钢结构施工方案

'一、概述中国工商银行总行营业办公楼座落在北京复兴门内大街北侧，它的西边是北京市长途电话局，东面与民族饭店相比邻，占地36260m2，建筑面积96000m2，是一组大型的现代化智能化的钢结构建筑群。这项工程的地下部分是3层钢筋混凝土结构。地面以上部分全部是钢结构。主楼区由一座12层的矩形楼房（东边和西边两个“Ｌ”形，中部入口处由连廊相连）和一座14层的弧形楼房组成，总高54.7m。配楼是4层的弧形楼，从平面上看，与主楼区的弧形楼房合抱，围成一个直径100m的大圆环（图1-1，图1-2）。在总体上隐含华夏民族“天圆地方”的传统观念。（一）工程概况本工程整个钢结构为偏心支撑框架和抗弯框架体系，并呈东西对称布局。在地下一层插入32根焊接“Ｈ”形钢柱和箱形钢柱，做成劲性钢筋混凝土结构。主楼矩形区共48根框架柱，包括44根Ｈ形柱和4根箱形柱；柱网间距9.0m×13.7m和13.7m×13.7m两种。主楼弧形楼部分和弧形配楼各有32根Ｈ形框架柱，按约每10o角均匀分布在半径44.75m和半径50.15m的圆弧上。１.构件长度15～37m、单件重量10t以上的钢结构构件共55件。最长的构件长37m，重量36t。构件的重量和分布，对起重设备的选用和布置，对安装方案的制订，都提出了很高的要求。２.关于钢材本工程设计要求结构用钢材为美国A572、A36型钢，最大板厚97mm。由于进口型钢的缺口较大，需用国产16Mn中厚钢板和Q235钢板组焊替代，国产钢板最大厚度达100mm，增加了焊接的难度。所有上述钢材的化学成分和力学性能，参见本实录第三部分表3-1。３.节点形式（１）按照设计，柱与柱之间的连接为全熔透焊和部分熔透焊，共112根钢柱。（２）各楼层梁柱节点，上下翼缘与钢柱为全熔透焊，腹板与钢柱承剪板为高强度螺栓连接和焊接相结合的复合节点。（３）梁与梁之间大部分是栓接，挑梁是栓焊复合节点。这种节点形式与纯粹的高强度螺栓连接在施工方面有很大的区别，大大增加了现场焊接的工作量。现场共施工焊缝9984条，总长93.78km（按每道焊缝宽6mm计）。97·· ４.焊缝及其检测要求由于使用了高强度的钢材，且钢材厚度大，焊缝又多数是全熔透坡口焊和部分熔透坡口焊，工艺复杂，难度高，检测工作就十分重要；因此要有严格的焊接工艺试验及工艺评定，在此基础上制订严格的工艺标准。按国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-89）和《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95），对全熔透焊和部分熔透焊的焊缝都实施B级检验，100%探伤。对承剪板的贴角焊缝，要进行磁粉探伤检测。５.复杂的结构变化本工程钢结构的主设计方是美国SOM工程设计有限公司，其结构施工图纸仅37张（份），但结构形式复杂多变。我中国建筑一局（集团）第四建筑公司作为具体承担总承包施工的大型企业，组织和协同钢构件加工制作的分包商绘制的加工详图和安装施工详图多达6000张。结构的复杂变化体现在以下几个方面。（１）主楼矩形部分和主楼的弧形部分分离，但又通过每个楼层的4架天桥以及屋顶天窗梁相连，形成一个整体。（２）各种梁的规格型号达100多种。（３）需要起拱的钢梁在150种以上。（４）节点形式复杂，仅高强度螺栓直径就有M20、M22、M24、M27、M30、M36等6种，130多种规格，螺栓总用量90440套。（５）梁的交叉连接多，偏心支撑框架梁和大部分主梁的承剪板和加劲板多而且密。（６）弧形楼采用辐射角度定位，节点处各构件连接角度变化大，增加了设计和制作、安装的难度。６.楼盖结构本工程采用压型钢板和钢筋混凝土组合楼板，澳大利亚BHP公司产压型钢板厚0.95mm和1.50mm，波高54mm，波宽305mm。压型钢板通过栓钉与钢梁顶面熔焊形成整体。栓钉直径19mm，长120mm。现浇钢筋混凝土板厚125mm（或190mm）。７.防火喷涂所有柱、梁、桁架、斜撑以及压型钢板的底面，都做防火喷涂施工，选用了北京城建天宁消防公司产LG厚型防火涂料。防火涂料的耐火时间：柱3h，梁2.5h，板1.5h。此外，与庞大复杂的结构体系和建筑功能要求相适应，本工程在装饰和安装方面也采用了大量新材料新设备和新的施工手段。外装饰为玻璃幕墙、铝板幕墙和花岗石幕墙，有30多种作法；内装饰也多选用高档优质材料，作法十分考究。97·· 本工程拥有先进的电气和设备系统，尤其是电信、保安、数据、视听系统和楼宇管理系统，堪称世界一流水平。除此之外，还包括防雷系统和擦窗机系统。室内垂直交通则使用19部自控电梯。所有这一切，保证整个建筑群的动力、照明、空调、消防、报警、通讯以及办公自动化、楼宇管理自动化达到了智能化的高度。（二）工程的承包关系本工程业主为中国工商银行总行。建筑方案是通过国际招标确定的，主设计方是美国SOM工程设计有限公司，国内的协作设计方为北京市建筑设计研究院。1994年10月，通过国内招标确定由中建一局（集团）总承包施工。我公司作为总承包的实际执行者，承揽了包括钢结构在内的整个建筑安装工程，并直接承担钢结构安装施工，组织和参与详图设计。钢结构的加工制作分包商是铁道部大桥局武汉桥梁机械厂和同在武汉的一冶安装公司金属结构厂，钢结构的防火喷涂由北京城建总公司天宁消防有限责任公司分包施工。北京赛瑞斯监理公司负责对所有钢结构工程的监理工作。其他如装饰工程、设备安装工程、绿化和市政工程，亦由业主和我公司联合招标，选择专业分包商。（三）我公司关于钢结构工程的总承包范围钢结构的安装从1996年3月15日正式施工，至同年9月28日完成。总承包的具体范围如下：１.钢结构构件加工详图和结构安装施工详图设计；２.钢结构构件的加工制作；３.钢结构安装与焊接；４.焊缝无损检测；５.钢结构安装的测量与校正；６.高强度螺栓的施工；７.压型钢板的安装与剪力栓钉焊接；８.组合楼板施工；９.防火喷涂施工。此外，我公司承担了现场安装施工的全面管理工作，对此将在本实录第十二部分予以介绍。（四）实行施工总承包的几点体会97·· 中国工商银行营业办公楼是我公司总承包施工的第一个项目，它为大型建筑施工企业走总承包的道路探索了可贵的经验。我们深切地体会到，若要当好总承包商，必须做好以下几方面的工作。１.总包管理要体现总包的地位衡量总包管理工作的成功与否，在于它能否站在总承包的高度去统筹考虑、全面控制工程全局。无论是业主方，还是设计方、监理方、专业分包商，其责其权就决定了他们不可能通盘考虑工程的全局，综合协调工程各方并有效地安排工程的进程，唯有总包方才能够做到。因此，在整个工程施工过程中，总承包必须正确认识自己的作用和核心地位，切不可偏离这个方向，以免出大问题。譬如，在钢结构工程准备工作前期，进口型钢由业主全权负责订货，造成进口型钢严重缺口，大量型钢需改用国产中厚钢板组焊。再者，进口钢材分批到货的型号与数量也与工程进度不配套，给工程进展带来了严重的影响。２.要体现总包管理的能力施工总承包商应具备施工详图的设计能力。本工程由国外公司设计，其设计并非用于直接指导施工，施工图要由承包商来完成，这也是我国工程建设的发展趋势。在钢结构施工过程中，我公司在SOM公司37张（份）钢结构设计图的基础上,应用CAD软件技术，经过5个月，共绘制钢结构制作、安装详图近6000张,满足了工程需要。施工总承包商还应具备综合配套和协调控制能力。在本工程中，我公司除了组织安排好钢结构安装施工之外，作为总承包商，还对详图设计、材料准备、构件加工制作、运输、现场安装施工的全过程，进行了有效的控制、协调，使各环节之间联系紧密，不致于脱节。譬如，一经发现金属结构制造厂的构件加工能力不能满足现场安装进度的要求，我们当机立断，确定构件加工分流。后经多个金属结构制造厂家共同努力，终于保证了现场施工的需要。３.强化项目管理，健全各项管理制度作为总承包商，在工程建设之初就应追求“一流的设计，一流的施工，一流的管理”。项目经理部作为总承包商的执行者，把项目管理当作总承包的核心，并制订了高标准的管理目标，即以规范化、标准化、科学化、程序化的管理方法，优质、高效地实施同业主签定的合同。项目经理部针对工程项目的性质和特点，制订了一整套行之有效的管理制度，包括生产管理、物资管理、技术管理、质量管理等共40余项，还专门制订了《分包管理规定》。做到了各项工作有章可循，减少了管理工作中的随意性。４.坚持“质量第一”的方针，强化质量意识，加强质量控制97·· 本工程的质量目标为北京市优质工程，并争创鲁班奖。为达到既定的目标，建立健全了各级质量保证体系，严把质量关，不合格的材料、构件决不允许用在工程上。譬如，在钢结构安装初期发现运至施工现场的第一批钢构件（共36件），质量不合格，我们作出了“全部退货，重新加工”的处理。正是由于对质量问题不留情面，从而保证了整个钢结构工程的质量。５.全面推行“专业责任工程师”制度按照工程施工总承包的职能，项目经理部在公司率先推行“专业责任工程师”制度，赋于责任工程师相应的责任和权力，对自己分管的工作和专业分包商的进度、质量、安全等负直接责任。由于这种制度能够把责、权、利有机地结合起来，不仅发挥了他们的积极性，而且责任明确，线条清晰，工程运作十分和谐。我们设置了质量责任工程师、计划责任工程师、现场安装责任工程师、施工技术责任工程师等，从而确保了加工和安装的质量，使加工计划和安装进度能很好地协调一致。６.以计划管理为主线，落实施工条件为重点项目在施工生产管理上，必须严格计划管理，包括施工生产月度计划和周计划，还包括设计条件、材料、设备、机具、劳动力等配套计划。在计划编制说明中，应重点阐述计划完成所需的施工条件，并予以落实。通过计划，能够找到工程的关键环节和主导工序，从而为工程管理提供科学的依据。97·· 二、钢结构详图设计（一）钢结构设计概况中国工商银行总行营业办公楼工程总建筑面积9.6万m2，地下3层为钢筋混凝土箱形基础，地上是总高54.7m的钢结构建筑。工程主设计方为美国SOM工程设计公司，钢结构详图设计由我公司及其分包商承担。1．钢结构形式钢结构工程大体分为三个区域（参见图1-1,图1-2）：矩形区（11层加屋顶1层）,南侧弧形区（11层加屋顶3层）,北侧弧形区（4层）。主体钢结构为偏交框撑钢结构体系，在矩形区的角开间和弧形区的R12、R25轴线上为EBF偏交框架，在其他的相关部位为MF承重框架。MF承重柱与混凝土基础的连接形式为翼缘与基础上的垫板顶紧，腹板贴角焊，EBF钢柱伸入地下1层，与基础固接。楼板为厚0.95～1.5mm、波高54mm的压型钢板，上铺125～190mm钢筋混凝土，形成整体楼面剪力膜。整个钢结构竖向荷载由MF结构体系承担，水平荷载（风、地震）由EBF结构体系承担，刚度平面内无穷大的楼板体系将钢柱、钢梁、斜撑连接成一个空间整体。此种结构体系传力清晰、简洁，特设的偏心支撑（八字形），是有意将支撑轴线偏离梁柱轴线的交点，使支撑与梁之间或支撑与柱之间形成一段耗能短梁或短柱，这种偏心支撑在大地震时可以调节框架的刚度，增大变形能力并提高吸收能量的能力，具有稳定的恢复力的特性,代表着钢结构设计的最新技术和发展方向，很值得国内设计同行学习和借鉴。2．钢结构材料工商行主体钢结构选用的是美国进口钢材，柱用A572型钢，梁用A36型钢，由于钢材定货以后，设计变更频繁，有部分构件采用了与A572型钢和A36型钢设计指标相近的国产16Mn和Q235钢板组焊代替。钢结构的连接材料选用E5015焊条，10.9级M27、M30大六角高强度螺栓，10.9级M22、M24扭剪型高强度螺栓。摩擦型螺栓联结配合面抗滑移系数为0.5。钢梁、钢柱选用宽翼缘H型钢，高157.5～996mm，宽102～437mm，翼缘厚7～97mm，腹板厚6～61mm。（二）钢结构详图设计1．钢结构详图设计概述钢结构详图是指导钢结构构件制造和安装的技术文件。钢结构详图设计是继钢97·· 结构施工图设计之后的设计阶段，在此阶段中，设计人员根据施工图提供的构件布局、构件形式、构件截面及各种有关数据和技术要求，严格遵守现行《钢结构设计规范》（GBJ17-88）的规定，对构件的构造予以完善，同时通过焊缝连接或螺栓连接的计算，以确定某些构件焊缝的长度和连接板的尺寸；进而按照《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）的标准，根据制造厂的生产条件和便于施工的原则，确定构件中连接节点的形式,并考虑运输部门、安装部门的运输和安装能力，确定构件的分段；最后在《建筑制图标准》规定的基础上，运用钢结构制图专门的工程语言,将众多构件的整体形象，构件中各零件的加工尺寸和要求，以及零件间的连接方法等，详尽地介绍给构件制作人员，也将各构件所处的平面和立面位置，以及构件之间的连接方法详尽地介绍给构件安装人员，以便制造和安装人员通过图纸，即能容易地领会设计意图和要求，并贯穿到工作中去。钢结构详图设计还应准确地编制构件表和材料表，以便施工图预算人员根据表中提供的各种数据和详图表达的构件加工难易程度，迅速地编制施工图预算。另外，业主可以通过阅读施工详图，很快地了解对构件的质量要求及施工的难度。钢结构详图在业主和总包商之间架起了一座桥梁,起到了沟通作用。钢结构详图的特点虽然突出一个“详”字，但表现仍需精练。设计人员在表达上一定要意图明确，文字简洁，以尽量少的语言──图形，最清楚地说明问题。2．钢结构详图设计工作流程（1）准备工作钢结构详图设计必须严格遵循现行规范、标准的规定，并依据施工设计图进行设计。设计人员不但要牢记规范和标准的有关规定，而且必须熟悉施工图，对所要设计的工程做到心中有数。为此，必须做好如下几项工作：1）阅读施工图总说明；2）审核施工图；3）掌握材料供应情况；4）掌握构件制造部门的生产能力；5）了解运输情况；6）了解安装施工现场情况。由于构件的分段要在详图中确定，故以上各项工作必须在详图设计之前做好，只有这样才能保证详图设计工作的顺利进行。（2）详图设计详图设计包括布置图设计和详图绘制两个内容，现分述如下。1）布置图设计布置图设计分为6个部分：①绘制布置图的平、立面图形（见图1-1，1-2）；②绘制节点详图；③每一个构件分别编号并标注在布置图的平面图或立面图上；97·· ④编制构件表；⑤绘制图例；⑥编写总说明，对制造和安装施工人员强调技术条件和提出施工要求。2）绘制详图绘制详图主要有以下几个内容：放大样、绘制构件图形、零件编号、编制材料表、书写说明等。①放大样与钢筋混凝土工程不同，钢结构工程是由零件组合成构件,且构件与构件之间的连接精度要求较高（毫米级），这就需要在绘制详图前，通过放大样来确定零件的精确尺寸（例如桁架式构件的杆件长度和节点板尺寸）和构件的详细尺寸（例如多根梁与柱相交处梁翼缘的切肢、空间斜撑、折线构件的尺寸）。②绘制构件图形绘图前要根据构件表确定绘制构件图形的多少。为了减少绘图量，应将那些有“相反”、“图形相同”、“图形相反”关系的构件挑出，采用“二合一”的办法，将两个构件用一个图形描述，以节省时间和减少绘图量。确定了所需绘制的构件图形数量后，要对这些图形分类排版，即按各类构件在图纸上不同的排放原则，尽量将同一类构件集中绘制在一张或几张图纸上，对其余构件图形可以综合安排。③零件编号零件编号也是一项细致的工作。它的原则是：（a）对于多图形的图纸，应按“从左至右，自上而下”的顺序，依次给各构件的零件编号。（b）对于单个大型构件，应先给主材编号，然后按顺序给其他零件编号。（c）对于由型材和板材共同组成的构件，一般先给型材零件编号，然后再给板材零件编号。这不但可以使材料表的编制井井有条，也给构件的制造和施工图预算带来很大的方便。（d）对于属图形相同、图形相反的两个构件，当构件A1的零件比A2多时，只需给构件A1编号就行了，因A1的零件中包含了A2的全部零件；但若A1中某零件的加工方法与A2该零件不同时，应在A1的全部零件编完号以后，再给A2零件在A1零件号的尾部续编一个号，并从两个零件号引线注明各属哪个构件；当构件A1与A2相反时，若画面上绘制的是A1的图形，则只给A1的构件编零件号就行了。（e）属对称关系的零件应编成同一个零件号。④绘制材料表97·· 材料表是一张图纸上全部构件所用材料的汇总表格。材料表的内容为：（a）构件号；（b）零件号；（c）零件图号；（d）规格（零件的截面尺寸）；（e）材质；（f）数量（此栏包括正、反两种。若两个零件的截面、长度都相同，但呈轴对称现象，则以其中一个为正，另一个为反，虽然它们可以编为一个零件号，但在填写数量时须将它们按各自的实际数量分别填写在正、反栏中）；（g）重量（分单重和总重，单位为kg，单重指一个构件中一个零件的重量，总重指一个构件中多个相同零件的重量和）；（h）共重，指多个相同构件的重量和（当只有一个构件时，只填该构件的重量）；（i）备注（说明特殊材质要求或特殊加工要求）。⑤说明说明是钢结构详图中对某些钢构件吊装、加工要求的文字描述，主要阐述每类构件加工制造方面的工艺要求。3．钢结构详图连接设计钢结构中的构件一般都是由若干零件连接而成的，其连接方式的设计是否合理直接影响到结构的使用寿命、施工工艺和工程造价；连接节点的设计同构件本身的设计一样重要。绘制钢结构详图前，首先应根据施工图所示的节点形式和节点内力，通过计算确定所需焊缝的长度或螺栓数量，再根据连接构造要求,决定节点板的尺寸。连接节点的计算是钢结构详图设计的一项重要内容。建筑钢结构连接节点，可采用焊接、高强度螺栓连接，或将焊接和高强度螺栓连接混合应用，即在一个连接节点的几个连接面上，分别采用焊接连接和高强度螺栓连接。梁和柱的连接节点的拼接或连接，通常采用以下几种组合：1）翼缘和腹板都采用全熔透的坡口对接焊缝连接；2）翼缘采用全熔透的坡口对接焊缝连接，而腹板采用角焊缝连接；3）翼缘采用全熔透的坡口对接焊缝连接，而腹板采用摩擦型高强度螺栓连接；4）翼缘和腹板都采用摩擦型高强度螺栓连接；5）翼缘和腹板都采用角焊缝连接。97·· 设计连接节点时，节点板应尽可能采用与母材强度等级相同的钢材。采用焊接连接时，应采用与母材强度相适应的焊条、焊丝和焊剂。采用高强度螺栓连接时，在同一节点中应采用同一直径和同一性能等级的高强度螺栓。在高层钢结构中，构件的内力较大，板件较厚，因此，在连接节点设计中应注意连接节点的合理构造，避免采用易于产生过大约束应力和层状撕裂的连接形式和连接方法，使结构具有良好的延性，而且便于加工制造和安装。建筑钢结构的连接节点设计，有非抗震设计和抗震设计之分。当按抗震设计时，须按有关要求进行节点连接的承载力验算。多层及高层钢结构详图中的连接设计应包含如下内容：1）梁与梁的拼接连接节点；2）次梁与主梁的连接节点；3）梁的侧向支撑和梁腹板开洞的补强；4）柱与柱的拼接连接节点；5）梁与柱的连接节点；6）斜撑与梁柱的连接节点；7）柱脚的连接节点。下面只介绍H形截面梁的拼接连接设计。4．H形截面梁的拼接连接设计（1）设计要点设计梁的拼接连接时，除应满足连接处的强度和刚度要求外，尚应考虑施工安装的方便。梁的拼接连接节点，一般应设在内力较小的位置，但考虑施工安装的方便，通常设在距梁端1.0m左右的位置。因而作为刚性连接的拼接连接节点，如果将梁翼缘的连接按实际内力进行设计，则有损于梁的连续性，可能造成建筑物的实际情况与设计时内力分析模型的不相协调，并降低结构的延性。因此对于要求结构有较好延性的抗震结构，其连接节点应按板件截面积的等强度条件进行设计。当梁翼缘的拼接采用高强度螺栓连接时，内侧连接板的厚度要比外侧连接板的厚度大，因此在决定连接板的尺寸时，应尽可能使连接板的重心与梁翼缘的重心相重合。