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+型柱
上海发展大厦钢结构工程加工制作工艺方案
“
”型柱柱制造工艺流程:
原材料进厂
↓
复验
↓
套料
↓↓↓↓↓
附牛腿劲板柱本体安装耳板垫板
↓↓↓↓↓
翼、腹板翼、腹板
下料、切割下料、切割下料、切割下料、切割下料、切割
↓↓↓↓↓
BH拼装铣坡口矫正、划线划线、钻孔调平
↓↓↓↓↓
焊接、矫正检验BH拼装检验检验
↓↓
二次下料取长焊接、UT探伤
↓↓
划线、钻孔矫正
↓↓
检验分解“T”型、开坡口
↓↓
预处理矫正、打磨
↓
“
”型组立
↓
焊接、探伤
↓
矫正
↓
长度铣削
组装、焊接
↓
探伤、矫正
↓
装焊栓钉
↓
检验
↓
预装
↓
检验
↓
除锈
↓
包装、发运
板制柱制造工艺流程:
原材料进厂
↓
复验
↓↓↓
节点板柱本体加劲板
↓↓↓
下料、切割翼、腹板下料下料、切割
↓切割、矫正
划线、钻孔↓
BH拼装
↓↓↓
检验焊接、矫正检验
↓
预处理↓
组装、焊接
↓
矫正
↓
长度铣削
↓
装焊吊耳板
↓
检验
↓
预装
↓
检验
↓
除锈
↓
包装、发运
板制梁制造工艺流程:
原材料进厂
↓
复验
↓↓↓
节点板梁本体加劲板
↓↓↓
下料、切割翼、腹板下料下料、切割
↓切割、矫正
划线、钻孔↓
↓BH拼装
检验
↓↓检验
预处理焊接、矫正
↓
装配节点板
↓
焊接、矫正
↓
锯、割长度
↓
划线、钻孔
↓
检验
↓
预装
↓
检验
↓
抛丸
↓
包装、发运
一、总则:
1.1应用范围:
本文件仅适用于上海发展大厦钢结构件的制作。
1.2执行规范:
本工艺方案在编制时,按业主提供的技术文件,参照“上海发展大厦钢结构设计说明”,并根据国家现行的相关标准、规范及行业标准。
同时,结合公司的实际制作,加工情况进行编制,所涉及的规范,标准如下:
⑴《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
⑵《高层民用建筑钢结构技术规程》(WJGJ99-98)
⑶《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)
⑷《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81-2002)
⑸《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)
⑹《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》(GB986-88)
⑺《气焊、手工电弧焊及气体保护焊缝坡口的基本形式与尺寸》(GB8162-87)
⑻《钢结构焊缝外形尺寸》(GB5777-96)
⑼《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB11345-89)
⑽《涂装前钢材表面腐蚀等级和防锈等级》(GB8923-88)
⑾《热轧H型钢和部分T型钢》(GB/T11263-1998)
1.3在钢结构件的制作过程中,应严格遵守公司质量管理的各项规定,确保构件的加工质量。
1.4生产中严格遵守公司的生产安全规则和技术操作规程,
