1、技术部门依据既定标准与深化设计图纸,以及详细的加工图纸,迅速计算出所需的各类原辅材料、外购零部件的详细规格(包括品种、型号)、数量、质量要求,以及根据设计要求和甲方特别指定产品的清单,随后将这些信息提交给综合计划部。
2、供应部采购需求计划由综合计划部依据库存状况与技术部提交的原辅材料清单进行精准编排。该计划详尽罗列了所需材料,包括品种、规格、型号、数量,对质量标准有明确的规定,同时注明了材料的产地及分批到货的具体日期。计划完成后,将直接提交给供应部进行采购执行。
3、供应部门将严谨遵照技术部门提供的材料清单,包括品种、规格、型号与性能要求进行采购,并严格按照程序文件指定的合格供应商进行交易。我们将实时制定采购作业指令,确保任务明确到个人,承诺以保证质量、满足数量、准时的方式向工厂供货。针对特殊材质,我们将适时对供应商进行评估。采购文件中详尽列明所需材料的名称、规格、型号、数量,引用适用的标准、质量标准以及验收内容及其依据。
4、质管部门承担着对进厂物资的即时检验与验收工作,严格遵循设计参数、作业指导书中的验收标准及操作规程。其目标是确保所有原材料的质量均能满足既定规格要求。而隶属于该部门的检测中心则专责进行化学成分分析及力学性能测试。
5、仓库管理应严格执行规定,对各类材料实施有序存放与标识,确保分类储存科学,标识清晰明了。着重关注材料的防护措施,包括但不限于防腐、防潮、防火、防损以及防止混淆。定期进行库存核查,特别要针对焊条、焊丝和焊剂采取防潮及烘干处理,对油漆实施有效的保质期管理。
6、原材料进厂控制
在材料采购过程中,通常需满足以下规格:定制长度与宽度。实施材料定制尺寸的策略旨在:最大程度地节省物料,降低因拼接焊接需求而产生的浪费。
7、材料信息资料的编制与传递。
在材料交接阶段,材料管理部门会对新到的材料进行详细检验并完成登记,确保在材料侧面用耐久的记号笔清晰标注炉批号。随后,我们会精心整理形成材料清单,清单详尽记录了每份材料的规格、材质以及炉批号等关键信息。这些精确无误的材料信息随即传达至公司的设计部、工艺技术部以及生产部,以便各部门间的有效协作与管理。
质量检验环节严谨把控各项材料的技术参数,以确保其符合工程设计及相关的标准规定。如遇质保资料存疑,质检员有权拒签收单,并应及时与供应商进行沟通核实。
钢材的品质检验是最直接、最有说服力的质量保证手段。在操作时,必须确保:检验机构与钢材供应商及客户在此工程中没有任何商业关系,独立进行检测活动:检测机关必须具有权威性,检测资质证书齐全且都在有效期之内,钢材的取样必须有业主见证人现场监督。材料送样及试验时,要有见证人在场。
一、工厂加工制作内容概况
钢结构站台雨棚的加工内容主要包括:焊接箱形截面的支撑柱、与垂直铁轨相联的横向主体框架梁GKLxx(采用焊接组合截面设计,其上下翼缘构成焊接箱型结构,中间腹板部分开有特定开口),以及平行于轨道的纵向结构组件。
本次设计包括焊接箱型截面构成的桁架GHJxx,用于支撑屋面的焊接H型钢截面结构GWJxx,以及具备吸音性能的压型钢板屋面。
柱脚设计:GKZxx采用刚性支撑;GKZxx与GKLxx、GKZxx与GHJxx、GKLxx与GHJxx、GWJxx与GKLxx以及GWJxx与GHJxx间的连接均为刚性结构,而GKLxx与站房支柱的钢骨部分则实现刚性链接。
站台上方的雨棚采用大跨度钢框架结构设计,其中沿线路方向的梁GKLxx的长度达到了55.25米。其典型的节间结构形式已在相关示意图中详细展示。
二、工程加工制作重点、难点分析
1、在平行于铁路轨道的站台雨棚主体结构梁的加工制作过程中,面临显著的技术挑战。