上下翼缘连接板的净截面抵抗矩应大于上下翼缘板的净截面抵抗矩。梁腹板按实际内力进行拼接连接时，无论如何，其连接承载力不应小于按腹板截面面积等强度条件所确定的腹板承载力的1/2。（2）连接设计97·· 在H型截面梁的拼接连接节点中，当为刚性连接时，通常采用的连接形式有：1）翼缘和腹板均采用摩擦型高强度螺栓连接;2）翼缘采用全熔透的坡口对接焊缝连接，腹板采用摩擦型高强度螺栓连接；3）翼缘和腹板均采用全熔透的坡口对接焊缝连接。翼缘和腹板采用摩擦型高强度螺栓连接的设计计算方法有四种：1）等强度设计法；2）实用设计法；3）精确计算设计法；4）习用简化设计法。等强度设计法是按被连接的梁翼缘和腹板的净截面面积的等强度条件来进行拼接连接的。它多用于结构按抗震设计或按弹塑性设计中梁的拼接连接设计，以保证构件的连续性和具有良好的延性。但在等强度设计法中，由于翼缘和腹板的连接螺栓配置不能先行准确确定，因此翼缘和腹板的净截面面积可先近似地分别取翼缘和腹板毛截面面积的0.85倍，以便估算螺栓的数目及其配置。当连接采用全熔透的坡口对接焊缝，并采用引弧板施焊时，可视焊缝与母板是等强度的，不必进行连接焊缝的强度计算。采用等强度设计法进行梁的拼接连接设计时，按以下要求考虑（图2-1）。1）作用于梁拼接处的内力有弯矩和剪力。梁的拼接连接按等强度设计法的设计内力值可按下列公式计算：弯矩Mnb=Wnbf（1）剪力Vnb=Anwbfv（2）式（1）中,Wnb——梁扣除高强度螺栓孔后的净截面抵抗矩，可按式（3）计算；Wnb=Inb/（0.5Hb）（3）f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值。式（2）中,Anwb——梁腹板扣除高强度螺栓后的净截面面积，可按式（4）计算（也可近似地取腹板毛截面面积的0.85倍）；Anwb=tWbhWb—nWptWbdWb（4）fv——钢材的抗剪强度设计值；式（3）中,Inb——梁扣除高强度螺栓孔后的净截面惯性矩，可按式（5）计算：Inb=Iob—2nFPdFbtFb3/12—2nFPdFbtFb（（Hb—tFb）/2）2—∑i（1/12tWbdWb3＋tWbdWbyi2）（5）Hb——梁的截面高度。97·· 图2-1图2-2式（4）中,hWb——梁腹板的高度；nWp——梁腹板计算削弱截面上的高强度螺栓数目。式（5）中,IOb——梁的毛截面惯性矩；nFP——梁单侧翼缘计算削弱截面上的高强度螺栓数目，对并列布置nFP=2，或nFP=4，对错列布置可近似取nFP≈3；dFb——梁翼缘的高强度螺栓孔径；tFb——梁的翼缘厚度；tWb——梁的腹板厚度；dWb——梁腹板的高强度螺栓孔径；yi——梁截面中和轴至腹板的高强度螺栓孔中心的距离。2）梁单侧翼缘连接所需的高强度螺栓数目，应按下式计算：nFb≥wnbf/[（Hb—tFb）NvbH]式中,NvbH——一个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值。3）梁腹板连接所需的高强度螺栓数目，应按下式计算：nwb≥Anwbfv/NvbH4）拼接连接节点板的截面尺寸，可按以下要求确定（图2-2）。为使拼接连接节点具有足够的强度，并保持梁刚度的连续性，在确定梁的翼缘和腹板拼接的连接板时，一般情况下，均应同时满足下列公式的要求：AnFPL≥AnFbAnwpl≥AnwbWnPL≥Wnb式中,AnFPL——梁单侧翼缘连接板扣除高强度螺栓孔后的净截面积；AnFb——梁单侧翼缘扣除高强度螺栓孔后的净截面积；Anwpl——梁腹板连接板扣除高强度螺栓孔后的净截面积；Anwb——梁腹板扣除高强度螺栓孔后的净截面积；WnPL——梁翼缘和腹板的连接板扣除高强度螺栓孔后的净截面抵抗矩；97·· Wnb——梁扣除高强度螺栓孔后的净截面抵抗矩。梁翼缘拼接连接板的设置，原则上应采用双剪连接；当翼缘较窄，构造上采用双剪连接有困难时，亦可采用单剪连接，但只宜用于内力较小的场合。在确定翼缘的拼接连接板时，应考虑连接板的对称性和互换性。通常情况下，翼缘外侧拼接连接板的宽度可与翼缘同宽。翼缘拼接连接板的厚度，可按下列公式计算：当采用双剪连接时，t1=1/2tFb＋2～5mm，且不宜小于8mm；t2=tFbBb/[2（b＋b）]＋3～6mm，且不宜小于10mm。式中,Bb——翼缘外侧连接板宽度；b——翼缘内侧连接板宽度。当采用单剪连接时，t1=tFb＋3～6mm，且不宜小于10mm。梁腹板的拼接连接板，一般均应在腹板两侧成对配置，即采用双剪连接。腹板拼接连接板的厚度，可按下式计算：t3=tWbhWb/2h＋1～3mm，且不宜小于6mm。梁翼缘的拼接，当采用全熔透的坡口对接焊缝连接时，连接处腹板上的弧形切口和衬板的尺寸，通常由焊接的作业要求来确定。（三）CAD技术概述计算机辅助设计（ComputerAidedDesign,简称CAD）概念的提出和实际应用，到现在只有30年的时间，但这项技术已普遍应用于机械制造、汽车、航空、造船、建筑、国防等行业，对缩短设计周期、提高设计质量、降低成本以及发挥设计人员的创造性等起到了非常积极的作用。计算机辅助建筑结构设计是CAD技术应用较早的领域之一。目前结构专业软件基本走向成熟，它已能够代替设计者进行大量的分析计算和有规则的绘图。然而在设计图纸中，一些不能由专业软件自动生成的设计工作也占有相当的比例。如钢结构施工图设计虽可用SAP90或国内一些设计软件进行计算和绘制施工图，但在钢结构详图设计阶段，专业软件却不能很好地提高设计人员的工作效率，问题的症结在于绘制详图的效率低下。怎样才能更好地利用现代化设计工具完成详图设计呢？我们认为设计人员要想真正甩掉图板，需要从单纯应用专业软件和应用AUTOCAD交互式绘图，走向利用AUTOCAD开放式结构进行二次开发，从而达到真正全面的计算机辅助设计这一更高的台阶，只有如此才能大大提高工作效率。这就需要在97·· AUTOCAD图形环境基础上做三个方面努力：一是利用图块的外部引用，建立专业图形库和程序库，并利用DIESELAutolisp控制各类屏幕下拉图标菜单，类似于我们设计过程中所用的标准图，凡是可重复选用的结构构件（雨罩、预埋件、非标结构构件等）都可以用此办法处理，方便用户；二是利用Autolisp、DCL、ADS混合编程，建立专业领域图形的图形辅助生成系统，所谓图形辅助生成系统就是面对一些图形，首先确定其特点，用一些特征值来描述这个图，建立此类图形的数学描述模型；三是利用AUTOCAD内嵌的编程语言，增强和扩充AUTOCAD的图形编辑命令功能，以提高绘图速度。（四）CAD技术在工商银行钢结构工程中的应用CAD技术在工商银行工程的应用，最早始于地下室底板的附加钢筋详图设计，随后进行了地下室梁的施工详图设计，利用4台微机完成了500张配筋图。CAD技术的全面应用并达到一定的深度，是在随后的钢结构详图设计阶段，最紧张的设计阶段达到了20人、20台微机，并配备了为提高钢结构详图设计效率而专门开发的钢结构详图辅助生成软件。在较短的时间内完成了将近6000张钢结构详图设计。实际上，在工商银行钢结构详图设计过程中，已经将前面所讨论的CAD技术的各个层面应用于几乎所有设计环节，只是应用的深度各不相同而已。总的应用情况如下：（1）利用钢结构连接节点计算软件进行钢结构各类构件的连接计算。（2）利用CAD图形支撑平台，对复杂连接节点和复杂构件（如桁架、五根不同方向梁与柱连接节点梁翼缘的切肢）放大样，以避免钢结构安装的“碰头”并快速高效地确定构件中零件的尺寸。（3）开发出钢结构梁、柱、斜撑等构件详图的参数化辅助生成软件，提高构件详图绘制的工作效率，软件开发规模达到将近2万行源码。（4）建立钢结构符号、节点库，达到图形信息微机化的目标，为目前已实现的图形库网络共享和准备下一步实现的图形信息网络管理系统，打下了良好的基础。例如梁翼缘与柱全熔透坡口焊接标准节点。（5）开发出钢结构详图材料表统计软件，利用构件详图的参数化辅助生成软件所生成的构件、零件数据，快速统计生成材料表。97·· 三、焊接工艺评定为了确保工程的焊接质量，我公司在钢结构制作和安装之前做了大量的焊接工艺试验和工艺确认试验。现简述于下。（一）原材料的化学成分与力学性能本工程共用钢8000t，主要是美国产的A572-50H型钢和A36型钢，小部分为国产16Mn钢板和Q235钢板，其化学成分和力学性能见表3-1。表3-1钢材种类化学成分（%）力学性能CSiMnPSσb(MPa)σb(MPa)δ5(%)冷弯d=3a180°备注16Mn0.12～0.200.20～0.551.20～1.60≤0.045≤0.045≥275470～62020完好GB1591-88规定值（51mm）0.150.351.230.0400.02432047027完好钢厂检验值0.140.341.220.01150.023桥机厂检验值A572（翼缘厚0.230.401.350.040.0534545021ASTM规定值89mm）0.210.231.250.0090.02641061025湖北商检值A36（翼缘厚0.260.401.350.040.05250400～55024ASTM规定值37mm）0.150.050.950.0030.032333451湖北商检值注：ASTM—《美国材料试验标准》。（二）焊接工艺试验１.检验标准焊接工艺试验按美国钢结构协会《建筑钢结构焊接规范》（ANSI/AWSD1.1—94）执行。试件的截取、加工和试验，按下列国家标准执行：《焊接接头机械性能试验取样方法》（GB2649-89）；《焊接接头拉伸试验方法》（GB2651-89）《焊接接头及堆焊金属硬度试验方法》（GB2654-89）；《焊接接头弯曲及压扁试验方法》（GB2653-89）；《焊接接头冲击试验方法》（GB2650-89）；《斜Ｙ型坡口焊接裂纹试验方法》（GB4675.1-84）。对焊接材料，按《电焊条熔敷金属中扩散氢测定方法》（GB3965-83）执行。97·· 焊缝的超声波检测按《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-89）执行。2.试验项目的选定（１）本工程钢结构的主要接头型式有Ｈ型柱－柱、箱型柱－柱横焊接头，柱－梁平焊接头等两种，所有试件均用工程实际使用的钢材，按预定的工艺条件焊接后截取。（２）在众多的接头中，我们考虑了最具代表性的3种材质、4种规格以及2种焊接方法和2种焊接位置，选取7种组合来焊接试件（表3-2）。图3-1所示为试件取样部位示意图。表3-2编号钢材种类板厚度（mm）焊接方法焊接位置1A572（W14×500）89CO2气保焊（手工焊打底）横焊2A572（W14×500）89手工电弧焊横焊316Mn51CO2气保焊横焊416Mn51手工电弧焊横焊5A572（WT7×96.5）37手工电弧焊平焊6A572+A3623-24手工电弧焊平焊716Mn+A57251-56手工电弧焊横焊注：编号1、2、3、4、5系同材质钢材焊接试验。图3-1（３）试验选用的焊接设备与焊接材料如下：１）焊机：日本松下KR500ACO2半自动焊机，国产ZX-500A可控硅直流焊机。２）焊接材料：CO2气体保护焊用宜昌产猴王牌H08Mn2SiA焊丝，直径1.2mm；手工电弧焊选用上海产东风牌E5015焊条,直径3.2mm和4mm。每种试板，焊接后作超声波检查，作为工艺检验评定项目。97·· ３.焊接接头的力学性能试验主要是检查焊接接头抗拉强度和抵抗弯曲塑性能力。对抗弯,按照规定作了正弯、反弯、侧弯试件，每种试件2件。试验结果见表3-3。表3-3试件号接头拉伸接头弯曲（d=3a，弯曲100°）抗拉强度（MPa）取样位置断裂位置正弯反弯侧弯取样位置1610上层焊缝合格合格合格上层595下层焊缝合格合格合格下层2575上层焊缝合格合格合格上层605下层焊缝合格合格合格下层3475上层焊缝合格合格合格上层480下层母材合格合格合格下层4500上层母材合格合格合格上层495下层母材合格合格合格下层5555母材合格合格合格555母材合格合格合格6475焊缝合格合格合格480母材合格合格合格7505上层母材合格合格合格上层500下层母材合格合格合格下层４.焊接接头冲击性能试验在每种组合的试板上按规定切割出冲击试件，以便找出韧性－脆性特性与温度的关系，作了常温、0℃、－15℃各3件试件，试验结果见表3-4。５.维氏硬度试验分别对焊缝金属、熔合线、热影响区、熔合线外母材的硬度进行了测定，测定结果见表3-5。６.焊缝中扩散氢含量试验根据本工程实际情况，我们对直径4mm的上海东风牌E5015电焊条和北京牌E5015电焊条，直径1.2mm的宜昌猴王牌焊丝，作了扩散氢的测定。测试用电焊条都经400℃烘干保温1h，CO2气瓶经倒置24h放水。分别作了CO2气流量15L/min、25L/min及焊枪嘴涂或不涂防飞溅膏的试验。测试结果见表3-6。７.斜Y形坡口焊缝抗冷裂纹敏感性试验由于本工程施工跨越冬季，对美国产A572的H型钢翼缘板和国产16Mn板分别作了CO2气体保护焊和手工电弧焊的冷裂纹敏感性试验。所有斜Y型坡口焊缝（带钝边单边V形焊缝）抗裂纹试验，均未发现冷裂纹，见表3-7。表3-497·· 试件号取样位置焊缝中心（J）熔合线（J）熔合线外1mm热影响区（J）10℃0℃-15℃10℃0℃-15℃10℃0℃-15℃1上下中129120103971119384996711515186102989512072511041421331411761214163892上下中19020022319616520720970125117144941179195607092141136134144187809657933上下上或下1611491611051281461009212611583887090997385444565594961362842804上下上或下22620013619912618519814216889841069394815490837485907256526879475上上上22919920217519520217017242131177181991461671692002201481901581391481491091291446上上上21222322921021121620020521874761608974135761021065151170149571534956527上上下1802251991921421421901338184115749384868988918275701137480776969表3-5试件号焊缝区测定线上平均值（HV10）熔合线（HV10）热影响区最高值（HV10）母材平均值（熔合线外5mm以上）（HV10）120219622018621041872361913212193191152419019920915651861011981726173173202169表3-6焊材名称材质状态3试样平均值（mL/100g）东风牌电焊条400℃烘干，保温1h3.15北京牌电焊条2.05猴王牌焊丝（配用北京酒精厂产气瓶放水,气流量15L/min3.8997·· CO2气体）气瓶放水,气流量25L/min2.49同上。焊枪嘴涂防飞溅膏5.36表3-7钢材板厚（mm）焊接方法焊条或焊丝预热温度（℃）裂纹率16Mn51（钢板）CO2气保焊焊丝,同扩散氢试验100016Mn51（钢板）手工焊焊条,同扩散氢试验1000A57289（H型钢翼缘）CO2气保焊焊丝,同扩散氢试验1500A57289（H型钢翼缘）手工焊焊条,同扩散氢试验1500（三）焊接工艺确认试验在上述一系列工艺试验的基础上，我们又用选定的材料和工艺条件，焊接了柱－柱、柱－梁的典型接头，供工艺确认试验用。１.柱－柱接头焊接工艺确认试验选择翼缘厚89mm的A572H型钢和厚51mm的16Mn钢板，用不同的焊接方法焊接了4种接头，这4种接头的工艺确认试验结果列于表3-8。表3-8编号钢材种类板厚(mm)焊接方法施焊层数焊接参数（A）预热（℃）层间温度（℃）两试样σb（MPa）冷弯100°（d=3a）1A572W14×50089手工焊打底1～5120～140150100～150611596正反侧弯合格CO2保护焊6～21260～2902A572W14×50089手工电弧焊1～23180～200150100～150573604合格316Mn51手工焊打底1～5110～130130～150100～130474479合格CO2保护焊6～17260～290416Mn51手工电弧焊1～10170～190130～150100～130501493合格２.柱－梁接头焊接工艺确认试验本工程柱－梁节点联接，采用既栓又焊的方法，工艺确认试验时，选用了翼缘厚37mm的A572H型钢和A36型钢。工艺确认试验结果见表3-9。３.柱－梁接头足尺模拟试验工商银行工程的柱、梁焊接量大，最厚的翼缘全熔透焊达97mm，如焊接工艺选用不当将直接影响焊接变形，为此特进行柱梁焊接的模拟试验，找出构件的变形量和焊接顺序对构件变形影响的规律。按照试验结果,经变形量测定，箱型柱垂直偏差1mm，Ｈ型柱偏差1.5mm。97·· 通过以上一系列试验，结果表明，我们选用的焊接材料，设定的焊接顺序和焊接工艺，可以满足本工程的要求。表3-9编号钢材种类板厚(mm)焊接方法施焊层数焊接参数（A）预热（℃）层间温度（℃）两试样σb（MPa）冷弯100°（d=3a）1A572W14×19337手工电弧焊12190～21080～10080～100553556合格2A3624手工电弧焊7180～20050～8050～80474478合格97·· 四、钢结构构件制作与成品验收钢结构构件由铁道部大桥局武汉桥梁机械厂（简称加工厂）分包制作。我总包单位以及业主委托的监理公司分别委派驻厂工程师和监理工程师，监管加工厂钢结构构件制作的全过程。钢结构材料绝大部分采用美国钢材A572、A36，部分采用国产钢材16Mn、Q235钢板。钢结构构件制作及验收依据是：（1）美国SOM公司的设计图纸和说明书,以及设计方审核并批准的加工详图；（2）《钢结构设计规范》（GBJ17-88）；（3）《高层建筑结构设计与施工规程》（报批稿）；（4）《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）；（5）《建筑工程质量检验评定标准》（GBJ301-88）；（6）《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）；（7）《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-95）；（8）美国钢结构协会《钢结构焊接规范》（ANSI/AWSD1.1-94）。（一）原材料的试验检验1.美国钢材的检验首先，钢材由国家商检局抽样进行商检，合格后出具《商检情况通知单》，型钢均附有材质证明。其后，加工厂对原材尺寸、外观进行检验，有疑问时，则抽样进行物理和化学试验。2.国产钢材的检验国产材料一般由加工厂自行采购，原材应有材质证明和出厂合格证。原材进厂后，由加工厂抽样，进行物理和化学试验。在美国钢材和国产钢材抽检时，驻厂工程师和监理工程师进行现场监督。材质证明和检验的最终结果，均由加工厂报给驻厂工程师和监理工程师。3.其他材料的检验其他材料如焊条、焊丝、焊剂等，均要有产品合格证。驻厂工程师和监理工程师在构件加工前及加工过程中，随时抽查，查看使用的材料是否与合格证相符。