傾斜鋼管柱施工工藝

傾斜鋼管柱施工工藝一、前言為了追求大型公用建筑造型獨(dú)特的建筑效果，鋼結(jié)構(gòu)柱也由傳統(tǒng)的垂直柱向傾斜柱大膽突破，南京火車站主站房鋼管砼柱采用了向北傾斜10度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，屬于典型的傾斜鋼管柱施工。在施工中我們精心編制施工工藝，合理進(jìn)行機(jī)具、人員、材料生產(chǎn)要素的配置，認(rèn)真進(jìn)行施工過程的質(zhì)量檢測跟蹤和成本、經(jīng)濟(jì)效益的分析比較，完成本工藝的編制。二、工藝特點(diǎn)本工藝與GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行安裝定位比較，具有成本低廉、靈活、操作簡單、易于掌握的特點(diǎn)，在保證工期、質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)效益方面具有明顯的優(yōu)勢。三、適用范圍本工藝適用于傾斜鋼管砼柱的施工，對傾斜箱形鋼柱和傾斜十字勁性柱的施工也有借鑒、指導(dǎo)作用。四、工藝原理根據(jù)起重設(shè)備的吊裝能力和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，將鋼管柱合理分段。按每段鋼柱的長度和傾斜角度，在安裝平面位置形成的水平投影，確定安裝測量時(shí)經(jīng)緯儀架設(shè)位置。通過計(jì)算和電腦放樣選定鋼柱的吊點(diǎn)，保證鋼柱起吊后的傾斜角與設(shè)計(jì)傾角一致。鋼柱臨時(shí)固定，采用柱頂纜風(fēng)繩與地面錨點(diǎn)拉緊固定，上下柱接口處用連接耳板對穿安裝螺栓固定，校正采用千斤頂和楔鐵調(diào)整，安裝后用全站儀進(jìn)行復(fù)測檢驗(yàn)。對于柱頂標(biāo)高的測量摒棄傳統(tǒng)的水平儀，采用經(jīng)緯儀坐標(biāo)測量法。五、施工工藝（一）、施工工藝流程電腦放樣，測算鋼柱吊點(diǎn)；計(jì)算傾斜鋼柱水平投影位置→施工準(zhǔn)備→鋼柱安裝→焊接→測量復(fù)核（二）、施工工藝要點(diǎn)1、確定傾斜鋼柱吊點(diǎn)為保證傾斜鋼管柱在吊裝過程中按設(shè)計(jì)傾角安全穩(wěn)妥就位，采用重心不變的兩點(diǎn)吊裝法。計(jì)算出鋼管柱重心位置，將鋼管柱在電腦上放樣呈設(shè)計(jì)要求的傾斜角度，沿重心豎直向上引直線，重心以上直線在鋼管壁兩側(cè)任意對稱點(diǎn)都可作為吊裝時(shí)的兩吊點(diǎn)位置，但為了操作簡單，將兩吊點(diǎn)距重心的距離設(shè)置為定值。2、傾斜鋼管柱安裝要點(diǎn)將吊繩用卡環(huán)固定在吊點(diǎn)上，卡環(huán)采用自卸活動(dòng)卡環(huán)，摘鉤時(shí)在地面上的安裝人員牽拉控制繩即可完成脫鉤，利用工字鋼扁擔(dān)過渡吊裝。連接耳板下的三根纜風(fēng)繩用3個(gè)3T倒鏈與地面錨點(diǎn)連接，作為鋼柱的臨時(shí)固定設(shè)施。鋼管柱校正完畢后，將鋼管柱連接板焊接進(jìn)行剛性固定，以防止焊接變形，最后進(jìn)行施焊。鋼管柱吊裝示意圖3、斜鋼管柱的測量校正（1）傾斜鋼管柱的標(biāo)高測量控制在每節(jié)柱安裝完畢后，對柱頂標(biāo)高進(jìn)行測量，計(jì)算出標(biāo)高誤差，將誤差值通知制作廠家，對下一節(jié)柱制作長度進(jìn)行調(diào)整，以保證減小鋼管柱標(biāo)高誤差。由于施工現(xiàn)場不能滿足水準(zhǔn)儀測量鋼管柱標(biāo)高，所以我們采用了經(jīng)緯儀坐標(biāo)測量法。具體操作方法如圖示：傾斜鋼管柱標(biāo)高測量示意圖傾斜鋼管柱標(biāo)高H計(jì)算：H=H1+H2+H3H2=L3*tagaL3=sqrt(L12+L22)所以H=H1+sqrt(L12+L22)*taga+H3（2）傾斜鋼管柱軸線及錯(cuò)邊量的測量校正軸線及錯(cuò)邊量的測量校正，根據(jù)下節(jié)柱頂?shù)妮S線偏差值，用上節(jié)柱垂直度向反向偏差來調(diào)整軸線偏差。對上節(jié)柱的錯(cuò)邊量用直尺測量。