钢结构厂房牛腿焊接施工方案

1编制说明1.1编制目的作为本工程专项施工技术方案指导性文件，运用科学先进的施工技术，合理高效的施工组织与管理，指导工程有序、高速、优质、安全地施工。1.2编制依据(1)设计研究院设计的施工图纸。(2)国家、建设部及安徽省现行有关规范、标准。(3)现场调查资料。(4)本单位类似工程施工积累的施工经验。(5)依据GB/T19001-2000质量标准体系、GB/T24001-1996环境管理体系和GB/T28001-2001职业健康安全标准建立的质量、环境和职业健康管理体系。1.3本工程遵循的施工规范与技术标准(1)《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）(2)《钢结构设计规范》（GB50017-2003）(3)《工程测量规范》（GB50026-93）(4)《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）2施工分析2.1钢牛腿焊接在既有钢柱前，依据力学检算易知原有钢立柱截面最大应力为60.3MPa，远小于《钢结构设计规范》上Q345的屈服应力。检算过程如下：以既有装配车间单榀屋架为研究对象，对危险截面（吊车梁牛腿处）进行受力分析，在H钢立柱在焊接时，考虑受焊翼缘不参与工作，按T型钢立柱模型对钢立柱进行受力分析，前提是行车离此榀屋架10米以上，不考虑行车作用力。取屋面恒荷载0.3KN/M2,屋架梁为H(700-500)×180×8×10。6M长吊车梁带钢轨取5KN。单榀屋架示意图单榀屋架受力分析图吊车梁牛腿处危险截面应力为拉应力，σt=Mmax/W+FN/Aσt牛腿处危险截面处应力Mmax牛腿处危险截面处弯矩，为26KN·MW弯曲截面系数型钢T450×300×8×14弯曲截面系数Wmax=1396.99cm3，Wmin=414.1cm3FN牛腿处危险截面处压力，为18KNA牛腿处危险处截面积，型钢T450×300×8×14截面积为75.76cm2σt=Mmax/W+FN/A=26×103/(414.1×10-6)-18×103/(75.76×10-4)=60.3MPaσt远小于Q345钢材屈服310MPa，同时既有柱上施焊处已经设有加筋板，也保证了翼缘板、腹板的局部稳定性，故不需卸载。同时为消除施焊热影响而带来的不利因素，对牛腿施焊部位予以机械加固，构件如图所示2.2充分考虑新接跨钢梁对既有柱的影响，在安装顺序上将其错开，即先进行钢架梁的安装，形成对既有柱体的稳定和加固，然后焊接新增牛腿。2.3为了不影响既有车间生产，在保证牛腿与既有柱现场焊接质量前提下，又能提高现场施工进度，牛腿与既有柱焊接选用单面焊双面成型的焊接工艺。2.4为防止焊接连接处在焊接过程中出现层状撕裂等焊接缺陷，避免产生局部应力，在牛腿现场焊接工艺上采用预热（约150-250℃）、后热、缓冷、锤击等方法。2.5为避免因新增牛腿结构焊接而引起的结构变形，预采用以下焊接顺序。即先焊接牛腿腹板，再依箭头方向顺次施焊，避免既有柱翼缘板因局部受热失稳而变形。2.6在施工过程中采取相应安全防护措施，同时要求行吊距操作处最小距离为10M，以保证施工和既有车间安全生产。2.7充分考虑原有行吊的运行状态，操作平台搭建时要求在保证施焊顺利的条件下尽量缩减横向空间，避免和行车滑触线接触，以保证安全生产。2.8做好现场测量，在正式施焊前先试焊一单件，对比钢柱施焊前后尺寸变化，并进行焊缝探伤分析，合格后再通焊。