钢结构厚板焊接冬季施工专项方案.doc

钢结构厚板焊接冬季施工专项方案
目 录
1、概述 2
2、钢结构冬季施工领导小组 2
3.冬季施工前的准备工作 3
4、钢结构冬季施工的一般要求 3
5、钢结构冬季安装技术措施 4
6、冬季焊接施工措施 5
6.1、焊接负温试验 5
6.2、焊接材料的选择使用 6
6.3、焊接材料的储存、使用 6
6.5、焊接机具设备检查 6
6.6、焊前预热与防护棚 6
6.7、焊接保证措施 8
6.8、焊接过程控制 9
6.9、焊后加热 9
6.10、焊后保温 9
6.11、气温-5℃下的钢柱、梁焊接 11
6.12焊接质量检验 11
7、冬季施工安全技术措施 11
8、大风季节施工措施 12
9、冬季施工应急预案 13
9.1、冬季施工突发事件领导小组 13
9.2、岗位职责 13
9.3、.突发事件应急程序 13

1、概述
秋季即将过去，冬季就要到来。北京地区冬季的日常气温大多低于零摄氏度，并经常伴有强劲凛冽的西北风，霜冻积厚达1.5mm左右，根据北京市的有关规定，北京地区冬季时间为每年11 月15 日～次年3 月15 日，并结合当年实际气候状况，可将冬期开始时间提前或将结束时间后延。在此期间，钢结构的安装、测量校正、焊接等工序将根据北京冬季气候特点采取相应的组织措施和技术措施，确保钢结构按期、顺利、安全地施工。
本次编制的冬季施工方案，主要针对冬季的气候环境特点，编制钢结构分项工程在冬季施工的专项措施。
主要内容包括：1、施工人员冬季防寒
2、冬季焊接工艺措施
3、冬季施工措施以与应急预案
2、钢结构冬季施工领导小组
为确保冬季施工顺利，钢结构安装部成立领导小组，负责落实冬季施工的各项措施和解决施工过程中存在问题以与突发事件。从技术、质量、安全、材料、机械设备、文明施工等方面为冬季施工的提供有力保障。冬季施工领导小组成员名单如下：
组长： 副组长： 成 员：
姓名
职务
主要职责

执行经理
全面负责

生产经理
负责现场生产协调工作

项目总工
负责技术准备与协调工作

技术部经理
负责技术监督

工程部经理
负责吊装、材料、机电的协调工作

质量主管
负责天气预报收集整理、施工质量工作

安全主管
负责安全工作

安装工长
负责安装工作

焊接工长
负责焊接工作

测量工长
负责测量工作

压型钢板工长
负责压型钢板和栓钉安装工作

验收工长
负责构件验收和转运工作
3.冬季施工前的准备工作
（1）入冬前针对所涉与到的分部分项工程编制好冬季施工资源需求计划，制定行之有效的冬季施工管理和技术措施，确保冬季施工期间的工程质量。
（2）冬季施工前，组织技术业务培训，学习有关规定，明确职责。向施工工长进行冬季施工方案与技术措施交底，并向施工班组进行交底。
（3）做好现场测温记录，与气象台保持联系，与时接收天气预报，提前做好大风、大雪与寒流等恶劣天气的预防工作。
（4）根据工程施工进度，提前组织冬季施工所用材料与机械备件的进场，为冬季施工的顺利展开提供物质上的保障。
（5）冬季施工用主要材料、设备以与防护用品清单
序号
材料或设备名称
数量
备注
1
防风棚搭设脚手架管
40吨