针对站台雨棚垂直铁轨的横向主框架梁GKLxx,我们采用焊接组合截面设计,其中翼缘部分为焊接箱型结构,腹板局部需开洞处理。在构件加工初期,将首先完成上下翼缘焊接箱型截面部件的精细制作,随后将其与开洞的钢板腹板整合为单一整体。然而,若施工操作不当,可能导致腹板出现挠曲变形,这将显著增加后续校正的复杂性。鉴于此,我司经过深入研究,决定在主框架梁的工厂加工阶段,每两米设置加固工艺分隔板,确保与箱型构件紧密连接,从而有效地防止组合钢梁在组装过程中腹板的非预期形变。
3、壁厚较薄的构件加工制作过程中变形控制难度大
鉴于项目钢结构组件繁多,部分构件壁厚相对较薄,因此,控制杆件在加工过程中的热变形成为本工程的关键任务。在构件工厂的加工阶段,我公司将针对各构件的独特性质制定定制化的生产工艺,旨在降低因操作失误导致的截面变异和整体形变风险。对于不可避免的变形,我们将实施有效的校正措施,确保构件加工精度,从而支持现场施工安装的顺利进行和施工进度的保障。
4、针对箱型钢柱构件壁厚较厚带来的加工制作挑战,尤其是在站台雨棚2轴至18轴的钢结构框架柱中,部分位于主站房钢筋混凝土框架结构内的箱型钢骨构件,其壁厚达到34mm和42mm,选用Q345GJC材料,由于钢板厚度大,焊缝熔敷金属量显著,易引发焊缝裂纹和层状撕裂风险,且箱型截面的特殊性导致内部空间受限,焊接操作面临技术要求高的困境。为了确保构件加工品质,我司已制定针对性策略:优先采用小坡口和自动焊技术,以减少熔敷金属并控制焊接变形;预先编制详尽的加工制作方案,明确焊接顺序,实施预热、焊后保温以及VSR工艺以缓解焊接残余应力,从而有效保障构件制作质量的达成。
三、钢结构构件加工制作方案
钢结构工程中的重要子项目——构件加工制作工艺及其质量管控技术措施,其加工质量的优劣直接影响工程的整体品质。为此,必须构建一套科学、先进且精度要求高的生产工艺体系。
钢结构雨棚工程的关键制作环节着重于钢框架梁、钢桁架梁与刚框架柱的设计与构建。鉴于工程的至关重要性,制作过程中的各项要素均需围绕满足安装团队需求的深化设计与加工展开。为了确保钢结构构件加工任务的顺利实施,首要步骤是严格按照工程技术要求文件对原材料进行严谨检验。接下来,对参与焊接作业的工人们进行一次技能培训和综合评估,以提升他们的技艺并实现熟能生巧的效果。同时,施工前对所有设备进行全面检修,旨在提升构件的机械化加工精度,从而确保产品质量能满足业主的高标准要求。以下是本项目的钢结构加工组织详细计划:
1、加工制作管理体系
项目实施流程包括工厂加工制作,其中,由项目总指挥统筹协调公司设计、生产、设备材料供应及质量管理等部门。各部门和下属的专业加工车间班组依据综合计划,按照工艺特性要求进行钢结构构件的加工制造。具体任务分解到各专业车间,其职责明细如下:
设计院——工程的深化设计和加工图设计
技术部——负责工艺设计和施工组织设计
供应部——负责原材料供应
质管部——负责质量管理、检验和试验
综合计划部——负责综合协调和总体进度控制
生产部的主要职责包括对钢结构的关键组件进行加工,包括钢框架梁、钢框架柱、联系桁架、支承构件和网架结构中的网架杆件、螺栓球,以及其他各类网架结构相关配件,确保所有钢构件的精细制作。
加工制作管理体系详见下表:
2、加工管理和保证措施
本工程构件在制作过程,有以下几个特点:
(1)、项目施工进度紧凑,强调在生产、制作与加工过程中需灵活响应业主的需求,并严格遵循现场安装规格,以确保既定工期的顺利实现;同时,我们承诺严把质量关。
(2)、对加工精度有着极高的标准,形位公差严谨,必须依赖于精密的机械加工技术来确保质量。
(3)、对焊接和涂装质量有严格的要求,必须选用适宜的焊接技术,并制定严谨的焊接工艺流程。焊接操作人员的技术娴熟度至关重要。
(4)、确保运输任务高效完成,既要遵循安装程序以满足现场安装进度,同时必须保障构件在运输过程中免受变形和涂层损伤。
(5)、要有足够的构件存放场地。
为了实现快速进展、提升效率并确保产品质量,构建无缝的工作流程,必须配备充足且状态良好的配套设施和设备,以确保构件制作的顺利实施。