确保生产安全。
二、工程所用材料:
2.1主材材质:
2.1.1钢结构主材材质为Q345B。
钢材材质应满足现行国家标准《低合金高强度结构钢》(GB/T-1591-94)的规定。
2.1.2根据设计说明:
板厚大于36mm,且承受沿板厚度方向的拉力时,要求钢板厚度方向的断面收缩率。
不得小于现行标准《厚度方向性能钢板》(GB/T5313)中Z15级断面收缩率的允许值。
2.1.3钢材的抗拉强度实测值与屈服实测值的比值不应小于1.2。
2.2焊材:
根据设计要求及焊接工艺评定方案,焊材选用:
⑴手工焊焊条采用:
E5015E5016
⑵CO2气体保护焊采用:
ER50-6
⑶埋弧焊采用:
H10Mn2+HJ431
2.3高强度螺栓:
⑴根据设计要求采用10.9级大六角高强螺栓,其热处理制作和技术要求应符合《钢结构用高强度大六角头,大六角螺母,垫圈型式尺寸与技术条件》(GB/T1228-1231-91)的规定。
⑵高强度螺栓连接面采用喷钢丸处理,摩擦面的抗滑移系数不得小于0.45。
⑶摩擦面需要进行抗滑移系数的试验,并提交试验报告。
⑷质检部门需提供三套摩擦试板。
业主、监理、安装工地各一套。
2.4栓钉:
剪力栓钉采用圆柱头焊钉,规格为φ19,应符合《圆柱头焊钉》(GB/T10433)。
2.5原材料订购进厂检验:
2.5.1所有原材料(包括钢材及焊材)必须附有制造厂家提供的质量合格证明书。
2.5.2钢材复检:
对于厚度在36mm以上且有Z15要求的钢板应做复检,复检内容包括化学成分分析,拉伸弯曲、冲击、Z15性能试验,试件的取样方法按照相关标准执行。
取样完毕,要求复检者在每块板上标明相应钢板的材质,编号,炉批号及规格尺寸。
2.5.3材料进厂后,按照公司质量管理规定的要求,经复检合格后,办理交验手续,妥善入库标记,存放和保管,避免与其它材料相混。
2.5.4以上软件资料齐全后,请材料部门及时将钢材的质量合格证,复检报告,来料登记表反馈给工艺员,排版员,以便按设计要求进行排版、套料。
2.5.5材料如有代用,材料部门应提出书面要求,由设计部门审核通过。
三、基本加工要求:
3.1放样套料:
3.1.1套料前,套料人员应熟悉工艺流程及特殊要求,特别是“
”柱中“⊥”型的套料及加工制作。
然后根据生产科编制的排版图,下料加工单、零件草图和实样进行套料。
3.1.2放样和样板的允许偏差:
项目
允许偏差(mm)
平行线距离和分段尺寸
±0.5
对角线
1
长度、宽度、孔距
长度0~±0.5,宽度0~±0.5,孔距±0.5
样板角度
±20′
3.1.3放样时如发现施工图有遗漏和错误以及其它原因,需要更改施工图时,必须取得原设计单位的同意,不得擅自修改。
3.1.4套料时,若发现材料规格或材质外观不符合要求时,须及时报材料,质量,技术部门处理。
3.1.5划线后,应标明基准线,中心线和检验控制点,使用钢划针之类划线工具,线宽度和划痕深度不超过0.5mm。
3.1.6接料要求:
“
”型钢及BH钢柱钢梁的翼板、腹板接料应错开200mm以上;其中“
”中“H”腹板与“⊥”“T”型中的腹板也应相互错开200mm以上;最短接头不得小于1.2米;接料处避开牛腿和连接板位置500mm左右;接料处避开孔群,距边孔位置大于120mm