2
防风棚搭设木板
200块

3
围护帆布
500平方米

4
绑扎铁丝
40公斤

5
保温石棉
200公斤
分批
进场
6
电加热设备
2套

7
加热焊枪
20把

8
红外测温仪
5把

9
保暖棉衣裤
100套

10
防滑鞋
100双

11
温度计
10支
测焊接棚内温度
4、钢结构冬季施工的一般要求
（1）人员：施工人员必须经过冬季施工培训教育，熟悉冬季施工要求，在冬季施工过程中必须保证居住和休息地具有取暖设施，高空作业人员工作服穿戴要满足高空作业防寒要求，必须戴有防寒手套。
（2）材料堆放：所有松散的材料都要绑扎、锚固或转移到安全区域；堆放在安装好的梁上的材料应当绑在钢梁上；地面上成堆叠放的构件应全面检查防止倾倒。覆盖在构件上的油布要在顶上压上重物并绑扎牢固。
（3）设备：所有焊接设备放置在安全可靠的地方；所有工作平台、起重设备、缆绳和临时构件都要稳定牢固；塔吊吊臂应按生产厂家的使用说明停在合适的位置，使之满足恶劣天气要求；吊具、钢丝经常检查。
（4）电器：所有电气设备都要满足漏电保护、防水等相应规范要求。
（5）高空作业必须穿防滑鞋、防寒服，系安全带，跳板等安全防护设施一定要牢固，板面钉小木条防滑。
（6）构件验收、安装与校正时，考虑负温下较长构件的长度收缩。
5、钢结构冬季安装技术措施
   (1)、冬季运输堆存钢结构时，必须采取防滑措施。构件堆放场地必须平整坚实，无水坑、地面无结冰。同一型号构件叠放时，必须保证构件的水平度，木枋支垫必须在同一垂直线上，防止构件溜滑。
   (2)、温度变化引起钢结构构件长度伸缩变化，在负温下，构件尺寸将产生一定的收缩，所以，构件验收、安装与校正时应予适当考虑，以免给安装带来积累误差。钢结构安装前除按常规检查外，尚须根据负温度条件对构件质量进行详细复验。
凡是在制作中漏检和运输堆放中造成的构件变形等,偏差大于规定影响安装质量时,必须进行修理、矫正.符合设计要求和规范规定后方能起吊安装。
   (3)、构件吊装时，先清除构件表面、吊索具上的冰、积雪，在构件之间要加薄橡皮垫或麻布垫，以防吊装滑脱。凡是与构件同时起吊的节点板、安装人员使用的挂梯、校正用的卡具、绳索必须绑扎牢固。直接使用吊环、吊耳起吊构件时要检查吊环、吊耳连接焊缝有无损伤。
   (4)、在负温下应按规定顺序、方向进行结构吊装，必须先内筒后外筒，平面对称进行。
 (5)、钢结构的焊接工作要根据焊接工艺评定和负温试验进行。在一节柱的一层构件安装、校正栓接并预留焊缝收缩量后，平面上从结构中心开始向四周对称扩展焊接。严禁在结构外圈向中心焊接，一根构件的两端不得同时进行焊接。
   (6)、构件上有积雪、结冰、结露时，安装前应清除干净，但不得损伤涂层。
   (7)、在负温度下安装钢结构时，柱子主梁、支撑等大构件安装后应立即进行校正.校正后立即进行永久固定。当天安装的构件，要形成空间稳定体系，保证钢结构的安装质量和结构的安全。
  (8)、高强螺栓接头安装时，构件的摩擦面必须干净，不得有积雪、结冰，不得雨淋，接触泥土、油污等脏物。
  (9)、压型板安装时，楼面上堆放的荷载必须限制，施工活荷载、积雪、结冰的重量不得超过钢梁和楼板的承载能力。
  (10)、栓钉焊接前，应根据负温度值的大小，对焊接电流、焊接时间等参数进行测定，保证栓钉在负温度下的焊接质量。
