钢结构模块化安装方案

招标编号：****

投标单位名称：****

授权代表：****

投标日期：****

1.基础参考资料

《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规范》JGJ82-91

关于钢结构设计的国家标准：GB50017-2003《钢结构设计规范》

《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001

关于钢结构焊接的技术规范：JBJ-81-2002《建筑钢结构焊接规程》

关于GB/T1591-1994标准的《低合金高强度结构钢》

《碳素结构钢》 GB700-1988

《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》

《热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB9787-1988

GB9788-1988：《热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》

《热轧槽钢尺寸、外形、重量及允许偏差》 GB707-1988

《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》

GB11345-1989

《火焰切割面质量技术要求》JB3092-1982

《低合金钢焊条》 GB/T5118-1995

《焊接材料的验收、存放和使用》GB/Z39-1987

《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB12470-1990

《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB986-1988

《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-1988

《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》(JGJ82-91)

《钢结构高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231-91

《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-1988

关于建筑工程施工质量验收的标准规范：《建筑工程施工质量验收统一标准》

**图纸及相关技术要求

**公司相关企业标准

2.详细介绍项目的基本情况

2.1项目背景与介绍

本项目乃**重要工程项目，其具有紧迫的工期限制与庞大的工程规模，对施工质量的要求极为严苛。为了确保本项目的高效完成并达到优质标准，我们特此编制此施工方案，作为施工指导依据。

2.2关键工程量与结构设计

由于目前设计施工图纸未出，具体工作量无法统计，根据大连石化、兰州石化以往的施工经验主要结构形式为钢结构厂房（如压缩机厂房等），框架钢结构（多为高层及多层钢结构），包括各装置框架和系统管廊。

2.3特点剖析

主体构件选用H型钢，材质主要包括Q235和Q345。节点连接方式多样，主要包括以下三种：首先，高强度螺栓连接占据重要地位，螺栓等级为10.9S(或8.8S)，螺栓材质优选20MnTiB，可根据设计需求调整；其次，部分节点采用焊接与栓接相结合的技术；最后，部分结构则采用纯粹的焊接构造，焊接材料选用E43或E50焊条。

鉴于结构构成的多样性，对节点的组装精度有极高的规定，施工流程繁琐，现场实施的复杂性不容忽视。

3.组织与施工策略

钢结构构件于工厂预先加工成形，然后在施工场地通过高强度螺栓连接技术进行组装，构建承载的框架结构。

鉴于施工现场的空间局限，构件储存空间颇为紧张。一旦设备框架组件的供应条件适宜，我们将立即着手进行结构安装作业。

4.工艺流程与实施细节

4.1高效钢结构预制策略

钢结构大规模生产的效率与精确性得以显著提升，其核心环节在于迅速且精准地制定施工详图，从而为生产提供明确的导向。

预制厂运用TeklaStructures（或者类似的建模软件）精确执行并管控施工详图设计过程。

Tekla Structures构建的三维模型精确无遗，其中蕴含了制作与构造所需的所有详细信息。其智能化的三维模型显著提升了整体生产效率。通过无缝集成的输出机制，确保了建模过程的高效精准，最大限度地减少了错误发生，从而大幅缩短了工程项目的进度。模型内嵌的智能特性使得每次改动都能自动调整，如移动梁或节点，关联的图纸将即时更新，操作流程简洁流畅。

借助三维模型的详细查阅与直观审视，校审人员的工作负担得以显著减轻。只需核查核心的安装尺寸与型钢参数，即可确保全套设计文档的精准无误。此外，系统还能精确生成所需材料清单，顺应了大型项目对预订单提前制定周期的需求。

施工详图设计

大连石化重整炉重整炉模型内节点

SK4501独山子乙烯设备的内部结构模型——节点详述

设计部需承担本项目加工详图的设计工作，利用X-STEEL软件进行精准的钢结构三维建模与节点构造深化，从而产出详尽的二维加工图纸。在此过程中，他们将编制包括各类钢材在内的材料消耗清单，以及整理材料规格型号目录。