在工艺实施上,依据工厂的加工实力,针对关键生产步骤和技术环节,我们制定了严谨的技术管控策略,涵盖了防范构件吊装过程中的形变预防、确保钻孔尺寸的精确度控制、强化焊接品质并管理焊接变形、以及提升涂层质量的相关措施。
工程位于福建省宁德市东桥区土尾村,构件加工基地位于浙江省杭州市萧山区,距离工程所在地距离遥远;根据我国公、铁路运输法第四十九条规定:运输钢结构构件工厂制作控制在2800(长×宽×高)以下,每个构件的重量控制在40吨以下。鉴于以下原则,对本工程的主要结构进行如下分段。
一、焊接箱型截面钢柱构件的工厂制作分段
本项目的主要任务是构建站台雨棚框架的钢柱,其采用焊接箱型截面,规格多样。钢柱顶端配置有牛腿连接件,柱体嵌入钢筋混凝土基础的承台,通过柱脚牛腿、节点板以及预埋于柱身的焊接栓钉确保与基础的稳固连接。除12根特殊规格的钢柱外,其余的标准钢柱长度均为17.8米。鉴于钢柱的结构特性及安装工艺,工厂加工过程中需实施分段,最重部分可达17.6吨。分段策略旨在满足运输便捷性和现场安装的工艺需求,考虑到运输限制,每段长度控制在12米。因此,我们将钢柱分为三段,分界点设在基础承台上方1.8米、12米(三段)或3.25米(两段)。在工厂预先组装成部件后,这些部件将运抵现场,在地面上以承台基准进行拼装,随后分两阶段进行吊装。这种分段方法既确保了分段后的长度符合公路运输标准,又契合了工程的钢结构安装施工工艺。钢柱分段示意图附后。
钢柱构件第一分段 钢柱构件第二分段
二、主框架梁分段
钢结构加工制作中,工程的关键挑战在于站台雨棚的横向组合截面主框架梁。该梁采用焊接箱型截面,其规格繁多,包括但不限于不同厚度的腹板,如25mm、22mm和20mm,腹板部分需开孔。作为屋盖承载向钢柱和基础传递的核心结构元素,此梁跨距庞大,达到了55米。根据深化设计图纸,上翼缘焊接箱型截面的厚度存在变化。为了兼顾加工与安装的可行性和效率,我司拟将组合截面钢梁划分为五个分段,每12米左右设一个分段点。组合截面钢梁的整体结构布局及其分段划分,详细见附图。
站台雨棚实腹钢梁结构图及分段情况示意图
三、桁架分段
在站台雨棚结构的设计中,桁架GHJXX沿轨道方向的长度分为两种规格:类型一长度为16米,类型二长度则为24米。为了优化构件的运输便利性,16米的桁架在出厂前被切割为两节,而24米的桁架则被划分为三部分,现场进行组装。具体的桁架分段示意图如附件所示。
16米长桁架分段示意图
24米长桁架分段示意图
本工程站台雨棚屋盖钢结构构件中用到较多的H型钢构件,H型钢构件包括焊接H型钢和热轧H型钢两类。焊接H型钢构件截面规格主要包括、
、
、
、
、
、H400
等多种构件。 热轧H型钢构件规格主要包括
、H582×300×12×17、
、
、
等多种规格构件。
本工程焊接H型钢构件的生产加工工艺如下:
一、焊接H型钢加工制作工艺
1、焊接H型钢加工制作工艺流程
2、焊接H型钢加工制作工艺和方法
1、钢板的预处理、矫平、下料切割
在进行钢板下料切割之前,必不可少的是对钢板进行预处理步骤,首要任务是清除其表面的氧化层,以增强钢板表面的密实性,从而确保焊接品质的稳固性。
钢板下料切割采用精密数控火焰钢板切割机。
2、钢板对接
焊接工艺中,半自动精密切削被应用于钢板对接坡口的处理,而钢板对接焊接则采用了半自动埋弧焊技术。
3、T型部件制作
在H型钢生产线专用的全自动组立机上,T型结构通过精确的自动化工艺完成组装,确保腹板与翼缘板的垂直度严格符合设计规格。组装完毕后,我们实施临时稳固措施,选用附加工艺板的方式进行固定,确保工艺的严谨性与稳定性。
4、H型钢组立
H型钢组立在进口H型钢生产线上组立,四个液压定位系统顶紧H型钢构件的上下翼缘板和腹板上进行定位;调节翼缘板的平行度和翼板和腹板的垂直度然后固定;固定焊接采用气体保护焊。
5、H型钢焊接
