内蒙古年产6万吨聚甲醛项目联合钢结构框架施工方案(焊接-螺栓连接)培训讲学.doc

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**石油**化工6万吨/年聚甲醛项目

甲醛钢结构施工方案

编 制：胡世成
审 核：田 勤
批 准：张俊青

中化**聚甲醛工程项目部
2009年5月18日

目 录
1. 工程概况 1
2. 编制依据 1
3. 施工前现场应具备的条件 1
4. 钢结构的入场、放置及材料保护 4
5、钢结构的制作 5
6. 钢结构的组对 7
7. 钢结构的安装 12
8. 质量预控措施： 13
9. 施工安全技术措施 14
10. 冬季施工措施 15
11. 劳动力安排 15
12. 施工机具计划及手段用料 16
附图一 钢结构材料运输车辆入场路线及材料放置场地示意图 17
附图二 钢柱柱脚垫铁放置位置示意图 18
1. 工程概况
**石油**化工股份有限公司6万吨/年聚甲醛·甲醛装置设计为钢结构。该结构为联合结构框架,底平面为27×29.5m2，最高高度为21.7m，总重约180吨，组成钢结构的柱、梁、支撑基本采用H型钢、工字钢、槽钢、角钢或其组合件，平台梯子栏杆均选用标准图集中的相应类型，钢结构的连接采用焊接和螺栓连接相结合的型式。
2. 编制依据
2.1 **工程公司提供的甲醛装置钢结构施工图纸
(02-62-0100-24-22～51)
2.2 《钢结构工程施工及验收规范》—— GB50205-2001
2.3 《钢结构工程质量检验评定标准》——GB50221-2002
2.4 《焊接H型钢标准节点通用图》—— HG21541-92
2.5 《建筑钢结构焊接技术规程》—— JBJ81-2002
2.6 《碳钢焊条》——GB5117-95
2.7 《钢结构用大六角头高强度螺栓，大六角螺母垫圈型式，尺寸与技术条件》——GB/T1228~GB/T1231
2.8 《钢结构高强度螺栓连接的设计，施工及验收规程》——JBJ82-91
2.9 《钢梯》——02J401、02（03）J401
3. 施工前现场应具备的条件
3.1 施工前现场已具备三通一平，即路通、水通、电通。操作地平面平整压实，排水畅通，材料堆放及预制构件应有较大施工现场。
3.2 基础验收
3.2.1 基础施工完毕，按图纸及规范要求进行检查。
3.2.2 基础的外观不得有裂缝、蜂窝、空洞及露筋等缺陷，基础周围土方应回填、夯实、整平。
3.2.3钢结构安装前应对建筑物的定位轴线，基础轴线和标高，地脚螺栓位置等进行检查，并应进行基础检测和办理中间交接验收。
3.2.4基础表面要平整，中心线、标高要标识清楚，同一基础标高线不得少于两处。
3.2.5 基础顶面作为支撑面和基础顶面预埋钢板时，其支撑面地脚螺栓的偏差（mm应符合下列规定：
项 目
允 许 偏 差
支撑面
标高
±3.0
水平度
l/1000
地脚螺栓
螺栓中心偏移
5.0
螺栓露出长度
+30.0, 0
螺纹长度
+20.0, 0
l为支撑面长度。
3.3电焊机房、焊条库、铆工工具房等已布置妥当，构预制件用工卡具已准备齐全，并在校验期内，各种机械运转正常。
3.4 施工方案审批、并向全体施工人员进行技术交底后方可施工。
3.5 特殊工种要持证上岗，无证的不准上岗操作。
3.6 到场材料检验：
3.6.1进场材料必须有质量证明书，其质量符合国家现行有关标准，具有抗拉强度，伸长率，屈服点及碳，硫，磷含量的质量证明书。
3.6.2进场的材料防腐后堆放在指定空地，材料下面垫放道木，堆放整齐。材料堆放的顺序和位置要便于施工。
3.6.3钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。
3.6.4高强度大六角头螺栓连接副（以下简称：连接副）、普通螺栓、地脚螺栓等紧固标准件及螺母、垫圈等配件，其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。连接副出厂时应随箱带有扭矩系数和紧固轴力（预拉力）的检验报告。
3.6.5连接副应按包装箱配套供货，到场后按包装箱总数的5%进行抽查且不应少于3箱。包装上应标明批号、规格、数量及生产日期，螺栓、螺母、垫圈表面应涂油保护，不应有锈及脏物，螺纹不应损伤。
3.6.6 高强螺栓的连接施工按照《钢结构高强度螺栓连接的设计,施工及验收规程》(JBJ82-91)的规定进行,要求所有构件连接接触面,经喷砂处理后,其摩擦面的抗滑移系数:Q345钢不小于0.45, Q235钢不小于0.4,在施工前应做抗滑移系数试验,并应得到监理单位的同意。
3.6.7 到场的接副应及时检验：螺栓楔负载、螺母荷载、螺母及垫圈硬度，其扭矩系数平均值和标准偏差应符合GB1231的规定。
3.6.8 钢结构安装螺栓采用C级螺栓，性能为4.6级，采用国家标准《碳素钢结构》中规定的Q235-A制成，其性能及螺栓，螺母，垫圈的制作应分别符合GB/T5780、GB/T41、GB/T95的规定。
3.6.9焊接H型钢的允许偏差（mm）的允许偏差值见下表：
项目
允许偏差
图例
截面高度h
h<500
±2.0