(1)以下是根据一次设计蓝图会审结果及项目启动会议指示，由设计部项目经理负责并确定的二次设计交底要点： 1. 节点连接设计详解 2. 节点设计的基本原则 3. 出版图纸的标准流程 4. 设计的整体统一规范 5. 预计的设计完成时间表 6. 人员分工与职责安排

(2)在二次设计阶段，专业人员依据初次设计草图，通过Xsteel软件构建三维实体模型，导入所需型钢构件。项目主管需密切关注各钢结构组件间的连接细节，确保柱子、横梁及其连接节点的精确建模，防止出现冗余或遗漏建模情况。

(3)安装流程如下：首先，二次设计人员依据初次设计图纸及定制的节点连接方案，对安装节点进行挑选与适配（如需修改节点配置，须经一次设计单位的认可）。接着，由设计校核人和审核人对关键节点进行严谨的核查和审批，待其通过后，方可进行批量安装操作。

(4)构件编号的编制工作由二次设计人员借助Xsteel软件完成，他们负责对构件进行唯一编号，确保在同一模型内部，构件流水号的唯一性，避免重复。

(5)设计人员借助Xsteel软件，执行图纸的精细编辑与生成工作，确保产出符合规定的文字资料和图纸，同时针对图纸中存在的改进点进行修正，最后予以打印输出。

(6)图纸审核

1)审核图纸的完整性

2)进行全面的100%平立面布置图二次设计审阅。

3)进行全面的100%核查，针对二次设计中的核心构造环节——主要包括主立柱的柱底板节点以及主立柱之间的螺栓连接节点。

4)审核关键节点的螺栓选用是否合理。

5)抽查重要节点。

6)关键节点主要包括立柱与框架梁的接合点以及一级次梁的连接点。按照平面图的规定，对每种规格需进行不少于三个节点的抽查检验。

7)抽查一般节点

8)在二级次梁连接节点的抽检中，我们将按照50%的比例进行，且每种规格的节点需抽查至少2个。同样，对于斜撑连接节点，也将针对各重规格实施不少于2个节点的抽查检验。

4.1.1H型钢梁焊接工艺详细规划

4.1.1.1下料切割

(1)在进行下料切割作业前，务必核实板材的材质标识与移植标识的一致性。对存在质量争议的板材，禁止使用；而对于锈蚀严重或表面带有麻点的板材，同样不得启用。

(2)在板材拼接过程中，接缝误差限值为1至2毫米。对于安装于梁或柱上的钢板拼接，对接头数量的规定如下：长度小于或等于6米的区域，允许1个接头；6至10米的区域，允许2个接头；超过10米的部位，允许3个接头。并且，拼接焊缝在大板梁的纵向方向上是被严格禁止的，最小拼接长度需达到500毫米。在本工程项目中，所有4根大板梁不得设置纵向拼接焊缝。

(3)配件板号料允差为,切割允差为,机械剪切允差为,剪切边缘缺棱不得大于1.0mm。

(4)物料下料后，进入初次检验阶段；随后进行切割作业，完成后再由操作人员自我检查，确保达标后，经专业检验人员确认无误后方可转入下一生产环节。

(5)施工过程中严格遵守三检制。

采用多头数控切割机H型钢组立机

4.1.1.2H型钢组对

在实施自动对中配对操作之前，务必对可能存在侧弯的板条进行校直，其允许误差范围为3毫米。针对平面度超出标准的部分，应进行精确校平处理，确保不超过1.5毫米。此外，翼板的拼接焊缝必须经过精细打磨，使其表面平整无余高。