6、冬季焊接施工措施
6.1、焊接负温试验
（1）试验目的
按工期安排要求，本工程进行冬季焊接施工，受寒冷环境的影响，如不采取对应措施，极易在焊缝接头区出现冷裂纹。需针对冬季气候特点进行相应的焊接工艺试验，经与监理协商并参照GB要求，拟进行在-10℃的气温条件下，的现场厚板焊接工艺试验，具体内容如下。
（2）工艺试验项目与组对形式
序号
焊接评定项目
焊接
方法
钢材牌号
焊丝
评定覆盖板厚mm
备注
接头
形式
板厚mm
规格
mm
牌号
1
板立焊对接
70
GMAW
Q345GJC
Ф1.2
CHW-
50C8
50-105
钢衬板
2
板立焊对接
75
FCAW-C
Q390D
Ф1.2
CHT711
55-110
钢衬板
3
板立焊对接
75
FCAW-C
Q420D
Ф1.2
CHT711
55-110
钢衬板
4
板横焊对接
75
GMAW
Q390D
Ф1.2
CHW-
50C8
55-110
钢衬板
（3）焊接围护棚形式
在试验区域四周搭设防风围护棚，要求防护密实，不透风同时外挂保温帘，尽量模拟现场实际情况。
（4）焊后探伤与力学试验
1）、试件板焊接完成24小时后，委托专业单位对试件进行无损探伤检测。
2）、力学试验项目：拉伸试验、弯曲试验。对这两项试验，分别进行5组，试样取样位置符合规范规定。
6.2、焊接材料的选择使用
为了保证焊逢不发生冷脆裂纹，负温下焊接用的焊条，在满足设计强度要求前提下，根据焊接工艺评定结果，尽可能先用屈服强度低、冲击允性好的低氢型焊接材料。
6.3、焊接材料的储存、使用
焊剂与碱性焊条的焊药易吸潮，在负温时更甚，所以，焊条在使用前应按照说明书的规定要求进行烘焙。使用时，从烘箱取出存放在保温筒内，随取随用，保温筒必须接电。外露2小时后要进行重新烘焙，重复烘烙次数不得超过2次。
焊丝实行专人保管，贮存在通风干燥的地方，禁止油污污染，采取垫高防潮措施，确保焊条具有的良好性能等。焊丝实行专人发放的管理制度，严禁私自开箱取用，保管员须建立发放记录台帐。实行限额领用，多余焊条当天与时回收。
6.5、焊接机具设备检查
负温时，瓶装气体在水气作用下瓶嘴容易发生冰缩堵塞，焊接使用的瓶装CO2气体，负温时的瓶嘴，如在水气作用下有可能产生冰冻堵塞现象，作业中要与时检查疏通。
6.6、焊前预热与防护棚
为防止裂纹产生，用烤枪加热去除焊缝位置积雪、水蒸气，根据母材厚度、坡口形式、环境温度进行焊前预热处理，在主要采用电加热方式进行预热处理，并辅以氧-乙炔火焰加热。
钢柱、梁的焊接是钢结构安装过程中的一道特殊工序，必须在施工前严格制定焊接作业计划，组织专门的人力、物力，比预定正式施焊时间提前4～8小时进行专门防护并达到以下要求：
（1）利用专用脚手架管先搭设焊接防风围护棚，上部允许稍透风、但不渗漏雨水，兼具防一般小物体的打击功能，必要时加上一层外露保温帘。
（2）中部宽松，能抵抗强风的侵扰，不致使大股冷空气透入。
（3）下部操作平台，足够承载4名以上作业人员，需牢固稳定、无晃动，可屯放必需的作业器具和预备材料且不给作业造成障碍，无可造成器具材料脱控坠落的缝隙,平台面防护采用阻燃材料遮蔽严实，防止劲风从底部侵入。
（4）由于整个预热、焊接、焊后加热过程均为高温强热操作，整个焊接围护棚内可形成封闭高温环境，故无需额外环境加热措施即可满足焊接要求.