50011 所有构件到场时均应铣两端，板材气割或机械剪切下料后，对于需要进行边缘加工的零件，其刨削量不应小于2mm。
3.6.12所有到场的材料检验时应由甲方、监理和施工单位三方共同进行，检验标准符合以上具体各条规定的标准，检验合格得到甲方和监理的许可后，方可交于施工单位施工。
4. 钢结构的入场、放置及材料保护
4.1防腐后的材料放置场地上面铺200 mm厚的细砂，材料入厂后所有钢结构构件放置在道木上，道木要放置平稳，间距合理。
4.2 由于厂内场地较小，并且甲醛厂房面积较小且地面不具备回填条件，致使预制成品不能堆放在厂房附近，造成材料需要二次倒运。
4.3 具体入厂路线以及材料放置场地如附图一：钢结构材料运输车辆入厂路线及材料放置场地示意图所示。
4.4 高强度螺栓、安装螺栓等易损坏零件以及扭矩扳手、手动套筒扳手、塞尺等高精度工具，要设置专门的库房保管。
5、钢结构的制作
5.1根据安装顺序要求进行构件的预制，预制顺序为柱、梁、支撑、梯子、平台、栏杆等。
5.2放样、号料、切割
5.2.1放样和号料应根据制作工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、刨边等加工余量，放样应采用经过计量鉴定的钢尺，尺寸划线先量全长后分尺寸，不得分段丈量相加避免偏差累积。
5.2.2放样和样板（杆）的允许偏差见下表：
项 目
允许偏差
平行线距离和分段尺寸
±0.5mm
对角线差
1.0mm
宽度、长度
±0.5mm
加工样板角度
±20mm
5.2.3号料应使用检查合格的样板，号孔应使用与孔径相等的圆规。零件外形尺寸及孔距的允许偏差分别为±1.0mm与±0.5mm。
5.2.4气割前应将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后应清除熔渣和飞溅物。
5.2.5气割的允许偏差符合下表的规定(t为切割面厚度)
项目
允许偏差
零件宽度长度
±3.0mm
切割面平面度
0.05t且不大于2.0mm
割纹深度
0.3mm
局部缺口深度
1.0mm
5.2.6所需钢板类型选为：δ=6、8、10、12、14、16、1820、25及28毫米的钢板以便购买，以加快施工进度（中间型号的，选择较大的规格）。
5.2.7坡口加工应严格按图施工
5.3钢材在环境温度低于-16℃时不得进行冷矫正，矫正后的钢材表面不得有明显的凹面与损伤，划痕深度应小于0.5mm。
5.4制孔
5.4.1螺栓孔应采用机械加工、孔成型良好，孔边无毛刺、飞边。
5.4.2 C级螺栓孔直径、圆度及垂直度的允许偏差分别为（mm）：+1.0、2.0、0.03t不大于2.0
5.4.3螺栓孔的允许偏差超过上述规定时，不得采用钢块填塞，可采用与母材料材质相匹配的焊条补焊后重新制孔。
5.4.4螺栓孔距偏差同一组内任意两孔间距允许误差±1.0mm，相邻两组的端孔间距允许偏差±1.5mm。
5.5钢平台、钢梯和防护钢栏杆外形尺寸的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
检验方法
图例
平台长度和宽度
±5.0

