钢网架结构拼装施工工艺标准.docx
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钢网架结构拼装施工工艺标准
第一节钢网架结构拼装施工工艺标准
5.4.1基本规定
5.4.1.1钢结构工程施工单位应具备相应的钢结构工程施工资质，施工现场质量管理应有相应的施工技术标准、质量管理体系，质量控制及检验制度，施工现场应有经审批的施工组织设计、施工方案（或作业指导书）等技术文件。
5.4.1.2钢结构工程施工质量的验收，必须采用经计量检定、校准合格的计量器具。
5.4.1.3钢结构工程应按下列规定进行施工质量控制：
（1）采用的原材料及成品应进行进场验收；凡涉及安全、功能的材料及成品应按本标准规定进行复验，并应经监理工程师见证取样、送样。
（2）各工序应按施工技术标准进行质量控制，每道工序完成后，应进行检查；
（3）相关各专业工种之间，应进行交接检验，并经监理工程师检查认可。
5.4.1.4分项工程检验批质量标准应符合下列规定：
（1）主控项目必须符合本规范的要求；
（2）一般项目其检验结果应有80%及以上的检查点（值）符合本规范的要求，且最大值不应超过其允许偏差值的倍；
（3）质量检查记录、质量证明文件等资料应完整。
5.4.1.5网架结构节点相当复杂时，应做1∶1样板，无误后再正式投产。
5.4.1.6网架结构杆件根据节点焊接形式，应考虑其长度尺寸因焊接收缩值。
5.4.2施工准备
5.4.2.1技术准备
（1）拼装前编制施工组织设计或拼装方案并进行技术交底，保证网架焊接、拼装质量，必须认真执行。
（2）拼装过程所用计量器具如钢尺、经纬仪、水平仪等，必须经计量检验合格，并在有效期内使用。
土建、监理单位使用钢尺必须进行统一调整，方可使用。
（3）焊工必须有相应焊接形式的合格证。
（4）对焊接节点（空心球节点、钢板节点）的网架结构应选择合理的焊接工艺及顺序，以减少焊接应力与变形。
（5）对小拼、中拼、大拼在拼装前宜进行试拼，检查无误，再正式拼装。
5.4.2.2材料要求：
钢材材质必须符合设计要求，如无出厂合格证或有怀疑时，必须按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001的规定进行机械性能试验和化学分项，经证明符合标准和设计要求后方可使用。
5.4.2.3主要机具
参见表5.4.2.3。
表5.4.2.3
序号
名称
规格
数量
用途
1
起重机
10t
拼装较大网片起重机
根据情况而定，翻身就位
2
交直流电焊机
30～40kw
根据工期而定数量，拼装焊接
3
直流电焊机
21kw
根据工期而定数量，返修焊缝
4
气泵
根据工期而定数量，返修焊缝
5
砂轮
φ100
打磨电焊飞溅
6
长毛钢丝刷
去药皮
7
钢板尺
15cm
检查坡口尺寸
8
焊缝量规
检查焊缝外观
9
烤箱
350~500℃
烤焊条
10
保温筒
100℃
保温焊条
11
氧乙炔烘烤枪
预热
12
经纬仪
J6
拼装，胎具测量
13
水准仪
拼装过程中抄平
14
钢尺
30m
量矩
15
盒尺
5.0m
量矩
16
水平标尺
200cm
检查平整度
17
索具
拼装用
5.4.2.4作业条件
（1）网架结构应在专门胎架上小拼，以保证小拼单元的精度和互换性。
（2）胎架在使用前必须进行检验，合格后再拼装。
（3）在整个拼装过程中，要随时对胎具位置和尺寸进行复核，如有变动，经调整后方可重新拼装。
（4）网架的中拼装片或条块的拼装应在平整的刚性平台上进行。
拼装前，必须在空心球表面用套模划出杆件定位线，做好定位记录，在平台上按1∶1大样，搭设立体模来控制网架的外形尺寸和标高，拼装时应设调节支点来调节钢管与球的同心度。