以上。
3.1.7构件的接料缝需要在套料图中或构件图中有明确标识,并通知下发下料段、H组立段,二次加工段及装配焊接段学习实施。
3.1.8所有连板或H型钢排料时,注明坡口型式或坡口长度,标明接料焊缝的拼接位置。
3.2下料、切割:
3.2.1钢材的切割原则上采用裁条机或数控切割机下料,次要部位的零件可以采用火焰半自动切割小车进行。
材料切割后,自由边缘需进行打磨。
3.2.2母材须平整无损伤及其他缺陷,否则应矫正或剔除,若发现钢板平面度超差,下料时必须用火焰法矫正。
火焰矫正的温度应控制在900℃以下,采用自然冷却,未降到室温前,不得锤击钢板。
3.2.3切割面精度要求:
项目
图例
允许偏差
切割断面的粗糙度
坡口面≤0.2mm
自由边≤0.1mm
切割断面的局部割痕
坡口面d≤1.0mm
自由边d≤0.5mm
切割断面的垂直度e
t≤20mme≤1mm
t>20mme<t/20
3.2.4当达不到上述要求时应用砂轮打磨,必要时进行堆焊补修后,再用砂轮打磨平整并100%UT探伤,以保证切割断面的质量。
3.4、制孔:
3.4.1高强螺栓孔原则上采用钻孔的加工方法。
型钢尺寸在BH1000x500xaxb以内的构件制孔工序,优先采用三维数控钻孔加工;连接板外型尺寸在1200x1200以内的,优先采用平面数控钻床自动定位钻孔。
3.4.2需要划线钻孔的构件,使用划针划出基准线和钻孔线,螺栓孔的孔心和孔周打上五点梅花冲印,便于钻孔和检验。
3.4.3对于孔群尺寸较有规律或相同尺寸孔群分布较多,需在50型钻床上进行钻孔时,工装组需提前制作钻模钻孔,保证孔群间装配尺寸精度。
3.4.4制孔的精度要求如下:
项目
允许偏差
螺栓孔偏心
±1
孔间距偏移
±0.5,最大偏差不大于1mm
孔中心到组装边距
±1
孔中心到自由边距
±2
椭圆度
± 1.5
3.5接料
3.5.1接料时,中心要对齐,拼接前要将坡口及其两侧50mm,范围打磨至露出金属光泽。
3.5.2拼接焊缝均应加引熄弧板,引弧板,熄弧板均须采用火焰或机械切割,不得用锤击落。
3.5.3引弧、熄弧板切割后均应机械加工(打磨或刨削),使之与母材金属平整。
3.5.4拼接焊缝坡口形式见图:
注:
图纸有明确加工坡口形式时,则按图示尺寸加工
3.5.5接料板料几何尺寸要求按3.1.6执行。
3.5.6所有“
”型柱及BH柱的腹板、翼板在套料时,应按工艺要求,预留加工余量,具体加工余量或下料允许偏差见下表:
具体部位
宽度方向允许偏差或余量
长度方向允许偏差或余量
翼板
0~+2mm允许偏差
放50mm加工余量
BH腹板
放2mm收缩余量
放50mm加工余量
“
”型腹板
放2mm~3mm收缩余量
放50mm加工余量
3.5.7厚度大于36mm,钢板焊接前,需进行预热处理,可采用火焰法加热,预热温度100℃~150℃,层间温度100~350℃。
3.5.8焊接时埋弧焊焊剂采用HJ431,焊丝为¢4mmH10Mn2,焊接电流为500~600A,焊接电压为27~30V,焊接速度为30~50cm/min.CO2气保护焊焊丝为¢1.6mmE7/T-9药芯焊丝,焊接电流为300~3400A,焊接电压为31~35V,焊接速度为30~50cm/min,CO2气体流量15~20L/min.