组对后经检验人员检查无误后方可进行焊接。

4.1.1.3H型钢焊接。

焊接作业必须采用药皮完整无脱落、焊芯光洁无锈迹且未受潮、焊剂无结块、未使用过熔烧的焊条。焊丝表面应确保洁净，不得含有氧化皮、铁锈及任何油脂残留。

焊接应加引弧板和引出板。

4.1.1.4变形预防控制：

(1)H钢角焊缝采用船形焊。当厚度不等时，取，使熔合区偏向厚板一侧。

船形焊（无坡口）  船形焊（有坡口）

(1)在处理具有弯曲的成对H型钢时，应优先焊接与其弯曲方向相反的焊缝。

H型钢船形焊设备  焊接十字型柱设备

4.1.1.5钻孔

在实施钻孔作业之前，先通过断面铣技术对构件端面进行精细加工，随后借助精密的三维数控钻床精确控制螺栓孔的位置和精度。

4.1.2高效十字柱焊接工艺指南

相较于焊接H型钢，十字型钢额外包含了两项工艺步骤：首先进行T型钢的组装焊接，其次为T型钢与H型钢之间的集成焊接。

4.1.2.1材料的排板与提料

依据市场钢板的型号与规格，制定出科学的用料布局。对于十字型钢，其小截面部分的排版应以整个十字形展开面宽度为基础，增加50毫米的余量作为轧制板材宽度；而对于大截面的十字型钢，建议分别以其实际宽窄板尺寸，附加30至40毫米的余量作为轧制板宽度处理；内加劲板的材料需独立计算其选用规格。

4.1.2.2加劲板下料

在加工加劲板材料时，首阶段通过多头直条切割机对长板条进行精细切割，随后利用多头切割机配备的横切刀或者半自动切割机制裁，如需进一步剪裁，则采取剪板机操作完成精细作业。

4.1.2.3十字型钢壁板条的切割和校正

切割工艺中，十字型钢壁板条通过门式多头直条切割机精确实施切割，确保根据板厚合理增设焊接收缩预留量。建议对焊缝坡口采取机加工刨边技术进行处理。若采用半自动切割机，务必执行两侧同步、均衡切割，以确保板条受热均匀，有效控制热变形现象。

十字型钢各板条切割边缘垂直度误差不大于2mm,边缘尺寸误差半自动切割,刨边,坡口角度0值的误差小于等于1.5mm,坡口加工时应严格控制角度和各部分尺寸，必要时应先在边缘上划好切割线，再切割。

确保切割边缘的板面需经过精细打磨以清除杂质。对于自由边的任何缺陷，依据钢板材质特性，可以选择直接补焊或者先通过火焰局部加热至150摄氏度后再进行补焊并平整处理。焊接坡口内部的瑕疵应使用砂轮磨平，若缺陷深度不超过2毫米，可酌情免于预补焊步骤。

在组装前，所有板条须经过校准处理，主要采用机械冷压校正技术。对于火焰校正，务必确保加热温度不超过900°C（对应樱红色标志），并且在加热至600°C以上时，严禁实施水急冷，应选择自然冷却或缓速降温的方式进行操作。

4.1.2.4工装胎具的制作准备

装配策略方面，十字型钢的集成工作可选用标准化胎具工装或专用生产线的方式。然而，在对国内现有生产线的评估中，我们发现其技术掌控尚存在提升空间：自动化流程虽具备，但设备结构复杂，工艺流程占用空间较大，实际操作中的实用性有待优化。

制作十字型钢组装胎架，胎架上表面水平度误差为。

组装过程采用专用工装胎具，其特性如下：胎具选用多种材质，适用于高效组装大批量的方形钢材；得益于工装设计，组装方钢时既保证了较高的装配精度，又实现了较快的生产速度。

4.1.2.5零部件余量的加放原则

本项目施工策略采用增量式预留工艺，针对构件的长度，仅考虑焊接收缩余量和机械加工预留，排除装配过程的额外预留。各工序进程中，这些余量将逐步减缩。对于角接焊缝，每米增加0.5毫米的收缩量补偿。而在下端，预计将施加15至25毫米的切割预留量。

零件的下料尺寸计算应基于理论尺寸并考虑相应的余量。为了确保十字型钢内部各隔板以及外部各连接支座之间的协调配合，以及与其他附件的精确对齐，余量需分散添加到各分段尺寸中，而非单一端点。同时，还需在终端部分分别预留切割和机械加工的额外余量。

4.1.2.6焊接工艺过程

焊接工作在专用胎架平台上进行，要求持续翻转工件，实施对称焊接，并实时监控其形变状况，包括弯曲、扭转以及角度尺寸变化，以便于即时纠正。完成焊接后，紧接着进行焊缝的无损检测检验。