见图5.4.2
图5.4.2.4-1
图5.4.2.4-2
图5.4.2.4-3
图5.4.2.4-4
图5.4.2.4-5
图5.4.2.4-6
（5）焊接球节点网架结构在拼装前应考虑焊接收缩，其收缩量可通过试验确定，试验时可参考下列数值：
钢管球节点加衬管时，每条焊缝的收缩量为~3.5mm。
钢管球节点不加衬管时，每条焊缝的收缩量为2～3mm。
焊接钢管节点，每个节点收缩量为2～3mm。
（6）对供应的杆件、球及部件在拼装前严格检查其质量及各部尺寸，不符合规范规定的数值，要进行技术处理并合格后方可拼装。
5.4.3材料和质量要点
5.4.3.1材料的关键要求
（1）网架结构本身材质问题，在制作前必须按材质检验程序检验。
网架在拼装过程中所用连接材料，如手工焊的焊条，高强度螺栓等应符合现行产品标准和设计要求。
常用结构钢材手工电弧焊焊条选配示例见表5.4.3.1-1，常用结构钢材CO2，常用结构钢材CO2气体保护焊实芯焊丝选配示例
钢材
焊丝型号示例
熔敷金属性能
牌号
等级
抗拉强度
（Mpa）
屈服强度
（Mpa）
延伸率
（%）
冲击功
T（℃）
A（J）
Q235
A
ER49-1
490
372
20
20
47
B
C
ER50-6
500
420
22
-30
27
D
-20
Q295
A
ER49-1
490
372
20
20
47
B
ER50-3
500
420
22
-20
27
Q345
A
ER49-1
490
372
20
20
47
B
ER50-3
500
420
22
-20
27
C
ER50-2
500
420
22
-30
27
D
E
③
③
③
Q390
A
ER50-3
500
420
22
-20
27
B
C
D
ER50-2
500
420
22
-20
27
E
③
③
③
Q420
A
ER55-D2
550
470
17
-30
27
B
C
D
E
③
③
③
Q460
C
ER55-D2
550
470
17
-30
27
D
E
③
③
③
①含Ar-co2混合气体保护焊。
②用于一般结构，其他用于重大结构。
③按供需协议。
④表中焊材熔敷金属力学性能的单值均为最小值。
表中钢材及焊材熔敷金属力学性能的单值均为最小值。
高强度螺栓施工预拉力（kN）表5.4.3.1-3
性能等级
螺栓公称直径（mm）
M12
M16
M20
M22
M24
M27
M30
级
45
75
120
150
170
225
275
级
60
110
170
210
250
320
390
5.4.3.2技术关键要求
（1）网架结构在拼装过程中小拼、中拼都是给大拼（即总拼）打基础的。
精度要高，否则累积偏差会超过规范值。
尤其是对胎具，要经有关人员验收合格后才允许正式拼装。
（2）根据网架结构的节点形式、网格形式、起重机性能、现场条件等，制定出切实可行的小拼、中拼或大拼方案、测量方案、焊接方案。
5.4.3.3质量关键要求
（1）杆件、焊接球节点、焊接钢板节点等必须考虑焊接收缩量，影响焊接收缩量的因素较多，如：
焊缝的长度和高度；气温的高低；焊接电流密度；焊接采用的方法，一个节点是经多次循环间隔焊成，还是集中一次焊成；焊工的操作技能等。
当秋、冬季，焊缝较宽、较厚时取大值，杆件下料前就应取得较准确的预留收缩量值。
（2）杆件、焊接球，螺栓球制作质量应符合质量标准，才能确保拼装尺寸。
（3）钢网架结构总拼完成后及屋面工程完成后应分别测量其挠度值，且所测的挠度值不应超过相应设计值的倍。
检查数量：
跨度24m及以下钢网架结构测量下弦中央一点；跨度24m以上钢网架结构测量下弦中央一点及各向下弦跨度的四等分点。
检验方法：
用钢尺和水准仪实测。