3.5.9厚板焊后,UT探伤合格后,应进行整体或局部的消除应力热处理。
3.6、BH型钢组立及焊接:
3.6.1截面尺寸为800x1500xL,宜在H型钢组立机上完成,超大超高H型钢宜立胎组立完成。
3.6.2“
”型钢柱的制作:
先在组立机上完成两件“H”字型钢,H型钢合格后,再把其中一件“H”字型钢割开成两件“T”型钢,最后在BOX组立机上完成最后整体总装工序,具体见“
”型钢柱的制作工艺要求。
3.6.3腹板和翼板带刚性牛腿处上下各600范围及上下两端现场对接焊处100mm范围内,均为溶透焊,需100%UT探伤合格。
3.6.4翼板与腹板的坡口熔透焊缝,采用CO2气体保护焊打底,埋弧焊盖面,其表面必须形成略凹状,以保证焊缝金属与母材间平
缓过渡。
3.6.5根据构件特征,BH型钢纵焊缝熔透焊区及半熔透焊的坡口形式及衔接需平缓过渡。
见图6.1
3.6.6熔透焊接顺序:
正面焊2/3→背面清根→背面焊接完毕→正面焊接完毕。
焊接参数同3.5.8
3.6.7板材厚度达到36mm以上Q345B,主焊缝焊前预热,温度为100~150℃,刚性牛腿处材质为Z15性能材质。
3.6.8定位焊应由合格的定位焊工或持证焊工施焊。
3.6.9定位焊应符合与正式焊缝一样的质量要求。
焊后彻底清除溶渣,定位焊焊缝出现裂纹应清除后重焊。
3.6.10定位焊应避免在焊缝的起始结束和拐角处施焊,T形接头应在两侧对称进行。
3.6.11定位焊尺寸不大于设计尺寸的2/3.hf,不小于4mm,但不宜大于8mm。
3.6.12BH型钢焊前组装尺寸需考虑焊接收缩量,宽度方向可适当放2~3mm收缩量。
需割“H”型钢成两件“T”型钢的H型钢组立时,则需加放5~6mm的收缩量,才能满足达到设计要求。
焊接探伤合格后,必须进行校正,尤其要控制弯曲和扭曲变形及截面的角变形,把误差控制到最低,以保证后序组装和焊接的精度。
四、“
”型钢柱制作工艺:
4.1套料:
上海发展大厦钢柱由我公司制作的“
”型钢柱,主要有下列同种规格(单位mm):
⑴900x900x400x40x40xL套料尺寸
⑵900x900x400x40x30xL套料尺寸
⑶450x450x250x25x25xL套料尺寸
⑷1200x1200x600x60x55xL套料尺寸
套料尺寸要求如下:
⑴翼板(Z15)-40x400xL4件套料为:
-40x400x(L+50)4件
腹板1(Q345B)-40x820xL1件套料为:
-40x(820+2)x(L+50)1件
腹板2(Q345B)-40x390xL2件套料为:
-40x(780+6)x(L+50)1件
⑵翼板(Z15)-40x400xL4件套料为:
-40x400x(L+50)4件
腹板1(Q345B)-30x820xL1件套料为:
-30x(820+2)x(L+50)1件
腹板2(Q345B)-30x395xL2件套料为:
-30x(790+6)x(L+50)1件
⑶翼板(Q345B)-25x250xL4件套料为:
-25x250x(L+50)4件
腹板1(Q345B)-25x400xL1件套料为:
-25x(400+2)x(L+50)1件
腹板2(Q345B)-25x187.5xL2件套料为:
-25x(375+6)x(L+50)1件
⑷翼板(Z15)-60x600xL4件套料为:
-60x600x(L+50)4件
腹板1(Q345B)-55x1080xL1件套料为:
-55x(1080+2)x(L+50)1件
腹板2(Q345B)-55x512.5xL2件套料为:
-55x(1025+6)x(L+50)1件
4.2“
“钢柱的下料余量或组装公差分配(焊接前)
4.3分体制作:
4.3.1结合钢柱结构特征,把“
”钢柱分解成两部分制作,分成“H”和“T”“⊥”形式进行拼装。
套料时,把“T”“⊥”先套成“I”1件,按照BH型钢工序组焊合格,探伤及矫正合格后,再转抛丸机除锈;最后端铣一头取长,再切割开。