97·· （二）构件制作的准备工作钢结构构件正式加工前，加工厂做了如下准备工作：1.构件制作加工详图绘制完毕后报设计方审核并批准后才可作为正式加工图。2.编制钢结构构件加工工艺和焊接工艺，起指导构件生产的作用。工艺编制完毕后，报总包方和监理方审批。3.收集参加构件制作的有关人员的证件的复印件（如焊工的等级合格证等）及投入的机具设备的清单，报总包方和监理方审批。4.焊接工艺评定试验。主要针对美国A572钢之间的对接和A572钢与国产16Mn钢之间的对接问题，通过试验，评定将采用的焊接工艺的可行性（即接头形式采用对接接头或T型接头，焊接方法采用CO2气体保护焊或电弧焊等）。试验步骤为：（1）在指定位置上截取试件；（2）试件化学成分分析；（3）加工焊接件坡口；（4）焊接区除锈；（5）接头组拼，采用T507焊条点固；（6）预热（≥150℃）；（7）焊接；（8）超声波检查；（9）依据《焊接接头机械性能试验取样法》截取样坯；（10）加工试样；（11）力学性能试验。焊接工艺评定报告出来后，报总包方和监理方审批。5.编制超声波无损探伤工艺，报总包方和监理方审批。6.填写《工程开工报告》，报总包方和监理方。监理确认后签发开工令，方可正式投入首件制作。（三）钢构件的制作钢构件的制作分首件制作和批量构件制作。首件制作是对整个钢构件制作工艺和焊接工艺的进一步验证。为此，驻厂工程师和监理工程师对首件制作进行全过程、全方位的监管，首件验收后，方可进行批量制作。批量制作是结合吊装的具体要求，分楼层、分节间安排生产的。对批量制作过程中出现的问题，如技术、计划、组织等，由驻厂工程师统一协调、控制，确保构件的制作满足吊装的需要。（四）制作过程中的质量控制和成品验收1.质量控制构件制作过程中，驻厂工程师跟随流程抽检，对重要工序进行重点控制。重点放在构件的拼装、焊接、焊缝的超声波探伤检验，以及外观检验上。（197·· ）构件主要零件的放样、耗料、切割及坡口制作等按图纸要求和焊接规程（JGJ81-91）进行检验。（2）构件组（拼）装，主要控制构件的长度，截面尺寸，平直度，中心线位置，拼装间隙，预留焊接收缩余量等。加工厂自检合格后，报驻厂工程师和监理工程师复验，合格后，签发《报验单回执联》，才可进入下道工序。（3）主焊缝的焊接质量控制1）检查焊接的操作人员资质等级，是否按照焊接工艺中的要求去操作，现场是否有厂方专职质检人员进行质量控制及检测。2）焊缝外观检查，按GB50205-95、JGJ81-91和美国AWSD1.1规范进行，要求加工厂做记录，填写质量评定表，驻厂工程师和监理工程师进行抽查复测。3）按国家标准，对全熔透焊缝和部分熔透焊缝均进行B级内部缺陷超声波探伤，100%检测，但全熔透焊要求评定等级为Ⅱ级，部分熔透焊缝要求评定等级为Ⅲ级。加工厂超检人员编写检测工艺卡，检测时应做好记录（记录超标的焊缝缺陷位置和大小）并写出探伤报告。每检查一次，有一次记录，并及时报驻厂工程师和监理工程师。对检查出的问题，加工厂填报《质量问题报表》（A-10）。有问题的焊缝，按规程“低合金钢的焊接，同一处返修不得超过两次”的原则处理。主焊缝焊完后，驻厂工程师和监理工程师应亲自监控超声波探伤检验。加工厂自行“超检”合格后将结果报告驻厂工程师和监理工程师。监理工程师委托的“超检”单位再进行抽样复检，重点部位和重要构件100%复检。（4）制孔。孔的位置和直径控制在允许误差范围内。（5）除锈。对构件表面清理和涂料涂刷质量进行检查。（6）检查构件上的焊工标识。２.成品验收（1）按照本章前边所列的钢结构制作和验收依据，对成品构件进行验收。（2）构件制作完成并经自检合格后，填写自检表和报验单交驻厂工程师和监理工程师。（3）成品验收必备的文件资料：1）填写《分项分部工程质量报验单》。2）报验单的附件中要求的文件资料（钢材、焊条、焊丝、焊剂、CO2气体等材质证明。一批成品分若干次报验时，只附在第一次报验单中，其他各次则在报验单中注明这些文件资料所在报验单的编号。若材料改变，则另附改变的材质证明）。3）出现质量问题时，填写《质量问题报表》。97·· 4）各次返修和“超检”结果的报告。5）验收的自检记录表（包括外观尺寸检验和焊缝检测，“超检”记录）。（4）驻厂工程师和监理工程师对各种（类）钢构件的首件进行100%检查。（5）驻厂工程师和监理工程师定期召集钢构件制作工作例会，不定期召集制作质量分析会。（6）所有构件在加工厂的验收仅为初验，终验在吊装现场进行。（五）钢结构构件加工过程中的技术资料加工厂尚须向总包方和监理方提供以下技术资料。（1）加工钢构件所需设备清单。（2）不同板厚和不同焊接条件下的焊接工艺参数，焊接试验评定报告。（3）焊工的操作证和编号。（4）国产和进口钢材的材质证明和进厂交验证明。（5）进口钢材在海关的商检证明及相关资料。（6）焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）及其他辅助材料（如油漆、清洗剂）的材质证明。（7）焊接材料的烘焙记录。（8）按设计或规范要求对构件焊缝的质量检查记录（外观，超声波检查，磁粉探伤，图示部位说明）。（9）对不符合要求的焊缝的返工记录。（10）构件制作完成后，对构件成品的检查验收记录。（11）制作期间的设计变更文件及加工完成后的竣工图。（12）发运构件的详细清单。97·· 五、钢结构安装（一）结构特点中国工商银行营业办公楼工程地下3层为钢筋混凝土结构，地面以上南部是主楼，其矩形区为12层钢结构，弧形区为14层钢结构，北部配楼为4层钢结构。地下室Ｂ1层插入32根钢柱（劲性钢筋混凝土），柱的分段形式，地上3层为三层一柱，地上3层以上为两层一柱。1.工程量（表5-1）表5-1钢构件（根）高强度螺栓（套）钢柱钢梁M20M22M24M27M30数量608937422939774445611202021772合计9982（8000t）904402.柱节点形式（图5-1）图5-13.梁节点形式（图5-2）图5-297·· 4.偏心支撑节点形式（图5-3）图5-3（二）施工准备1.施工机具与人员配备（1）施工机具依据工程结构形式和单个构件的重量，确定了工程所需施工机具的规格和数量，详见附录I。（2）人员配备结合施工面积大的特点,我们以人员跟随机械运转为原则,分东、西两个作业区安排施工人员。各作业区人员配备列于表5-2。表5-2工种起重工铆工电、气焊工安装工吊车司机合计人数442243372.施工区域划分及施工顺序（1）施工区域划分由于建筑物东西方向对称设计，故施工现场分为东西两个作业区。又依据建筑物平面形状分为主楼矩形区西区、主楼矩形区东区、主楼弧形区和配楼区等四个区（图5-4）。（2）施工顺序平面施工顺序：主楼矩形区分别以东、西区的①节间为起点向箭头指示的方向施工，主楼弧形区和弧形配楼亦分别以各自的①节间为起点向箭头指示的方向施工（图5-4）。立面施工顺序：以单节柱为作业单元进行施工，每节柱为一个分部。97·· 图5-4（三）构件存储、运输和验收1.构件存储钢构件存储场地选择在铁路中转站。用履带式起重机、汽车式起重机自火车车厢内将构件吊出，按照构件编号和安装顺序堆放。构件堆放时,应在构件之间加垫木（如图5-5所示）。　　垫木钢构件　图5-597·· ２.构件运输依据构件进场计划单安排运输，以节间划分单元，并按不同类别，如柱、主梁、主桁架、次梁、次桁架、偏心支撑、连接板等分别装车。装车时应捆扎好，以避免构件变形，确保运输安全（如图5-6所示）。捆扎索图5-63.现场验收（1）检查构件出厂合格证、材料试验报告记录、抗滑移系数试验报告记录、焊缝无损检测报告记录等。（2）检查进场构件外观,主要内容有构件挠曲变形、摩擦面表面破损与变形、焊缝外观质量、焊缝坡口几何尺寸及构件表面锈蚀等，若有问题，应及时组织有关人员制定返修工艺，进行修理。（3）检查高强度螺栓出厂的合格证和性能试验报告，并按不同批号进行轴力试验和扭矩系数试验。（4）对进场的焊接箱形柱焊缝进行超声波探伤检测。4.钢构件现场堆放依据塔吊的起重能力确定构件堆放位置（如图5-7所示）。现场构件分类单层摆放，以便于起吊（如图5-8所示）。（四）构件安装1.构件吊装（1）地脚螺栓预埋及无收缩砂浆浇灌首层柱采用M36预埋地脚螺栓固定,柱底标高以螺母调整（如图5-9所示），待钢柱校正垂直并终拧高强度螺栓后，浇灌无收缩砂浆。亦可在焊接后浇灌无收缩砂浆，以释放部分应力。（2）地面准备工作1）柱身弹线底层钢柱吊装前，必须对钢柱的定位轴线，基础轴线和标高，地脚螺栓直径和伸出长度等进行检查和办理交接验收，并对钢柱的编号、外形尺寸、螺孔位置及直径、承剪板的方位等等，进行全面复核。确认符合设计图纸要求后，划出钢柱上下97·· 两端的安装中心线和柱下端标高线（见图5-10）。2）钢柱安装操作平台图5-7图5-8图5-997·· 钢柱起吊前，将吊索具、操作平台、爬梯、溜绳、防坠器等固定在钢柱的相应位置（图5-11）。3）利用钢柱上端连接耳板与四块吊板进行四点起吊。钢柱起吊采用双机抬吊递送法（见图5-12），当履带吊递送柱脚离开地面，钢柱处于垂直状态时，即可图5-10图5-11图5-1297·· 卸下副吊钩，由塔吊单独起吊就位。4）钢梁起吊准备①吊装前检查梁的几何尺寸、节点板位置与方向、高强度螺栓连接面、焊缝质量。②起吊钢梁之前要清除摩擦面上的浮锈和污物。③在钢梁上装上安全绳，钢梁与柱连接后，将安全绳固定在柱上。④梁与柱连接用的安装螺栓，按所需数量装入帆布桶内，挂在梁两端，与梁同时起吊（图5-13）。⑤吊装时利用梁上翼缘设置的吊耳作吊点，两点起吊。图5-132.首层柱安装（1）柱平面安装顺序（图5-14）（2）柱顶标高调整首层钢柱标高调整时，先在柱身标定标高基准点，然后以水准仪测定其差值，旋动调整螺母，以调整柱顶标高（图5-15）。（3）钢柱垂直度校正1）初校正。采用水平尺对钢柱垂直度进行初步调整。2）钢柱垂直度精确校正。用两台经纬仪从柱的两个侧面同时观测，依靠缆风绳进行调整（图5-16）。（4）钢柱垂直度偏差预留值由于本工程结构形式为主框架焊接连接，钢柱与钢梁焊接后会有一定收缩，因此钢柱在垂直度校正时必须预留焊接收缩值。以矩形主楼西区和主楼弧形区的西半部为例，其经验预留值如表5-3所示。3.标准层钢结构安装标准层钢结构安装顺序如下。第一节间安装顺序：第一根钢柱就位→第二根钢柱就位→第三根钢柱就位→第四根钢柱就位→下层梁安装→上层梁安装。第一节间安装完成后，依次安装第二、第三节间（图5-17）。前三个节间安装完毕形成稳固的框架后，即可从第一节间开始，进行钢柱垂直度校正。97·· 图5-1497·· 图5-15图5-16表5-3钢柱编号预留值(mm)特性备注C/30焊接矩形区核心柱C/1、D/1、E/1、F/1、G/1、D/3、E/3、F/3、G/3、A/3、A/4、A/5、A/6、A/7、C/4、C/5、C/6、C/71～1.5焊接矩形区边柱A/8、C/81～1.5非焊接矩形区角柱T1/R19、T1/R20、T1/R21、T1/R22、T1/R23、T1/R4、T1/R25、T1/R26.11～1.5非焊接弧形区边柱T2/R19、T2/R20、T2/R21、T2/R22、T2/R23、T2/R24、T2/2R5、T2/R26.11～1.5焊接弧形区边柱97·· 4.高强度螺栓连接（1）施工前试验准备工作1）本工程所用高强度螺栓系湖北强力螺丝厂（大冶）生产，螺栓为20MnTB，螺母为15MnVB，垫圈为45号钢。2）大六角型高强度螺栓连接副，使用前应检验螺栓楔负载、螺母保证载荷、螺母及垫圈硬度、连接副的扭矩系数平均值和标准偏差值。检验数量为每批复验5套。5套扭矩系数的平均值应在0.11~0.15范围内,其标准偏差应小于或等于0.01。3）进入现场的扭剪型高强度螺栓连接副，使用前应检验螺栓连接副的紧固轴力平均值和变异系数。检验数量为每批复验5套，检验结果应符合表5-3的规定。表5-3螺栓直径d（mm）1620（22）24每批紧固轴力的平均值（kg）公称109170211245最大120186231270最小99154191222紧固轴力变异系数≤10%4）钢构件安装前必须进行抗滑移系数检验。抗滑移系数试验以钢结构制造批为单位，每2000t为一制造批，不足2000t者视作一批。当单项工程的构件摩擦面，选用两种及两种以上表面处理工艺时，则每种表面处理工艺均需检验。5）抗滑移系数检验用的试件由制造厂加工，试件与所代表的构件应为同一材质、同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态，同批制作，使用同一性能等级和同一直径的高强度螺栓连接副，并在相同条件下同时发运。（2）施工扭矩值和检查扭矩值的确定1）扭剪型高强度螺栓扭剪型高强度螺栓的拧紧分为初拧和终拧。大型节点分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩值如表5-4所示，复拧扭矩值等于初拧扭矩值。施工终拧采用定值电动扭矩扳手，尾部梅花头拧掉即达到终拧值。表5-4螺栓直径d（mm）1620（22）24初拧扭矩（N·m）1152203003902）大六角头高强度螺栓大六角头高强度螺栓的施工扭矩值可由下式计算确定：Tc=k·Pc·d式中：Tc──施工扭矩值（N·m）；97·· k──高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值，该值由试验确定；Pc──高强度螺栓施工预拉力（kN），见表5-5；d──高强度螺栓螺杆直径（mm）。图5-1797·· （3）高强度螺栓施工1）大六角头高强度螺栓施工所用的扭矩扳手，班前必须校正，其扭矩误差不得大于±5%，校正用的扭矩扳手，其误差不得大于±3％。表5-5螺栓公称直径预拉力(kN)(mm)性能等级121620（22）24（27）308.8S457512015017022527510.9S60110170210250320390２）高强度螺栓初拧合格后应作出标记，如图5-18所示。图5-18图5-19３）高强度螺栓紧固顺序H形梁腹板螺栓紧固顺序为：从上向下依次紧固（如图5-19所示）；大型H形梁节点螺栓紧固顺序为：腹板→下翼缘板→上翼缘板；同一平面内紧固顺序为：从中间向两端依次紧固，如图5-20所示。图5-204）本工程高强度螺栓平面施工顺序高强度螺栓穿入方向应以便于施工操作为准，框架周围的螺栓穿向结构内侧，框架内侧的螺栓沿规定方向穿入，如图5-21所示。97·· 图5-215）高强度螺栓竖直方向拧紧顺序为先上层梁，后下层梁。待三个节间（①、②、③）全部终拧完成后方可进行焊接。（4）高强度螺栓施工的主要影响因素影响高强度螺栓施工的主要因素有以下几个方面。1）钢构件摩擦面经表面处理后，产生浮锈。经验表明，浮锈产生20d后，摩擦系数将逐渐下降，不能满足设计要求。2）高强度螺栓施工受气温影响很大，有关规范规定，超过常温（0~30℃）时施工，高强度螺栓必须经过专项试验方可使用。（5）连接孔与摩擦面的处理方法197·· ）高强度螺栓的连接孔由于制作和安装造成的偏差会出现错孔，若采用电动铰刀扩孔，操作位置会受到高空作业的限制，操作者的人身安全不易保证。因此，我们采用了微型砂轮磨光机，既保证了操作者的安全，又提高了工效。2）高强度螺栓连接摩擦面如在运输中变形或表面擦伤，安装前必须在矫正变形的同时，重新处理摩擦面。施工现场的摩擦面处理可采用砂轮机打磨，但必须进行同等条件的抗滑移系数试验。5.焊接（1）工程特点由于本工程为栓、焊结合的偏交框撑结构，因此决定采用先栓后焊的总体施工顺序。焊接原则是：平面结构对称，节点对称，全方位对称。（2）施焊顺序1）钢柱平面焊接顺序在三个节间（①、②、③）钢柱校正完毕，高强度螺栓终拧后进行钢柱的焊接。在结构平面上钢柱的施焊顺序如图5-22所示。图5-2297·· 2）钢梁平面焊接顺序矩形区在①、②、③三个节间，弧形区在①、②、②三个节间的钢柱焊接完成后，进行钢梁的焊接。先焊上层梁，后焊下层梁。在同一节点，先焊梁的下翼缘，后焊梁的上翼缘。钢梁在平面上的焊接顺序参见图5-23。3）柱、梁竖向焊接顺序：柱接头焊接→上层梁焊接→下层梁焊接（图5-24）。图5-23图5-24（3）焊接方法1）箱形截面柱焊接（图5-25）①箱形柱与柱接头焊缝，由两个焊接速度相近的焊工面对面同时进行焊接。97·· ②两个焊工分别从对角线部位，各自沿平行的两条焊缝同时反向等速焊接。③在焊缝厚度达到板厚的1/3后，将临时固定的连接板用气割割掉，然后反向等速堆焊，直至完成。2）H型截面柱焊接柱与柱对接，由两个焊工按相反方向同时对称地焊接两侧焊缝，以防构件受热不均而产生热变形，引起过大的内应力。首先焊接腹板，达到板厚的1/3后焊翼缘板，最后将腹板焊接完成（图5-26）。图5-25图5-266.特殊构件安装（1）空腹桁架安装1）结构形式空腹桁架位于门厅10～11层A/8～11轴和C/8～11轴，跨度27m，分体制作，现场分体安装（图5-27）。图5-272）结构特点97·· 空腹桁架上、下弦杆为现场拼装、焊接，桁架设计要求不起拱，拼装时依据规范要求起拱。安装时利用已安装的结构作为提升控制点，避免桁架弦杆下挠。安装时，每完成一部分即进行焊接。3）安装顺序（图5-28）安装空腹桁架时，首先在地面拼装下弦杆（10层梁），然后单件起吊。安装顺序为：下弦杆安装→下弦杆与柱焊接→竖向腹杆安装→竖向腹杆与下弦杆焊接→上弦杆安装→上弦杆与柱焊接→上弦杆与竖向腹杆焊接→斜腹杆安装→焊接→撤去提升手动葫芦。图5-283）施工测量空腹桁架安装过程中应全面跟踪测量，观测上下弦杆下挠情况，及时调整手动葫芦，保证弦杆不下挠。（2）天窗梁安装1）结构形式天窗梁位于主楼结构10层矩形区与弧形区之间，梁顶标高46.8m,最大跨度32m。主梁为轧制H型钢，分三段制作，现场高空拼装。拼装操作平台用钢管脚手架搭设，脚手架高度为梁底高度。施工时，以75号和111号梁为中心向两侧施工，如图97·· 5-29所示。图5-292）钢管脚手架操作平台73号、75号、77号、109号、111号、113号梁在空中拼装，操作平台位于三根主梁下，成十字形（图5-30），高度方向每隔10m用缆索与主体结构连接一次，脚手架顶部两端与主楼矩形区和弧形区柱刚性连接。图5-303）主梁空中拼装75号、111号主梁分三段制作，拼装时边安装边调整梁直线度和起拱高度，调整合格后方可投入焊接（图5-31）。97·· 图5-314）天窗梁焊接天窗梁分为栓接和栓焊连接两种形式，栓焊结合的梁采用先栓后焊的办法。（五）质量计划1.质量保证体系（图5-32）2.质量保证措施（1）施工及验收的评定依据1）施工图纸及设计总说明。2）美国规范和标准：美国钢结构协会（ANSI）：《钢结构房屋和桥梁标准实施法》，含解说；美国钢结构协会（ANSI）：《使用ASTMA325或A490螺栓的结构节点设计说明》；美国钢结构协会（ANSI/AWSD1.1）：《钢结构焊接规范～钢》。3）中国规范和标准《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）；《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-95）；97·· 《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）；《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-91）。