实施焊后对十字型钢的外观初次检验，针对发现的过度形变进行修正。

完成校准并确保符合标准后，操作人员将钢梁定位在平台上，执行细致的划线检验，划线内容涵盖以下几个方面：一是四面的中心线标识；二是上、下端的切割线或铣削线；三是安装附件的基准线；四是固定检查所需的必要线痕。

在组装支座附件时，务必确保支座安装位置与角度的精确性，严格遵循构件的详细图纸进行划线和角度校准。所有相关操作均需在专用胎架平台上实施。焊接过程中，通过反变形技术来管控支座区域的焊接变形。完成焊接后，紧接着进行机加工，执行断面铣削工序。

4.1.2.7焊后质量检查

焊缝的外观质量按下表进行验收

表4.1.2.7-2 焊缝的外观质量

表4.1.2.7-2 焊缝的外观质量

注：t为连接处较薄的板厚。

焊缝尺寸的验收标准，对接焊缝与完全熔透组合焊缝的尺寸偏差应参照下表执行

4.1.2.7-2节表格：完整熔透焊接接头尺寸偏差详情

以下是关于部分焊透组合焊缝和角焊缝外形尺寸的允许偏差明细表。

4.1.2.7-3 要求：组合焊缝及角焊缝的外形尺寸的允许误差范围

4.1.3梁柱的拼接与分段控制

除设计有明确分段处外的重要设备焊接框架柱采用45度斜接，柱接口处原则上位于本层平台顶向上位置处，柱身分段长度控制在12米以下。超长的简单焊接管廊柱梁可以采用垂直拼接。

4.1.4预制厂构件的抛丸除锈

针对中小型构件，我们采用专用的一次性抛丸清洁设备进行除锈作业。对于大型构件，因其体积较大，应在组装前针对零部件的具体结构与一次性抛丸清理机的相关参数，实施分部件抛丸处理。对于主体部件形体超过设备处理范围的部分，我们将采取喷砂技术或者先在平板上双面抛丸，随后再预制主部件。

4.1.5钢结构预制厂的防腐处理与构件标识策略

4.1.5.1预制厂钢结构防腐措施

防腐涂料采用高压无气（或其它）喷涂法、刷涂法和滚涂法施工相结合的方法进行。采用喷涂法时适用于大构件大面积涂刷：采用刷涂法施工时，用力应均匀，可先横后竖，纵横交错，先立面后平面，自下而上地进行施工；采用滚涂法施工时，滚筒蘸料应均匀，不宜过多，滚涂时用力不宜过大，用力应均匀，并应保持匀速。边角、附件等无法用滚筒法涂敷的均采用刷涂法进行。焊缝、边角及表面不平部位的防腐涂层应着重涂刷或增加涂敷遍数。每道防腐涂层施工完成后，应根据规范GB50205进行检查验收。不合格的应进行补涂或处理后重新涂刷。

4.1.5.2构件的标识移值

在涂装过程中，构件标识的转移需严格遵循，推荐运用标准化钢印标记法（或者挂标签程序）。对于喷丸除锈作业前，务必确保已完成构件标识的迁移操作。

4.1.6成品构件堆放

场地要求：堆放区域需开阔，确保良好的通风条件，并配备高效的排水系统。支撑结构设计应不少于三个稳固点，确保与被支撑构件紧密贴合，防止在存储过程中发生结构性变形。H型钢组件需以翼缘板垂直于地面的方式储存，以最大限度降低雨水侵蚀的影响。所有工程构件需单独存放，不得混淆于其他项目的物资。构件堆放时，编号面向外便于识别，若需堆叠，务必使用枕木分隔各层，保护油漆表面和小型部件不受损坏。同时，存储策略应充分考虑搬运设备，如堆高机、吊车或手推车的通行路径，以便于装载运输操作的顺畅进行。

4.1.7高效钢结构质量控制方法

4.1.7.1检测手段及评定标准

一级和二级焊缝，按照设计图纸的全熔透要求，须经超声波进行内部质量检查。其缺陷分级及其检测方法应严格遵循现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345的规程。

