46m跨度钢管桁架施工质量控制

（总第１００期）　福　建　建　筑　Ｖｏｌ・１００　２００６年第４期　Ｆｕｉｉａｎ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｎｏ４・２０ｏ６　４６ｍ跨度钢管桁架施工质量控制　郭天长　（福州铁建建筑有限公司）　摘要：本文阐述了钢管桁架在施工过程中，从材料选择、管材加工、预拼装、现场焊接、吊装等各个工序，采取有效的质量控制措　施，保证了施工质量，取得良好的效果。　关键词：钢管桁架施工质量控制　中图分类号：ＴＵ７５６．４＋３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—６１３５（２００６）０４—００８７—０２　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　４６　Ｍｅｔｅｒｓ——Ｓｐａｎ　Ｓｔｅｅｌ　Ｔｕｂｅｓ　Ｆｒａｍｅ　Ｇｕｏ　Ｔｉａｎｃｈａｎｇ　（Ｆｕｚｈｏｕ　Ｔｉｅｊｉａｎ　Ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　Ｌｔｄ．Ｃｏ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈａｔ　ａ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｉｓ　ｔａｋｅｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉｌａ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｔｕｂｅｓ，ｐｒｅ—ａｓｓｅｍｂｌｅｄ，ｗｅＭｉｎｇ　ａｎｄ　ｈｏｉｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｔｕｂｅｓ　ｆｒａｍｅ，ｍａｋｉｎｇ　ｓｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ，ｗｉｔｈ　ａ　ｂｅｔｔｅｒ　ｒｅｓｕｌｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌ　ｔｕｂｅｓ　ｆｒａｍｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　１工程概况　符合设计要求，对材料的外观和尺寸进行检查，要求表面无明　福州火车站高架候车室工程建筑面积为１３６６８ｍ　，建筑　显锈蚀、麻坑等缺陷。根据《钢结构工程施工质量验收规范》　层数为二层，底层架空层跨越５个铁路股道和３个旅客站台，　（ＧＢ５０２０５—２００１）的要求对材料进行抽样送检，经检测合格，　二层为高架候车室，建筑总高度为１９．７ｍ。楼面为钢骨混凝　监理工程师签字同意后方可进行下料加工。焊接材料电焊条　土框架结构，屋盖为４６米跨度钢管桁架结构。钢管桁架结构　进场时要检查材料的质量证明书并对焊条进行外观检查，要　型式为空间钢管相贯桁架结构，由１４榀主桁架及１２榀次桁　求所有的焊条药皮应干燥牢固、完整、不能有裂纹、气孔及刻　架构成。主桁架由两根上弦杆和一根下弦杆构成断面为倒三　痕等。　角形“Ｖ”桁架，高度１５００～２２００ｍｍ，跨度Ｌ＝４６米。　３．２加工制作质量控制　倒三角形截面空间钢管相贯桁架具有以下特点：受力简　３．２．１　数控相贯线切割机加工　单明确；刚度大，抗震性能好，适用于大跨度，大空间；可以形　由于主材均采用圆钢管，腹杆与主管连接均为相贯连接，　成各种曲线，建筑物的表现效果极为丰富。因此，近几年在我　因此，腹杆端头必须加工成立体曲面，与上、下弦主管的相应　国发展非常迅速，已开始大规模地应用。　位置立体曲率相吻合。并且，为满足焊接全焊透要求，杆件端　２施工方案确定　头边缘需按要求切割成一定的坡口角度，这靠人工是很难完　由于本工程是既有火车站改造项目，施工中必须保证铁　成的，需用三维以上的数控切割机加工才能保证质量。为了　路运输正常进行和旅客安全乘降，站内每天有１８对旅客列车　保证钢管材的加工质量，本工程所有钢管原材加工制作均在　到发，１６对列车通过及调车作业，铁路线路上空有２．