利用专用脚手架管
架设焊接防风棚骨架
利用专用帆布围护
焊接防风棚四个立面
材料准备
围护接缝绑扎
利用专用木板铺设
焊接防风棚平台面
利用专用帆布围护
焊接防风棚顶面
铺设平台面
阻燃材料
焊接防风棚搭设流程图

6.7、焊接保证措施
严寒的冬季焊接施工，光有严密的焊接防护还不够，钢材由骤冷至焊接产生骤热，容易发生钢结构焊缝接头区冷裂纹现象。因此，在5℃至－5℃的气候条件下，焊前还必须用两支大功率烤枪在1.5倍的板厚+100mm的范围进行加热至焊接试验确定的温度或采用电加热方式；如果环境温度5℃以上，一般仅作加热除湿处理即可。
焊前加热消除焊缝两侧母材与焊缝区的强烈温差，最大限度地减缓钢材在板厚方向由热胀时压应力到冷缩时拉应力的转换过程，最大可能地促使焊缝接头均匀胀缩，这是保证超厚钢板焊接质量尤其是在寒冷地区焊接时的一个非常重要的环节。这一环节包括了焊前严格加热，施焊过程中，保证持续、稳定在100～120℃（仅为参考温度，实际操作应按照试验温度和环境温度进行调整，以下温度要求与此相同）的层间温度，全过程地执行窄道焊、有规律地采用左、右向交替焊道。
由于我部在本工程冬季施工中的焊接全部采用CO2气体保护焊这种热输入较大的焊接方法。在预热后的整个焊接过程中，即使是钢柱接头接近1米的长焊缝，在每道焊接熔敷至焊缝末端的时刻，另一端起焊位置的层间温度仍在100～120℃左右。
整个热焊接保证过程中，焊工利用便携式红外测温仪复测检测构件温度。
值得注意的是：施焊过程中，不可避免地会由于剔除焊瘤、清除焊接渣膜飞溅、更换焊材与焊接辅材、施工器具调整、焊接防护物品更迭、作业者生理需求、使用高风速碳弧气刨等因素使得层间温度不能保持稳定，由此产生的裂纹质量事故有例可循，质量事故的主要原因是多次发生从高温到低温这一变化过程。在寒冷地区这一现象必须予以高度重视，要求细致地预备施工机具、材料，考虑作业环境与焊接人员的身体状况，减少一切不必要的焊接时间内的非焊接作业时间，随时利用红外测温仪观察层间温度，如发现低于规定的温度，立即采用加热烤枪对构件进行再加热，始终保持焊缝100～120℃的层间温度。
6.8、焊接过程控制
厚板焊接时，焊缝层间温度应始终控制在100～120℃之间，每个焊接接头应一次性焊完，大型焊口（操作时间在6小时以上的焊缝），配4名焊工轮流施焊，其它焊口配2名焊工轮流施焊。施焊前，注意收集气象预报资料，当恶劣气候即将到来，如无确切把握抵挡时，则放弃施焊。若焊缝已开焊，要抢在恶劣气候来临前，至少焊完板厚的1/3方能停焊，且严格做好后热处理，并且进行保温处理。
6.9、焊后加热
对于80mm以上厚板或环境温度低于零度时，填充缝焊接和面层焊接完毕，在自检外观质量符合要求后，立即实施焊后后热过程。这一过程的实施，不光能使逐渐降下来的接头温度再度上升，而且能够起到将焊接区域储热不均匀现象降低到最低程度的重要作用。
对于超厚钢板、大长焊缝，尽管作业者严格遵循工艺流程，实施中间再加热，也不可避免由于板厚过大、始端终端焊缝过长、面缝过宽等原因造成的根部与面层的温差、始端与终端的温差、近缝区与远缝区的温差、（水平横向焊缝）下部与上部的温差、（H型钢柱）边翼缘和翼中的温差。对称作业的两名作业者由于焊接习惯、视力、运速、参数选择等不能绝对相同也可能导致温度差。要最大程度地消除这些差别，只有通过认真的焊后后热来完成。
因而焊后后热是焊接工艺中相当重要的环节，使用两把烤枪对焊缝区域进行烘烤或采用电加热方式，使后热温度达到150℃，并持续保持该温度15分钟，这一过程可通过红外测温仪来测量控制。
6.10、焊后保温
在寒冷劲风多发地区， 一切焊前加热、中间再加热、后热等都围绕着消除骤冷骤热、消除胀缩不均、延缓冷却收缩这个质保目的，但是仅上述措施还不能阻止温度热量的快速散失、特别是防止边沿区域冷却较缝中部冷却过快的现象。
最有效最直接的方法是加盖保温性能好、耐高温的石棉布，在寒冷地区，须加盖至少2～4mm厚的石棉布，在钢柱接头焊接部位密封围护棚阻止空气流通，使其缓慢冷却，达到常温后，方可除去保温措施。（见保温措施图）

