精馏框架施工方案设计10584.pdf
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1、 1 施工技术方案 一、编制说明 1.1编制本方案的目的 编制本方案的目的是正确的指导施工,是工程技术、安全质量、降低工程成本的保证。它的制订为今后施工提供了一个方针性文件。1.2指导思想 我们本着把工程做好的总体指导思想,严格执行国家的各项标准、规定。严格控制工程的关键过程,使工程符合设计、规范要求。二、编制依据 2.1施工图纸(E04005-3-062-0420)。2.2钢结构工程施工及验收规程(GB50205-2001)。2.3钢结构刚强度螺栓连接的设计,施工及验收规程(JGJ82-91)。2.4建筑钢结构焊接规程(JGJ81-91)。2.5本公司的相关文件。三、工程概况 3.1工程特点
2、(1)为取得最短工期,施工中采用边预制边安装多工种同时立体交叉施工的方法。(2)现场土建施工、钢结构预制、钢结构安装交叉作业,场地占用矛盾突出。(3)节点工期要求紧,施工准备时间短。(4)施工期正值秋冬交替,对现场施工产生不利影响。(5)精馏框架中间压缩厂房的开工,给二号框架的组对、安装带来一定难度。3.2工程位置图 两个精馏框架总重 480多吨,顶部标高 20 米,整体长度 30 米,宽度 17 米。它的东部为混合脱水一二框架,西部依次为综合楼、供热站、高压配电、污水处理。详图如下:2 混 合 脱 水 二 混 合 脱 水 一精馏框架二精馏框架一压缩厂房综 合 楼供热站高压配电污水处理厂房工程
3、位置图 3 3.3单位工程的结构特点和轴线分部图 结构特点是:钢梁与柱的连接为刚接连接;钢梁与钢梁的连接为铰接连接。轴线的分部图如下:轴轴轴增加的支撑增加的支撑增加的支撑增加的支撑 轴轴 4 3.4设计的要求(1)钢材 钢材应具有出厂证明书,其质量标准应符合国家标准规定的要求,必须具有抗拉强度,伸长率,屈服点,以及碳、硫、磷含量的合格证明;碳、硫、磷的含量是保证钢材的可焊性、冲击韧性、强度极限的重要参数。(2)焊条、焊剂 手工焊接用焊条应符合现行标准碳钢焊条(GB5117-95)或低合金焊条(GB5118-95)的规定,焊条型号应与母材金属强度相适应。本工程所有材料为Q235B的,故焊条都选
4、J422焊条。(3)高强度螺栓(H、S、B)本工程采用 10.9级摩擦型高强度螺栓。高强度螺栓连接副的型式、尺寸及技术条件应符合现行有关标准的规定。高强度螺栓孔为钻制孔,全部螺栓均应按机械加工手册中的类孔要求加工。本工程选用 M16、M20、M22三种螺栓直径,相应的配孔直径为 17.5,22,24。(4)高强度螺栓连接 本工程钢结构主要构件的现场安装连接均采用摩擦型高强度螺栓连接型式,构件摩擦面采用喷砂处理,处理后的摩擦面抗滑移系数:Q235B u=0.4;Q345B u=0.45。喷砂处理的工艺由施工单位经过检验后确定,摩擦面抗滑移系数应按照钢结构用高强度螺栓连接的设计,施工及验收规程(J
5、GJ82-91)的规定进行试验。3.5主要实物施工量 名称 重量 单位 H 型钢 430 吨 角钢 8.5 吨 钢板 35 吨 四、施工部署 4.1施工原则 我们本着高效率、高质量、抓安全的施工原则。节点工程、关键工程落实到每一个细节中去。5 4.2施工程序流程图 放样 原 材 料矫正 号料 剪冲锯 气割 弯直、煨圆、压膜 零件平直 边缘加工 半成品分类堆放 制孔(冲、钻)拼装 拼装 矫正 小配装 焊接 矫正 油漆包装 铲磨除锈 成品钻孔 矫正 焊接 总装配 退火处理 端部铣平 端部铣 平 6 4.3施工顺序图 钢材进场 钢材检验 放样 号料 钻孔 连接件焊接 焊缝质量检查 楼梯、扶手安装 构