项目经理项目总工程师项目质量检查站钢结构吊装经理钢结构公司质检部运输队施工班组测量队施工班组吊装队施工班组焊接队施工班组图5-32（2）人员及料具准备1）进入现场的施工人员必须经过专业培训，技术工人必须持证上岗。2）对业主提供的材料和设备必须进行检验，检验合格后方可在工程中使用。3）施工单位提供的材料须采集样品，样品经检验合格、业主同意后方可在工程中使用。（3）构件成品保护及标识1）构件在卸车时，必须加垫软橡胶板，保护构件表面油漆。2）构件在运输过程中，采取有效措施防止构件发生变形。3）构件摩擦面表面不能碰伤或粘污。4）构件在现场堆放时应有明显标识。（4）建立安装质量过程控制体系（图5-33）安装过程中严格工序管理，做到检查上工序，保证本工序，服务下工序。（5）测量质量保证措施1）现场使用的测量仪器、钢尺必须定期检定。现场使用的钢尺必须与基础施工及构件加工时使用的钢尺进行校核。97·· 测量放线构件复验钢结构安装专职质量检查员主框架校正垂直度测量高强度螺栓初拧垂直度测量高强度螺栓终拧安装验收申请专职质量检查员电焊条烘干主框架焊接超声波探伤焊接验收申请专职质量检查员后续过程图5-332）柱及偏心支撑基础预埋件位置尺寸必须复测，并放出安装控制轴线。3）钢柱安装前在地面做出明显的标识，以方便垂直度及标高测量。（6）焊接质量保证措施1）选用合格的焊接人员，无国家有关部门颁发的上岗证，或者所持证件与工作部位、等级不符的人员，不得从事焊接操作。2）焊接材料、工具、机械及其他辅助材料必须有产品合格证，并按技术要求使用。3）全熔透焊缝在施焊时采用引弧板和垫板。4）焊接前必须检查坡口尺寸及其清理情况，合格后方可施焊。5）原则上焊缝应一次施焊完毕。97·· 6）焊接完毕后，将焊工钢印号打在焊缝区附近。7）不合格焊缝应进行返修，返修次数超过两次的焊缝须制定专项返修方案。（7）高强度螺栓施工质量保证措施1）构件摩擦面抗滑移系数必须符合设计要求。2）高强度螺栓的轴力或扭矩系数必须符合规范要求。3）高强度螺栓及构件摩擦面完好、无油污。4）高强度螺栓严禁雨天施工。5）高强度螺栓施拧顺序及扭矩正确。6）钢桁架高强度螺栓拧固顺序另有单项方案。（8）不合格品处理对于业主提供的材料或施工中造成的不合格品，均应向业主提供不合格品报验单，提出技术处理方案。（9）建立质量例会制度建立有中国工商银行营业办公楼建设指挥部、设计单位、监理方及我方项目经理部参加的质量例会制度。3.质量验收应依据钢结构工程施工及验收规范进行工程质量验收，且必须具备下列各项技术文件。（1）钢柱垂直度测量成果表。（2）钢柱、钢梁标高测量成果表。（3）高强度螺栓扭矩扳手检测记录。（4）高强度螺栓安装质量检查表。（5）超声波探伤报告。97·· 六、钢结构焊接（一）焊接节点概况中国工商银行营业办公楼工程是我国自己制作、安装的高层钢结构建筑物，建筑面积9.6万m2，钢结构总重量8000t，焊缝总长99.78km，一级焊缝占99.67%。本工程钢柱有焊接箱形柱和轧制宽翼缘H形柱两种，H形柱翼缘板最大厚度为97mm,箱形柱最大板厚51mm。箱形柱截面尺寸：插入柱533mm×533mm×51mm,屋面一层533mm×533mm×19mm。H形柱截面尺寸：插入柱W14×550（437mm×514mm×97mm×61mm）,屋面一层W14×120（373mm×368mm×24mm×15mm）。（1）柱与柱对接分为熔透焊和部分熔透焊两种形式（图6-1）。图6-1（2）钢梁与柱连接，腹板为栓接、翼缘板为焊接（图6-2）。图6-2（3）偏心支撑节点板与柱、梁焊接（图6-3）。97·· 图6-3（4）轧制H形钢柱±0.000～+3.960m设计加固焊接（参见图6-10）。图6-497·· （二）焊接准备1.构件预检（1）对进场的焊接箱形柱焊缝进行超声波探伤检测。（2）检验柱、梁接头截面几何尺寸及构件长度。（3）检查焊口几何尺寸及清理情况。2.焊接操作平台准备（1）由于本工程钢柱设计无牛腿，为便于安装和焊接，设计了专用操作平台（见图6-4）。按平均每天焊接18根柱考虑，需160个平台周转使用。（2）由于本工程钢柱均为边柱，因此必须搭设专用操作平台，为此设计了异型卡扣，并取得了国家专利。3.焊接设备及辅助设备（表6-1）表6-1序号名称型号规格单位数量用途备注1CO2气体保护半自动焊机KR500500A台8钢柱、钢梁焊接包括送丝机构2硅整流焊机ZX－500A500A台24钢柱、钢梁焊接3碳弧气刨630A台4返修，清根4特制氧-乙炔枪把20预热，后热5空压机0.6～1m37.5kW台2碳弧气刨风源6电热干燥箱YZH2－1007.6kW台3烘干焊接材料7电动角向磨光机（日产）YZH2－40￠100～125台10修磨清渣8电热保温筒5kg个45焊条保温9风速仪台1测风力10测温计500～600℃个16测温11放大镜10倍个5焊缝检查12高压氧气管￠8mmm600切割，气刨,预热13乙炔管￠8mmm60014电焊铜缆线50mm2m1200手工电弧焊专用15电焊铝缆线50mm2m1200手工电弧焊专用16石棉布0.5～3mmm200保温17编织布m200挡风18岩棉被30～80mmm2200保温19电闸分箱380V、220V个10电弧焊机、CO2焊机、角向磨光机箱内配套使用20焊机房个12两台焊机共用1个21氧气表块20气焊专用97·· 22乙炔表块20同上23氧气瓶个50预热、切割换气周转24乙炔瓶个50同上同上25CO2气瓶个30同上同上26干湿温度计只2同上4.焊接材料（略）5.焊接工具及劳保用品（略）（三）焊接施工组织钢结构焊接工程专业性很强，劳动强度大，要求焊工有较好的技术素质，焊工需按《钢结构工程施工及验收规范》（GBJ205－83，现GB50205－95）和《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81－91），参照美国钢结构协会《钢结构焊接规范》（ANSI/AWSD1.1-94）的规定执行。已经培训合格的焊工，到现场后还需按本工程的实际情况，进行岗前模拟焊接试验，合格后方可上岗正式焊接。劳动力安排见表6-2。表6-2工种人数工作内容手工电弧焊工16负责钢柱和钢梁支撑的焊接CO2气体保护焊工碳弧气刨工4负责清根、返修修理手工电弧焊工2负责进场构件修理手工电弧焊工4负责现场点焊、安装气焊工8负责切割、预热、后热辅助工12负责清渣、打磨焊工2负责焊接材料的保管、发放、干燥（四）焊接施工顺序及焊接工艺1.安装焊接顺序（1）根据本工程结构特点，以南北对称轴为界，分成东西两个区组织施工。在矩形区①②③三个节间和弧形区①②②三个节间柱梁连接的高强度螺栓终拧，且柱垂直度符合要求后，矩形区选择四面都焊接主梁的C/3、C/16柱作为基准柱,弧形区选择四面都有主梁的T2/R18、T2/R19柱为基准柱，首先焊接其四侧主梁，然后向周围扩展施工。焊接顺序如图6-5所示。（2）栓焊混合节点中，梁的腹板联接应先栓后焊，以便于把栓孔对准和把摩97·· 图6-597·· 擦面贴紧。（3）栓接摩擦面上要保持干净，无锈斑无油污无划痕。栓接时先用销钉穿孔定位，然后上30%的普通螺栓，再安装高强度螺栓，高强度螺栓应初拧达到70%的扭矩值，再终拧到规定值，防止超拧事故。（4）梁与单节柱焊接时，应先焊上层梁，后焊下层梁，以使框架稳固，便于施工。（5）柱—梁节点上对称的两根梁应同时施焊，而一根梁的两端不得同时施焊作业。（6）柱—柱节点焊接时，箱形柱的对称两柱面板和H形柱的对称两翼,应由两名焊工同时焊接。箱形柱板厚超过30mm时，应采用顺序换侧对称焊接法。（7）梁的焊接应先焊下翼缘，后焊上翼缘，以减少角变形。2.焊接施工工艺（1）安装焊接准备工作1）对于国内高层建筑中极少使用的、厚50mm以上国产16Mn钢构件，及美国产A572钢构件，应针对工程中数量较多的或具有代表性的接头形式进行相应焊接方法的工艺试验评定，焊后经外观检查及超声波检测应符合设计要求。以上试验均按本工程规定采用的技术标准进行。2）焊接材料和焊接设备之技术条件应符合国家标准，性能优良。用于清渣、加热、气刨、打磨、焊条保温、温度测量等的装置应齐全有效。（2）手工电弧焊及CO2气体保护焊焊材和设备1）焊条应在高温干燥箱烘干，低氢型焊条在干燥箱中加热到380℃后保温1.5h，再在干燥箱中降温到110℃后保存。使用时从干燥箱中取出应立即放入100～110℃的焊条保温筒中，并须在4h内用完。剩余焊条如未立即放回焊条保温筒中保存，则须重新烘干后方可使用。但焊条烘干次数不得超过两次。2）焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。3）CO2气瓶应倒置24h后打开阀门把水放尽方可使用，瓶内气体高压低于1MPa时应停止使用，焊接前要先检查气体压力表上的指示，然后检视气体流量计并调节气体流量（20～80L/min）。4）电焊机之电压应正常，地线压紧牢固、接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞现象。3.安装焊接程序及一般规定（1）程序焊前检查→预热→装焊垫板及引弧板→测温再预热→焊接→保温或后热→检验→填写作业记录表。详见安装焊接作业顺序图（图6-6）。97·· 构件验收运至现场附件配套地面拼装次梁安装压型板安装栓钉焊外观检查测量放线验线各方验线验基准点安装钢柱测量标高位移垂偏安装下一节间安装第三节间四根钢柱形成一节间安装主梁、桁架梁二次测量校正钢柱柱-梁节点焊接初拧高强度螺栓终拧高强度螺栓形成框架再次测量校正钢柱碳弧气刨超声波检验合格不合格柱-柱节点焊接外观检查合格不合格其他安装验收碳弧气刨超声检验图6-6（2）一般规定1）焊前检查接头坡口角度、钝边、间隙及错口量，均应符合要求。坡口内和两侧之锈斑、油漆、油污、氧化皮等均应清除干净。2）预热：焊前用气焊特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化。预热温度见表6-3。3）装焊垫板或引弧板，其表面应清洁，要求与坡口相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。4）重新检查预热温度，如温度不够应重新加热，使之符合要求。5）焊接：第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板之连接处，然后逐道逐层累97·· 表6-3节点类型钢材板厚（mm）环境温度0℃以上环境温度0℃以下预热（℃）焊后保温预热（℃）后热(200～250℃)箱形柱—柱16Mn+16Mn51100ν150加热1h缓冷3280—100—H形柱-柱A572+A57297;89150ν250加热2h缓冷77;68120ν200同上63;53100ν150同上48;4480ν120加热1h缓冷27;30;2450—100同上H形柱-柱A572+16Mn97（100）150ν250加热2h缓冷柱-梁A572+A57237;33;3080—120—26;2350—100—焊至填满坡口，每道焊缝焊完后都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。每道焊接层间温度应控制在100～150℃，温度太低时应重新预热，太高时应暂停焊接。焊接时不得在坡口外的母材上打火引弧。6）遇雨雪天时应停焊，环境温度低于0℃时应按规定预热和后热，构件焊口周围及上方应加遮挡，风速大于6m/s时则应停焊。7）一个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，再焊以前应重新按规定加热。8）焊后冷却到环境温度时进行外观检查，超声波检测在焊后24h进行。9）焊工和检验人员要认真填写作业记录表。4.典型节点的焊接顺序和工艺参数（1）箱形柱－柱焊接1）先由两名焊工在无耳板的两侧对称焊至板厚的1/3厚度时，切去另两侧耳板。2）然后由两名焊工在切去耳板的两侧对称焊至板厚的1/3。3）再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接，一名焊工在一面焊完一层后，立即拐过90°97·· 接着焊另一面，另一名焊工在对称侧以相同方式保持对称同步焊接。如此交替进行，直至完成焊接。4）每两层之间焊道的接头应相互错开，两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开，每道焊完要清除焊渣和飞溅物，如有焊瘤要铲除磨掉，焊接过程中要注意检测层间温度。5）焊接工艺参数①手工电弧焊：焊条直径4mm，电流170～180A，焊速150mm/min。②CO2焊：焊丝直径1.2mm，电流280～320A（填充层）或250～290A（盖面层），电压29～34V（填充层）或25～31V（盖面层），焊速350～450mm/min，层间温度100～150℃，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20～80L/min。（2）H形柱－柱焊接1）先由两名焊工同时对称焊接两翼缘，由于耳板限制必须停弧时，接头处在上下层间要互相错开，每道焊完要清除焊渣和飞溅物，如有焊瘤要铲除磨掉，焊完三层后用氧－乙炔焰割去耳板，接着焊至坡口填满，焊缝的加强高度达到要求，焊接过程中要注意检测层间温度。2）然后由一名焊工用手工电弧焊焊接腹板焊缝直至完成，从腹板板口内起，引弧板比要求的超出10～20mm，不要在坡口外的母材上打火引弧。3）焊接工艺参数①手工电弧焊：焊条直径4mm，电流170～180A，焊速150mm/min。②CO2焊：焊丝直径1.2mm，电流280～320A（填充层）或250～290A（盖面层），电压29～34V（填充层）或25～31V（盖面层），焊速350～450mm/min，层间温度100～150℃，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20～80L/min。（3）柱－梁焊接1）先由两名焊工同时焊接柱子对称侧的两个焊口，先焊接梁之下翼缘。梁腹板两侧的翼缘，焊道要保持对称焊接，可由一个焊工在腹板的一侧先焊1～2层后换至另一侧焊接，焊完2～4层后再换一侧施焊，反复倒换直至焊完。各焊道的接头在上下层间要错开。2）然后焊接梁之上翼缘，仍由2名焊工同时对称焊。3）焊接工艺参数①手工电弧焊：焊条直径4mm，电流170～180A，焊速150mm/min。②CO2焊：焊丝直径1.2mm，电流280～320A（填充层）或250～290A（盖面层），电压29～34V（填充层）或25～31V（盖面层），焊速350～450mm/min，层间温度100～150℃，焊丝伸出长度约20mm，气体流量20～80L/min。两种工艺的预热温度为50～150℃，详见表6-3。97·· （五）特殊节点焊接顺序及焊接工艺1.10层到11层门厅空腹桁架安装焊接顺序10层至11层门厅空腹桁架因跨度大（总27m）构件重（10层横梁为H329mm×635mm×31mm×18mm，11层梁为H403mm×407mm×44mm×27mm。9m跨间柱坐于10层横梁上，每根重约1.7t）。安装时必须考虑上层梁及柱子安装后下层梁的承重能力、起拱要求以及焊接收缩、残余应力的合理分布，以确保安装焊接顺利进行。图6-7所示为空腹桁架的平面位置示意和焊接顺序示意。（1）顺序1）吊装10层梁，安装10层8～11/A，8～11/C梁两端的高强度螺栓。2）安装10层梁上的9/A，10/A（9/Ｃ，10/Ｃ）柱,安装11层该序号节点的高强度螺栓。3）吊装11层A轴8～9,10～11梁（C轴8～9,10～11梁）,安装各梁两端的高强度螺栓。4）先后焊接11层8/A,11/A节点梁的上下翼缘与箱型柱面板间焊缝（图6-7中之①、②）及8/C,11/C节点梁的上下翼缘与H形柱翼板间焊缝。上、下翼缘焊接先后顺序，视梁预装的高度偏差和起拱要求而定。5）吊装11层A/9～10轴梁（C/9～10轴梁），安装9/A,10/A（9/C,10/C）节点的高强度螺栓。6）先后焊接11层9/A,10/A（9/C,10/C）节点梁的上下翼缘与柱间焊缝（图6-7中之③、④）,并由两名焊工同时在1根柱之两侧对称焊接。7）先后焊接10层8/A,11/A（8/C,11/C）节点梁的上下翼缘与柱翼缘板间焊缝（图6-7中之⑤、⑥）。8）焊接10层9/A，10/A（9/C，10/C）节点之柱下端翼板间角焊缝（图6-7中之⑦、⑧），并由两名焊工同时在1根柱的两翼缘上对称焊接。至此，已完成10层与11层间主框架立面的安装焊接。9）吊装A～C/8～11轴9m跨内各柱，安装各柱两端与梁间的高强度螺栓。10）焊接A、C轴9m跨内各柱两端节点焊缝，先完成各柱上端翼缘与11层梁之间的仰角焊缝（图6-7中之⑨）,后完成各柱下端翼缘与10层梁之间的俯角焊缝（图6-7中之⑩）。（2）超标坡口尺寸的处理（图6-8）10层及11层8/A,11/A（8/C,11/C）节点梁-柱焊接接头间隙超标在15mm以下时,可先在柱表面接口处用直径3.2mm的E5015焊条多层堆焊（每层厚度3mm,97·· 长度超过翼缘高度约1.5mm）。堆焊后将坡口表面打磨平滑并使坡口间隙为7～9mm,坡口角度可为35°～45°。图6-7如安装以后上述梁-柱接头间隙超标在30mm以下时,应在梁端翼缘上及柱面板上分别多层堆焊。堆焊时梁端要装焊起弧板、收弧板。其他要求同上。（3）偏心支撑柱脚板焊接工艺要点由于柱脚板厚达50mm，开坡口＜45°，焊接时收缩量较大,且焊接时柱脚板地脚螺栓与斜撑均已紧固,造成很大约束力。柱面板沿板厚方向受拉应力，虽然焊缝不探伤,但应防止柱面产生层状撕裂，要求采取对称焊。97·· 图6-81）焊接H形柱时,在I-I轴两侧由A、B两名焊工对称施焊（如图6-9所示）。焊接箱形柱时,在I-I轴两侧由A、B两名焊工按梁-柱接头下翼缘焊法施焊,不另图示。2）H形柱预热温度150℃,层间温度100～150℃,要求柱子预热到足够的温度；箱形柱预热温度为100℃,层间温度100℃,同样要求预热到足够的温度。3）节点板与柱子角接，向上焊,预热温度同2）。4）焊后立即加热250℃,H形柱与箱形柱保温1.5h。5）筋板3焊前预热同2）。2.H形柱A/8,A/11加强板焊接方案图6-91—柱脚板；2—节点板；3—筋板由于H形柱翼板厚达97mm,焊接时收缩量大,柱面板沿板厚方向产生拉应力，虽然焊缝不探伤,但应防止柱面产生层状撕裂及冷裂，要求对称施焊（图6-10）。97·· （1）方案1①预热150℃；②点固焊缝长60mm,间隔500mm,电流170A（￠4焊条）；③焊接前先检查坡口和板面温度,如温度不够要重新预热；④焊接顺序:A、B同时分段倒退焊一层（由上至下,每段由下往上焊500mm长）→C、D同时分段倒退焊一层→A、B→C、D→直至焊完。层间温度保持100～150℃。图6-10（2）方案2四人同时对称焊,预热、点固同方案1,焊接时A、B、C、D四焊工同时对称分段倒退焊（由上至下,每段由下往上焊500mm长后倒退）。（六）焊接质量管理措施高层建筑钢结构安装焊接工程的质量，主要包括焊接接头质量和钢构架的尺寸精度，其质量控制是一项综合技术。焊接质量受材料性能、工艺方法、设备、工艺参数、气候和焊工技术及情绪的影响。安装尺寸精度的影响因素则有安装方法、顺序、设备仪器、构件制作、构件自重、焊接变形、气候光照等，因而必须各个环节紧密配合，并以完善的制度和组织作保证，做好质量管理工作。