钢柱保温图

钢梁保温图
由于厚石棉布可基本阻止外界空气对构件焊接区的直接冷却，构件的绝大部分焊接热通过构件两端的延伸部分传递，这个过程温度的渐变较缓慢，只要石棉布围护严密，焊接质量即可保证，围护后不可随意对围护区遮蔽措施进行拆解，并加强棚内温度监测。
6.11、气温-5℃下的钢柱、梁焊接
根据实践经验，当环境温度在-5℃以上时，采取预热、焊接、后热、保温等一系列措施，可以确保冬季钢柱、梁的焊接质量。当环境温度低于－5℃时，即使采取上述一系列措施，也难以保证焊接的质量。在冬季施工过程中，我们将密切注视央视工地周围气温的变化，如果一天的气温在-5℃上下范围内变动，我司将在高于-5℃的时间段内选择焊接量较小的一些接头进行焊接，尽量不使焊接工作延续到气温降至-5℃以下。
6.12、焊接质量检验
按照质量管理体系运作，每道工序均进行自检、互检、专检三检制。本工程焊接质量检验标准执行《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-89规定。检验结果必须符合GB50205-2001表中的有关规定，检验等级为一级。
7、冬季施工安全技术措施
项目部应严格按照国家与地方安全操作规程要求安排冬季施工，对员工加强安全教育，认真对各工种、各专业、操作人员进行安全技术交底，并执行冬期施工以下“五防”的特殊规定：
1）防火
凡冬季取暖、生产用火，必须事先申请经保卫或安全部门检查批准，发给生火证后方可使用。
禁止用可燃、易燃液体生炉子、火墙、火坑；禁止用锅炉、炉子、火墙、火坑烘烤衣服和其它可燃物品。
施工生产现场的生产和生活用火，必须做到“四有”即有生火证、有制度、有消防器材和工具，有专人看管，做到人走火灭。
施工现场的送电室、材料库等易燃易爆部位，要和用火点保持一定的安全距离，防止火灾事故发生。
仓库、木工房、木工棚等部位严禁烟火。
一切电源线路必须按规定架设，并有专人经常检查维护，生活用灯不准超过60瓦，生产、生活一律不准点长明灯。
禁止在灯头上使用纸、布和其它可燃材料做灯罩。
消防设备和灭火工具要有专人管理，保持完整好用
消防水桶内存有一定的水量，对消防桶（缸）、消防栓、灭火器采取冬季防冻措施。
2）防寒
一线生产工人的棉服、棉安全帽必须按规定与时供应，确保职工身心健康。施工（生产）现场、宿舍、食堂、休息室，要有取暖设备，保证职工喝到开水，吃到热饭菜。
凡是固定场所的施工机械等要搭设防寒棚，要进行全面检查、维修、确保冬季正常施工。
3）防毒
对生火用的明火焦炉、炭炉、煤炉必须有专人看管，防止中毒事故发生。对有毒、有害作业场所和煤炉取暖场所必须设通风孔，保持空气畅通。
4）防滑
各种脚手架应架设斜道，必须有严格的防护栏杆和围网，斜道钉好防滑条，要与时清除霜雪，现场主要通道应撤炉灰、锯末子等，防止滑倒伤人。
事先检查好供电线路和工具、机械设备，做好设备检查、维修、保养工作。
5）防爆
乙炔发生器、保险链、保险壳、保险针、必须保证其性能良好有效，遇有冻结情况应用热水熔化，不准明火烘烤。
气瓶的运输保管使用，设专人监管，确保安全。
8、大风季节施工措施
北京地区的秋、冬两季多有大风、雨、雪天气，施工现场必须作好如下防风措施：
六级以上大风时，现场禁止吊装作业，六级以下风时，构件吊装采用缆风绳牵引，以免风吹碰撞其它结构。吊装好的构件与时采用缆风绳固定，防止构件被风吹偏甚至吹倒。
所有松散的材料都要绑扎并锚固或者转移到安全区域；堆放在安装好的梁上的材料应当绑在钢架上；地面成堆叠放的构件应全面检查防止倾倒翻落，必要时将其固定在钢梁上。防雨油布顶上压重物并将其端部绑扎牢固。
电器设备摆放稳固，电缆分开设置，必要时转移到安全地方；所有工作平台、起重设备、缆绳和临时杆件都要牢固地系好；吊具和钢丝绳从吊钩上取下。
安全监督员会同项目成员应彻底检查整个建筑，确保所有的防风措施都落实到位。
9、冬季施工应急预案
9.1、冬季施工突发事件领导小组
组 长：
现场监督调查小组成员：
现场对外协调小组成员：
现场紧急救援小组成员：
9.2、岗位职责
（1）组长职责：负责统一指挥、调动，根据发生事故的危害程度，采取对应措施并组织实施。
（2）现场监督调查小组职责负责监督现场冬季施工状况以与配合总包单位开展事故原因调查和现场取证工作。
（3）现场对外协调小组职责：负责与业主、总包相关部门联系沟通以与事故善后处理工作。
（4）现场紧急救援小组职责：在接到事故报告后，立即组织人员到达施工现场指挥救援工作，负责受伤人员的救护以与应急设施、设备、救治救灾物资和其它社会资源的调度。
9.3、.突发事件应急程序
1、报告程序