錯(cuò)邊量質(zhì)量要求小于3mm，校正錯(cuò)邊量用錘擊鋼楔完成。傾斜鋼管柱安裝軸線測量方法測量方案：斜柱測量控制側(cè)面圖（3）測量方法簡述：傾斜鋼管柱進(jìn)場后復(fù)核鋼管柱長度鋼管柱兩端東南西北軸線的紅三角標(biāo)志準(zhǔn)確顯明。安裝前對測量儀器進(jìn)行校正，確保儀器精度要求。對每節(jié)鋼管柱的兩端中心點(diǎn)水平投影數(shù)據(jù)復(fù)驗(yàn)無誤后，根據(jù)理論計(jì)算的鋼管柱兩端的中心投影的東西向軸線位置，在砼面上放出定位線標(biāo)志。鋼管柱吊裝時(shí)，將兩臺(tái)經(jīng)緯儀分別架設(shè)在鋼管柱上、下兩端面的定位線上，并根據(jù)定位線的基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志校正經(jīng)緯儀的東西視線方向。鋼管柱吊裝后，用千斤頂調(diào)整鋼管柱的傾斜度，經(jīng)緯儀視鏡中心對正鋼管柱頂（柱底）的紅三角，南北方向的經(jīng)緯儀校正鋼管柱垂直時(shí)將鋼管柱進(jìn)行點(diǎn)焊固定。由全站儀對鋼管柱頂面中心點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行校核無誤后進(jìn)行鋼管柱焊接。4、傾斜鋼管柱的焊接鋼管柱焊接接口多為橫向環(huán)行接口，焊縫結(jié)構(gòu)型式多為下柱頂不開坡，上柱柱底開35°-45°坡口，焊口內(nèi)部加設(shè)環(huán)形襯管，坡口為全熔透焊接，焊接質(zhì)量要求為一級或二級。在工藝上為保證焊縫的焊接質(zhì)量，確保在板厚方向全部熔透，多采用上柱留鈍邊b=2-4mm，預(yù)留間隙ó=4-6mm（見焊縫型式圖）。焊縫焊接主要采用直流焊機(jī)AX-400，焊條采用E43或E50系列。（1）焊前準(zhǔn)備工作：焊接工藝評定：針對鋼管柱的接口型式，根據(jù)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》第5章“焊接工藝試驗(yàn)”的具體規(guī)定，組織進(jìn)行焊接工藝評定，確定最佳焊接工藝參數(shù)，編制合理詳細(xì)的工藝措施，指導(dǎo)焊接工序施工。焊接培訓(xùn)：組織參加本工程施工的焊工進(jìn)行理論和實(shí)際操作技能培訓(xùn)，經(jīng)考試合格，取得合格證后的焊工才能進(jìn)入現(xiàn)場焊接，有《壓力容器焊工合格證》或取得國際認(rèn)證的焊工可直接進(jìn)入施工現(xiàn)場施工。焊接坡口檢查處理：檢查坡口角度和間隙尺寸是否合格，不合格用角磨砂輪機(jī)進(jìn)行修整，焊接前將接頭附近和內(nèi)外側(cè)表面20mm范圍內(nèi)，打磨至露出金屬光澤。檢查焊條的質(zhì)量合格證，將焊條儲(chǔ)存庫房，使用前根據(jù)要求進(jìn)行烘干，焊工在保溫筒內(nèi)隨用隨取。（2）焊接工藝焊前對錯(cuò)口檢查，如錯(cuò)口量大于3mm，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，對坡口表面用角向砂輪進(jìn)行清理，陰雨、潮濕天氣對坡口進(jìn)行火焰烘干處理。焊接過程中，焊工必須嚴(yán)格按照焊接規(guī)程和焊接工藝評定中的有關(guān)要求進(jìn)行施焊，嚴(yán)禁隨意改變焊接工藝。焊完一層后，認(rèn)真清除焊縫表面的飛濺和雜質(zhì)，第二層及以后各層均在離前一層起焊點(diǎn)30-50mm處起焊，避免接頭重疊。為防止陰雨天氣焊接影響焊接質(zhì)量，準(zhǔn)備防風(fēng)防雨設(shè)施。（3）防止焊接變形措施為減少焊接變形，點(diǎn)焊前心須用4塊厚鋼板將焊口進(jìn)行剛性固定，再進(jìn)行焊口的定位點(diǎn)焊，定位擋鐵的布置可按90°平均布置。經(jīng)多次檢查、復(fù)測，這幾塊定位鐵對于控制鋼柱的焊接變形具有極其重要的作用，定位點(diǎn)焊后至焊接完畢，測量復(fù)測偏差控制在1mm以內(nèi)。焊接時(shí)每柱由兩名焊工在相對位置同時(shí)對稱施焊，采用相同的焊接工藝參數(shù)和焊接速度逆時(shí)針進(jìn)行，使鋼管柱對稱受熱，避免受熱不均勻，產(chǎn)生焊接變形。