小拼及中拼钢构件堆放应以不产生超出规范要求的变形为原则。
（4）对焊接球节点的球－管杆件焊接、螺栓球节点的锥头－管杆件焊接，按有关标准进行外观检查和无损检测。
对型钢节点的焊接，按焊接规范进行检查。
（5）为保证网架拼装质量，每个工序都必须进行测量监控。
5.4.4施工工艺
5.4.4.1工艺流程（见下页）
5.4.4.2操作工艺
（1）合理分割
即把网架根据实际情况合理地分割成各种单元体。
1）直接由单根杆件、单个节点、一球一杆、两球一杆，总拼成网架。
2）由小拼单元一球四杆（四角锥体）、一球三杆（三角锥体）总拼成网架。
3）由小拼单元→中拼单元→总拼成网架。
（2）尽可能多地争取在工厂或预制场地焊接，尽量减少高空作业量。
（3）节点尽量不单独在高空就位，而是和杆件连接在一起拼装，在高空仅安装杆件。
（4）小拼单元
1）划分小拼单元时，应考虑网架结构地类型及施工方案等条件，小拼单元一般可分为平面桁架型和锥体型两种，如图5.4.4.2-1。
2）小拼单元应在专门的拼装架上焊接，以确保几何尺寸的准确性，小拼胎架有平台型和转动型两种。
3）斜放四角锥网架小拼单元的划分，将其划分成平面桁架型小拼单元，如图5.4.4.2-2。
则该桁架缺少上弦，需要加设临时上弦，以免在翻身、吊运、安装过程中产生变形。
4）如采取锥体型小拼单元，见图5.4.4.2-3，则在工厂中的电焊工作量就约占75%，故斜放四角锥网架以划分成锥体型小拼单元较有利。
两向正交斜放网架小拼单元划分方案，考虑到总拼时标高控制方便，每行小拼单元的两端均在同一标高上，如图5.4.4.2-4。
图2.4.6.2-1平台型胎具示意
（a）小拼单元为平面构架；（b）小拼单元为锥体
图2.4.6.2-2斜放四角锥网架的桁架型小拼单元及中拼单元
（a）小拼单元；（b）中拼单元
图2.4.6.2-3斜放四角锥网架的锥体型小拼单元
图2.4.6.2-4两向正交斜放网架小拼单元方案
（5）网架单元预拼装
采取先在地面预拼装后拆开，再行吊装的措施。
当场地不够时，也可用“套拼”的方法，即两个或三个单元，在地面预拼装，吊去一个单元后，再拼装一个单元。
（6）总拼顺序
1）为保证网架在总拼过程中具有较少的焊接应力和便于调整尺寸，合理的总拼顺序应该是从中间向两边或从中间向四周发展，如图5.4.4.2-5（a）、（b）。
2）总拼时严禁形成封闭圈，因为在封闭圈中焊接，如图5.4.4.2-5?
，会产生很大的焊接收缩压力。
图2.4.6.2-5网架总拼顺序
（a）从中间向两边拼装；（b）从中间向四周拼接；（c）封闭围焊拼接示意
3）网架焊接时，一般先焊下弦，使下弦收缩而略上拱，然后焊接腹杆及上弦，即下弦→腹杆→上弦。
如先焊上弦，则易造成不易消除的下挠度。
（7）焊接
在钢管球节点的网架结构中，钢管厚度大于4mm时，必须开坡口，在要求焊缝等强的构件中，焊接时钢管与球壁之间必须留有3～4mm的间隙，为此应加衬管，这样才容易保证焊缝的根部焊透。
如将坡口（不留根）钢管与球壁顶紧后焊接，则必须用单面焊接双面成型的焊接工艺。
在这种情况下为保证焊透，建议采用U形坡口，如图5.4.5.2-6进行焊接。
图2.4.6.2-6球管横焊
（8）焊缝检验
1）为保证焊缝质量，对于要求等强的焊缝，其质量应符合现行《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001二级焊缝质量指标。
2）按二级焊缝外观检查。
3）超声波无损检验。
网架规程中，对大中跨度钢管网架的拉杆与球的对接焊缝，其抽样检验数不少于焊口总数的20%，具体检验质量标准可根据《钢网架焊接球节点焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/所规定的要求进行检验。