1.施工人员在施工前应认真熟悉图纸，以便及时发现施工中可能出现的问题，在本工程中，柱子、梁、支撑型号多，又分不同材质，使用前应特别注意。为了加强管理，制订了焊接质量保证体系（详见图6-11）。2.夹层柱焊接时，由于最大板厚达97mm，自重大，应在五节间的柱、梁安装完成后，从中间柱开始焊接，焊接前重新测量偏差，根据偏差制订焊接顺序。3.现场专业人员要按管理制度施工，对施工人员进行技术交底，并编制焊接工艺卡，便于每个焊接人员明确操作要领、材料的使用和质量要求，严格按预定工艺施工焊接。97·· 4.每焊完一道焊缝都应清理铲磨，这样才能保证整个焊接接头质量。5.施工中认真执行三检制，焊工应做好焊前和焊接中的记录，专职人员检查时应逐条焊缝检查验收，作好记录，经超声波检测人员检验合格后填写评定表。工商银行从1995年3月开始正式焊接，至1996年9月28日共施焊9984条焊缝，其中6698条焊缝做了超声波检查，监理方委托冶金建筑研究总院超声波复检，I级焊缝6676条（占99.67%），II级焊缝9条（占0.13%）。共发现不合格焊缝13条（占0.2%）,其中7条返修后合格，有6条经设计加固，未作返修。项目经理部签发通知、处理信息、协调设备维护组焊条管理组电焊组质检组保证机具焊条烘干正常运行焊条回收焊前预检焊条发放焊口清理外观检查预热测温超声检查装焊引弧板、垫板填写记录报告再预热测温不合格合格焊接碳弧气刨打磨外观自检填写记录报告图6-1197·· 七、钢结构焊缝检测按照设计要求，本工程全熔透焊接、部分熔透焊接要进行超声波探伤，有的要进行磁粉探伤。（一）钢结构焊缝无损检测的资质取证我国采用钢结构的建筑工程数量很少，无损检测的资质管理权限至今尚不明确。已建成的钢结构工程焊缝的无损检测，大都由一些公认的权威机构承担。为使我们的检测能为社会所认可，就必须请政府有关部门进行资质认证。我们从中建一局（集团）和四公司领导到具体工作人员，上下一心，以高标准、高起点、严要求，在很短的时间内，通过送培和聘用建起了高素质的检测队伍；配置了具有世界先进水平的仪器；编制了严格的管理制度、探伤方案、探伤工艺、操作细则；进行了大量的标准块探伤、模拟件探伤、工艺试验试件探伤、1:1足尺试件探伤等项工作，锻炼了队伍，迅速提高了实际探伤能力。我们的工作得到了北京市建筑工程质量检测中心的理解和支持，他们经过实地考察，予以认可。（二）建立一支高素质的检测队伍1995年5月、8月，1996年5月，我们分三批送培了5名探伤人员（都有助工以上职称），其中3人取得超声、磁粉、渗透Ⅱ级证书，2人取得超声Ⅱ级证书。另外聘用了2名具有多项探伤最高级别（Ⅲ级）证书，且多年来一直从事探伤工作的高级工程师，参与实际探伤工作，并且还聘用了5位在焊接、探伤方面有丰富知识和实践经验的高级专家当长期顾问。这样我们建立起了一支新老结合、内外结合的无损探伤队伍。实践证明，这支队伍严格检测，认真把关，评判准确，得到了各方信任。（三）仪器设备的配置超声波探伤是工程钢结构焊缝探伤的主要方法。国产仪器最大的缺点是，缺陷的指示不直观，要靠检测人员对波形的判断分析，实时记录。所以我们选用了比较先进的德国USN50型超声波探伤仪1台，与国产CTS-22型超声波探伤仪3台结合使用。USN50超声波探伤仪具有电脑存储功能，可存储3097·· 个缺陷的波形、缺陷参数，用打印机与之相配合，可将缺陷参数和波形打印出来，提供了非常直观的资料，是评判的可靠依据，改变了以往缺陷判断靠数据，不直观和复演性差的缺点。我们把它用于重要部位探伤和缺陷部位细查工作。CTS-22型超声波探伤仪价格便宜，具有足够的精度，可用于普查工作。同时配置了DCE多功能磁粉探伤仪，各种标准试块、试片和探头等辅助材料，为无损探伤提供了充分的硬件条件。（四）检测标准的确定标准是探伤评定的依据，经与业主、监理方协商，确定以《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-89）作为本工程的检测评定依据。同时采用了下述有关标准：《压力容器无损检测》（JB4730-94）；《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）；《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）；《美国材料试验标准》（ASTM）。（五）检测方案和检测工作制度的制订工作要有制度作保证，我们首先制订了《中国工商银行营业办公楼无损检测制度》，以规范无损检测工作的开展。同时从熟悉本工程特点、图纸要求、仪器性能、探伤标准入手，编制了一系列技术文件：《中国工商银行营业办公楼钢结构现场安装焊缝探伤方案》；《钢结构焊缝超声波探伤工艺》；《钢结构焊缝磁粉探伤工艺》；《USN-50型全数字式超声波探伤仪操作细则》；《CTS-22型超声波探伤仪操作细则》；《DCE型磁粉探伤仪操作细则》；《工商行钢结构立柱板材现场检测工艺卡》；《工商行钢结构现场焊缝超声波探伤工艺卡》；《工商行钢结构现场焊缝磁粉探伤工艺卡》。这些技术文件为工程实践铺平了道路，例如先进仪器购来后，只有一份非常原则的说明书，而且翻译也有不甚确切之处。我们通过反复研究，编制了细到每一个动作的“操作细则”，对指导工作起到了很好的作用。97·· （六）钢结构焊缝无损检测实践工程钢结构焊缝与锅炉压力容器、造船等比较，有他自身的特点，而且本工程的焊缝厚度大，最厚的达100mm；接头型式多，有对接、Ｔ型、角接、加垫板、全熔透、部分熔透等多种型式，施焊和探伤难度较大。为此我们安排所有参加检测的人员，反复熟悉仪器操作性能和实物焊缝探伤情况，利用各种标准试块反复对比检测。用实际材料焊接模拟接头试块（如图7-1所示）。柱－柱对接全熔透焊试块柱－柱对接部分熔透焊试块柱－梁Ｔ型焊缝试块图7-1因这些试块的接头形式与工程实际是一致的，参加探伤的人员可以通过对试块的测试，掌握超声波的实际反应，以充分了解垫板造成的超声波反射情况、部分熔透焊在对接处b位置的反射情况同焊缝区缺陷反射情况的区别。为了证实垫板的反射，将垫板刨掉后再探，以便把情况摸透。为将焊缝中的缺陷探查出来，位置和大小判断正确，我们还专门焊接了在不同位置有缺陷的试块进行探伤实践，以积累经验。我们还特地参与了焊工培训考试时的焊缝探伤。为了与现场一致，公司安排制作了柱－柱、柱－梁1:1节点试件，培训焊工，锻炼探伤队伍，使实际检测过程中可能发生的问题都作了预演，所以后来在现场探伤时遇到的情况都能正确判断、处理。整个工程探伤从1996年3月开始，至1996年9月底结束，历时6个多月，共探伤焊缝6698条。其中Ⅰ级焊缝6676条占99.67％，Ⅱ级焊缝9条，占0.13％。经现场技术负责人和监理方、业主共同商定，超标严重的缺陷都进行了返修。例如A/18轴H形柱与插入柱接头，探伤中发现南侧翼板对接焊缝有一处超标缺陷，判断该缺陷长35mm，波幅III+10dB，评定为Ⅳ级未熔合缺陷（图7-2）。返修时解剖，缺陷情况与探伤判定一致。经返修后重新“超探”，达到合格。探伤中发现1～3层的C/3、C/16箱形柱由于设计不合理（柱与梁节点焊缝与箱形柱隔板焊缝重叠焊接），以及国产16Mn厚钢板在Z向拉伸质量不过关等原因,造成梁－柱节点焊接后焊缝出现裂缝。探伤证实，裂缝是因重叠焊接产生较大97·· 图7-2应力，使16Mn厚钢板Z向撕裂所致。非重焊（反复焊会使Ｚ向裂缝扩展）所能解决。后经美国设计方同意作了加固设计。通过本工程的探伤实践，我们深深体会到，工程钢结构焊接及其探伤，一定要“严”字当头，从实施准备阶段开始，直到实施的全过程，只要步步抓严，就能克服一切困难，把整个工作做好。中国工商银行总行营业办公楼钢结构焊接和无损探伤，正是由于严格要求，焊接质量越干越好，无损探伤队伍也逐步锻炼成长。97·· 八、钢结构测量校正工艺（一）测量准备工作施测之前，需先编制钢结构安装测量校正方案，确定校正方法。按照先总体后局部的原则，布设平面高程控制网，以控制钢结构总体偏差。对北京市规划局及测绘院提供的城市控制点，进行往返联测并作为起算数据。对施工中所使用的仪器、工具进行检校，以保证施工精度。对地脚螺栓进行检测，要求螺栓上下垂直，水平位置精确。（二）控制网施测１.首层平面控制网测量矩形区基准点布设在轴线偏1m线交叉位置，弧形区每隔40度角在T2弦外布设一个控制点，并与矩形区控制点进行联测,基准点位预埋10cm×10cm钢板，用钢针刻划十字线定点，线宽0.2mm。控制点的距离相对误差应小于1/15000，角度闭合差应小于10″。２.控制网布设原则1）控制点位应选在结构复杂、拘束度大的部位。2）网形尽量与建筑物平行，闭合，且分布均匀。3）基准点间相互通视，所在位置应不易沉降、变形，以便长期保存。３.控制点的竖向传递控制点的竖向传递采用内控法，每次从首层基准点进行投测，在各层安置激光接收靶，考虑到激光束传递距离过长会发散，影响投测精度，故当工程施工完第6层结构平面时，将基准点投测到6层平面上，作为第二次传递用基准点。激光竖向传递宜在夜间及吊装空闲时间进行，保证激光经纬仪先在竖直、静态下进行定点扫描，然后将仪器顺时针缓慢、平稳旋转360°定点，作为柱顶细部放线依据。把T2经纬仪架设在激光控制点上后视相应点，测定柱顶平面控制网，然后加密。采用激光接力法竖向投测，可减少轴线传递的累计误差，不用后视法，以减少对点定向误差，保证各节柱总体偏差在允许值的范围内。激光束的投射距离与误差轨迹半径相关要求为：激光投射的距离≤30m，误差轨迹半径≤2mm；97·· 激光投射的距离＞60m，误差轨迹半径≤5mm。４.建筑坐标系的建立及转换为便于施工和计算，施工控制网采用独立的建筑坐标系，以Ａ轴线与①轴线交点为坐标原点，建立建筑坐标系，坐标转换公式如下：Acosα－sinαX－A0=Bsinα－cosαY－B0式中：X、Y──大地坐标系点位坐标；A、B──建筑坐标系点位坐标；α──A轴在大地坐标系内的旋转角；A0、B0──建筑坐标系原点在大地坐标系中的坐标。５.高程控制点的测定引测5个高程点作为楼层标高控制依据，各控制点标高互差应小于2mm，点位选在安全可靠、易保存、不易沉降、便于竖向引测的部位，并要求分布均匀，相互通视。高程控制点的传递采用检定过的钢尺（加温差、尺长、拉力修正系数），在无风条件下铅直丈量各层标高。各层基准点确定后，用精密水准仪进行联测并校核。图8-1为控制点的布设示意图。（三）全站仪钢柱倾斜实时测绘系统１.主要仪器设备（表8-1）表8-1仪器名称型号产地用途全站仪PTS0.5GTS-701日本平面网控制钢柱校正经纬仪T2瑞士平面网加密激光经纬仪LDT5日本控制点竖向传递N3精密水准仪WILD瑞士高程测量微机ACER586台湾省数据处理成果输出袖珍计算机PC-E500日本数据采集对讲机MOTOROLA美国通讯97·· 图8-1２.实时测绘概要本系统外业采用PC-E500袖珍计算机与全站仪通讯、外业数据采集和处理。全站仪分别观测钢柱上端和下端的特制反光镜片，实时采集并处理观测值，得到两镜片中心点三维坐标数据，将全站仪坐标系统下的三维坐标换算至建筑坐标系，建立外业数字模型，计算钢柱整体偏移角和偏移距，以及沿Ａ、Ｂ方向的偏移分量（图8-2）。图8-297·· ３.系统构成该系统以全站仪、PC-E500、微机为核心，利用全站仪对钢结构实体进行观测，通过专用电缆与PC-E500袖珍计算机联机通讯。对边角观测数据进行实时处理，并通过CE-126P便携打印机输出各种偏差及校正数据，以便现场指挥钢柱安装；然后，通过RS232接口电缆，将PC-E500袖珍计算机预处理过的有关数据传至微机，在微机上利用“钢柱校正成图系统”软件绘制偏差曲线，标注偏差数据，并输出图形及报表资料。全站仪测量系统的构成及数据流程见图8-3。PC-E500图形显示全站仪微机图形输出观测实体报表输出校正数据全站仪PC-E500图8-3４.系统功能与特点本系统有数据采集、平差计算、编制偏差曲线、成果输出等功能，且具有实时性、高效性、高精度性和高存储性等特点。５.钢柱校正图形的生成将外业测量经PC-E500袖珍计算机预处理的数据传入微机内“钢柱校正成图系统”，便可自动生成偏差曲线并标注平面示意图、立面示意图（图8-4，图8-5）。图8-497·· 图8-5（四）钢柱校正过程控制图8-6所示为钢柱的校正流程图。１.地脚螺栓的检查地脚螺栓的埋设精度直接影响钢柱的吊装，吊装前应对所有地脚螺栓的平面位置和标高进行检查，要求螺栓平面位置偏差≤2mm，标高偏差≤5mm。２.钢柱垂直度控制1）矩形钢柱和弧形钢柱的吊装顺序参见图5-4。应先作好各个首吊节间钢柱确定螺栓偏差，确定柱顶偏差平面控制网测设，竖向投测柱顶抄平，并与下节钢柱综合比较高程基准点确定，竖向传递钢柱几何尺寸检测初拧时初校终拧前复校钢柱就位施焊过程中跟踪监测成果输出焊接后垂直度测量图8-6的垂直度控制，因为这将直接影响其他节间钢柱的校正。297·· ）钢柱校正一般分四步进行：初拧时初校；终拧前复校；焊接过程中跟踪监测；焊接后的最终结果测量。初拧前可先用长水平尺粗略控制垂直度，待形成框架后进行精确校正。此时要考虑偏差预留，焊接后应进行复测，并与终拧时的测量成果相比较，以此作为上节钢柱校正的依据。３.影响钢柱倾斜的因素高层钢结构施工中，影响垂直度的因素主要有以下几点。1）安装误差这部分误差主要由安装过程中碰撞及钢柱本身几何尺寸偏差引起，也包括校正过程中测量人员操作的误差。2）焊接变形钢梁施焊后，焊缝横向收缩变形对钢柱垂直度影响很大，焊接引起的收缩值一般在2mm左右，由于本工程焊缝较多，所以累计误差的影响比较大。3）日照温差日照温差引起的偏差与柱子的细长比、温度差成正比。一年四季的温度变化会使钢结构产生较大的变形，尤其是夏季。在太阳光照射下，向阳面的膨胀量较大，故钢柱便向背向阳光的一面倾斜。温差在3℃左右时，倾斜量一般在3mm左右。通过监测发现，夏天日照对钢柱偏差的影响最大，冬天最小；上午9～10时和下午2～3时较大，晚间较小。校正工作宜在早晨6～8点，下午4～6点和晚间进行。4）缆风绳松紧不当钢柱终拧时，是靠缆风绳强行拉到正确位置的，所以松开缆风绳后，钢柱便会向反方向倾斜（一般2～3mm），缆风绳过紧过松均会引起钢柱倾斜。5）测量本身的误差这部分误差是由控制点精度、测量仪器、测量方法、柱顶放线及测量人员素质等引起的综合偏差。故要求采用高精度仪器，编制合理的校正方案，以及对测量人员应进行专门培训。6）偏差预留值不准按规定，预留的偏差值大小应充分考虑下节钢柱的累计误差，且预留方向应与下节柱的偏差方向相反，若预留偏差不当，极易造成钢柱偏斜。４.钢柱标高控制1）高程基准点的测定及传递在首层平面布设5个高程基准点，用N3水准仪精确测定其高程。高程的竖向传递采用50m钢尺，通过预留孔洞向上量测，量测时应充分考虑温差、尺长、拉力等的影响，以保证量距精度。每层传递的高程都要进行联测，相对误差应＜2mm。97·· 2）柱顶标高的测定根据钢柱实际几何尺寸确定各层柱底标高50cm线及各层梁标高的10cm线，应从柱顶返量确定，通过控制柱底标高来控制柱顶及各层梁标高。3）影响标高精度的主要因素有测量本身的误差及钢柱加工的几何尺寸偏差。应将标高测量结果与上节钢柱的实际长度对比，进行综合处理。（五）质量管理标准与测量成果管理标准规定：单节柱垂直度允许偏差H/1000，且＜10mm；结构物整体垂直度允许偏差H/2500+10mm，且＜50mm；结构物总高允许偏差15mm。实际测量成果：结构物总高最大偏差10mm，总体垂直度最大偏差20mm。97·· 九、压型钢板的安装在高层钢结构工程施工中，压型钢板以其施工速度快、与结构连接性能可靠而得到广泛应用。中国工商银行营业办公楼工程地上部分，共计铺设压型钢板6.5万m2，由于施工中采用了合理的安装工艺，特别是等离子切割机的应用，既提高了工效，又保证了良好的外观质量。（一）压型钢板的作用与分类1.压型钢板在组合楼板中的作用压型钢板是钢－混凝土组合楼盖的重要组成部分。组合楼盖包括组合梁和组合板。组合梁是指钢梁与钢筋混凝土板通过抗剪连接件组合的结构，组合板是指压型钢板与钢筋混凝土通过各种不同剪力连接件组合的结构。本工程涉及的是组合板。组合板结构又分两种：一种是压型钢板部分地或全部地起受拉钢筋的作用；另一种是压型钢板仅作为永久性模板使用。本工程属前一种。压型钢板既可作为浇筑混凝土的模板，又可作为工作平台。施工速度快,预留洞口快捷简便。2.压型钢板的分类压型钢板可分为无痕开口式压型钢板、无痕闭合式压型钢板、有痕开口式压型钢板、有痕闭合式压型钢板等形式（如图9-1）。图9-197·· （二）压型钢板施工概述本工程采用的是澳大利亚BHP公司生产的2W型压型钢板，其基材为BHPG300钢板。此种压型钢板的截面形式如图9-2所示，单片标准宽度915mm，基材厚度有0.95mm和1.50mm两种，单位面积重量分别为9.729kg/m2和15.559kg/m2。图9-2压型钢板与钢梁有两种固定形式，即剪力栓钉连接和焊接连接（图9-3）。压型钢板与压型钢板之间采用夹紧器咬合连接（图9-4）。弧形区内外弧形压型钢板采用等离子切割机切割。若梁的上翼缘标高与压型钢板铺设标高不一致,可在梁的腹板上焊角钢,或在梁的上边垫槽钢,用来支承压型钢板,如图9-5所示。图9-3图9-497·· 图9-5（三）压型钢板施工组织本工程每个楼层施工面积约为4000m2，每节柱为2个楼层，需同时铺设8000m2压型钢板。1.施工机具为满足施工进度，现场配置如表9-1所列的施工机具。表9-1序号名称型号单位数量用途1交流弧焊机BX1-500台8压型钢板与梁焊接2等离子切割机MAX20台2压型钢板切割3夹紧器把4压型钢板咬合4空气压缩机V-1.05/10台1配合等离子切割机5氩弧焊机220V台2洞口封边焊接6吊索副30压型钢板吊运7焊把钳500A把30焊接8割嘴MI－020382套200等离子切割9割枪把8气割10氧气表只2切割11乙炔表只2切割12氧气瓶个10切割13乙炔瓶个20切割14手锤6磅、8磅把10压型钢板与梁紧贴15钢尺20m把2放线16钢尺7.5m把8放线17线坠0.5kg只3放线97·· 2.劳动力组织由于现场施工面积大，预留洞口变化多，板面标高不统一，因此要求作业人员具备较高的技术水平，能够多个小组同时作业。共配各工种工人40名，计：铆工8名,电焊工10名,气焊工4名,起重工4名,测量工2名,力工12名。（四）压型钢板施工工艺过程1.施工条件为配合安装作业顺序，压型钢板铺设前应具备以下条件：（1）主体框架结构焊接完毕并已经超声波探伤合格；（2）主体框架结构焊接完成后，柱垂直度偏差复测合格；（3）施工层平面次梁安装并终拧全部高强度螺栓；（4）施工专用操作平台拆除；（5）上层平面次梁安装前，应先将压型钢板放置于下层梁上；若在次梁安装后再吊压型钢板，势必造成斜向进料,容易损坏钢板甚至发生危险。2.施工顺序（1）平面施工顺序随主体结构安装施工顺序铺设压型钢板，矩形区和弧形区均从各自的1节间开始施工（参见图5-4）。（2）立面施工顺序为保证上层钢柱安装时人员操作安全，应先铺设上层压型钢板，后铺设下层压型钢板。3.工艺流程压型钢板的施工工艺流程如图9-6所示。4.施工方法（1）一般要求压型钢板长度一般为9m，每块重约120kg，为避免板材进入楼层后再用人工倒运，要求每一节间配料准确无误。（2）板料吊运板材在地面配料后，分别吊入每一施工节间。为保护压型钢板在吊运时不变形，应使用软吊索，每次使用前要严格检查吊索，使用次数达到20次后，吊索必须更换，以确保安全（图9-7）。