4.1.7.2缺陷分级及检测比例

表4.1.7.2 缺陷分级及检测比例

4.1.7.3检测人员资质

要求无损检测人员持有经国家权威机构认证的二级超声波检测(UT)资格证书。

4.2全面施工策略

4.2.1采用成片安装工艺流程

相较于管廊和厂房，框架结构的特点在于轴线相对较少，其平面布局较为复杂，且安装过程中的周期表现得更为紧凑。我们采取了工艺精湛的整片安装法来构建框架。

在钢结构框架安装进程中，紧密衔接设备安装环节，预先设置不影响设备定位的关键构建元素。确保在维持结构主体承载性能的同时，实现设备的顺利就位。

安装流程：

依次进行构件地面的组装拼接，随后实施成片吊装作业，紧接着安装连接横梁于各片之间，由此构建出立体的空间结构，并进行高强度螺栓的精细施工。

在地面组装阶段，节点间通过临时安装螺栓确保紧密连接，关键步骤在于精细管理各平面上的对角线偏差。

注意控制轴线偏差；

完成剩余构件的安装。

4.2.2采用单柱安装工艺流程

安装单柱时，我们采用两种策略：首先，实施单机旋转吊装施工，其核心要求是确保钢柱上部绑定点、柱脚中心与基础中心三点共处于吊车的统一旋转半径内。其次，对于较大吨位的钢柱，我们选用双机协同，采用主吊带动单机滑移的方式。接着，安装连接各柱的梁，逐步构建并联成片，最终形成稳固的空间单元结构。

图4.2.2单柱安装工艺流程

单根立柱安装

安装横梁

安装斜撑

形成空间结构

4.2.3整体与分段选择

针对高层大型钢结构框架的安装，我们推荐两种策略。首先，若钢结构基础周围具备足够的运输条件，可考虑采用整体预制技术构建空间结构，随后进行整体制作或分段吊装。根据分段的重量和标高，推荐使用重型吊装设备，如300吨至750吨履带吊。然而，若运输空间受限，建议现场就地分段预制并组装成框架，然后实施分段吊装，务必精确控制预制部件的尺寸。接下来，我们将展示加热炉的吊装示例图。

4.2.4高效压缩机厂房施工指南

安装工艺流程图如下：

图4.2.4安装工艺流程图

钢结构压缩机厂房通常的施工流程如下：首先，将钢柱分为上下两部分，内部构建刚性工作平台。安装过程中，先固定下柱，随后安装内部平台及相关组件，接着在空中对接上部柱体。继而，吊装屋面的人字梁和吊车梁。最终，所有安装准备工作就绪，包括安装支撑和劳动保护设施等附件得以完成。

4.3详细技术规格与实施策略

4.3.1预先施工筹划

在施工启动前，相关技术人员需及时研读并掌握设计单位提供的施工蓝图、节点标准图集以及构件加工厂二次设计图纸。组织图纸会审，旨在提前发现并解决可能存在的设计问题。依据图纸规定和施工规范，施工技术人员详尽地进行技术交底，确保所有作业人员充分理解安装误差控制的标准，明确设计的初衷。这样旨在为工程施工创造一个稳固的起步阶段。