6、件固定 构件吊装 主体完工 格栅板平台安装 喷砂除锈 吊车梁安装 底漆涂刷 构件组对 油漆修补及中漆、面漆涂刷 钢平台安装 整体验收 交工使用 7 4.4交叉作业及断面排版图 由于本工程的施工期短,所以各个工种的交叉作业很重要。钢材进厂后,首先铆工用游标卡尺等测量工具对钢材进行复验,复验合格后放样下料;此时防腐队伍可以对复验合格的 H 型钢进行喷沙、刷漆的处理。因为其多为夜间作业,故对现场施工影响较小。起重工认真研究吊装的每个细节,把要提前处理的问题提前解决。现场施工人员要分工作业,下料的下料,配孔的配孔,焊接的焊接;本着先吊装先预制的原则施工,保证施工期间不会发生窝工现象。整体施工顺序为 1
7、轴-2 轴 3 轴-4 轴 5 轴-6 轴。由于 10 月 25 号-26号进行大件的吊装,所以要求在此之前必须预制完毕,保证整个工期顺利完工。本工程高强螺栓断面分为三层,标高分别为 8.000米、11.200米、16.400米。高强螺栓高强螺栓焊接连接焊接连接高强螺栓高强螺栓高强螺栓焊接连接焊接连接轴轴轴轴轴轴高强螺栓 8 4.5排版图的考虑问题 1.焊接接点与高强螺栓连接接点首先要考虑整体稳定性的要求。立柱的断面接口不能在同一个平面内,弯矩的集中及安装时的冲击载荷会导致整体的断裂。本工程断面分别选在 8.000米、11.000米、16.000米位置。2.接口的位置要使高强螺栓的连接板(翼缘
8、连接板长度 655mm)与梁的连接板错开(梁多为 400*200、500*200较少),这就要求接口的位置必须与梁的位置错开6552+500827.5mm。3.把吊装工作涉及到的因素分析好,主要还是吊点的选择。把吊装工作涉及到的因素分析好,主要还是吊点的选择。吊点的选择不能在两头,这样中间的弯矩过大构件变形过大难以校正。焊接接点要尽量远离吊点,剪力弯矩图如下图所示。4.焊接接点安全性的考虑。焊接接点可以采用两种接头形式:等强度接头和工厂预制接头。从外观来看:工厂预制接头好看的多,因为其焊逢都为不带加强垫板的溶透焊和剖口焊。等强度接头采用加强垫板,外观不好看但是能够保证焊缝的力学性能,拟定采用等
9、强度接头。5.要考虑材料的利用率。如果立柱都用整料,每 20 米立柱浪费 4 米。则 40 跟立柱浪费 160米。400*400H型钢会浪费 160M*172KG/M=27000KG。只是立柱就浪费27 吨的料。米米米米 9 五、主要工序的施工方法 5.1钢结构的放样和号料 按照图纸的要求,核对图纸上连接板、劲板、加强板、垫板的尺寸。对于一个型式的样板要套料计算出总共的块数一块下料,节约板材;核对各个部分的尺寸;制作样板和样杆作为下料、铣边、刨边、制孔等加工的依据。放样号料用的工具及设备有:划针、冲子、手锤、粉线、弯尺、直尺、钢卷尺、剪子、小型剪板机等。钢卷尺必须经过计量部门的校验复核方能使用
10、。放样时以 1:1 的比例在样板台上弹出大样。对于一些构件,如果只对其节点有要求,则可以缩小比例弹出样子,但应该注意其精度。放样弹出的十字基准线,二线必须垂直。然后根据十字线逐一划出其他各个点及线。样板、样杆应该注明工号、图号、零件号、加工边及数量、坡口部位等。对于本工程,连接板、劲板、加强板及高强度螺栓垫板他们的数量、形状、尺寸、厚度等各有不同在下料前必须把熟记图纸上的各个节点部分。放样和样板的允许偏差 项目 允许偏差 平行线距离和分段尺寸 0.5mm 对角线差 1.0mm 宽度、长度 0.5mm 加工样板的角度 20mm 号料前应该注意以下问题:1.熟悉工作图,检查样板是否符合图纸的要求。