用钢尺检查

平台两对角线差
6．0
平台支柱高度
±3.0
平台支柱弯曲矢高
5.0
用拉线和钢尺检查
平台表面平面度
（lm范围内）
6．0
用1m直尺和塞尺检查

梯梁长度l
±5.0
钢梯宽度b
±5.0
钢梯安装
孔距离a
±3.0

钢梯纵向
挠曲矢高
l/1000
用拉线和钢尺检查
踏步间距
±5.0
用钢尺检查
栏杆高度

±5.0
栏杆立柱间距
±10.0
6. 钢结构的组对
6.1钢结构能在地面组装完成的尽量在地面组装完成，以减少高空作业量，提高工作效率。
6.2钢构件组装前，零部件应经检查合格，节点的位置，螺栓的开孔位置及孔距必须符合图纸的要求，摩擦面的抗滑移系数必须达到设计标准，连接接触面和沿焊缝边缘每边30～50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等应清除干净。
6.3 板材、型材的拼接应在组装前进行，构件的组装应在部件的组装焊接矫正后进行。
6.4 组装时要考虑焊接变形，应采取夹具钢性固定、反变形等防止变形措施。
6.5 焊接连接组装的允许偏差(mm)见下表：
项 目
允许偏差
连接示意图
对口错边（Δ）
t/10
最大3.0