螺栓球节点网架、锥头与管连接焊缝，超声波无损检验，具体检验质量标准可根据《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JG/所规定的要求进行检验。
（9）螺栓球节点网架的拼装
1）螺栓球节点网架拼装时，一般是先拼下弦，将下弦的标高和轴线调整后，全部拧紧螺栓，起定位作用。
2）开始连接腹杆，螺栓不宜拧紧，但必须使其与下弦连接端的螺栓吃上劲。
如吃不上劲，在周围螺栓都拧紧后，这个螺栓就可能偏歪（因锥头或封板的孔较大），那时将无法拧紧。
3）连接上弦时，开始不能拧紧。
当分条拼装时，安装好三行上弦球后，即可将前两行调整校正，这时可通过调整下弦球的垫块高低进行；然后，固定第一排锥体的两端支座，同时将第一排锥头的螺栓拧紧。
按以上各条循环进行。
4）在整个网架拼装完成后，必须进行一次全面检查，看螺栓是否拧紧。
5）正放四角锥网架试拼后，用高空散装法拼装时，也可在安装一排锥体后（一次拧紧螺栓），从上弦挂腹杆的办法安装其余锥体。
（1）起拱
由于网架的刚度较好，在一般情况下，网架在使用阶段的挠度均较小，因此，当跨度在40m以下的网架，一般可不起拱（拼装过程中，为防止网架下挠，根据经验留施工起拱）。
1）网架起拱按线形分有两类，一是折线型如图5.4.6.2-7（a），（b）。
图2.4.6.2-7网架起拱方法
（a）折线形起拱；（b）圆弧线形起拱
2）网架起拱按找坡方向，分为单向起拱和双向起拱两种。
单向圆弧线起拱和双向圆弧线起拱，都要通过计算确定几何尺寸。
当为折线形起拱时，对于桁架体系的网架，无论是单向或双向找坡，起拱计算较简单。
但对四锥或三角锥体系的网架，当单向或双向起拱时计算均较复杂。
（2）防腐处理
1）网架的防腐处理包括制作阶段对构件及节点的防腐处理和拼装后的防腐处理。
2）焊接球与钢管连接时，钢管及球均不与大气相通，对于新轧制的钢管的内壁可不除锈，直接刷防锈漆即可；对于旧钢管内外均应认真除锈，并刷防锈漆。
3）螺栓球与钢管的连接属于与大气相通的状态，特别是拉杆，杆件在受拉力后即变形，必然产生缝隙，南方地区较潮湿，水汽有可能进入高强度螺栓或钢管中，对高强度螺栓不利。
当网架承受大部分荷载后，对各个接头用油腻子将所有空余螺孔及接缝处填嵌密实，并补刷防锈漆。
以保证不留渗漏水汽的缝隙。
螺栓球节点网架安装时，必须做到确实拧紧了螺栓。
4）电焊后对已刷油漆局部破坏及焊缝漏刷油漆的情况，按规定补刷好油漆层。
5.4.5质量标准
5.4.5.1主控项目
（1）小拼单元的允许偏差应符合表5.4.5.1-1的规定。
小拼单元的允许偏差（mm）表5.4.5.1-1
项目
允许偏差
节点中心偏移
焊接球节点与钢管中心的偏移
杆件轴线的弯曲矢高
L1/1000,且不应大于
锥体型小拼单元
弦杆长度
±
锥体高度
±
上弦杆对角线长度
±
平面桁架型小拼单元
跨长
≤24m
+
≤24m
+
-10
跨中高度
±
跨中拱度
设计要求起拱
±L/5000
设计未要求起拱
+
注：
1、L1为杆件长度。
L为跨长。
检查数量：
按单元数量抽查5%，且不应少于五个。
检验方法：
用钢尺和拉线等辅助量具实测。
（2）中拼单元的允许偏差应符合表5.4.5.1-2的规定。
中拼单元的允许偏差（mm）表5.4.5.1-2
项目
允许偏差
单元长度≤20m，拼接长度
单跨
±
多跨连接
±
单元长度20m，拼接长度
单跨
±
多跨连续
±
检查数量：
全数检查。
检验方法：
用钢尺和辅助量具实测。
5.4.6成品保护
5.4.6.1成品保护范围
对小拼、中拼的成品件保护范围有：
（1）杆件、空心球、螺栓球及其附件（高强度螺栓、锥头、无纹螺母、销钉）焊条、焊丝等不得受潮。