11、根据图纸的要求直接在板料和型钢上检查尺寸是否正确,以防产生错误,造成废品浪费材料。2.如果材料上有裂缝、夹层及厚度不足等现象时,应及时研究处理。3.号料时,对于较大型钢画线多的平面应该平放,以防造成事故。4.根据配料表和样板进行套裁,尽可能的节约材料。5.不同规格、不同钢号的材料应该分别号料。6.钢板和型钢采用气割切割时,要放出气割的割缝宽度并且要充分考虑余量问题。10 5.2钢结构构件的制作 钢柱制作流程图 翼缘板 腹板 其他零件 大板气割下料 加工剖口 拼接(超检)校正 气割长条料 校正 大板气割下料 加工剖口 下料 拼接超检 校正 气割长条料 校正 装工字焊接(检查)校正 端部加工 钻孔
12、 装零件、焊接、校正 喷砂除锈 加工 油漆 成品 11 钢梁的制作流程 翼板 腹板 其他零件 气割大 H 型钢 气割大 H 型钢 下料 刨坡口 气割长条 刨坡口 加工 拼接自动焊(超探)校正 校正 拼接自动焊(超探)反变形 校正 气割长条 刨边 割两端 校正 装工字 自动焊 检查 校正 端部加工、腹部开孔 钻孔 装焊零件 喷沙除锈 油漆 成品 12 端部铣平的允许偏差表 项目 允许偏差 两端铣平时构件长度 2.0 两端铣平时零件长度 0.5 铣平面的平面度 0.3 铣平面对轴线的垂直度 l/1500 5.3节点板的制做 节点板一览表(一个框架)高强度螺栓连接板 426块 加盖板(梁柱)200块
13、 刚接板(梁柱)100块 加劲板(梁柱)104块 加劲板(梁柱)792块 柱脚板 24 块 柱脚垫板 184块 节点板的加工要根据图纸要求,把每种板的规格尺寸、数量计算出来,核对数量。每种板对应的接头型式要明确,下料时加工余量以及加工精度要符合要求。5.4配孔 高强度螺栓孔采用磁座钻加工,严格控制孔径和孔距,偏差在钢结构工程施工及验收规范(GB50205-2001)规定的范围内。本工程的螺栓孔都为精制螺栓孔-类,孔应该有 H12的精度,孔壁表面粗糙度 Ra12.5um。其余偏差符合下表要求。精制螺栓孔径允许偏差(mm)螺栓公称直径、螺孔直径 螺栓公称直径允许偏差 螺栓孔直径允许偏差 18-30
14、 0-0.18+0.18 0 零件、部件上孔的位置偏差。孔距的允许偏差(mm)13 项目 允许偏差(500mm)同一组内任意两孔间距 1.0 相邻两组的端孔间距 1.0 螺栓孔超过偏差允许值时,不允许用母材材质相匹配的焊条补焊后重新制孔。当精度要求较高、垫板层数较多、同类孔距较多时,可以采取预钻较小的孔径在垫板层上,但是垫板层必须位置放对并且固定住,一般采用点焊固定。利用磁座钻钻孔,切削速度和进给量要选择适当,在铰削过程中必须采用适当的冷却润滑液(水),借以冲掉切削和消散热量。5.5钢结构焊接 5.5.1焊接材料 本工程的钢材都是 Q235B的,焊接材料的选择应按施工图的要求选用,并应具有质量
15、证明书或检验报告。本工程所用的焊条都是J422酸性焊条,并且配备了烘干设备,保证了焊条正常的焊接性能。焊条的替换必须经过设计单位的同意,并应由设计单位签发材料代换通知单。因某些材料的代换可能引起构件性能、制作和焊接工艺的改变,所以,代换后的焊接材料应该做相应的试验,根据试验的结果来调整焊接工艺。各种焊条必须按不同的类别、型号或者牌号分别在不同的位置存放。存放焊材的仓库要求通风良好、干燥。应该采取相应的措施使仓库的温度控制在 10-25之间,最低不能低于 5。5.5.2构件焊接 根据图纸上对于焊接接头的要求,指定出相应的焊接工艺。施焊前应复查装配情况和焊区的处理情况,当不符合要求时,应修正合格后
