HDPE钢结构施工方案.doc
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武汉炼化工程项目部
1．概述
1.1工程概况
30万吨/年HDPE装置钢结构工程是由中国石化集团上海工程有限公司EPC总承包，濮阳市中原石化工程建设监理有限公司监理，我公司负责现场制作和安装。
主要包括原料供给与精制单元框架、溶剂回收框架、反应区框架、产品掺混区框架、挤压造粒区框架、管廊及操作平台等。
为统筹安排，保证后续工程顺利进行，确保安装质量，杜绝各类事故的发生，特编制本方案。
1.2工程特点
⑴工程量较大，施工中应合理组织、加快预制、安装，为后续安装工程创造条件。
⑵钢结构工程施工作业面高，要做好安全防范措施。
⑶本装置钢结构框架安装标高较高，最高标高约为63m，为了减少高处作业，在施工中要加大预制深度，尽可能采取成片、成框预制、安装。
⑷框架结构高强螺栓连接引起的精度要求高。
⑸钢结构内设备较多，为了减少设备安装难度，尽可能要求设备在钢结构安装前到货安装。
设备不能及时到货根据现场情况对钢结构安装进行预留，以便设备的顺利安装。
1.3钢结构工程实物工程量见表-1。
主要钢结构实物工程量表-1
序号
项目名称
质量（t）
备注
1
原料供给与精制单元框架
约242吨
HDPE基础设计提供数据
2
溶剂回收框架
约164吨
HDPE基础设计提供数据
3
低压溶剂回收框架
约191.4吨
HDPE基础设计提供数据
4
催化剂卸料框架
约25吨
HDPE基础设计提供数据
5
反应区框架
约1282.7吨
HDPE基础设计提供数据
6
反应冷却区框架
约297吨
HDPE基础设计提供数据
7
产品掺混区框架
约116吨
HDPE基础设计提供数据
8
挤压造粒区框架
约255吨
HDPE基础设计提供数据
9
管廊
约473吨
HDPE基础设计提供数据
10
操作平台
约50吨
HDPE基础设计提供数据
合计
约3096吨
1.4钢结构施工程序
钢结构的施工的程序见图-1
14
30万吨/年HDPE装置钢结构施工技术方案
武汉炼化工程项目部
钢结构施工程序图-1
现
场
施
工
补底漆
涂面漆
节点焊接
17
安装找正
基础
验收
15
13
14
加
工
厂
施
工
尺寸复验焊接检验
构件焊接
尺寸检验
组对点焊
号料，
切割下料
材料除锈
涂底漆
12
11
10
9
8
7
施
工
管
理
18
19
整理交工技术文件
共检
16
技术交底
材料
采购供应
6
4
编制
施工方案
5
熟悉审查图纸
3
设计交底与
图纸会审
2
1
材料
检验
交下道
工序
武汉炼化工程项目部
2.编制依据
2.1本装置钢结构施工图（备料图）；中国石化集团上海工程有限公司编制的《武汉80万吨/年乙烯及配套项目高密度聚乙烯装置基础工程设计》以及相关规定；
2.2《武汉80万吨/年乙烯及配套项目总体统筹计划》；
2.3武汉80万吨/年乙烯及配套项目《项目管理手册》；
2.4武汉80万吨/年乙烯及配套项目《HSE管理协议》、《特殊工种持证管理规定》；
2.5中国石化集团上海工程有限公司《质量手册》、《HSE管理手册》、《施工管理程序》、《应急管理程序》、《不合格品和不符合项控制程序》等相关管理文件；
2.6《中国石油化工集团公司安全生产禁令》
2.7《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001；