间隙（a）
±1.0
搭接长度（a）
±5.0

缝隙（Δ）
1.5
型钢错位
连接处
1.0

其它处
2.0
6.6 焊接连接坡口形式尺寸按照图纸要求进行。
6.7 拆除夹具时，不得损伤母材，对残留的焊疤应修磨平整。
6.8 顶紧接触面应有75%以上的有效面积，紧贴面用0.3mm塞尺检查其塞入面积应小于25%，边缘间隙不应大0.8mm。
6.9 定位点焊所用的焊接材料的型号应与正式焊接材料相同，点焊高度不宜超过设计焊缝高度的2/3。
6.10 钢结构在预制完成后堆放时地面应垫平，整齐堆放以免产生变形，并按安装程序进行编号堆放。
6.11 焊接及焊接检验
6.11.1 选用合理的焊接工艺，焊接工艺评定应符合国家现行的《建筑结构焊接规程》的规定。
6.11.2 焊工必须经过考试合格并取得合格证书，持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。
6.11.3 钢结构焊接采用牌号为J422及J506的焊条， Q235及Q235与Q345之间的焊接采用J422的焊条，Q345之间焊接采用J506的焊条。焊条均应具有质量证明书或复验证书，使用前按要求烘烤并放恒温箱内保温，焊接时不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条。
6.11.4 焊接时，焊工应遵守焊接工艺，不得在焊道外的母材上引弧。采用合理的对称焊接顺序，保证钢结构整体不会变形。
6.11.5 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10.0mm；角焊缝端部不设置引弧和引出板的连续焊缝起落弧点距焊缝端部宜大于10.0mm，弧坑应填满。
6.11.6 多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。
6.11.7 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。
6.11.8 焊缝金属表面焊波应均匀，不得有裂缝、夹渣、焊疤、烧穿、弧坑和针状气孔等缺陷，焊接区不得有飞溅物。
6.11.9焊成凹形的角焊缝，焊缝金属与母材间应平缓过渡，加工成凹形的角焊缝，不得在其表面留下切痕。
6.11.10 钢结构安装时以下部位应采用开破口的全熔透焊缝，焊缝应符合二级焊缝的要求:
1) 梁与柱钢结时，梁端翼缘与柱的连接焊缝。
2)焊接工字形柱的翼缘与腹板，箱形柱壁板件间的连接焊缝。
3)工字形柱与梁翼缘对应位置设置的加劲肋与柱的连接焊缝。
4)上下柱的对接连接焊缝。
5) 柱或梁等构件需接长而设的拼接焊缝。
6) 梁，柱与端板的连接。
6.11.11 除5.10.10条规定外，其余均为3级焊缝，其要求外观质量应符合二级焊缝的要求
6.12二、三级焊缝的外观质量应符合下表的有关规定。
焊缝质量等级
检验项目
二级
三级
未焊满
≤0．2+0．02t且≤1mm，每 100mm长度焊缝内未焊满累积长度≤25mm
≤0．2+0．04t且≤2mm，每 100mm长度焊缝内未焊满累积长度≤25mm
根部收缩
≤0．2+0．02t且≤1mm，长度不限
≤0．2+0．04t且≤2mm，长度不限
咬边
≤0．05t且≤0．5mm，连续长度≤100mm，且焊缝两侧咬边总长≤10％焊缝全长
≤0．1t且≤1mm，长度不限
裂纹
不允许
允许存在长度≤5mm的弧坑裂纹
电弧擦伤
不允许
允许存在个别电弧擦伤
接头不良
缺口深度≤0．05t且≤0．5mm，每1000mm长度焊缝内不得超过1处
缺口深度≤0．1t且≤1mm，每1000mm长度焊缝内不得超过1处
表面气孔
不允许
每50mm长度焊缝内允许存在直径≤0．4t且≤3mm的气孔2个；孔距应≥6倍孔径
表面夹渣
不允许
深≤0．2t，长≤0．5t且≤ 20mm
6.13 焊接原则顺序:
1) 尽量采用对称焊法，是焊接变形和收缩量最小;
2) 收缩量大的部分先焊，收缩量小的部分后焊;
3) 焊接过程应注意清渣，彻底清除焊根缺陷；
4）应使焊接过程加热量平衡；
5）严格禁止无合格证书人员上岗操作。
6.14 图中未注明的贴角焊缝，原则上为满焊。焊接高度见下表：
焊接板厚度(mm)
角焊缝hf(mm)