（3）散板和位置调整应严格按照图纸和规范的要求来散板与调整位置，板的直线度为10mm97·· ，板的错口要求＜5mm，检验合格后方可与主梁焊接。板材及配件清理吊运至楼层散板位置调整检验不合格合格与主梁焊接放线边缘切割封堵头板洞口制作修整检验不合格合格后续过程返修检查图9-6图9-7（4）压型钢板与主梁焊接焊接采用手工电弧焊，焊条为E4303，直径3.2mm。根据BHP公司的设计，焊接点应为直径16mm点熔合焊，焊点间距305mm。（5）封堵头板堵头板是阻止混凝土渗漏的关键部件，封堵方法如图9-8所示。（6）洞口制作该工程洞口分为先开洞和后开洞两种形式。洞口尺寸小于500mm×500mm为后开洞，洞口大于500mm×500mm为先开洞，洞口四周有小梁。1）后开洞形式（图9-9）：拉条与洞口板焊接宜采用氩弧焊机，避免烧穿。97·· 图9-8图9-9图9-102）先开洞形式（图9-10）：封沿板与主梁焊接采用交流弧焊机。（7）放线1）放出弧形区所用压型钢板的内外圆弧线。2）压型钢板铺设后次梁被覆盖，给栓钉焊接造成困难，因此，我们采用吊线坠的方法，以上层梁为基准确定下层梁的位置。（8）边缘切割本工程主楼弧形区和配楼所用压型钢板外形复杂多变，现场切割量大，且不能破坏压型钢板镀锌层，因此我们采用等离子切割机进行切割。97·· （五）压型钢板施工的质量管理压型钢板施工应注意以下几点：（1）压型钢板铺设后做好成品保护，避免表面凹陷。（2）压型钢板铺设方向应满足钢筋通过的需要。（3）弧形区外形尺寸变化较多，应认真核对设计图纸。（4）预留洞口（电梯井、电缆井）位置应在允许偏差范围内。（六）压型钢板施工的安全管理为确保压型钢板施工时的安全，特作如下规定：（1）压型钢板必须边铺设边固定，禁止无关人员进入施工部位；（2）压型钢板在人工散板时，工人必须系好安全带；（3）压型钢板施工楼层下方禁止人员穿行；（4）压型钢板铺设后及时封闭洞口，设护栏并作明显标识；（5）压型钢板铺设后周边应设防护栏杆。97·· 十、栓钉焊接中国工商银行营业办公楼地上主体结构为钢结构,楼盖由钢梁和（压型钢板、钢筋混凝土）组合楼板构成。为了使钢梁与组合楼板能有效地协同工作，设置了抗剪连接栓钉，使栓钉杆承受钢构件与混凝土之间的剪力，实现钢-混凝土的抗剪连接。钢主梁的栓钉直接焊在钢梁顶面上，为非穿透焊；其他部位钢梁与栓钉中间夹有压型钢板，为穿透焊。（一）栓钉施焊前的准备工作1.对栓钉的力学性能要求本工程采用天津标准件三厂生产的直径19mm长120mm的圆柱头抗剪栓钉。栓钉用ML15冷墩钢制成。天津标准件三厂提供的“圆柱头栓钉焊接端出厂质量鉴定书”表明，ML15冷墩钢完全可以满足美国钢结构协会《钢结构焊接规范》（AWSD1.1-94）的有关规定（见表10-1）。表10-1屈服强度（MPa）抗拉强度（MPa）延伸率（%）截面收缩率（%）AWSD1.1-94标准规定值≥345≥415≥20≥50生产厂实测值≥345≥415≥20≥502.栓钉焊接端的试验方法栓钉力学性能可由两种方法确定：试验冷加工后的钢材或试验成品栓钉，只要符合表10-1规定即为合格产品。栓钉出厂前必须按照冶金部行业标准（YB9283-92）进行焊接端的质量鉴定试验。（1）试件的数量与制作按规范要求，直径为19mm的栓钉，需各做穿透焊和非穿透焊试件60个，其中，高于最佳电流2～3%的30个，低于最佳电流2～3%的30个。试板采用厚16mm以上，80mm×80mm的16Mn钢板，以最佳恒定时间将栓钉焊在试板上。（2）试验1）拉力试验两种试件各取10个，在拉力试验装置上进行拉伸试验。若所有试件的抗拉强度值不低于表10-1规定的值,即认为焊接质量合格。97·· 2）弯曲试验各取20个焊接试件在弯曲试验机上进行弯曲试验,相对原轴线往两边作30°交变弯曲,直至栓钉损坏为止。若全部试件的断裂均发生在试板上或栓钉杆上,而不在焊缝或热影响区内,则焊接质量应视为合格。3）重新试验经过拉力和弯曲试验后,若有不合格的试件,则应重新制备试件进行再次试验;如果失败,则认为该批栓钉焊接质量不合格。3.栓钉力学性能的复验（1）栓钉焊接部位的抗拉与抗弯试验,按图10-1配置6个试件,其中3个试件进行拉伸试验,其抗拉强度值均应>415MPa;另取三个试件进行弯曲试验,用锤敲击圆柱头部，弯曲30°若无裂纹，认为合格。图10-1d-栓钉直径；l-栓钉长度；t＞16mm;w＞60mm（2）外观检查:焊肉应无气泡及咬肉现象。（3）栓钉焊施工后，对成型焊肉进行外观检查,并应在主要构件上分批进行1%抽样打弯检验,打弯15°若无裂纹则可通过。4.焊工资质审查对每一个参加施焊的焊工,按照焊接参数试验的要求,进行焊工资质审查。5.对焊件施焊条件、栓钉、设备、电源等的要求（1）对钢构件母材的要求1）非穿透焊：母材表面应干燥，且不应涂漆、镀锌或镀镉等；母材不应有过量氧化皮、锈斑或其他杂质，若不符合要求，可用钢丝刷或角向磨光机除去锈斑或油污。97·· 2）穿透焊：①压型钢板铺设前必须认真清扫钢梁顶面,并认真除锈。安装好的压型钢板不应起拱、翘曲。压型钢板与钢梁顶面应紧密贴合无间隙。②如果压型钢板与钢梁顶面间隙>1mm,必须用锤敲等办法减少空隙,以确保栓焊质量。③不论是否穿透焊,欲施焊栓钉的母材必须表面平整，无坑凹或凸起。搭接在次梁上的压型钢板可以连续铺设,但在翼缘上断开的压型钢板，其搭接在次梁上的长度和断开的间隙必须>50mm，以便留出焊接栓钉的位置,若压型钢板搭接和断开的间隙<50mm,栓钉焊接质量便无法保证。图10-2所示为压型钢板搭接长度和间隙示意图。图10-2（2）对栓钉与瓷环的要求1）栓钉力学性能应经抽样复验合格。2）栓钉外形应均匀,无有害皱皮、毛刺、发裂、裂纹、扭歪、弯曲及其他有害缺陷。3）本工程选用栓钉为￠19mm×120mm,直径允许正偏差为0.40mm；其大头直径为32mm,偏差要求±0.4mm。4）瓷环应具有耐热、稳弧作用,其内径应为19.5mm,允许正偏差0.2mm;外径尺寸:穿透焊为36mm,非穿透焊为31.5mm。（3）栓焊设备与电源栓钉熔焊采用自动定时的栓焊设备进行,本工程采用JSS2500型栓焊机。栓焊机应安放在防潮、防尘、防风、防雨、防日晒、清洁通风的环境中,还应具备维修条件和空间。配电设施应在栓焊机附近,便于出现故障时迅速切断电源。在连接焊机和焊枪的电缆线上，严禁压重物、车辆碾压或用力拽拉。电缆线通过处严禁烟火,全部电缆及接头处均应绝缘,与地线连接的构件母材表面应除锈、除油污。栓焊机必须连接在独立电源上（三相380V,200A）,电源变压器的容量应在90～110kVA,容量大小应随栓钉直径的增大而增大。为保证焊接电弧的稳定,不许任意调节工作电压,可由焊接电流和通电时间进行调节。97·· （二）施焊技术参数与操作要点1.主要技术参数施焊电流1500A；施焊时间0.8S（普通焊），1.1S（穿透焊）；栓钉伸出瓷环长度5mm（普通焊），7～9mm（穿透焊）；栓钉提升高度2.5mm（普通焊），3.0mm（穿透焊）。焊接用瓷环应保持干燥，表面受潮的瓷环,在使用前应置于120℃的烘箱中烘烤2h。2.栓焊施工班前检验在每日开工前,若焊接设备及栓钉规格未改变,且焊接参数仍为特定值时,最先焊的两个栓钉应做试验,试验栓钉可直接焊在结构工件上,按实际焊接位置施焊，并做外观检查和弯曲试验。（1）外观检验按表10-2要求进行。表10-2外观检查项目判定标准与允许偏差检查方法1焊肉情况360°范围内焊肉高＞1mm，焊肉宽＞0.5mm目检2焊肉质量无气泡和夹渣目检3焊缝咬肉咬肉深度＜0.5mm；咬肉深度≤0.5mm，并已打磨去掉咬肉处的锋锐部位目检4栓钉焊后高度焊后高度偏差＜＋2mm用钢尺量测（2）弯曲试验用锤击等方法将栓钉打弯30°,如焊接部位无裂纹为合格。3.栓焊施工中的检验（1）栓焊施工中,若焊接设备和已确认的焊接参数有变动,必须按规定的焊接参数要求进行检验。（2）施工过程中对焊接部位应随时检查,焊缝有缺陷的应及时进行修补,焊缝缺损与修补要求见表10-3。4.栓焊施工后的检验首先对成型焊肉进行外观检查，外观检查合格后,应在主要构件上逐批进行1%抽样打弯15°检查,若栓钉根部无裂纹则认为通过弯曲检验。97·· 表10-3焊缝缺损修补要求1挤出焊脚不足360°修补焊缝应超过缺陷两端9.5mm2构件受拉部位因铲除不合格栓钉而使母材表面受损应打磨光洁、平整;若母材出现凹坑,可用手工焊方法填足修平3构件受压部位的不合格栓钉可以不铲除,在原栓钉附近重焊一枚;若铲除后母材有缺损处可照本表第2项处理;若缺损深度<3mm,且小于母材厚度的7%,则可不作修补5.质检程序首先由施焊方自检,自检合格后写出自检报告,并附有参数试验报告，最后由监理方组织专门质检小组进行检验。6.验收栓焊为隐蔽工程,在自检基础上,由设计、施工、监理、建设单位共同验收。（三）施工与验收应具备的文件施工与验收应具备下列文件：栓钉和瓷环出厂合格证，栓钉焊接端质量鉴定书，施工前确定焊接参数的试验报告，焊工资格审查报告，施工后的自检报告，由设计、施工、监理、业主各方及质检站共同签署的焊接工程验收报告。97·· 十一、防火喷涂（一）钢结构防火喷涂设计要求防火喷涂是钢结构工程重要的组成部分。按我国《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）和设计要求，本工程耐火等级为一级，耐火极限如下：钢柱3.0h；钢梁、桁架、斜撑2.0h；楼板（压型钢板）下表面1.5h。（二）防火涂料的选定根据本工程的使用功能、工程特点和设计要求，作为总包方，我们对几种防火涂料进行了经济、技术上的综合比较，最终选定了经济上合理、技术上可靠的ＬＧ厚型防火涂料，并得到了业主、设计、监理各方的认可。表11-1所示为三种国产钢结构防火涂料技术性能的比较。表11-1涂料名称技术指标LG防火涂料LB防火涂料STI-A型防火涂料粘结强度＞0.05Mpa＞0.15MPa强度较低固化后耐水性水泡3000h无溶损分离水泡500h无变化干密度400±20kg/m3≤700kg/m3440±40kg/m3抗压强度＞0.4MPa0.45MPa热导率0.0907W/M·K遇火膨胀,达到隔热0.0859W/M·KpH值11～12,不含石棉对钢无腐蚀对钢无腐蚀冻、融循环试验15次无明显变化15次无明显变化15次无明显变化一般锤击试验凹陷不开裂凹陷不开裂耐火时间（h）1.52.03.00.51～1.51.52.03.0涂层厚度（mm）1525353.05.5～7152530施工温度（℃）0～355～354～35表面干燥时间（h,常温下）242424涂料类型厚型薄型厚型喷涂要求无需挂钢丝网无需挂钢丝网需挂钢丝网适用范围高层钢结构和主要建筑钢结构耐火要求低,且有一定装饰性的构件高层钢结构和主要建筑钢结构97·· 技术要求均符合《钢结构防火涂料通用技术条件》（GB14907-94）,其中LG通过美国warrington检测中心、美国UL安全检测公司的认可。我们在选定防火涂料时主要考虑了以下一些因素。１.试验结果和以往钢结构遇火灾破坏表明，钢构件本身的耐火极限只有15～30min。为满足前述设计的要求，本工程钢结构必须采用厚型防火涂料。压型钢板下表面既可采用厚型涂料，也可采用薄型涂料。２.三种涂料与钢构件表面的粘结强度，除LG、LB能满足《钢结构防火涂料通用技术》（GB14907-94）的要求外，STI-A尚需在钢构件表面挂钢丝网片，方能满足与钢构件的粘结强度。因此从施工难度上和施工工期考虑，以选用LG、LB较为合理。３.中国工商银行钢结构防火喷涂施工时间原计划为1995年9月至1997年3月，要赶上1996年冬季。三种材料中，LG的施工温度较有利于冬期施工，所以选用LG最为适宜。４.压型钢板下本可采用LB防火涂料，但楼板与钢结构若采用两种不同的防火涂料，势必相互污染，桁架、梁与压型钢板根本无法分开，从而影响喷涂的质量和外观效果。经全面分析对比，最终确定统一使用LG厚型防火涂料。（三）施工准备防火涂料喷涂施工前的准备工作主要包括以下方面。１.钢结构分项工程验收在钢结构分项工程验收之前，不能进行防火喷涂施工。２.围护及操作平台搭设（1）由于本工程地处市中心，并有玻璃幕墙和铝幕墙施工，为防止喷涂施工时涂料飞溅造成污染，故采用细目网加彩条布封闭施工楼层，固定设备、地面、墙面应掩盖遮挡。（2）在各施工楼层搭设一定数量的活动四轮操作平台，每套喷涂机组配一操作平台，灵活方便。在飞檐等悬空部位搭设吊挂式平台架。３.机具准备采用国产UBJ-1.8G1型挤压式灰浆泵；每台泵配Z-0.29/T型砂浆搅拌机一台、空气压缩机一台，配电箱一个。本工程共采用10套设备，另备用2套。４.劳动力组织本工程安排80名左右防火喷涂施工人员，分成10个机组，每组4人，共计4097·· 人，40人作辅助工作，另设4名管理人员。５.钢结构表面清理主要指喷涂前的结构表面污垢、灰尘等的清理，同时应将节点处补刷防锈漆。（四）施工程序和施工工艺１.施工程序搅拌机拌料→振动筛过滤→将料倒入料斗→喷涂于结构表面→防火涂料固化,重复4、5两道工序若干遍，至要求厚度。２.施工工艺（1）拌料。严格地按照涂料配比进行配料，加水的比例要视气候而定，夏季宜多，冬季宜少。搅拌后的涂料，以用手抓起掌心向下，涂料不落下为宜。搅拌与喷涂要紧密配合，随拌随喷，以防涂料凝固。（2）喷涂。一般来讲，喷嘴宜小，喷压宜大，以使表面平整。但喷嘴过小，粒状涂料喷不出去；气压过大，涂料反弹损耗大。因此喷嘴口径、枪口离喷涂面的距离和角度、气压和泵压都要严格掌握。每次喷涂不宜过厚，否则易出现流淌堆积，薄厚不匀。如果太厚，在固化过程中易产生裂纹。一般第一遍以喷4～8mm厚为宜。不同防火要求构件的喷涂遍数大致如下：耐火极限3h（35mm厚）喷4遍耐火极限2h（25mm厚）喷3遍耐火极限1.5h（15mm厚）喷2遍常温下涂料在喷涂后经8h表面固化，可以进行下一遍喷涂。刚喷好的涂层应避免雨水冲淋。涂层在24～48h内完全固化，固化后的涂层，雨淋一般不会再影响其质量。冬期施工工艺（１）LG涂料最低可在0℃进行喷涂施工，对固化后的粘接强度和耐火性能影响不大。（２）冬期施工要注意天气预报，按天气情况合理安排施工时间。如果晚上温度在0℃以下,白天是正温,则喷涂时间尽量安排在白天，留出涂层固化所需正温时间（约2～3h）。（３）冬季温度低，涂层固化慢可在涂料配方中适当增加固化剂，使涂层固化速度加快。97·· （４）万一涂层受冻，出现表层疏松现象，待气温回升以后，可在表面喷涂胶粘剂，使其达到所需强度。（五）质量控制１.质量标准（1）施工前钢构件表面无灰尘、污垢，防锈处理全部完成。（2）涂层平均厚度不大于设计厚度3mm，也不小于设计厚度2mm，表面平整自然。（3）无漏喷，无脱落，无开裂。２.质量控制（1）建立全面质量管理体系。（2）弄清涂料产品批号，认真查验厂家按国家质量监督检测机构的规定提供的有关涂料产品的耐火极限和理化性能的检测报告。（3）抽检涂料产品的粘结强度、抗压强度。（4）严格按组份比例进行涂料配制，喷涂前充分进行搅拌。（5）控制喷涂次数和每遍喷涂厚度。（6）喷涂时注意用探针随时测厚度,保证厚度均匀,并控制在厚度容许误差范围之内。（7）如涂层遭碰撞而损坏，则需用机械或手工抹涂修补。（8）出现裂纹和脱落的涂层，要彻底清除后补喷；超厚部位要修整，直至满足要求。（9）施工班组进行自检，并做好检验记录。３.验收在专业施工分包商自检合格和报验资料齐全的基础上，由总包方质检部门进行全面检查（必要时整改），合格后，请业主、监理、设计方与我方共同验收签字，并将验收单提交市消防局。消防局要对现场进行随机抽检，并在整个喷涂施工完成后进行整体的最终验收。97·· 十二、钢结构工程施工管理中国工商银行营业办公楼由我公司总承包施工，其钢结构以美国SOM公司的结构设计图为依据，我公司对施工详图绘制、材料准备、构件加工制作、钢结构安装的全过程进行管理。现分别简介如下。（一）施工详图设计美国SOM公司的结构设计图，对指导构件加工、施工安装的需要有很大距离。因此，施工详图设计是关系到本工程主体结构施工成败的一个重要环节。我们首先组成施工详图设计领导小组，由4名工程师具体组织、管理，并集中我公司和武汉桥梁机械厂的20名工程技术人员、20台微机和绘图仪，应用CAD辅助设计软件，进行施工详图的设计和绘制工作。按照施工进度的实际需要来安排绘制进度。我们绘制的施工详图，经国内协作设计单位北京市建筑设计研究院审核，报主设计方美国SOM公司确认。美方审查后，对施工详图按照认可、修改重报和重新设计等三种情况处理。总的修改量较大，但由于利用计算机辅助设计，建立了图库，修改起来就很方便。近5个月的时间，共完成了整个主体钢结构工程的施工图近6000张。充分体现了计算机应用的优势。按照国际通常的做法，施工详图设计是总承包商不可或缺的资质条件。这也是国内大型施工企业与国际接轨，向总承包发展的必由之路。我公司通过本工程的具体实践提高了这方面的实力，也取得了经验。（二）钢结构工程施工和机械设备部署１.现场平面布置施工现场东、西、北面各设大门一个，由于西侧门外街道狭窄，以东侧和北侧的出入口为主，场内环形道路宽4～6m。虽然本工程总高仅54.7m，但平面尺度较大,故施工的大部分时间内设置3台H3/36B塔吊,其中2台臂长50m，设在南侧东、西各一台，北边弧形楼圈内设一台60m臂长的塔吊，这样就可以覆盖整个主楼区。北边的塔吊拆除后，在东北部另设一台臂长50m的H3/28B塔吊。同时为了解决构件倒运、抬吊和安装，北侧弧形配楼吊装施工时,还配置了一台50t履带吊。钢结构安装机械设备总功率为1270kW，现场总供电量能力为900kVA，设置9个一级配电箱。由于用电量大，根据工程实际需要，配备200kVA发电机一台，以备施工的急需。图12-1所示为钢结构施工现场平面布置图。97·· ２.施工用机具钢结构工程施工所需设备较多，在工作量大，工期紧，工序交叉频繁的情况下，更需投入较多的设备和工具，我公司在本工程投入的主要设备、工具可参见附录Ⅰ。３.施工划分与施工顺序本工程施工分为矩形主楼东区、矩形主楼西区、弧形主楼区、弧形配楼区共4个区域（参见图5-4）。为便于组织施工，又按工程部位划分为11个分部工程。在主楼区施工中分成两个作业队和构件准备、安装、焊接、高强度螺栓、测量、控制、压型钢板、栓钉焊接和探伤检验等十个作业组，其工作程序是：构件清理、核对、划线、安装操作平台→依部位吊装框架柱、梁、次梁、桁架→测量校正→安装高强度螺栓→测量校正→初拧、终拧→焊接框架柱、梁→焊缝外观及探伤检测→铺设压型钢板→放线，熔焊栓钉→测量成果→验收。４.节间工序时间流程按平面和结构形式，依工作程序和柱、梁先栓后焊的要求，安排施工交叉作业的节间工序时间流程，编制矩形区标准层段、节间作业工序时间流程表（表12-1）和弧形区标准层段、节间作业工序时间流程表（表12-2）。这样可减少劳动力的投入和作业不均衡状况，组织钢结构工程施工的小步距流水作业。除平面内流水作业外，在层段（一柱两层）间立体上同样可依次流水。工序作业表中仅以吊装、校正及高强度螺栓安装、焊接、压型钢板4个工序表示。压型钢板铺设固定以后的放线、钻孔、设吊顶筋、栓钉焊接、钢筋绑扎、埋件固定、混凝土浇筑等工序，是按楼层统一安排的，故不再列入。钢结构节间分区平面图见图5-4。（三）施工总承包方在钢结构工程中的管理总承包方与专业分包方的关系是合同关系。总包对分包是管理、监督、协调、帮助的关系。