如圖所示:焊接過程中，組織跟蹤監(jiān)控，觀察鋼柱的垂直度偏差和柱頂位移，總結(jié)焊接變形規(guī)律及時(shí)調(diào)整順序減少焊接變形。（3）鋼管柱的探傷檢驗(yàn)：焊縫的外觀檢驗(yàn)：焊縫表面形成良好、無焊瘤、夾渣和明顯氣孔、咬肉等焊接缺陷。所有鋼管柱對接焊縫根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)。超聲波探傷不合格的焊縫，用碳弧氣刨將焊縫刨開，刨開的長度為缺陷長度兩端處各加50mm，以與正式焊縫相同的焊接工藝補(bǔ)焊，焊接后24h重新進(jìn)行超聲波探傷驗(yàn)收。六、勞動(dòng)力組織本工藝與常規(guī)鋼柱施工人員配備基本一致。見鋼管柱安裝人員配備計(jì)劃表。鋼管柱安裝人員配備計(jì)劃表序號(hào)工種人數(shù)序號(hào)工種人數(shù)1起重工37探傷員12測量工38普工23鉚工49合計(jì)175電焊工4七、機(jī)具設(shè)備本工藝較常規(guī)鋼柱安裝所用機(jī)械設(shè)備相比，多用了一臺(tái)經(jīng)緯儀，進(jìn)行安裝定位。鋼管柱安裝機(jī)械設(shè)備配置計(jì)劃表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量用途1主吊裝機(jī)械臺(tái)1鋼柱吊裝2直流電焊機(jī)AX-630臺(tái)1焊縫返修3直流電焊機(jī)AX-400臺(tái)2焊縫焊接4空壓機(jī)4L-20/8臺(tái)1氣刨、除銹5超聲波探傷儀CTS-26臺(tái)1焊縫檢驗(yàn)6全站儀PTV-2臺(tái)1坐標(biāo)校核7經(jīng)緯儀J2臺(tái)3軸線、垂偏測量8自卸式卡環(huán)副2鋼柱吊裝9機(jī)械千斤頂5噸臺(tái)2鋼柱校正八、質(zhì)量控制本工藝質(zhì)量控制執(zhí)行《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）。整個(gè)施工過程中依據(jù)集團(tuán)公司頒發(fā)的質(zhì)量管理體系進(jìn)行嚴(yán)格的施工管理。九、安全措施1、建立落實(shí)安全技術(shù)交底制度，各級交底必須履行簽字手續(xù)。2、特種作業(yè)務(wù)必持證上崗，且所持證件必須是專業(yè)對口、有效期內(nèi)及市級以上的有效證件。3、高處作業(yè)的安全設(shè)施必須經(jīng)過驗(yàn)收通過，方可進(jìn)行下道工序的作業(yè)。4、所有高處作業(yè)人員必須經(jīng)過體檢，作業(yè)時(shí)必須系掛好安全帶。5、吊裝方面的作業(yè)必須有跟隨時(shí)的水平安全網(wǎng)，且每隔一層設(shè)一固定安全兜網(wǎng)，按施工方案及時(shí)進(jìn)行臨邊防護(hù)安裝。6、柱焊接時(shí)，要制作專用擋風(fēng)斗，對火花采取嚴(yán)密的處理措施，以防火災(zāi)、燙傷等；下雨天不得進(jìn)行露天焊接作業(yè)。7、吊裝作業(yè)應(yīng)劃定危險(xiǎn)區(qū)域，掛設(shè)明顯安全標(biāo)志并將吊裝作業(yè)區(qū)封閉，設(shè)專人加強(qiáng)安全警戒，防止其他人員進(jìn)入吊裝危險(xiǎn)區(qū)。8、施工中的電焊機(jī)、空壓機(jī)、氣瓶、打磨機(jī)等必須采取固定措施存放于平臺(tái)上，不得搖晃滾動(dòng)。9、登高用鋼爬梯必須牢牢固定在鋼柱上，不得晃動(dòng)。10、緊固螺栓和焊接用的掛籃必須符合構(gòu)造和安全要求。十、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析本工藝與GPS安裝定位系統(tǒng)相比具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。本工藝操作簡單、靈活，易于普通操作人員掌握施工方法。十一、工程實(shí)例****主體結(jié)構(gòu)中鋼管柱自2軸至19軸+0.35m標(biāo)高處，東西呈半徑1500m弧線布置20根傾斜鋼管柱。其中?1200