H型钢在自动生产线中经由全自动化埋弧焊接工艺完成组装,随后,合格的H型钢元件被精确地安装于专用的船舶模具架上。经过定位调整后,采用对称焊接序列进行稳固焊接操作。
7、H型钢测量
6、H型钢矫正
在H型钢焊接完成其四条主要焊缝后,由于焊接热量短时间内难以散去,可能会导致焊接应力变形。为了确保翼缘板的平行度要求得到满足,必须对H型钢进行后续的矫正处理。这种矫正工作通常在自动化H型钢生产线的矫正设备上进行。
成型后的H型钢需经过严谨的尺寸检验,主要包括翼缘板的平行度及翼缘板与腹板之间的垂直度,确保其均能满足设计规格的要求。
8、H型钢钻孔、端面加工
完成H型钢的成型后,紧接着进行精密钻孔作业,这一工序由先进的进口全自动三维数控钻床精确执行,以确保钻孔间的间距严格遵循设计规格。鉴于工程结构属于高层钢结构,端面加工作为关键的质量控制环节,对于钢结构的精准对接具有决定性影响。主要通过端面铣床进行铣削坡口处理,目标是达成两端面的高度平行度标准。
二、焊接H型钢加工制作工艺细则
1、钢板拼接
在采购钢板时,如遇长度不足的情况,需进行钢板拼接。确保拼接操作采用整体对接方式,仅限于长度方向进行。所有钢板拼接应在专用平台上实施,并在操作前对平台进行彻底清洁,移除任何可能妨碍拼接的杂物、剩余材料及边角料。对接坡口的具体尺寸参见附图,钢板连接必须严格遵循长度方向。焊接工艺可选用龙门自动埋弧焊或小车式埋弧自动焊接技术。
钢板对接坡口图
(1)、根据拼板排料图的规定,需领取指定的钢板,并在对接前进行严格检查。核查要点主要包括:确认钢板的材质、型号、厚度、尺寸以及数量的一致性,同时注重外观表面的锈蚀状况。只有经过全面检验并达到合格标准,方可进行后续的拼接工作。在拼接过程中,若发现钢板存在平面度严重超出公差,应立即利用钢板矫正机进行校正处理。
(2)、钢板在通过矫平并达到合格标准后,方可进行拼接。完成拼接后,会精确划出切割线。焊接坡口的制作选用龙门刨或钢结构万能坡口切割机进行铣削,随后以样板检测坡口尺寸的精确度。在实施焊接作业前,必须对坡口及其周边至少100毫米区域进行详尽检查,包括运用超声波技术检测是否存在夹层、裂纹或杂质等问题。一旦发现此类问题,应立即上报相关人员进行妥善处理。
(3)、钢板对接在专用工作平台上进行,以保证对口错边且不大于2mm,t为钢板厚度。钢板的定位点焊采用CO2气体保护焊,焊接采取半自动埋伏式小车焊接;焊接前应对钢板进行预热措施,预热温度为
,焊缝长度为200mm(焊缝长度)
(间隔长度),焊接参数为:
焊丝直径:的ER50-6;
焊接电流:直流反接,;
焊接电压:;
(4)、完成焊接后,首先进行外观质量核查并记录。待24小时冷却期过后,对焊缝进行无损检测,确保内部质量达标后,亦进行详细记录,随后进入下一工序。若检测过程中发现任何异常,需立即上报主管,并由首席焊接工程师策划并执行纠正措施。实施改进措施后,再次进行无损探伤。如若结果仍不达标,该部件将面临报废或重新分配使用选项。
2、放样下料
H型梁板材应经进厂复检,并经检查满足设计及规范要求后方可使用。放样下料应以保证加工质量和节约材料为目的。各施工过程如钢板下料切割、H型钢组合、各部件和零件的组装,构件预拼件组装都需有专业放样工在加工面上和组装大样板上进行精确放样。放样后须经检验员检验,以确保零件、部件、构件加工的几何尺寸,形位分差、角度、安装接触面等的准确无误。为了保证切割质量,厚板切割前先进行表面渗碳硬度试验,优先采用数控精密切割设备进行设割,选用高纯度98.0%以上的丙稀气加99.99%的液氧气体,保证切割端面光滑、平直、无缺口、挂渣,坡口采用专用进口切割机进行切割。
3、下料切割(含坡口)