16、方可以焊接。(1)对接接头、角接接头、及要求全熔透的焊缝,应在焊缝的两侧设引弧板和引出板,其材质和坡口形式应与焊材相同。引弧应在焊道处,不得擦伤母材。焊工在施焊工程中应遵循焊接工艺,不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。(2)角焊缝转角处宜连续绕角施焊,起落弧点距离焊缝端部宜大于 10mm;角焊缝端部不设置引弧和引出板的连续焊缝,起落弧点距离焊缝端部宜大于 10mm;弧坑要填满。(3)多层焊接宜连续施焊,注意各层间的清理和检查。(4)焊缝出现裂纹要查清楚原因,订出返修工艺后在处理。同一部位的返修次 14 数不宜超过两次。(5)焊接完毕,焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物。雨雪天气不得露天施焊
17、。5.5.3结构焊接 柱通过组立机械固定后,采用手工电弧焊在焊接平台上施焊。H 型钢要求两侧同时施焊,采用分段退焊、对称焊接等合理焊接顺序。钢结构在焊接拼装完毕后应通过调直设备或手段调整因焊接造成的局部变形。在施焊前要充分的考虑到因焊接工艺的不同,钢材和型钢会发生的变形,并采取相应的措施来避免或者减轻焊接变形。影响焊接变形的因素 装配质量 1.装配得不直,或强制装配易引起焊后变形 2.对接焊缝高、缝大,收缩变形也大 3.装配点焊少,易引起变形。焊缝位置和数量 1.焊缝通过截面重心,主要产生纵向变形 2.总焊缝量不等,易引起变形,薄板易引起波浪变形 焊接工艺和焊接顺序 1.焊接电流大、焊条直径粗
18、、焊接速度慢,焊接变形也大 2.自动焊的变形较小,但是焊接厚钢板时比手弧焊的变形稍大。3.气焊的焊接变形比手弧的大。4.多层焊时,第一层焊缝收缩量大,第二、三层焊缝的收缩量分别为第一层的 20和 5-10,层数越多焊接变形越大。5.断续焊缝比连续焊缝收缩量小。6.对接焊缝的横向收缩比纵向收缩大 2-4倍。5.6高强度螺栓连接 高强度螺栓施工前必须对扭矩扳手检测,符合要求方可使用,高强度螺栓连接副 也必须有相应的产品质量保证书、抗滑移系数试验及复试报告,合格后方可用于 工程。高强度螺栓的搬运要轻拿轻放,严禁摔落、碰伤、划伤。且按规定、批量分类 堆放。在安装过程中要保护高强度螺栓和摩擦面不受损伤和
19、污染。如发生损伤和污染 15 应根据具体的情况处理。安装高强度螺栓时,螺栓应自由穿入螺栓孔中,不得强行打入。高强度螺栓的 穿入方向要求一致,螺栓安装应对称进行。为使高强度螺栓连接达到设计的要求,螺栓紧固应分为初拧(标准轴力的 50%)和终拧(标准轴力的 100%)两次拧紧,并按一定的顺序,即从螺栓群的中央向 四周扩展方向进行。高强度螺栓初拧和终拧前扭矩扳手必须校正,其扭矩的误差值不超高 5,校 正合格后可以使用。高强度螺栓施工扭矩表(单位:N.M)规格级别 M12 M16 M20 M22 M24 M27 10.9S 95 230 440 600 770 1073 5.7检验试验 5.7.1原材
20、料的检验 检验的主要内容是:1.钢材的数量和品种是否与订货清单符合。2.钢材的质量保证书是否与钢材上打印的记号符合。每批钢材必须具备生产厂提供的材质保证书,写明钢材的炉号、钢号、化学成分和机械性能等。可以根据国标(GBT1591-94)和(GB700-88)。钢材进入现场后,立即用游标卡尺、直尺、角尺进行检验。钢板的厚度负偏差是否超值,有没有外观缺陷。发现情况立即联系甲方进行处理。热轧等肢角钢的允许偏差 类别 型号 6.3-9 10-14 16-20 角钢 a 1.2mm 1.8mm 2.5mm 角钢 b 0.6mm 0.7mm 1.0mm 钢板的允许偏差 工程厚度(mm)负偏差 允许正偏差