2.8《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002；
2.9《石油化工工程建设交工技术文件规定》SH3503-2007；
2.10《热扎H型钢和部分T型钢》GB/T11263-2005；
2.11《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999；
2.12《石油化工钢结构工程施工及验收规范》SH3507-2005；
2.13《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接》GB/T3632-1995；
2.14《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》GB/T3632-1995；
2.15《工程建设交工技术文件规定》SH3503-2001；
2.16《钢结构高强度螺栓的设计、施工及验收规范》JGJ82-91
3．施工组织机构
项目经理：
万启森
总工程师：
宋相华
物资设备部：
王善友
质量管理部：
吴桂林
工程管理部：
宋正伟
施工队长：
朱方义
施工组织机构图
4.钢结构施工原则
①钢结构的预制、安装要考虑到总体施工计划。
结构安装优先为设备、管道安装创造条件，当钢结构本身妨碍大型设备安装时，应在相应的设备安装后，再安装钢结构，或预留设备吊装作业的空间。
②应加大预制深度。
本装置的所有钢结构零部件均在装置外的预制场地内，按照组装要求，将立柱、横梁、梯子等预制好。
在现场指定吊装位置组焊成合适的组合体，充分发挥大型施工机具的作用，模块化安装。
钢结构应安装一件、找正一件，不得在未找正的钢结构上安装、找正其它吊件。
③螺栓孔采用钻床加工，厚度不大于12mm的钢板使用剪扳机下料，厚度超过12mm的钢板使用自动切割机下料，小型的角钢使用无齿锯切割，型钢煨制采用型钢煨弯机，型钢下料前应调直、除锈、刷底漆。
加工好的预制件应标识清楚，根据现场安装顺序分类摆放好。
④钢结构预制件要保证质量，并按合理程序进行焊接，严格检查制度，把质量问题消除在安装前。
⑤钢结构安装质量的保证要从基础做起，认真检查基础标高、坐标及垫铁设置，验收合格后方可安装。
５．主要施工工艺及方法
５.1施工前准备
５.1.1施工人员应认真熟悉图纸和相应的规范标准，有关人员应参加建设单位组织的设计交底和图纸会审，并组织技术交底和技术培训。
５.1.2质量管理和安全管理部门应组织施工人员进行质量、安全教育，提高施工人员的质量、安全意识。
５.1.3清理施工现场，搞好“三通一平”，备齐施工机具和施工材料。
５.1.4根据工序交接卡，复查钢柱基础，其要求详见本方案5.3条的规定。
５.2材料检验
①所有到货材料，均必须有相应的合格质量证明书，并且经过材料检验工程师会同质量检查部门进行确认并报验合格。
②当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷，且深度大于钢材的允许负偏差的1/2时，不得使用。
同时检查钢材表面的平整度、弯曲度和扭曲度等是否符合规范要求。
③所有的连接件，均应进行标识，焊材按规定进行烘干。
５.3基础验收
钢结构安装前应由监理单位会同土建专业和安装专业对基础进行验收，土建专业应提供：
材料质量证明书和材料复验报告、隐蔽工程记录、混凝土抗压强度试验报告、复测基础测量记录包括（定位轴线、基础轴线和标高、地脚螺栓位置），并办理基础中间工序交接。
并要求：
①基础强度达到图纸设计要求；