t=6
同时焊缝高度不小于1.5(t1为较厚板厚)，且不大于1.2·t2(t2为较薄板厚)。
6
8≤t≤11
8
12≤t≤16
10
6.15 所有钢梁横向加劲板与上翼缘板连接处，加劲板上端，及柱脚处要求刨平顶紧后施焊。
6.16 锚栓及安装螺栓应与垫板、底板点焊。
6.17 施焊环境温度若低于0℃，应预热构件焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100mm的范围内，加热到20℃以上方可施焊。
6.18 严格执行焊条烘烤、保温、发放记录，管理制度。
6.19高强度螺栓连接
6.19.1采用高强度螺栓连接的钢结构，应按照设计文件的要求选用标准紧固件，螺栓、螺母、垫圈的公称尺寸和材质选用应符合图纸要求和现行国家规范的要求。
6.19.2高强度螺栓连接按初拧和复拧进行，复拧完毕螺栓丝扣外露应为2～3扣。
6.19.3高强度螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等。
6.19.4螺栓连接时不得用大螺母代替垫圈，且螺栓应对称拧紧，要保证受力均匀。
6.19.5 安装高强螺栓严禁强行穿入螺栓，如不能自由穿入时，应用铰刀进行修孔，修后的最大孔径应小于1.2倍螺栓直径，严禁气割扩孔。
6.19.6柱与柱连接、柱与梁连接、梁与梁连接施工中，若为栓焊连接，应先安装腹板高强螺栓并进行初拧，然后焊接翼缘焊缝，焊后再将高强度螺栓安装完毕。
6.19.7高强度螺栓的设计预拉力，施工预拉力及孔大小见下表：
序号
螺栓公称直径(mm）
等级
设计预拉力（KN）
施工预拉力（KN）
螺栓孔直径（mm)
1
M16
10.9
100
110
17.5
2
M20
10.9
155
170
22
3
M22
10.9
190
210
24
6.19.8 安装高强螺栓时，构件的摩擦面应保持干燥，不得雨天作业。
6.19.9 大六角头高强度螺栓施工前，应按出厂批复验连接副的扭矩系数，每批复验5套，5套扭矩系数的平均值应在没0.11~0.15范围之内，其标准偏差应小于或等于0.010。
6.19.10 大六角头高强度螺栓施工所用的扭矩扳手必须校正，其扭矩误差应小于5%，合格后方准使用。校正用扭矩扳手，扭矩误差应小于3%。
6.19.11钢结构安装应先穿入安装螺栓，待结构安装精度达到设计要求时，再用高强螺栓代替安装螺栓。不得用高强螺栓兼作临时螺栓。
6.19.12 大六角头高强度螺栓的拧紧分为初拧和终拧，其扭矩值各为施工扭矩的50%，只准在螺母上施加扭矩，并且在同一天完成。
6.19.13 大六角头高强度螺栓在初拧和终拧时，连接处的螺栓应按一定的顺序施拧，一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。
6.20柱脚处，工字形截面柱的翼缘板，腹板和加劲板，梁支座支承板的下端要求刨平顶紧后施焊。
6.21 构件拼接时，上下翼缘和腹板的拼接缝错开，并避免与加劲板重合，腹板拼接缝与它平行的加劲板至少相距200mm，腹板拼接缝与上下翼缘至少相距200mm。
7. 钢结构的安装
7.1 一般规定
7.1.1 钢结构安装程序必须保证结构的稳定性和不导致永久性变形。
7.1.2 钢结构、构件预制完后，待检验合格方可进行安装。
7.1.3 主要钢结构安装方法
7.1.3.1安装前将预制好的钢构件提前运输到适当位置，按照现场的场地情况、钢构件的外形尺寸、重量和安装高度选用适当吨位的吊车，安装工作中应配备充足的人员、机具和手段用料，吊装作业统一指挥，安全员和质检员应在现场指导安装。
7.1.3.2钢框架结构一般选用50T汽车吊进行吊装，为加快施工进度G4、G5、D4、D5组成的21.7米设备框架我方整体预制，选用170t吊车分两次集中吊装。
7.1.3.3厂房立柱安装前应从立柱顶部向下开始测量，在柱子底部放出1米标高线作为安装时的基准标高。为了保证立柱的垂直度，安装时用两台全站仪成90°方向测量，柱子垂直度偏差如下：
单节柱的垂直度：h/1000，且不应大于10mm。
主体结构的整体的垂直度：（h/2500+10），且不应大于50mm。