4.3.2根据套料尺寸图,先把腹板1与其中2件翼板组成H型钢,再把腹板2与另外2件翼板组成I型钢组立尺寸分别为:
4.3.3“T”“⊥”制作过程:
1)与腹板2组焊成BH型钢经校正合格后,需先抛丸,再端铣一端,沿腹板中心线用切割小车间断式割开(每向100mm,切割1000mm),切割缝宽控制在2mm以内。
2)待切割缝温度降低后,最后用切割小车进行第二次切割。
把余下的100mm切割开,保使之变成2件“T”型钢。
3)构据图纸要求,分别对两件“T“型钢腹板拼接处开熔透焊坡口,及半熔透焊坡口。
4.3.4:
腹板开坡口形式:
4.3.5“
”型组立制作及焊接,在箱形组立机上
4.3.5.1将组立合格的“
”和“T”放在箱形组立机上。
4.3.5.2首先将“
”平放在操作机上。
4.3.5.3确定出上平面“
”的装配位置,并弹出组装样线。
4.3.5.4在组装样线紧贴“
”型腹板的边缘,点上比子块(间隔1000mm~1500mm,用完随即割掉,并打磨光滑)
4.3.5.5调节好组装位置及装配间隙。
对点焊处进行预热处理(点焊间距400mm~500mm)。
4.3.5.6同样:
翻转“
”180°度,将另一侧的“⊥”型装配上去。
4.3.5.7定位焊应由合格的持证定位焊工或电焊工施焊。
4.3.5.8定位焊应符合与正式焊缝一样的质量要求,焊后彻底清除的熔渣,定位焊焊缝出现裂纹应清除后重焊。
4.3.5.9定位焊应避免在焊缝的起始结束和拐角处施焊。
4.3.5.10定位焊尺寸不大于设计尺寸的2/3,不小于4mm,但不宜大于8mm。
4.3.5.11熔透焊按顺序,正面焊接2/3—背面清根——背面焊接完毕—正面焊接完毕。
4.3.5.12腹板与翼板(腹板与腹板)拼接焊缝的焊缝厚度为HF=8mm(焊角尺寸:
11mm);熔透焊区100%UT探伤合格。
4.3.5.13熔透处焊缝,宜采用CO2气体保护焊打底,埋弧焊盖面,其表面必须形成略凹,将以保证焊缝金属与母材间平缓过渡。
4.3.5.14“
”在分解组装及整体拼装时的装配尺寸需充分考虑焊接收缩量,“
”宽度方向可适当加放2~3mm的收缩量,“T”“⊥”方向整体组装时需加放3~4mm的收缩量。
焊接探伤合格后,必须进行校正,其要控制弯曲和扭曲变形,及截面的角变形,把误差控制到最低,以保证后序的装及焊接的精度。
4.3.5.15钢柱合格后,转二次精加工段,进行端铣取长,下端开坡口。
4.3.5.16钢柱不作除锈处理.仅带摩擦面处作抛丸除锈。
4.6“”型柱的制作允许偏差如下:
项目
允许偏差
图例
截面高度(h)
(500≤h≤1000)
±3.0
截面宽度(b)
±3.0
腹板中心偏移
±2.0
翼板垂直度(△)
b/100不大于3.0
箱型柱身板垂直度
h(b)/150,且不大于5.0
弯曲
L/1000不大于5.0
扭曲
h/250不大于4.0
腹板局部平面度T≥14
2.0
4.7钢柱的H钢牛腿的制作与组装:
根据H型钢牛腿的数量定
4.7.1牛腿制作由H型钢工段先行组H钢,然后在流水线上进行锯切,下料钻孔,锁口等。
4.7.2牛腿的腹板与翼板拼接边缘开1/3坡口半熔透焊Hf=11mm.
4.7.3根据牛腿制作方法的调整,深化在牛腿图纸的绘制时,只画出牛腿的装配图即可。
但需标明牛腿的长度,规格等技术要求。
4.7.4装配牛腿时,牛腿到钢柱的装配尺寸允许+2mm,焊后达到图纸尺寸。
4.7.5牛腿的翼板与钢柱熔透焊,腹板与钢板为直角焊缝,Hf=12m
4.7.6钢柱在牛腿处的加劲板于柱焊接均为坡口熔透焊.
4.8本工程焊接工艺要点:
4.8.1在本工程要求一级全熔透焊缝如下:
焊缝部位
焊缝等级
备注
节料缝
一级
熔透焊
100%UT合格
柱牛腿上、下600mm范围
一级
熔透焊
100%UT合格
柱牛腿上、下端100mm~600mm范围
一级
熔透焊
100%UT合格
柱翼板、腹板拼接纵缝
半熔透焊
100%MT探伤
牛腿翼缘与钢柱
一级
熔透焊
100%UT合格
4.8.2主焊缝处必须做好焊工标识,打钢印.