７５万伏　加工厂内进行；为满足运输和对接焊缝错开设置要求，将上、　高压供电接触网，施工场地受到客观条件的严格，而且工　下弦杆分六段进行下料制作；经预拼装检验合格后，把各种杆　期又紧。经多方案认证和比较后，采取如下施工方案：钢管材　件运至现场，在现场进行正式拼装焊接。　料在加工厂下料加工；出厂前进行预拼装；经检验合格后杆件　本工程采用北京林克曼数控技术有限公司生产的ＬＭＧＱ　—运到施工现场；主桁架全部在二层楼面拼装和焊接；采用“土　Ｂ一６３０型（五轴）网络数控管相贯切割机进行切割下料。　法”吊装，即两台龙门架、两脚扒杆交替起吊配合手拉葫　该设备为数控（氧——乙炔）火焰切割，可自动切割多种钢管　及各种坡口型式、相贯端头等，可满足本工程钢管原材加工要　芦牵引定位的吊装方法将整榀桁架吊装就位；次桁架在高空　焊接。　求。在确定杆件长度时考虑焊接收缩量，按《建筑钢结构焊　接规程》（ＪＧＪ８１—２００２）执行，各杆件每个接口的收缩为　３施工质量控制　１ｍｍ。上、下弦杆曲率的加工在工厂内用中频数控弯管机进　钢管桁架施工质量控制就是要对原材料的进厂、管材的　行弯管，大管径材料采用土法（千斤顶）煨弯技术处理。　下料加工、杆件制作精度、焊接工艺评定、现场焊接、现场吊装　３．２．２预拼装质量控制　等一系列过程进行控制，以确保施工质量。　钢管杆件出厂前应做预拼装检验，合格后方准出厂。预　３．１原材料质量控制　拼装是检验杆件加工质量的最好办法。预拼装在相应的拼装　本工程所使用的主要材料均采用Ｑ２３５无缝钢管。材料　架和胎架上按照设计图纸要求进行，并拼装至４６米整长。预　采购时选择信誉好、质量稳定的大企业生产的材料。经比选，　拼装完成后，项目部质检员及监理工程师到场共同验收，检查　主要材料选择上海宝山钢铁集团公司生产的管材。材料进厂　桁架的长度、高度、起拱、接口偏差、坡口间隙等是否满足钢结　后组织监理工程师、甲方代表、项目部质检人员对到货的材料　构工程施工质量验收规范要求。预拼装过程中做好拼装顺　进行初验，核对合格证书、炉号、规格品种、主要技术性能是否　序、构件编号等各项记录，便于运输和现场拼装。　维普资讯 http://www.cqvip.com

（总第１００期）２００６年第４期　郭天长・４６ｍ跨度钢管桁架施工质量控制　・８８・　３．３现场拼装质量控制　主桁架在二层楼面利用经验收合格的拼装架及专用胎具　进行整体拼装。拼装时，按预拼装中所做的各种记录和相同　的拼装顺序及拼装工艺拼装主桁架。　工程实践中，我们采取如下拼装措施，来保证拼装质量：　为拼装和焊接的方便，采取倒立拼装的方法，即两根上弦　杆在下，一根下弦杆在上，截面呈“△”，无需支撑即可在胎具　上放置平稳，并且，大多数节点距离楼面较低，方便工人拼装　及焊接。　拼装中，应由桁架午间向两端拼装及焊接，这样，桁架向　前拼装时，有一端是可以自由申缩的，可避免产生累计误差。　倒立拼装焊接完成后，再将主桁架翻身，呈“　”。为保　证主桁架稳定，翻身后，应加设足够的支撑。　３．４现场焊接质量控制　本工程钢管桁架所有节点均在现场焊接完成。桁架节点　型式多为Ｋ—Ｔ复合型相贯线节点，一个节点在主管上一般　都连接有４—７根支管，管件多且密，焊接空间狭窄，每个支管　焊接一般都要经过平焊、立焊、仰焊等操作，焊接难度大，并　且，焊缝质量要求又高。因此，焊接质量是保证整个钢管桁架　施工质量的关键。　３．４．１焊接工艺评定　做好焊接工艺评定工作是保证焊接质量的前提。焊接　前，通过焊接工艺评定，选择适合本工程的焊接工艺参数和焊　接方法。按照预先选定的工艺评定参数试焊三组试件，经外　观检查、超声波探伤、机械性能及工艺性能检测全部符合要求　后，确定本工程的焊接工艺参数和焊接方法。　３．４．２焊接质量控制　经焊接工艺评定，本工程现场焊接方法采用全位置焊及　滚动平焊。实际操作中，我们从以下几方面来控制焊接质量：　（１）桁架现场焊接对焊工的要求较高，必须由熟练操作　技能并持有上岗证的焊工施焊，严禁无上岗证的焊工进场进　行焊接作业。　（２）现场使用的焊条必须有质量证明书，并按规定进行　烘焙和保温，用时取出放在保温桶中，随用随取。　