②基础周围回填夯实完毕；
③基础的轴线标志和标高基准点准确、齐全；
④地脚螺栓允许偏差满足表-2要求。
地脚螺栓允许偏差表-2
项目
允许偏差（mm）
地脚螺栓
螺栓中心距（根部和顶部测量）
±2.0
螺栓中心对基础轴线距离
±2.0
螺纹长度
0～20
顶面标高
0～20
５.4柱底垫板设置
钢柱脚采用钢地垫板作支承，垫板应设置在靠近地脚螺栓。
每根地脚螺栓两侧各设1-2组垫板，每组垫板不得多于4块。
垫板与基础面及柱角底面接触应平整、坚实。
当采用成对斜垫板时，其叠合长度不得小于垫板长度的2/3。
二次浇灌前，垫板间应焊接固定并拧紧螺栓。
５.5钢结构预制
５.5.1预制方法
总体要求：
1、采用焊接连接的钢结构预制时立柱、横梁、节点板等在预制场预制成形，在安装现场组对成片；预制时柱底板不焊接，而是根据地脚螺栓的实际间距进行钻孔，在立柱框架单片安装前在基础上找平并把紧。
2、采用高强螺栓连接的钢结构在外委加工厂预制，抛丸刷好二遍底漆后做好编号标识运至安装现场组对成片安装。
５.5.2钢结构的预制要求
①钢结构的筋板、节点板使用样板下料，用剪扳机剪切，并按图纸要求切割好坡口，打磨光滑后分类摆放好，并进行标识待用。
气体切割和机械切割尺寸的允许偏差见表-3。
气体切割和机械切割尺寸的允许偏差（㎜）表-3
项目
允许偏差
宽度、长度
手工或自动气割
±2.0
机械切割
±1.5
切割端面垂直度
气割、剪切
2.0
切割面平面度
气割、剪切
0.05T且不大于2.0
割纹深度
气割
0.5
局部缺口深度
气割
1.0
注：
T指钢板厚度。
②在钢平台上制作好立柱组对胎具、三角架组对胎具和梯子组对胎具，分别进行各构件的组对。
立柱、横梁等拼接、组对时采用对接口，并开设坡口，坡口型式如表-4所示，接口位置错开节点100mm以上，最小长度应大于0.5m。
横梁拼接时，对接缝不得在梁的中心位置。
各种构件组对完后及时标识，防止错用、混用。
③钢材矫正后的允许偏差应符合表-5的规定。
立柱、横梁等拼接、组对坡口型式表-4
适用厚度（d）
坡口型式
基本尺寸
6~16
a
d
b
p
d
6~9
9~16
16~60
a
55O±5O
55O±5O
60O±5O
b
1±1
2±1
2±1
p
0~2
2±1
2±1
16~60
d
b
p
a
a
钢材矫正后的允许偏差表-5
项目
允许偏差
钢板的局部
平面度
T≤14
1.5
T〉14
1.0
型钢弯曲矢高
L/1000且不大于5.0
角钢肢的垂直度
B/100双肢栓接角钢的角度不得大于90O
槽钢翼缘对腹板的垂直度
B/80
工字钢、H型钢
翼缘板对腹板的垂直度
B/100且不大于2.0
④钢结构预制完毕后，应进行各部位的尺寸检测，对超标的部位进行矫正，矫正完后各种构件的尺寸，应符合表-6的要求。
钢结构构件预拼装允许偏差表-6
构件类型
项目
允许偏差（mm）
多节柱
预拼装总长
±5.0
弯曲矢高
L/1000，且≤10
扭曲矢高
L/250，且≤5.0
接口错边
+3.0
任意一牛腿间距
±3.0
构件平面总体拼装
相邻柱间距
±3.0
相邻层梁与梁之间距离
±4.0
各层间框架两对角线之差
H/2000，且≤5.0
任意两对角线之差
∑H/2000，且≤8.0
⑤钢结构成片组对时，应尽可能采用刚性连接，不能采用刚性连接的，在吊装时的主要受力点进行刚性加固，防止吊装变形。
成片组对时，立柱间应考虑焊接收缩变形，适当留出收缩余量。
5.5.3钢结构的连接