4.8.3焊缝厚度偏差0~3mm.
4.8.4加强维护构件外观质量,除一级焊缝按一级标准检验外,其余所有产品的焊缝成形按二级外观质量检查标准执行.
如下表格所示:
项次
项目
质量标准
一级
二级
三级
1
气孔
不允许
不允许
直径大于1mm的气孔在1米长度范围内不超过5个
2
咬边
不允许
深度不超过0.5mm,梁计总长度不得超过焊缝总长度的10%
深度不超过0.5mm,累计总长度不得超过焊缝总长度的20%
3
对接焊缝余高
0~3.0
0~3.5
0~4
4
角焊缝
焊脚宽
0~1.5
0~1.5
0~1.5
0~1.5
0~3
0~3
0~3
0~3
5
角焊缝
余高
0~1.5
0~1.5
0~1.5
0~1.5
K>6
0~3
0~3
0~3
4.8.6主焊缝的焊接均采用自动焊
4.8.7缺陷修复和矫正
4.8.8焊缝或母材上的裂纹:
用磁粉检查法或渗透法确定裂缝的大小,然后用碳刨刨掉裂纹和距离裂纹两端50mm的焊缝金属重新施焊。
4.8.9过量的焊缝气孔、夹渣、未熔合:
用碳刨清除不合格部分后重焊。
4.8.10过凹的焊缝或弧坑,尺寸不足的焊缝、超标咬边:
用砂轮打磨好表面后重新补焊。
4.8.11焊瘤或过高的焊缝:
用碳刨刨掉或砂轮打磨掉多余部分。
4.8.12补焊应用直径不大于4.0的低氢型焊条,此时提高预热温度50℃。
4.8.13焊缝出现裂纹,原材料切割表面的不连续性,应报工艺部门,找出原因后再按返修工艺进行。
4.8.14焊缝同一部位的返修次数不得超过两次。
5.栓钉焊接:
5.1:
焊接前须检查栓钉焊枪的各项性能是否达到安全及焊接要求。
5.2:
瓷环应按产品说明书进行烘焙。
5.3:
栓钉焊接在抛丸除锈后(摩擦面处)进行。
5.4:
焊接之前,要按照《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)和《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)中的有关规定作工艺评定,待工艺评定合格后,方可进行批量焊接。
5.5栓钉夹头应夹紧栓钉头部,保证栓钉焊枪的中轴线与栓
钉中轴线在同一直线上,焊工应紧握焊枪枪柄,把栓钉垂直地紧压于母材上。
6、构件标记:
6.1出厂构件的编号为详图上的构件号。
6.2用钢印分别在距构件两端300mm左右的范围内打清晰,并用记号笔抄写清晰。
6.3安装标记,根据要求,需在钢柱翼板中心位置作好安装标记。
7、包装和发运:
7.1产品包装须经产品检验合格,随机文件齐全,漆膜完全干燥方可进行。
7.2产品的包装应有足够的强度,保证产品能经受多次装卸、运输,保证无损伤、变形、降低精度、锈蚀、残失等,能安全运抵目的地。
7.3产品捆包应按区域、节、组中分别打包。
7.4构件发运前,需编制发运清单,清单上明确项目名称、构件号、构件数量吨位,以便收货单位核查。
附:
设计修改通知单
青岛东方铁塔股份有限公司企业标准
序号No.180JS.01.04-MJ-54
工程代号:
05—365—A4201
工程名称:
上海发展大厦
ELM文件名称:
加工制作工艺方案
工程文件编号:
FZDS-01
编制部门
青岛东方铁塔股份有限公司工艺科
编制
日期
校对
日期
审核
日期
批准
日期
生效日期
持有部门:
持有人:
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