4.3.2验收流程与标准

钢结构预制的深度在本工程中占据重要地位，材料的生产精度与质量的达标与否直接关乎工程安装的进度和复杂程度。

验收及管理主要包括以下几项内容：

(1)在施工现场，预制的钢结构构件由钢结构预制厂运输到位后，应进行有序的堆放，以减少无谓的二次搬运操作。

(2)构件出厂前须确保完全符合设计规格，并配备齐全的检验文件及产品认证证书，其具体内容涵盖：

1)原材料质量证明文件，试验、复验报告；

2)零部件、构件的产品检验记录；

3)焊接质量无损检测报告；

4)高强度螺栓抗滑移系数试验报告；

5)防腐涂料涂装检验记录。

(3)对产品进行实物验收时，需参照加工厂提交的设计图纸，确保构件的实际尺寸与安装规格相符。

(4)钢板表面在高强度螺栓连接区域应确保平滑，无残留焊接飞溅物，无突起的毛刺，且务必保持清洁，无油脂污染。摩擦面需实施保护性处理，严禁在该区域进行任何标记操作。

(5)高强度螺栓连接副应配备出厂质量保证书，并随附件携带扭矩系数及紧固轴力（预拉力）的检测报告。通过验收的连接副需依据包装箱上标注的批次与规格，进行分类妥善储存于室内，保持堆放整齐，高度适中，以防锈蚀和污染。在安装和使用前，严禁擅自开启包装。在运输和保管过程中，务必轻拿轻放，以防止螺纹受损。

(6)本项目选用的高强度螺栓种类丰富，包括M16、M20等多种规格。

对于高强度螺栓连接构件，其栓孔尺寸必须严格遵循设计规格，孔径的偏差应当符合如下的标准规定：

4.3.2节高强度螺栓连接构件的制孔容许偏差表

(7)在施工筹备阶段，务必对连接材料以及摩擦面的摩擦系数抗滑移性能进行复核检验。

钢结构制造批的抗滑移系数检验应由制造厂和安装单位分别执行，划分标准为每2000吨为一个批次，不足2000吨亦视为一个独立批次。试样需由制造厂加工，其材质、摩擦面处理工艺以及制作批号应与代表的构件完全一致，并且须在相同的环境条件下同期运送。摩擦面的抗滑移系数必须符合设计图纸的明确规定。

图4.3.2高强螺栓连接副示意图

在进行扭剪型高强螺栓施工前，必须依据出厂审批结果对高强度螺栓连接副的紧固轴力进行检验，每批次需测试8套。确保紧固轴力的平均值及变异系数均满足相关规范规定。

在进行大六角头高强度螺栓安装作业前，必须对高强度螺栓连接副的扭矩系数进行复核，每次复核样本数量为8套一组。

4.3.3验收基础阶段

在钢结构安装之前，总包单位需与监理单位、土建施工单位以及安装施工单位共同对基础进行联合验收。验收过程中，基础表面应明确标注中心线和标高标识，且不应存在裂缝、蜂窝、空洞以及露筋等问题。基础的几何尺寸、标高、表面平整度以及纵横轴线间距等务必符合工程设计文件的规定。此外，基础周边的回填土应经充分夯实处理。

地脚螺栓螺纹应受到保护。

地脚螺栓（锚栓）尺寸的允许偏差：

4.3.3-1节地脚螺栓（锚栓）尺寸的容许偏差表

建筑物、基础上柱的定位轴线及其标高的允许偏差应符合如下的规定：

4.3.3-2节 地脚螺栓（锚栓）的允许偏差明细

4.3.4高效集成安装方案

完成基础验收并确保其质量达标后，表面需处理成麻面并彻底清理。如获业主和监理认可，可实施无需垫铁的安装方式，该方法操作简便，利于快速施工且节省材料。若采用配备垫铁安装，垫铁应安置在柱脚底板加劲板或柱肢下方，且每组垫铁不得超过四块。垫铁需与基础面及柱底面紧密、平滑接触。通过水准仪精确调整垫铁位置，垫铁找平后即可进行结构组件的安装作业。

在安装过程中，通过加固封绳与经纬仪双重校准立柱，具体操作是：在立柱相互垂直（即90°角）的位置设置两台精密经纬仪，并结合5米长的磁力线坠进行协同作业，以此确保立柱安装的精确度和质量。

柱子安装时的各项允许偏差：

表4.3.4柱子安装允许偏差

钢结构定位作业应尽量避免在大风肆虐或阳光直射单侧的环境条件下进行。

下进行。

在实施成片吊装作业时，应优先考虑采用多个吊点并增设临时支撑进行强化，以此有效降低吊装过程中的形变风险。

4.3.5安装横梁与斜支撑技术

在成片安装完毕后，工序将推进至横梁的安装。安装横梁需遵循特定顺序：首先安装主体主梁，随后安装次级梁；接着安装框架梁