总包项目部
钢结构安装部：冬季施工突发事件领导小组
吊装班组
校正班组
测量班组
焊接班组
安全班组
螺
栓
班组
业主

2、应急处理
1）应急事件→报告→应急抢险→善后处理→责任追究→立功人员表彰。
2）急救是对伤病员提供紧急的监护和就职，给伤病员以最大的生存机会，急救一定要遵循下述四个步骤：
A、调查事故现场，调查时要确保无任何危险，迅速使伤病员脱离危险场所，尤其在工地大型事故现场更是如此。
B、初步检查伤病员，判断神志、气道、呼吸循环是否有问题，必要时立即进行现场急救和监护，使伤病员保持呼吸道畅通，视情况采取有效的止血、止痛、防止休克、包扎伤口等措施，固定、保存好割断的器官或组织，预防感染。
C、呼救。直接将伤者送北京医院或联系北京医院救护车，现场施临时救一直坚持到救护人员或其他施救者到达现场接替为止，同时还应反映伤病员的病情和简单救治过程。
D、如果没有发现危与伤病员的体征，可作第二次检查，以免遗漏其他损伤、骨折和病变。这样有利于现场施行必要的急救病情，降低并发症状和伤残率。
3）火警
A、施工现场发生火警、火灾事故时，应立即呼救、拨打“119”向消防部门报警，同时组织撤离和扑救，并了解起火部位与燃烧的物质，。
B、在消防部门到达前，对易燃易爆的物质采取正确有效的隔离。如切断电源，撤离火场内的人员和周围易燃易爆物与一切贵重物品，根据火场情况，机动灵活的选择灭火用具。
C、在扑救现场应行动统一，如火势扩大，一般扑救不可能时，应与时组织撤退扑救人员，避免不必要的伤亡。
D、扑救火灾可单独或同时采用破坏燃烧三条件（即可燃物、助燃物、火源）中的任一条件的灭火方法（冷却法、窒息法、隔离法、化学中断法）进行扑救，在扑救的同时要注意周围的情况，防止中毒、倒塌、坠落、触电、物体打击，避免二次事故发生。
E、在灭火后，应注意保护现场，以便日后调查起火原因。
4）电击
急救原则：立即切断电源，立即心肺复苏。
急救处理：
A、立即使患者脱离电源、迅速切断电源或用绝缘物使患者脱离电源，平躺在硬板担架上；
B、心肺复苏、人工呼吸；
C、就近转移到北京医院。
5）质量事故
具备下列条件之一者为重大质量事故:直接经济损失在10万元以上的；严重影响使用功能或工程结构安全，存在重大质量隐患的。
项目在发生重大质量事故时，现场人员必须在第一时间上报项目经理部质量工程师与相关领导，不得隐瞒不报或者拖延不报。事故的处理由项目经理、项目总工本着“四不放过”的原则牵头成立调查小组（人员应包括总包质量工程师、工长、内业技术员、分包的相关人员）组织设计、监理与业主共同对事故的经过、原因进行分析，并形成最终处理方案。在这期间还应与时上报向公司主管领导和公司工程部，并依据北京市政府的有关规定，在规定时间内向建委质监部门报告。
因违章指挥、违章作业、违反操作规程、不按图施工、不按规范与技术交底施工等，造成事故、影响声誉的，要划清责任，按“四不放过”的原则进行处理。质量事故造成的经济损失由责任方承担，并重罚事故责任人。
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