总包方责任是：提供施工图；组织图纸会审和技术交底；编制施工组织设计、工期计划；审查分包方的作业进度计划；组织工程验收；检查分包方的施工质量、进度、安全生产和文明施工；提供现场施工条件和施工道路；提供钢结构构件、压型钢板、高强度螺栓；提供电源二级配电箱、生活办公用房、食堂等设施；负责对外各单位的联系和政府有关部门的接待工作。按责任，总包方首先要为分包方创造好的施工条件和生活条件，解决分包方的困难，为专业分包按我们的计划、要求、97·· 指令全面完成工程任务创造条件。我们除执行合同条款外，还制订了《中建一局四公司第三项目经理部（工商银行经理部）分包管理规定》。这个规定包含如下内容：总包组织体系；教育培训；消防保卫的管理；安全生产管理；质量管理；计划管理；表12-1时间（d）工序项目123456789101112备注吊装A①校正及高强度螺栓B①焊接C①压型板D①A②③B②③C②③D②③A④⑤B④⑤C④⑤D④⑤A⑥⑦B⑥⑦C⑥⑦D⑥⑦A⑧⑨B⑧⑨C⑧⑨D⑧⑨A⑩⑾B⑩⑾C⑩⑾D⑩⑾说明：①A--吊装，B--校准及高强度螺栓，C--焊接；D--压型钢板；②B～C间隔一天时间，吊装次梁、斜撑等构件；③本结构为一柱两层一次吊装，故称层段；④矩形区12d/层段，合6d/层；⑤压型钢板以下工序是总体安排,不列入此表中。97·· 表12-2时间(d)工序项目1234567891011121314备注A①B①C①D①A②B②C②D②A③B③C③D③A④B④C④D④A⑤B⑤C⑤D⑤A⑥B⑥C⑥D⑥A⑦B⑦C⑦D⑦A⑧B⑧C⑧D⑧说明：①A--吊装，B--校准及高强度螺栓，C--焊接，D--压型钢板；②B～C间隔一天时间，吊装次梁、斜撑等构件；③弧形区14d/层段，合7d/层。97·· 技术管理；技术资料管理；生产管理；文明施工管理；成品保护；物资管理；后勤管理；统计及工程款结算。现择其要者简述如下。１.现场物资管理在构件加工制作时，我方会同监理共同派员驻厂，直接监督钢构件的加工制作质量，按层段施工进度组织提供产品，以保证施工的正常进行。由于现场堆放区的场地所限，构件是按预先制定的种类和数量提供的，储备量为2～3天，必须保障供给。构件运至现场后，按分区部位和构件类别，分别堆放，并进行检查、检验、划线等准备工作。２.计划管理分包方按总包方指令性计划编制月度计划和周作业计划，将形象进度、实物量、施工要素条件及质量、安全计划报总包方审定。周作业计划是对一周工作的具体安排，是对月进度计划的调整和补充。我总包方每月21日依总计划和各阶段计划实施情况下达月度指令性计划。分包每月22日依总包指令计划编制月度计划并于23日上报总包，后者于24日召开月度计划会，协调商定落实月度计划，分发各分包方并报送有关各方。周计划是每周三报送，周四生产会上下达。月计划需更改时，应于当月10日由总包方组织修改，并经生产经理批准后方为有效，周计划可依据具体情况调整，但不得影响月计划的完成。对计划的检查与考核分两步：第一步是周计划检查，每周四在生产会上进行；第二步是月计划检查，每月24日在总包召开的月度计划会上进行，考核完成情况以及影响因素及对策。对月计划完成的考核，将按合同条款中的约定执行。３.技术管理分包方在人员配备、方案编制、技术交底、问题反馈等方面均应认真完成，对总包方负责。总包方为对分包方实施有效的技术管理，特规定了相应的技术管理程序。图12-2为专项施工方案报审程序，图12-3为技术问题解决程序。４.技术资料的管理为加强建筑安装工程技术资料的管理，针对本工程的特点和有关规范、标准正处于新老版本交替时期，特结合新版本的要求，制订了新的表格，取得了监理方和业主的确认。在填报过程中，我们严格把关，责令分包方配置专职的技术资料管理人员，由我方技术资料责任工程师统一领导，定期和不定期地进行检查，发现问题以书面指示限期整改，如不如期改正将给予相应的处罚。如技术资料不完整，则依据技术资料的重要性确定出责任性质，予以警告。失职或严重失职者，将作相应罚97·· 批复后转总工（副总工）反馈审核意见会审记录审批意见转发组织方案评审记录并会签反馈审核意见项目行政部项目技术部项目各专业部门批复意见填写方案报批表根据意见修改审批定稿后报3份签收附方案2份下发方案专业分包单位编写专项施工方案图12-2分包单位业主监理设计总工项目技术部重大技术问题组织四方研究讨论共同确定反馈处理意见重大技术问题解决意见办理工程洽商变更下发设计通知反馈现场技术问题提出解决办法图12-397·· 款。还制订了“技术资料管理流程图”作为统一的管理要求。（四）巧借社会力量提高工程质量水平我公司走总承包道路，在工作方针中有一条是“社会协力合作”。尽管我公司对钢结构工程施工并不陌生，但这却是第一次以总承包的资质施工。同时主设计方是美国SOM公司，所以施工前对美方设计思想、结构特性、遵循的规范均作了深入了解和消化。加上国外设计要求严、修改多，我们也必须适应这一实际情况。为了有效而快捷地提高钢结构工程专业知识水平和施工水平，我们特聘请了在钢结构焊接、高强度螺栓连接、栓钉熔焊、无损探伤等方面的专家、教授作为我们的技术顾问，以便在工艺方案编制、施工实践、技术问题处理等方面随时请教，从加强基础工作做起，取得了很好的效果。对钢结构工程施工焊接，在专家的指导下，从焊工培训、工艺评定开始，虚心听取专家意见，基础工作较为扎实，编制出了水平较高的专项施工方案和作业工艺卡。施工操作中坚持工艺标准，从第一条焊缝开始至最后一条焊缝结束，自始至终未发生任何事故。100%超声波探伤检测，99.67%达到Ⅰ级焊缝标准；监理方请第三方抽检的结果也是如此，对我们的工作给予了较高的评价。我们在钢结构焊接质量方面取得的成绩，是与专家的指导分不开的，充分地体现出依靠社会科学技术力量为工程服务的重大意义。今后我们仍将遵循这个原则，在重大、重要、特殊工程的施工中，发挥社会协力合作的力量，为用户更好地服务。97·· 十三、质量控制质量控制是钢结构工程十分重要的内容，它贯穿于钢结构工程前期准备、加工制作、现场安装施工的整个过程之中。（一）质量控制的主要环节中国工商银行营业办公楼工程钢结构工程的质量控制，重点抓了以下9个方面：（1）进口型钢和国产钢材的质量控制；（2）加工制作过程中的质量控制；（3）构件安装前对构件的质量检查；（4）现场安装质量控制；（5）现场焊接质量控制；（6）高强度螺栓产品的质量检查和安装质量的控制；（7）测量本身的质量控制；（8）成品保护。（二）质量保证体系１.质量目标及目标分解本工程总的质量目标是北京市优质工程，争创“鲁班奖”。按此目标进行分解，主体钢结构工程必须达到优良标准。２.组织方式要快速、优质地完成合同规定的任务，确保质量目标的实现，必须组织一个强有力的项目经理部，充实优秀的管理人员和专业工程技术人员，运用现代科学管理方法，制订严格的管理程序和制度，从而形成自上而下的贯穿整个施工过程的一整套严密的组织管理体系（图13-1）。（1）以项目为核心，成立了由公司总工程师、副总经理挂帅，公司各职能部门和专业化公司参加的施工准备工作领导小组，为完成钢结构安装和确保施工质量作好充分的准备工作。准备工作主要包括：1）制定钢结构安装施工方案，主要包括钢结构安装方案、焊接方案、测量校正方案、无损检测方案、高强度螺栓方案等；2）落实焊工培训、考试，完成焊接工艺试验与评定，以及焊接模拟试件；3）落实劳动力的配套和所需各种施工机具、设备的选型和购置；97·· 4）落实超声波无损检测和测量设备、仪器的选型购置和检测人员的培训；5）做好钢构件接站、卸车、交接、储存、保护、市内运输的准备工作；6）派驻钢结构加工厂的现场责任工程师，负责对工厂材料、加工制作的质量监控。充分的前期施工准备工作，为保证钢结构施工质量打下了牢固的基础。（2）成立由公司总工程师负责的钢结构施工技术专题小组,负责研究解决施工准备和安装施工过程中出现的重大技术难题,并聘用了国内有经验的钢结构焊接专家,从而使工程质量有了可靠的技术保障。（3）由项目经理负总责，项目经理部主要工作内容如下：1）负责组织加工安装详图的绘制、审核和送设计审定，协调构件加工与安装施工之间的相互衔接；2）负责落实图纸更改，材料代换，技术洽商，落实施工技术标准和各项技术条件；3）解决钢结构施工过程和构件加工过程中的技术性问题；4）对安装过程中和安装后的质量进行检测和质量控制；5）负责安装施工的综合组织协调与管理，并对专业分包商进行组织、管理、协调，代表公司履行对分包的合同义务。6）组织并协调构件加工、运输的顺序、进度同现场安装顺序和进度之间的关系，制订并控制施工进度计划；7）负责现场各项准备工作，包括堆场、塔吊、现场用电、脚手架、安全防护等；8）负责与业主、国内国外设计方、监理方、加工厂家以及公司内部的业务联系和协调工作；9）负责文件、技术资料的管理，负责文函、图纸传送，参与施工方案的制定，负责施工方案、计划的报批；10）负责钢结构安装现场各分项工程的施工技术交底。以上以项目为中心的管理体系，实质上构成了较为完整的科学的组织管理体系，从而创造了有利条件，确保工程进度和质量。（4）质量检查控制程序（图13-1）对钢结构加工和安装施工，其质量检查控制程序分以下几个层次：1）班组（车间）自检；2）专业安装公司（或加工厂）专职质检员检查；97·· 业主中国工商银行中建一局四公司张谨孝徐波聘用专家周文瑛公司技术部冯世伟监理赛瑞斯监理公司设计美国SOM公司北京设计院项目经理部谭维国技术部彭明测量张明海安装质量王思斌无损检测高冠祥施工协调郑永泉安全张广林物资张燕青加工与安装协调孔祥忠加工质量崔建东孙从西钢结构安装中建一局四公司钢结构工程公司尹敏达王维迎钢结构加工武汉桥机厂/一冶金属结构厂运输任全福技术肖秀旺任庆新质量阎伯瑞段为明安装钱卫国刘宜军王忠焊接刘贤才安全庞金辉第一作业队第二作业队图13-197·· 3）项目经理部质检人员（驻厂质检人员）检验；4）监理检查人员核验。质量检查控制程序如下：安装：班组自检→安装专职质检员→项目质检人员→现场监理；加工：车间自检→加工专职质检员→驻厂质检人员→驻厂监理。３.质量控制为确保钢结构工程的整体质量，公司特制订了一系列与质量控制有关的规定，特别是对钢材质量、构件制作质量、构件安装质量、焊接质量、高强度螺栓连接质量和测量质量控制的规定，现列入附录II以供参考。（三）分部分项工程的划分和检验报验程序１.项目划分根据《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-95）,结合本工程特点、施工顺序和区域划分，特将钢结构安装工程项目划分如下。（1）单位工程整个上部建筑物钢结构主体（包括南侧主楼和北侧配楼）为一个单位工程，编号为“DWGC-ICBC”。（2）分部工程按照空间刚度单元及工程实际情况所划分的分部工程见表13-1。表13-1序号分部编号层数1A-C/1-8轴,A-H/1-3轴FBGC-I1-3FBGC-I4-5FBGC-I6-7FBGC-I8-9FBGC-I10-11FBGC-IR1-R41～34～56～78～910～11屋顶层2A-C/11-18轴,A-H-/16-18轴FBGC-II1-3FBGC-II4-5FBGC-II6-7FBGC-II8-9FBGC-II10-11FBGC-IIR1-R41～34～56～78～910～11屋顶层117·· 3T1-T2/R10.5-R18-R19R-R26.5轴FBGC-III1-3FBGC-III4-5FBGC-III6-7FBGC-III8-9FBGC-III10-11FBGC-IIIR1-R41～34～56～78～910～11屋顶层4T1-T2/28.5-R36-R1-R8.5FBGC-IV5主楼二层南侧雨棚和8-11/A轴附近二至十层桥柱FBGC-V6西侧H-J/1-3轴和东侧H-J/16-18轴雨棚FBGC-VI7贵宾入口处雨棚FBGC-VII8东西两侧入口处天桥FBGC-VIII9屋顶一层东西天窗FBGC-IX10学术会议厅顶部钢结构FBGC-X11钢平台钢梯FBGC-XI（3）分项工程分项工程划分情况见表13-2。表13-2序号分项编号序号分项编号1钢结构焊接FXGC-HJ5钢筋工程FXGC-GJ2高强度螺栓连接FXGC-LS6楼板混凝土浇筑FXGC-LB3主体钢结构吊装FXGC-DZ7防火喷涂FXGC-FH4压型钢板安装（含栓钉焊）FXGC-GB２.检验报验程序（1）钢结构施工检验机构（略）（2）成品验收程序对进场的成品钢构件的验收工作由钢结构工程公司组织进行,构件外观质量检查以该公司质检部门为主，项目经理部质检部门监控。检查项目包括：构件数量核实，运输过程中的损伤变形，外观复验并对重要尺寸进行复核，资料验收。117·· 经验收检查的成品构件，根据其检查结果，分别做出明显标识，不合格的构件必须隔离保管，不得在工程上使用。（3）分项工程检查程序分项工程质量是分部工程和单位工程质量的基本保证，为保证每个分项和每一道工序的施工质量，必须在施工过程中严格控制，严格要求。1）分项工程施工质量首先应从施工作业组的自检自控抓起，一个分项工程完成后，由施工作业组自行组织检查，检查中发现的问题及时进行处理或返修，直到自检合格。自检合格以后，由施工负责人组织公司和项目经理部有关人员进行检验评定，由专职质量检查员核定。一般分项工程由项目经理部质检部门认可后，方可进行下道工序施工。2）需业主、监理检查的项目，如焊接、高强度螺栓连接、主体钢结构吊装、压型钢板安装、钢筋工程、混凝土工程、防火涂料喷涂，应在项目质检部门复检合格后报业主、监理方核验。3）钢柱、钢梁安装、焊接和高强度螺栓终拧，经监理、业主检验合格后，安装楼面压型钢板，安装完后再进行梁、柱的防火涂料喷涂施工。4）待楼面钢筋混凝土施工完成后再进行压型钢板下表面的防火涂料喷涂，以防止由于振动而引起涂料脱落。（4）分部工程检验程序分部工程检验应在分项工程检验评定的基础上，由项目经理部技术负责人组织有关部门及人员进行检验，检验合格后，由质检部门负责向监理方报验，由监理方组织有关单位（业主、设计和施工单位），共同进行验收，核验合格后，方可进行下道工序施工。（5）单位工程检验程序单位工程质量检验，由公司总工程师组织质检站和项目经理部有关部门进行检验，合格后报监理、业主、设计共同进行验收，检验合格认可后，由业主通知政府质监或主管部门进行核定。（6）检验评定结果报验时间1）钢构件及配件验收结果，在吊装前24h报送监理方。2）分项工程报验，在进行下道工序施工前24h报送监理方。3）分部工程报验，在进行下道工序前48h报送监理方。4）单位工程检验评定结果,在单位工程完工后10d之内向业主、监理方和设计院报告，由政府主管部门核定。117·· 十四、安全防护（一）施工现场安全防护的总体部署为保护钢结构安装人员、压型钢板铺设人员以及其他与钢结构施工作业有关人员的安全，防止发生高空坠落、物体打击等人身伤害事故，特制定了一系列施工安全防护措施，现简要介绍如下。１.结构外部安全防护网体系（１）在主楼矩形区、弧形区外围，距地面3.5m高度搭设一道6m宽的水平安全网。这道安全网为双层网，下层用粗绳大眼网，上层用细绳小眼网，保留至结构完工。（２）为确保钢结构安装人员的安全，随楼房的不断升高，在操作层下方距操作层不大于10m的位置，设置一道宽4m的水平安全网。这道安全网先设在4层，随后提升至6层、8层和10层。（３）已安装好的钢柱外侧，满挂立网（小孔网）。２.建筑物内部防护设施（１）建筑内部水平防护由于建筑物内部分布很多楼梯、电梯井、电缆井洞口，因此压型钢板铺设后，在所有洞口上均覆盖水平安全网。（２）建筑物周围立面防护压型钢板铺设后，立即在建筑物周边用钢管设围栏，高度1.0～1.2m，上下两道水平杆。围栏与钢柱拉结。３.马道由于楼梯设计、安装滞后于整个结构施工，因此在3-4/C-D、15-16/C-D和18-19/T2轴外分别搭设三座马道，作为主要的垂直交通通道。（１）每座马道长宽为6m×3m，高度为50m，坡度为1/3～1/3.5。（２）马道休息平台满铺跳板，斜坡上绑防滑条。（３）马道的重要部位，即两端休息平台和马道长方向两外侧中部用双立杆，其余为单立杆。每座马道共有8道双立杆，7道单立杆。立杆间距1.5m，大横杆间距不大于1.2m，小横杆间距不大于1m，立面设剪刀撑。（４）马道与两侧钢梁采用钢管或钢丝绳拉接，拉接点水平距离不大于6m，垂直距离不大于4m。（５）马道四周满挂安全立网，斜道两侧设护栏和挡脚板。117·· （二）钢结构安装安全措施１.柱－梁安装操作平台及爬梯（１）本工程柱身设计无牛腿，因此用于钢梁安装的操作平台必须在钢柱起吊前固定在钢柱上。（２）柱身设计无爬梯，因此柱起吊前必须安装爬梯，以便于摘钩及安装钢梁时人员上下。图14-1为三节柱挂架与爬梯示意图。图14-2为单节柱挂架与爬梯、防坠器示意图。图14-1图14-2117·· （３）次梁安装采用铝合金挂篮，由操作人员在作业前挂在主梁上（图14-3）。图14-3（４）本工程钢柱均为临边柱，因此钢柱安装时，须搭设操作平台，用于安装和焊接作业。图14-4为柱顶操作平台搭设示意图，操作平台用钢管搭设,长宽各2m，双栏杆高1.2m；拼装后吊到柱顶，四周对称，与梁紧固。117·· 图14-4２.安全绳（１）安全绳用卸扣扣在柱的翼缘板上（图14-5）。图14-5（２）钢柱与主梁连接处采用￠10mm钢丝绳作安全绳,次梁采用￠10mm白棕绳作为安全绳。117·· ３.防坠器为确保操作者在上下钢柱时的人身安全，每根钢柱安装时都配备了防坠器。人员上下时，将安全带挂在防坠器的挂钩上，避免发生坠落事故。４.安全挂钩与工具防坠链借鉴日本工具安全挂钩与防坠链的做法，将全部手动工具、轻型电动工具加设不同形式的防坠链和挂钩，有效地防止了工具坠落伤人事故。５.特殊结构、特殊部位安全防护措施（１）学术会议厅大桁架安装。学术会议厅标高位置在地下三层至地面（0.00，共五榀大桁架，每榀分四段制作，现场分段安装。钢桁架跨度32m，单件最重为11.2t，每榀最重为40t。以塔吊标准节和承重脚手架作为安装支点（图14-6）。钢桁架下满搭脚手架和满挂安全网（图14-7,R19～R27），并在桁架下弦杆两侧设安全通道。图14-6图14-7（２）屋顶天窗。主楼矩形区与弧形区在屋面标高46.1m处连接成整体，并装有采光玻璃，故称为天窗。天窗梁最大构件长32m，重约18t117·· 。由于重量超出塔吊起重能力，故分段制作、空中对接。为此，我们制定了专项方案，在梁下接头部位搭设高为44.85m的钢管脚手架操作平台（图14-8）。图14-8（３）矩形区屋面南侧挑檐下弦杆为弧形,挑出4.5m，与地面垂直距离48.7m。由于下边的水平安全网难以防护。故先在梁顶部安装立杆，与梁同时起吊，吊装到位后即拉紧安全绳并在挑檐底满挂安全网（图14-9）。图14-9（４）主楼弧形区及弧形配楼T2轴外侧挑梁安装前，在端头将固定安全绳的立杆安装好，同时起吊，安全绳另一端与T2轴钢柱拉结（图14-10）。117·· 图14-10（三）安全防火措施市政￠300供水管线环现场一周，设消防栓7个；现场有东、西、北三个大门，环形通道宽6m，可行驶消防车。项目经理为消防领导小组的负责人。现场防火制度如下。（１）施工现场严禁吸烟。（２）凡动用明火和电、气焊必须到现场保卫部门开具动火证，并设专人看火。（３）现场消防器材，非火警不得动用。（４）电、气焊工作业前，清除作业范围内易燃物品或采取有效隔离措施。（５）氧气、乙炔瓶严禁放在动火地点下方，并有效遮盖。冬季若钢瓶和胶管上冻时，严禁用明火烘烤或用金属物敲打。夏季不得曝晒。严禁用明火检查漏气情况。（６）电焊机不得接在建筑物、机械设备及金属架上，不得使用无柄的焊、割工具。