5.5.3.1板材、型材的拼接应在组装前进行，H型钢翼缘的拼接采用45度斜接对焊，腹板的拼接采用直接对焊。
H型钢翼缘板拼接焊缝和腹板拼接焊缝间距应大于200mm。
腹板、翼板对接的允许偏差见表5.5.3.1-1。
腹板、翼板对接的允许偏差表5.5.3.1-1
项目
允许偏差（mm）
厚错边量
Δδ≤0.1δ且≤1.0
宽度错边量
腹板
≤1.0
翼板
≤2.0
5.5.3.2焊接前应检查并确认坡口符合有关规定的要求，清除坡口表面和两侧20mm范围内的铁锈、水分、油污和灰尘，清理后应尽快开始焊接。
构件焊接连接组装的允许偏差应符合表5.5.3.2-1。
构件焊接连接组装的允许偏差表5.5.3.2-1
项目
允许偏差（mm）
图例
对口错边（D）
d/10且≤3.0
a
b
D
a
b
D
D
a
b
间隙（a）
±1.0
搭接长度（a）
±5.0
a
D
D
缝隙（D）
1.5
高度（h）
±2.0
e
h
D
b
垂直度（D）
b/100且≤2.0
中心偏差（e）
±2.0
型
钢
错
位
连接处
1.0
D
D
其它处
2.0
箱形截面高度（h）
±2.0
h
b
D
b
D
宽度（b）
±2.0
垂直度（D）
b/100且≤3.0
５.6钢结构安装
５.6.1钢结构安装要求
①在砼基础上划出安装中心线，将柱底板找平，拧紧螺栓，划出立柱安装中心线。
②单根立柱、成片及成框安装的钢结构经过检查合格后，吊装前应划出柱子中心线，并作好标记。
③检查立柱中心线是否与柱底板上的中心线重合，再调节钢丝缆风绳，找正后进行柱底定位焊接，随后进行焊接。
④相邻两片安装后，应及时安装横梁封顶成井字型，然后才能拆除揽风绳。
⑤钢结构成片安装后，按照由低到高的原则，立即开始横梁、平台、梯子的安装，做到安装一层，检查合格一层，然后再开始下一层的安装，在结构安装过程中容易产生焊接变形的地方采用合理的焊接顺序，必要时在施焊前采用防变形板加以控制变形量。
⑥介于HDPE装置各个框架结构的具体情况，分析框架的特点，安装采取以下操作方法，原料供给和精制框架高11m、宽8m；粉料脱气框架高49m、宽8m；反应器卸料框架高16m、宽7m；溶剂回收框架高11.3m、宽6m；考虑到单片跨度较大，采用分片吊装的方法进行安装；产品掺混框架，高41m、宽8.5m；采用分片、分段吊装法进行安装；反应框架2-3轴高度为34.3m、宽6m；6-7轴高度为63.7m、宽8m采用分片、分段吊装法进行安装；以上框架中的独立楼梯间采用地面组装整体分段吊装法进行安装；与混凝土结构连接的钢结构用单构件吊装法进行安装，能够成片预组装且可以顺利吊装就位的部位，采用地面组装整体吊装的办法进行安装。
以上安装方法如遇特殊情况无法执行，可根据现场的实际情况作合理调整。
⑦管廊结构的施工，标高在混凝土柱顶以下部分的钢结构可在混凝土框架间先进行斜拉撑、横梁等预制件的吊装安装，混凝土柱顶以上部分钢结构采用在预制厂房地面组装整体成片成框的吊装办法进行安装，在钢柱安装前，应对建筑物的定位轴线、基础轴线、标高、地脚螺栓位置等进行检查，并办理书面交接验收手续，基础验收应由总承包商或监理单位会同土建施工单位和安装施工单位联合进行。
⑧钢构件焊接时应考虑焊接收缩量，选用较严格的程序和方法，使焊接变形控制在最小范围内。
5.6.2高强度螺栓连接的施工工艺：
①高强度螺栓连接处构件接触面要达到一定的摩擦系数，金属表面氧化皮、浮锈要清除干净，一般可采取喷砂除锈、酸洗或砂轮打磨处理，接触面以生红锈为最佳，接触面的摩擦系数在安装时应达到0.45，接触面不得刷油漆。