H型钢翼缘(腹)板下料采用数控多头钢板切割机、伊萨一汉考克等离子、数控火焰多头切割机进行切割下料,加劲、连接钢板下料采用伊萨一汉考克等离子、数控火焰多头切割机和小车式火焰切割机进行下料切割。钢板切割前应用钢板矫正机对钢板或型材进行矫正。对焊接钢板或H型钢还必须进行检验和探伤,确认合格后才准切割。加工的要求应按公司内控标准检验切割面、几何尺寸、形状公差、切口截面、飞溅物等,检验合格后进行合理堆放,做上合格标识和零件编号。为保证切割板材的边缘质量,同时使切割的板材应两边受热均匀,不产生难以修复的侧向弯曲,即应采用数控多头等离子火焰切割机,使板的两边同时切割下料。
4、H型钢构件组装顺序、方法和要求
(1)、焊接H型钢的组立
起始阶段,钢针在翼板表面精确地标记出中心线,随后依据这条中心线规划出腹板的安装基准线,如图所示。紧接着,按照预设的组装线,我们在自动化组装设备上进行型钢的精准安装作业。
(2)、H型钢四条纵焊缝焊接
门式埋弧焊机上进行H型钢的焊接作业,焊前严格完成了焊缝的清洁处理。焊接过程中,我们遵循对角线的焊接策略(参照图形),所有焊接工艺均依据工厂标准化操作规程执行。
(3)、焊接H型钢的矫正
(4)、型钢梁腹板螺栓孔的制作
钢结构钢梁螺栓连接的螺栓孔加工可分为两种,一种是截面尺寸≤1000mm的,直接采取三维数控钻床直接钻孔;另一种是截面尺寸>1000mm的,采取连接板套打方法进行螺栓孔的加工,先是连接板采取平面钻床将螺栓孔加工好,然后以连接板为基准进行钢梁上的腹板螺栓孔的加工。本工程钢结构中钢梁的规格从截面大小看均为第一种截面,螺栓孔的加工直接采用三维数控钻床直接钻孔即可,而对于连接板螺栓孔的加工则需采用平面钻床进行加工,螺栓孔的加工制作工艺如下:
(1)、三维数控钻床螺栓孔的加工
在执行钢梁三维数控钻床对螺栓孔的精细加工过程中,鉴于螺栓孔呈标准的正圆柱形特性,要求孔轴线与钢板表面的夹角误差需小于1/20,且孔周边缘必须平整,无毛刺、裂纹、扩口或任何凹凸不平的迹象。此外,务必确保切削残留物得到彻底清理。
(2)、连接板螺栓孔的加工方法
加工连接板的螺栓孔采用三维平面钻床工艺;首先,将通过检验的连接板精确吊装至钻床上,依据铣削面进行定位,对首个螺栓孔进行加工。随后,以首个螺栓孔作为基准,依次完成其余所有螺栓孔的制作,采用对称钻孔方法。接着,逐一校准,确保每个节点的连接板孔同步完成。在螺栓孔制作过程中,严格控制孔距公差在±0.05毫米以内,确保精度与一致性。
(3)、钢梁锁口加工
锁口工艺采用机械设备制作,如条件允许,优选自动成型技术;若机械操作受限,则需手工裁切,务必先依据样板进行精确划线,随后进行打磨处理,确保锁口平整光滑。
(4)、钢梁工厂制作成型
H型钢构件及其附件的焊接工作已顺利完成,继一系列先前的生产工序之后。
三、热轧H型钢构件的加工制作工艺
钢结构主体与次要梁组件中包含大量热轧H型钢,其主要构成材料为Q345B和Q235B。
热轧H型钢在力学性能上表现出优越性,相较于焊接H型钢,其加工钢结构构件所需的费用稍低。然而,由于国内热轧H型钢的尺寸种类相对有限,选择余地较小,设计时可能需选用较大规格,相比之下,焊接H型钢的截面高度、宽度和板厚尺寸更具灵活性,能更好地满足精确计算对尺寸的需求,因此在用钢量上通常更为节省。
非定尺生产的热轧H型钢,其标准长度大约为12米;若采用定制尺寸生产,虽能确保设计精度,但会相应增加材料成本。反之,这可能导致在构件制作过程中生产成本上升,同时材料的利用效率下降。相比之下,焊接H型钢因其可按设计灵活加工,具备较高的材料利用率优势。
成品采购包括热轧H型钢、角钢及槽钢,所有产品进厂必须经过严格的检验,依据设计要求、国家现行相关标准以及公司对外购产品的质量控制手册进行详细核查和复验。
矫正要求:在加工前,针对可能因运输过程中出现的热轧H型钢、角钢及槽钢的弯曲变形等问题,必须进行严谨的矫正处理。对于H型钢,主要采用H型钢矫正机进行操作,矫正过程中需遵循逐步进行的原则,以防过度施力。矫正完成后,务必确保H型钢内部残留应力得到有效消