（３）被焊部位表面必须干燥、清洁、无锈、无油脂、无油漆　（可焊性好的底漆除外）等，坡口角度、钝边、间隙及错口量应　经事先检查并符合设计及施工验收规范的有关要求。　（４）桁架焊接时应先焊主管接长，再焊腹杆与主管连接。　主管对接接长时先装焊衬管，即衬管与母材管应贴紧且与母　材点焊牢固；对接焊接时，第一道应封焊坡口内母材与衬管之　连接处，然后逐层逐道焊至填满坡口，逐层清渣焊好。（详图　１）　Ｉ：｝｝营　剖口焊接角度为５５。±５　图１主管对接示意图　（５）焊接应严格按照先焊中间节点，再向桁架两端节点　扩展的施工顺序。这样，桁架始终处于能够自由伸张的状态，　可避免由于焊缝收缩向一端累积而引起桁架各节点的尺寸误　差；同时，配合做好偏差预留值，能有效地控制焊接收缩时产　生的内应力。采用合理的焊接顺序，可杜绝或减少焊接变形、　焊缝裂纹，有效提高焊接质量。　（６）同一腹杆的两端不得同时施焊，应当在焊完一端并　冷却后，再焊另一端。　（７）在桁架倒置拼装时，焊接工作较翻身后容易，质量易　于保证，此时，应完成大部分焊接工作，留下部分需仰焊的节　点先点焊固定，待翻身后，再以平焊的方式完成。这样，大大　降低了因仰焊操作困难而引起的焊缝缺陷。　３．４．３焊接质量检验　焊接完成后，应按照《钢结构工程施工质量验收规范》　（ＧＢ５０２０５—２００１）验收焊缝。规范规定，一级、二级焊缝应平　滑，不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷，且一　级焊缝不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。　当焊缝表观缺陷超过规范规定时，应及时采取补救措施。　对气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等缺陷，可用砂轮打磨、铲凿、　钻、铣方法消除；对焊缝尺寸不足、局部缺陷、咬边、弧坑不满　等缺陷应进行修补。在焊缝表观检查合格后，再组织无损检　测单位进场进行超声波焊缝检测。本工程上下弦杆接长为一　级焊缝，其他为二级焊缝，经无损检测单位检测，一级焊缝全　数探伤检测，合格率１００％；二级焊缝按２０％探伤检测，合格　率１００％。满足钢结构工程施工质量验收规范要求。　３．５钢管主桁架吊装质量控制　本工程主桁架共ｌ４榀，每榀重７．５吨，长度达４６米。经　方案比选，采用传统的“土法”吊装比较适合本工程，即采用　两台龙门架、两脚扒杆交替起吊，配合手拉葫芦牵引定位　的吊装方案。（详图２）　图２主桁架吊装方案示意图　吊装方案说明如下：　（１）将两脚扒杆的底座置于楼面钢骨混凝土梁上并　加设垫木２．５ｍｘ０．５ｍ，将二台龙门架底座置于楼面板上并加　设垫木２ｘ２．５ｍｘ４ｍ，经验算满足吊装要求。　（２）吊装设备的各缆风绳均应系于框架梁、柱上。　（３）吊装时，龙门架和独脚拔杆交替使用，通过龙门架吊　点位置交替使桁架移动到安装位置。　（４）吊装过程中，所有操作人员都要服从指挥，应有专人　观察缆风绳、钢绞线、扒杆、龙门架及其支垫等的工作情况，发　现问题，应立即停止吊装作业。　（５）就位。当吊至离支座处１００ｍｍ时，待构件停稳后，使　用撬棍进行对位，使桁架底板孔进入预埋的过渡板螺栓后，拧　紧螺母，并对桁架进行初校，初校主要保证平面位置。　（６）复校，固定。当主桁架两端均就位后，即可以对主桁　架进行复校，待复校合格并经监理工程师检查签字后，把主桁　架支座与过渡板焊接固定。至此，一榀主桁架吊装完毕。　３．６钢管次桁架拼装、焊接质量控制　本工程钢管次桁架由于杆件数量不多，可以采用空中散　装的方法进行安装。在二层楼面上搭设满堂脚手架，满铺脚　手板，供拼装人员作业。次桁架拼装、焊接操作同主桁架。为　保证空中安装的顺利进行，各项安全防护措施必须设置到位，　以确保空中拼装、焊接工作的顺利进行。　４结束语：　从福州站高架候车室钢管桁架施工的实际效果看，钢管　桁架的管材加工、现场拼装、焊接、吊装施工质量均符合设计　和施工质量验收规范要求，施工质量得到有效控制，受到业　主、监理等单位的一致赞誉。　参考文献　《建筑钢结构施工手册》中国钢结构协会