②高强度螺栓一般应转动螺母拧紧，必要时才可转动螺栓头，高强度螺栓应分两次拧紧，初拧扭矩不得小于终拧扭矩的30%。
③高强度螺栓连接处应采用钻孔成孔，孔直径比高强螺栓直径大2mm，待高强螺栓拧紧后，如再卸下时，该螺栓不得重新使用。
④高强度螺栓施工完毕，其连接处应涂防锈涂料，螺栓及连接处周边用涂料封闭。
５.6.3焊接
①所有的焊工均持证上岗，并均在有效的合格期限内，且通过大项目部认可。
②严格按照设计要求或有关规定对焊材进行选用、烘烤。
严格焊条管理制度，焊接时不得使用药皮脱落或受潮的焊条，每个焊工必须有焊条保温筒，做好焊条的发放与回收记录工作。
③角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于10mm。
④焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量，外观不合格部位应修整、打磨，直至合格为止。
⑤焊工应注意焊接顺序，防止发生焊接后不可逆转的焊接变形。
⑥焊缝质量应符合图纸要求，图纸未注明者焊缝外观应符合表-7的要求。
焊缝质量标准表-7
项目
质量标准
气孔
直径小于或等于1.0㎜的气孔，在1000㎜长度内不得超过5个。
咬
边
不要求修磨的焊缝
深度不超过0.5㎜,累计总长度不超过焊缝长度的20%。
要求修磨的焊缝
不允许
对接焊缝
焊缝余高
宽度B〈20
0～2㎜
宽度B≥20
0～3㎜
焊缝凹面值
0～0.5,每100㎜焊缝内缺陷总长度不得大于25㎜
焊缝错边量
≤0.15T，且不大于3.0㎜
贴角焊缝
焊脚高
焊脚高K≤6
0～1.5㎜
焊脚高K〉6
0～3.0㎜
焊缝余高
焊脚高K≤6
0～1.5㎜
焊脚高K〉6
0～2.0㎜
T型头K型焊缝
外形尺寸偏差
0～1.5㎜
注：
焊缝金属表面不得有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑等缺陷；
⑦焊缝的分类、检验项目及验收标准见下表
类别
焊缝名称
无损检测
项目
范围（%）
评定标准及等级
框架结构
被覆盖的焊缝
超声检测
100
GB11345Ⅱ
H型钢结构
梁与柱连接盖板
V型焊缝
超声检测
100
GB11345Ⅱ
H型钢结构
翼缘对接焊缝
超声检测
100
GB11345Ⅱ
H型钢结构
腹板对接焊缝
超声检测
50
GB11345Ⅲ
H型钢结构
2T型接头K型焊缝
超声检测
50
GB11345Ⅲ
焊缝无损检测应在焊缝外观及外观尺寸检查合格后进行，当焊缝检测发现超标缺陷时，对该焊工所焊焊缝应按规定比例在增加一倍检测长度，如仍有超标缺陷时，应对该焊工的焊缝进行100%检查；H型钢翼缘板的焊缝采取45°斜接时，可不进行无损检测，但翼缘板必须为熔透焊，当腹板厚度小于8mm对接焊缝不能进行超声检测时，可按5%比例进行射线检测。
⑧焊接工艺要求。
焊接工艺要求
类别
钢号
焊接材料
焊条烘干温度℃/h
保温温度℃
预热温度
层间温度℃
焊后热处理
碳钢
Q235B
J422
120-150
（300-350）℃×1h
100-150
环境温度＜5℃时，预热50℃，否则不预热
≥300
不要求
采用CO2气体保护焊时，焊丝型号选取H08A，焊丝用前去油、去锈。
根据板厚，焊接位置坡口形式选择焊丝直径为φ1.2；要根据焊丝直径各所需的熔滴过渡形式及生产率的要求选择焊接电流及电压、焊丝伸出长度、CO2气体流量，采用短路过渡形式，具体如表
焊丝直径（mm）
熔滴过