遇五级以上大风时,应停止室外电气焊作业。（７）电气焊作业完毕应切断电源、气源，并检查确认操作区域内无火险隐患。117·· 附录I施工机具的规格和数量（一）起重机械一览表序号名称型号单位数量用途1塔式起重机H3/36B台3构件安装2塔式起重机E6026台1构件安装3履带式起重机KH-180-350t台1卸车、辅助安装4履带式起重机P＆H440-S台1储运5汽车式起重机TG500E-3台1储运（二）吊索具一览表序号名称型号单位数量用途1铁扁担10t个3吊装2环链手拉葫芦HS-B22t个100校正3环链手拉葫芦5t个4安装4环链手拉葫芦10t个2安装5钢丝绳￠32.5m9卸车、吊装6钢丝绳￠24m198卸车、吊装7钢丝绳￠19.5m108吊装8钢丝绳￠18.5m299吊装9钢丝绳￠15m296吊装10钢丝绳￠13m1228吊装11钢丝绳￠11m9830吊装12卸扣11号个6卸车、吊装13卸扣7.5号个4卸车、吊装14卸扣6号个16吊装15卸扣3.5号个20吊装16卸扣2.7号个12吊装117·· 17卸扣1.7号个120吊装18钢丝绳卡子Y11-40个4紧固钢丝绳19钢丝绳卡子Y10-32个8紧固钢丝绳20钢丝绳卡子Y9-28个4紧固钢丝绳21钢丝绳卡子Y7-22个10紧固钢丝绳22钢丝绳卡子Y6-20个20紧固钢丝绳23钢丝绳卡子Y4-12个120紧固钢丝绳24白棕绳￠16m3200安全扶手绳25吊装夹具AMS-3个6卸车、倒运26吊装夹具AMS（40-70）个2卸车、倒运27吊装夹具SE-3个4卸车、倒运28吊装夹具E-3个2卸车、倒运（三）螺栓紧固工具一览表序号名称型号单位数量用途1单面眼镜扳手S=36把8螺栓紧固2单面眼镜扳手S=41把8螺栓紧固3单面眼镜扳手S=46把8螺栓紧固4单面眼镜扳手S=50把8螺栓紧固5扭剪型电动扳手M222R把4扭剪型高强度螺栓初拧6扭剪型电动扳手S-110E把6扭剪型高强度螺栓初拧7定扭矩电动扳手PID-LP-2000把6大六角形高强度螺栓初拧、终拧8定扭矩电动扳手PID-LP-1500把1大六角形高强度螺栓初拧、终拧9带响的扭力扳手750-2000把1扭剪型高强度螺栓检测10表盘式扭力扳手QZ-200把2大六角形高强度螺栓检测（四）吊装用辅助工具一览表序号名称型号单位数量用途1螺旋千斤顶LQ25台4桁架安装2螺旋千斤顶5t台4桁架安装117·· 3铝合金梯6m部4辅助安装4铝合金梯人字梯部4辅助安装5电动铰孔钻D32台1扩孔6摇臂钻床Z32K台1钻孔7磁力钻J3Z4～32台1钻孔8磁性铝合金水平尺1500mm个4钢柱初校正9线坠个6安装、校正10角向磨光机￠125把4局部打磨11断线钳450mm把4拆箱12钢丝钳8”把20拆箱13枕木200mm×200mm×2000mm根100临时平台14铁凳1000mm×500mm个40钢柱支撑（五）安装用手动辅助工具一览表序号名称型号单位数量用途1活动扳手12”把65拧普通螺栓2活动扳手8”把21拧普通螺栓3棘轮扳手250mm×13mm×17mm把18拧普通螺栓4过孔冲根240螺栓孔对中5钢楔块100调整钢梁与柱间隙6撬棍根30调整首层钢柱7八角锤10Ib把4钢柱就位调整8八角锤4Ib把25敲过孔冲（六）安全防护用具一览表序号名称型号单位数量用途1高空作业防坠器TXS2-20个41钢柱安装2铝合金挂篮800mm×600mm×1200mm个40次梁安装3钢操作平台1.6m×0.6m套160主梁安装、焊接117·· 4安全带套180高空作业人员防护（七）焊接机具一览表序号名称型号单位数量用途1硅整流弧焊机ZX-500台20柱、梁焊接2硅整流弧焊机ZX5-630B台4柱、梁焊接3交流弧焊机BX1-500台4零星构件焊接4CO2半自动焊机KR-500台8偏心支撑焊接5外自控焊条烘箱YZH2-100台2电焊条烘干6外自控焊条烘箱YZH2-40台1电焊条烘干7电焊条保温筒W-3个45焊条存放8碳弧气刨把5焊缝返修9空气压缩机V-1.05/16型台2配合气刨10特制烤枪把40焊缝区预热（八）焊接辅助用具一览表序号名称型号单位数量用途1超声波探伤仪CTS-22台1焊缝检测2超声波探伤仪USN50台1焊缝检测3磁粉探伤仪DCE台1焊缝检测4数字温度计SN2402-50-400℃个12预温检测（九）焊接消耗品一览表序号名称型号单位数量用途1角向磨光机￠125把14焊口清理2刨锤自制把50清理焊渣3扁铲自制把100清理焊渣4钢丝刷把100清理焊渣5铜丝刷把20清理焊渣117·· 6石棉布m200隔火、防飞溅7棉被（大小规格）条160焊后保温8电焊钳把200焊接117·· 附录II关于质量控制的若干规定（一）质量控制主要依据（１）美国SOM公司钢结构设计图纸和施工说明书。（２）《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）。（３）《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）。（４）美国钢结构协会《钢结构焊接规范》（ANSI/AWSD1.1-94）。（５）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-89）。（６）《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-91）。（７）《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-95）。（二）进口型钢和国产钢材的质量控制（１）对于进口型钢，除按国家规定进行商检外，要重点进行外部尺寸、运输变形、锈蚀、钢材劈裂现象等缺陷的检查。通过检查发现，上述四方面均存在较严重的问题，得到了有效的处理。（２）对于国产钢材，尤其是中厚板，生产厂家除了必须提供产品合格证和物理化学性能的检验合格证外，加工厂必须进行抽检，特别是对厚钢板进行超声波探伤检查、Ｚ向延伸率（抗层状撕裂性能）检验等，为加工、焊接、安装把好关。（三）构件制作过程中的质量控制（１）重点应放在构件加工变形的控制，焊接质量的控制和焊接坡口加工的质量上。由于加工焊接绝大部分为全熔透焊和部分熔透焊，而且多数为中厚钢板，最厚达100mm，因此构件的焊接变形和焊缝的质量较难保证。再加上国产钢材本身质量不十分过关，抗层状撕裂性能差，因此在工程前期的构件加工中，尤其是厚钢板组焊箱形柱的加工中，出现了一些质量问题。但经过改进工艺和改善设计节点，均得到了较妥善的解决。（２）加工的坡口尺寸及质量，直接影响到工地安装施工与焊接的质量。前期曾存在过坡口尺寸不到位，坡口面不平、不规范，有气孔和补焊点等问题。为此，项目经理部曾经将一批不合格构件全部退回了工厂。只有严把构件的质量关，才能保证加工质量。117·· （四）安装前对构件加工质量的检查构件加工运至现场后，要对构件进行100%的外观和尺寸检查。应重点检查构件的型号、编号、长度、螺栓孔数和孔径、承剪板方向、坡口尺寸和坡口质量，严把第二道质量关。发现问题及时同设计商量解决，严重问题则让厂家返工或重新加工。（五）现场安装的质量控制（１）严格按照安装施工方案和技术交底实施，其中，技术交底分三级进行：项目一级，专业分包一级，施工作业组一级。（２）特殊部位的钢构件，不仅重量大、构件长，而且安装十分困难，必须有专项技术方案。（３）严格按图纸核对构件编号、方向，确保准确无误。（４）钢结构安装质量控制重点是，构件的垂直度偏差、标高偏差、位置偏差。要根据焊接工艺试验与评定，以及足尺模拟试验的结果，预留焊接收缩量。要用测量仪器跟踪安装施工全过程。（六）现场焊接质量控制（１）严格按照批准的焊接方案、焊接工艺施工，必须对施工班组进行专项焊接技术交底。焊接交底务必详细、周密、有效。（２）焊接顺序：①初拧高强度螺栓至施工扭矩值的70%后进行焊接，然后再终拧至施工扭矩值；②钢结构形成稳定的框架之后，施焊钢柱，然后再焊梁；③待斜撑安装就位后，再对偏心支撑柱脚板与钢柱进行焊接。（３）对于全熔透和部分熔透焊缝连接区的钢构件金属母材，应进行超声波检测，检测母材是否存在轧制和制作过程中形成的气孔、夹渣或撕裂。如有，要采取补救措施。（４）务必落实焊条、焊丝等焊接材料的操作管理程序。对焊条的烘干，以及其他焊接材料的提料、领料、发放、使用、回收等，均要设专职人员负责。做好烘干、保温的温度测定，对发放、回收要做好登记。（５）CO2气体的含水率和纯度必须满足焊接要求，设专职人员按工艺方案的要求负责气瓶倒置放水，要认真做好气体压力表检查和空瓶挂牌等工作。（６）认真做好构件进场检测（尤其是坡口部位），做好预热、装引弧板和衬板、测温再预热、保温和后热等项工作，要有专人监督。117·· （７）焊接方法和参数的选择必须按工艺方案实施，母材材质（A572、A36、16Mn）不能混淆，严格监控焊接电流、电压及其稳定性，严格按工艺参数操作。（８）以下情况不得施焊：①刮风下雨下雪；②未加引弧板和衬板；③引弧板不够长；④焊条未烘干和保温；⑤母材不预热；⑥CO2气体不纯，压力不够；⑦施焊不对称；⑧不清渣；⑨焊接时间隔时间过长；⑩不打底；⑩电压电流不稳。（９）严格按设计要求进行焊缝检测：①对于全熔透焊缝，按B级进行100%超声波检测，达到Ⅱ级标准；②对于部分熔透焊缝,按B级进行100%超声波检测，达到Ⅲ级标准；③对承剪板处的贴角焊缝，进行100%磁粉探伤检测。（七）高强度螺栓连接质量控制（１）严格按批准后的高强度螺栓连接施工技术规程实施。对班组进行专项技术交底。（２）设专人负责扭矩扳手的校验工作。（３）设专人检查和标记高强度螺栓的初拧和终拧。（４）认真落实高强度螺栓的提料、核料、领料、发放、使用、回收操作程序。由专人提料、核料、发放和回收，并做好登记工作。（５）对起拱的梁、桁架均要明显标识，其高强度螺栓先只能初拧，待混凝土楼板浇筑后再终拧。（６）高强度螺栓拧固与焊接的关系：初拧—焊接—终拧。（７）所有高强度螺栓连接副，均要分批进行复检，只要有一项指标不符合国家标准，就应整批退回厂家。（八）测量本身的质量控制（１）严格按照经批准的测量校正方案实施，控制重点应放在钢柱轴线位置、垂直度、柱顶标高上，对形成的累积误差要通过施工予以消除。（２）对图纸和技术交底中尺寸、标高等有怀疑或不明确之处，应及时反馈到项目技术部。（３）所有测量均应由不同的人员复测，尤其是轴线、标高的传递，柱轴线、垂直度、顶标高以及梁相对承剪板的位置，均要有详细记录。（４）所有基准点位测定后，须组成封闭图形进行联测，以保证整体精度要求；每层基准点标高交圈闭合后，再测标高。117·· （５）每节柱吊装完成后，都应对柱顶标高和平面位置进行检测，并将测量成果提交项目技术部和机施分公司。（６）钢结构安装允许偏差见表II-1。表Ⅱ-1项次项目图示GB50205-95附录C允许偏差（mm）美国标准（mm）1钢结构定位轴线e≤L/2000±3.0L/1000+3≤102柱子定位轴线e≤1.03地脚螺栓位移e≤2.04柱子底座位移e≤3.05上柱和下柱的扭转e≤3.06底层柱基准点标高-2≤e≤2L/1000+3≤107单节柱的垂直度e≤H/1000e≤10.0L/1000+3≤108同一层柱柱顶标高之差-5≤e≤59同一根梁两端水平度e≤b/1000e≤10117·· 10高层钢结构建筑的整体垂直偏差e≤H/2500+10e≤50由各节柱的偏差算出50≤H/2500+10e≤5011高层钢结构建筑的平面弯曲e≤L/1500e≤25由各层产生的偏差算出（九）成品保护（１）钢构件在运输、存贮过程中务必保护好高强度螺栓连接处的磨擦面，设专人负责。（２）焊条焊丝等焊接材料应放在室温在25℃以上的干燥仓库中，下铺垫木方和木板，设专人保管，严禁受潮后使用。（３）高强度螺栓应放在干燥、洁净的仓库中，分类分规格堆码，设专人保管，严禁螺栓丝口损坏后使用。（４）CO2、氧气、乙炔等气体的存贮，应远离火源，放在干燥洁净、温度适中的仓库中，由专人看管。（十）安装施工必须遵守的其他规定（１）严格按批准的方案、规程、措施、工艺和操作指导书实施，对这些文件的修改均需经编制人、项目技术部或公司技术负责人书面同意。（２）安装施工人员无权擅自处理施工过程中的任何质量、技术问题，必须向安装质量技术负责人汇报，并及时反映到项目质检、技术部门和相关人员、相关部门分析研究后，提出切实可行的解决办法。（３）全面、仔细熟悉图纸，掌握图纸编号、构件编号、构件位置、标高、尺寸、构件之间的关系、构件方向、起拱、各种连接节点、承剪板方位、螺栓孔径和螺栓规格、各种焊缝形式等。一旦发现图纸中的问题，及时反馈到项目技术部，同设计方协商解决并及时反馈到制作厂家。（４）加工厂的加工详图与SOM公司钢结构图发生矛盾时，以加工详图为准，但矛盾的地方须提前通知项目技术部确认，必要时同设计方协商解决。117·· 目录一、概述()（一）工程概况()１.构件()２.关于钢材()３.节点形式()４.焊缝及其检测要求()５.复杂的结构变化()６.楼盖结构()７.防火喷涂()（二）工程的承包关系()（三）我公司关于钢结构工程的总承包范围()（四）实行施工总承包的几点体会()１.总包管理要体现总包的地位()２.要体现总包管理的能力()３.强化项目管理，健全各项管理制度()４.坚持“质量第一”的方针，强化质量意识，加强质量控制()５.全面推行“专业责任工程师”制度()６.以计划管理为主线，落实施工条件为重点()二、钢结构详图设计()（一）钢结构设计概况()１.钢结构形式()２.钢结构材料()（二）钢结构详图设计()１.钢结构详图设计概述()２.钢结构详图设计工作流程()３.钢结构详图连接设计()４.H形截面梁的拼接连接设计()（三）CAD技术概述()（四）CAD技术在工商银行钢结构工程中的应用()三、焊接工艺评定()（一）原材料的化学成分与力学性能()（二）焊接工艺试验()１.检验标准()２.试验项目的选定()３.焊接接头的力学性能试验()４.焊接接头冲击性能试验()VI ５.维氏硬度试验()６.焊缝中扩散氢含量试验()７.斜Y形坡口焊缝抗冷裂纹敏感性试验()（三）焊接工艺确认试验()１.柱－柱接头焊接工艺确认试验()２.柱－梁接头焊接工艺确认试验()３.柱－梁接头足尺模拟试验()四、钢结构构件制作与成品验收()（一）原材料的试验检验()１.美国钢材的检验()２.国产钢材的检验()３.其他材料的检验()（二）构件制作的准备工作()（三）钢构件的制作()（四）制作过程中的质量控制和成品验收()１.质量控制()２.成品验收()（五）钢结构构件加工过程中的技术资料()五、钢结构安装()（一）结构特点()１.工程量()２.柱节点形式()３.梁节点形式()４.偏心支撑节点形式()（二）施工准备()１.施工机具与人员配备()２.施工区域划分及施工顺序()（三）构件存储、运输和验收()１.构件存储()２.构件运输()３.现场验收()４.钢构件现场堆放()（四）构件安装()１.构件吊装()２.首层柱安装()３.标准层钢结构安装()４.高强度螺栓连接()５.焊接()６.特殊构件安装()（五）质量计划()１.　质量保证体系()２.　质量保证措施()VI ３.　质量验收()六、钢结构焊接()（一）焊接节点概况()（二）焊接准备()１.构件预检()２.焊接操作平台准备()３.焊接设备及辅助设备()４.焊接材料()５.焊接工具及劳保用品()（三）焊接施工组织()（四）焊接施工顺序及焊接工艺()１.安装焊接顺序()２.焊接施工工艺()３.安装焊接程序及一般规定()４.典型节点的焊接顺序和工艺参数()（五）特殊节点焊接顺序及焊接工艺()１.10层到11层门厅空腹桁架安装焊接顺序()２.H形柱A/8,A/11加强板焊接方案()（六）焊接质量管理措施()七、钢结构焊缝检测()（一）钢结构焊缝无损检测的资质取证()（二）建立一支高素质的检测队伍()（三）仪器设备的配置()（四）检测标准的确定()（五）检测方案和检测工作制度的制订()（六）钢结构焊缝无损检测实践()八、钢结构测量校正工艺()（一）测量准备工作()（二）控制网施测()１.首层平面控制网测量()２.控制网布设原则()３.控制点的竖向传递()４.建筑坐标系的建立及转换()５.高程控制点的测定()（三）全站仪钢柱倾斜实时测绘系统()１.主要仪器设备()２.实时测绘概要()３.系统构成()４.系统功能与特点()５.钢柱校正图形的生成()（四）钢柱校正过程控制()１.地脚螺栓的检查()VI ２.钢柱垂直度控制()３.影响钢柱倾斜的因素()４.钢柱标高控制()（五）质量管理标准与测量成果()九、压型钢板的安装()（一）压型钢板的作用与分类()１.压型钢板在组合楼板中的作用()２.压型钢板的分类()（二）压型钢板施工概述()（三）压型钢板施工组织()１.施工机具()２.劳动力组织()（四）压型钢板施工工艺过程()１.施工条件()２.施工顺序()３.工艺流程()４.施工方法()（五）压型钢板施工的质量管理()（六）压型钢板施工的安全管理()十、栓钉焊接()（一）栓钉施焊前的准备工作()１.对栓钉的力学性能要求()２.栓钉焊接端的试验方法()３.栓钉力学性能的复验()４.焊工资质审查()５.对焊件施焊条件、栓钉、设备、电源等的要求()（二）施焊技术参数与操作要点()１.主要技术参数()２.栓焊施工班前检验()３.栓焊施工中的检验()４.栓焊施工后的检验()５.质检程序()６.验收()（三）施工与验收应具备的文件()十一、防火喷涂()（一）钢结构防火喷涂设计要求()（二）防火涂料的选定()（三）施工准备()１.钢结构分项工程验收()２.围护及操作平台搭设()３.机具准备()４.劳动力组织()VI ５.钢结构表面清理()（四）施工程序和施工工艺()１.施工程序()２.施工工艺()（五）质量控制()１.质量标准()２.质量控制()３.验收()十二、钢结构工程施工管理()（一）施工详图设计()（二）钢结构工程施工和机械设备部署()１.现场平面布置()２.施工用机具()３.施工划分与施工顺序()４.节间工序时间流程()（三）施工总承包方在钢结构工程中的管理()１.现场物资管理()２.计划管理()３.技术管理()４.技术资料的管理()（四）巧借社会力量提高工程质量水平()十三、质量控制()（一）质量控制的主要环节()（二）质量保证体系()１.质量目标及目标分解()２.组织方式()３.质量控制()（三）分部分项工程的划分和检验报验程序()１.项目划分()２.检验报验程序()十四、安全防护()（一）施工现场安全防护的总体部署()１.结构外部安全防护网体系()２.建筑物内部防护设施()３.马道()（二）钢结构安装安全措施()１.柱－梁安装操作平台及爬梯()２.安全绳()３.防坠器()４.安全挂钩与工具防坠链()５.特殊结构、特殊部位安全防护措施()（三）安全防火措施()VI 附录I施工机具的规格和数量()（一）起重机械一览表()（二）吊索具一览表()（三）螺栓紧固工具一览表()（四）吊装用辅助工具一览表()（五）安装用手动辅助工具一览表()（六）安全防护用具一览表()（七）焊接机具一览表()（八）焊接辅助用具一览表()（九）焊接消耗品一览表()附录II关于质量控制的若干规定()（一）质量控制主要依据()（二）进口型钢和国产钢材的质量控制()（三）构件制作过程中的质量控制()（四）安装前对构件加工质量的检查()（五）现场安装的质量控制()（六）现场焊接质量控制()（七）高强度螺栓连接质量控制()（八）测量本身的质量控制()（九）成品保护()（十）安装施工必须遵守的其他规定()VI'