（2）成品件的底漆、面漆，以及高空总拼后的防火涂料不得磕碰。
（3）对已检测合格的焊缝及时刷上底漆保护。
（4）对小拼、中拼成品堆放时不得压弯。
5.4.6.2成品保护职责
按工序分工明确，责任到人。
5.4.7安全环境保护措施
（1）从事电工、焊工、起重作业人员，必须经过有关部门的安全技术培训，并经考试合格，取得特殊工种证件后方可上岗作业。
（2）移动式电动机械和手持电动工具的单相电源线必须使用三芯软橡胶电缆，三相电源线必须使用四芯软橡胶电缆；接线时，缆线护套应穿进设备的接线盒内并予以固定。
（3）进行电焊作业时，电焊机应使用专用闸箱并安装漏电保护器。
（4）电、气焊作业前应清理易燃易爆物品，设专人监护及配备相应灭火器具。
雨雪天气，禁止在室外进行电焊作业。
（5）起重机械必须经有关部门进行检验，取得安全检验证方可使用。
（6）起吊时，要有专人将吊物扶稳，严禁甩动。
起吊物悬空时，严禁在起吊物、起吊臂下停留或通过。
在卷扬机、滑轮及牵引钢丝绳旁不准站人。
（7）索具、吊具要定时检查，使用时不得超过额定荷载。
（8）拼装支架必须符合稳定性要求，采用扣件式钢管脚手架做拼装支架，其结构形式应根据其工作位置、荷载大小、荷载情况、支架高度、场地条件等因素通过计算而定。
（9）拼装支架，在铺脚手板的操作层上，应设防护栏杆。
（10）使用活动操作平台，要经过鉴定，安装牢固，设有防止活动架在滑移中出轨的挡块或安全卡。
（11）高空拼装平台根据现场条件、支承结构特征、滑移方向、滑移重量、通过计算而定，以确保安全。
（12）采用单机或多机抬吊时，要根据网架重量而定；当多机抬吊时，其额定起重能力乘以系数。
（13）网架吊点位置，索具规格，起重机起吊高度、回转半径、起重量以及在吊装过程中网架结构杆件内力变化，都应详细计算而定。
（14）施工现场应保持整洁，垃圾废料应及时清理。
废弃物应按要求分类堆放及回收。
（15）焊接作业后应及时将焊条头回收，不得随便丢弃，防止环境污染。
（16）施工现场应降低噪声污染，使用低噪声施工机具，无法避免噪声的施工设备，则应对其采取噪声隔离措施。
5.4.8质量记录
5.4.8.1网架结构的制作、拼装、安装的每个工序均应进行检查验收。
凡未经检查验收，不得进行下道工序的施工；安装完成后必须进行交工检查验收，每道工序的检查验收均应作出记录并应汇总存档。
网架结构工程的验收应在网架结构全部安装工作完成后进行。
5.4.8.2网架交工验收时，应检测网架的纵横向边长偏差、支承点的中心偏移和高度偏差及网架挠度值（包括网架自重挠度及屋面工程完成后的挠度），它们的允许偏差必须符合《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78-91有关规定。
5.4.8.3工程验收时，网架制作安装单位尚应提供提交下列资料：
（1）网架结构竣工图和设计文件。
（2）设计变更文件和钢材代用证件。
（3）安装施工组织设计或施工方案。
（4）安装时所用钢材、连接材料和涂装材料等材料质量证明书和试（复）验报告。
（5）工厂制作的网架零部件产品合格证书。
（6）网架拼装各工序检测记录和质量评定资料。
（7）焊缝质量检验资料。
（8）高强度螺栓质量检验资料。
（9）总拼就位后检验记录和质量评定资料。
（10）网架安装后涂料检测记录和质量评定资料。
（11）组合网架中混凝土结构部分尚须按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002有关规定提供相应验收资料。
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