渡形式
板厚
（mm）
电流
（A）
电压
（V）
伸出长度
（mm）
气体流量
升/分
焊接位置
1.2
短路
4—15
100—190
19—23
10—12
8—10
全位置
５.7劳动保护的安装
劳动保护的安装必须严格按施工图施工，横平竖直，间距匀称、牢固、美观，所有焊缝表面应光滑，拐角处圆滑过度。
尽可能地使劳动保护设施达到人性化、装饰化。
⑴梯子平台预制
①平台的内外环行圈梁应采用制造厂煨制，煨制完到现场用样板进行检查，曲率不合适的，进行现场校正。
②所有悬臂梁、三角架、直梯、斜梯、平台支撑等均应在平台上集中预制；三角架使用专用胎具进行制作，焊接完毕用磨光机打磨光滑，进行标识，分类摆放。
③圆形平台根据吊装及安装的要求，进行分块预制，卧式设备的小型方平台，可制作成整体，大型方平台可分块预制。
⑵平台梯子安装
①大型立式设备平台，待设备到货后，将设备垫起一定的高度，呈卧式放倒，根据吊装施工方案的要求，在地面上将所规定的悬臂梁、三角架、平台、梯子等安装到设备上，随之整体吊装。
设备安装就位后，及时将平台补充完整，并将梯子、扶手、栏杆安装齐全。
②小型立式设备或卧式容器的平台结构，待设备安装完后，再安装悬臂梁、三角架、平台支撑等，然后再安装平台、梯子及扶手栏杆等。
５.8钢结构施工检查及验收标准
⑴检查组装好的构件尺寸，是否符合图纸设计要求，分片组焊的钢结构尺寸是否正确。
及时地填写班组自检记录，报质量检查员送检，检验合格后移交下道工序。
⑵检查组焊好的构件，所有焊缝是否完整、合格、有无漏焊及缺陷。
⑶检查钢结构的防腐质量，损坏处应及时补刷，安装前结构表面不能有泥土、杂物等。
⑷检查需要焊接的吊耳是否符合吊装要求。
⑸钢结构安装的允许偏差见表-8
钢结构安装的允许偏差表-8
序号
项目
允许偏差（mm）
1
底层柱柱底轴线对定位轴线
±3.0
2
地脚螺栓偏移
2.0
3
底层柱基准点标高
-5～+3
4
主体钢结构的整体垂直度
（由各节柱的倾斜计算得）H/1000，且≤25
5
主体钢结构整体平面弯曲
（由各层产生的偏差计算得）L/1000，
且≤10
6
上下柱连接处的接口
3.0
7
单接柱的垂直度
10
8
同一层柱的各柱顶高度差
8
5.0
9
同一根梁两端顶面高度差
10
⑹钢结构和防护栏杆安装的允许偏差见表-9
钢结构和防护栏杆安装的允许偏差表-9
序号
项目
允许偏差（mm）
1
平台标高
±10
2
平台梁水平度
L/1000，且≤20.0
3
平台表面平整度（1m范围内）
3.0
4
平台支柱垂直度
H/1000，且≤15.0
5
承重平台梁侧向弯曲
L/1000，且≤10.0
6
承重平台梁垂直度
H/250，且≤15.0
7
栏杆高度
±10
8
栏杆立柱间距
±10
9
直梯垂直度
L/1000，且≤15.0
５.9钢结构防腐
详见另行编制的HDPE《钢结构防腐方案》
６．质量保证措施
６.1严格物资的采购、保管、发放管理制度，有相应的质量合格证明书，并报验合格，材料运至施工现场应堆放整齐，不得与地面直接接触，高强度螺栓应选择干燥、避雨的场所进行存放。
６.2参与施工的焊工应持有上岗证，严格按图纸要求的参数施焊，保证焊肉饱满，无焊瘤、毛刺、飞溅等，焊接前要准备好防风用具，CO2焊要求风速≤2m/s。
６.3高强度螺栓设计摩擦系数≥0.3时，在安装现场采用砂轮打磨局部摩擦面，打磨范围不小于螺栓
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