3施工工艺流程3.1既有结构测量（包括既有柱、牛腿标高和垂直度）→既有柱附近围护结构拆除→既有柱新增牛腿部位表面清除→新增牛腿找点、初步定位点焊→测量精确定位→修正牛腿→焊接牛腿3.2新增牛腿安装标高的控制考虑新增牛腿利用已有柱牛腿处筋板。新增牛腿标高，直接在已有钢柱标记处，往上引一固定尺寸得一点，将同轴线新增牛腿均固定在该同水平位置。3.3新增牛腿构件复查现场焊接作业前由现场质检员依据GB50205-2001《建筑钢结构焊接技术规程》对检查焊接构件的坡口、间隙、钝边等做现场检查。3.4焊缝周围区域的清除清理既有柱焊接部位30mm范围内的油漆、铁锈、油污、水分、灰尘等杂物。3.5新增牛腿安装垂直度的控制先使牛腿腹板中线与原有柱翼缘板中线完全重合，用水平仪复核其垂直度，调整后再通焊固定。3.6新增牛腿安装水平度的控制在牛腿整体焊接前，先点焊上翼缘板于柱身已测得标记处，用水平尺复核其水平度，及时调整后再通焊固定。3.7新增牛腿安装过程的控制在牛腿、既有钢柱的整个焊接过程中，设有专职测量人员，对牛腿的垂直度和标高、水平度进行监测。4新增牛腿焊接施工方案4.1机械设备选用⑴电焊机选用电焊机的选用：本工程的焊接方法为手工电弧焊，焊条规格最大为φ5.0mm，选用ZX7-400型手工直流电弧焊机，采用直流反接。焊机完好，接线正确，电流表、电压表完好，摆放在设备平台上的设备排列应符合安全要求，电源线安全可靠。⑵.焊条选用对于易裂的母材或结构，对于塑性、韧性要求高的重要结构，应选用塑性韧性好、含氢量低及抗裂性能好的E5015碱性焊条（即低氢焊条），且焊前烘烤，施焊过程采用保温桶防潮。4.2技术措施牛腿与既有柱现场焊接是本工程施工的重点和难点，为了不影响两侧车间正常生产，在保证施工质量前提下又能提高施工进度，制定合理的焊接技术工艺是关键。先清理既有柱焊接部位的油漆、铁锈、油污、水分、灰尘等杂物⑴上下翼缘板与立柱焊接①采用手工电弧焊，牛腿上下翼缘板均开单边V型坡口，底面采用垫板，分三层焊接。具体型式如下图：②.第一层打底用φ=3.2的焊条,焊接参数在满足要求的条件下尽量减小。第二、三层选用直径为φ=5.0的焊条,焊接间隙b=6,坡口角度α＝45°，钝边P＝2，焊角尺寸hf=8。当焊接第二层时，焊接方向应与第一层方向相反，以此类推。每层焊接接头应错开15-20mm。③.工艺参数第一层焊接第二、三层焊接I＝100~130AI＝170~190AU＝21~25VU＝25~28V焊速100~160mm/min焊速100~160mm/min④腹板与立板焊接⑤开K型坡口，对称焊，具体型式如下：⑥.坡口角度为45°,钝边P=2,h1=h2=7,焊角尺寸为8,焊接速度为60~120mm/min⑦.工艺参数I＝200~260AU＝25~28V焊速60~120mm/min⑶.焊接顺序先焊接钢牛腿腹板且上下预留50mm不焊，再焊接上翼缘且从两边向中间焊接（下翼缘与上翼缘板同时施焊，两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致），最后补焊。顺序如下图所示.⑷.垫板、引弧板，引出板装配要求：①焊接垫板材质为Q345B，两端伸出各60mm。引、熄弧板的材质和尺寸符合设计要求。②垫板、引弧板，引出板其材质应和被焊母材相同，坡口型式与被焊焊缝相同，焊接完成后用火焰切割去除引弧板和引出板，并修磨平整。③.钢衬垫的定位焊在接头坡口内焊接。定位焊焊缝与最终的焊缝相同，所有焊材与正式施焊的质量要求相同。