21、1500-1700 1700-1800 1800-2000 2000-2300 16 13-25 0.8 0.3 0.4 0.6 0.8 25-30 0.9 0.3 0.4 0.5 0.6 30-34 1.0 0.3 0.4 0.5 0.6 34-40 1.1 0.4 0.5 0.6 0.7 40-50 1.2 0.5 0.6 0.7 0.8 常用钢板的允许偏差 公称厚度(mm)在下列宽度时的厚度允许误差 600-750 750-1000 1000-1500 1500-2000 2000-2300 4.0-5.5+0.2-0.4+0.3-0.4+0.3-0.5+0.4-0.5+0.45-0.5
22、 5.5-7.5+0.2-0.5+0.2-0.6+0.25-0.6+0.4-0.6+0.45-0.6 7.5-10+0.2-0.8+0.2-0.8+0.3-0.8+0.35-0.8+0.45-0.85 10-13+0.2-0.8+0.2-0.8+0.3-0.8+0.4-0.8+0.5-0.8 5.7.2焊接焊缝检验 碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后,方可以进行焊缝的外观和内部探伤检验。焊缝外部应均匀,焊道与焊道及焊道与母体之间过渡应平滑。看看外观是否有咬边、裂纹、夹渣、气孔、焊瘤、弧坑及飞溅物等缺陷。一旦发现应立刻修补处理。根据设计图纸的要求,除溶透焊缝、剖口焊缝为二级焊缝外,其它均为三级焊
23、缝。二级焊缝需进行焊缝内部缺陷检测,对应 GB11345的、级质量等级。超声波探伤检测等级采用 B 级执行,原则上采用斜探头在焊缝单面双侧进行,对整个焊缝截面进行探测,以防二维缺陷漏检。超声波探伤比例为各条焊缝长度的百分数,绝对不是部件、构件焊缝总长的百分数,这是保证焊缝质量的硬性规定。本工程二级焊缝超声波探伤比例为 20%(GB50205-2001规定),三级焊缝目测,总缺陷不能超过焊缝总长度的25%。17 焊缝质量等级及缺陷分类(GB50205-95)焊缝质量等级 一级 二级 三级 内部缺陷超声波探伤 评定等级 检验等级 B 级 B 级 探伤比例 100%20%外 部 缺 陷 未焊满(指不
24、足设计要求)不 允 许 0.2+0.02t且小于等于 1.0 0.2+0.04t且小于等于2.0 每 100米焊缝内部缺陷总长小于等于25 米 5.7.3高强螺栓检查(1)扭矩检测 高强度大六角头螺栓终拧 1小时后,48 小时内进行终拧扭矩检查。按照节点数抽查 10,且不少于 10 个;每个被抽查节点按螺栓数抽查 10,且不少于 2个。扭矩检查方法有扭矩法和转角法。用扭矩法检查时,在螺尾端头和螺母相对位置划线,将螺母退回 60左右,用扭矩扳手测定拧回原来位置是的扭矩值。该扭矩值与施工扭矩值偏差在 10内为合格。(2)外观检测 高强度螺栓终拧后,螺栓丝扣外露应为 2-3扣,其中允许有 10的螺栓
25、,丝扣外露 1 扣到 4 扣。5.8钢结构表面处理 5.8.1喷砂除锈 喷沙除锈选用干燥的石英沙,粒径为 1.5mm-4.0mm,风压 0.4-0.6N/mm2,喷嘴直径 10mm,喷嘴距离钢材表面 100-150mm,加工处理后的钢材表面呈现灰白色为佳。处理好的摩擦面不应有飞边、毛刺、焊疤和污损等。在运输过程中防止摩擦面损伤,务必保证连接板的摩擦面无污物、划损。只有这样才能保证摩擦型高强螺栓的连接性能。喷砂等级到 Sa2.5级。由于喷沙处理造成污染特别大,应该采取一定的补救措施。首先,应该尽量的把喷沙除锈时间段与其他工号的施工时间段错开,能晚上干的就晚上干,不能晚上 18 干的中午干,不能中
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