h为柱子高度。
7.2为了能确保柱脚下面的支撑构造应符合设计和规范要求，施工时采用在柱脚下加垫铁的方法，每组垫铁由一块平垫铁和一组斜垫铁组成，垫铁具体放置位置和垫铁规格见钢柱垫铁放置位置示意图（附图）。
7.3钢结构安装在校正，定位并形成空间刚度单元后应及时对柱底板和基础顶面的空隙采用无收缩的细石混凝土进行二次浇灌。
7.4各类构件的连接接头，必须经过检查合格后，方可紧固和焊接，当天安装的钢构件应形成稳定的空间体系。
7.5钢构件的变形、缺陷超出允许偏差时，应及时进行处理。
7.6在保证钢结构安装精度的情况下将所有定位用的安装螺栓取消，构件安装位置对正后按照图纸要求将焊缝焊接牢固。
7.7 设备集中度过大，在一层设备就位前只能安装轴与轴部分的结构。（主要等待C-5004到货安装后方可进行整体安装，具体方法见《甲醛装置大型设备吊装方案》）
8. 质量预控措施：
8.1 组对时要按图纸画出基准线
8.2 设置数量足够的定位装置，组对时随时检查其外形尺寸，点焊前调整合格。
8.3 焊接时的质量预控：
8.3.1 采用对称焊接分每段退焊及小规模焊接以减少焊接变形。
8.3.2 焊接时应采用反变形方法，如夹、靠、预留等方法。
8.3.3 焊前应将坡口表面及两侧的油污、水、锈蚀清理干净。气割渣、氧化皮等亦需清理干净。
9. 施工安全技术措施
9.1 施工人员严格执行《安装工人安全技术操作规程》。
9.2 坚持每周一次安全活动，每天班前提出安全注意事项，班后总结安全情况，严禁酒后作业。
9.3 起吊重物时，对卡具等进行认真核查确信无疑后方可起吊，起吊臂下严禁站人。
9.4 施工现场不允许堆放易燃、易爆物。
9.5 结构安装时，脚手架应搭设牢固，经认真检查后方可使用。
9.6 严禁违章作业、操作人员带病作业：
9.7 乙炔瓶、氧气瓶间距大于7米。
9.8 电动工具要检查绝缘良好。
9.9电器设备的漏电保护器应专机专用，并有安全可靠的接地设施。
9.10 室外的刀闸设备原则上单独配设漏电保护器。
9.11 严格遵守甲方的各项规程制度，不得在场内吸烟。
9.12 坚持三戴，高空作业带工具袋，严禁抛扔，上下传递。
9.13吊装钢结构高空人工组对焊接可能造成的危险, 以及应采取的应对措施如下表所示:
1
高处作业
人员、
工具坠落
严格执行高处作业管理规定；
规范使用安全带等防护用品
2
主、尾吊车站位、行走地面处理
地耐力不足，吊车倾覆
吊装方案平面布置要求对吊装场地进行处理，地耐力测试，主吊车地面铺设跑路板，副车地面铺钢板，吊车支腿全伸，支点支实，以上必须按照方案要求执行。
3
钢丝绳检查
钢丝绳
脱开、断裂
检查钢丝绳断丝、磨损等情况，确定钢丝绳安全系数，断裂根数是否满足，吊装前试吊。
4
吊装设备
设备摆动，
吊车倾覆
天气预报，4级风以上及雨雪雾天气严禁吊装作业。
5
吊装过程
重物坠落、
人员伤亡
吊装时，施工人员不得站在吊件下方，受力索具附近及其他有危险的地方不得停留
6
钢结构就位
人员碰伤
准备就位时，下放要慢。
9.14 对于有心脏病和情绪不好的工人，严禁其进行登高作业。高空作业用的爬梯、平台等要搭设焊接牢固，而且有安全护栏。
10. 冬季施工措施
10.1 钢结构零件组对时,应把接缝两侧各50㎜内的冰雪，泥土等清理干净，并应保持接缝干燥。
10.2由于施工开始时间在12月份左右,因而预制均为小构件且在搭制的帆布棚里施工,因而避免了在室外施工带来的不便。
11. 劳动力安排
队长
1名
材料员
1名

电焊工
10名
起重工
6名
铆工
8名
电工
1名
力工
10名
安全员
1名
技术员
2名
质检员
1名
12. 施工机具计划及手段用料
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
汽车吊
16t
台
1

2
汽车吊
25t
台
1

3
汽车吊
50t
台
1

4
汽车吊
170t
台
1

5
叉车
5t
台
1
材料搬运
6
拖车
10t
台
1
材料搬运
7
电焊机
20KW
台
13

9
磨光机
φ125
台
10

10
保温筒

个
10

11
焊条烘烤箱

台
1

12
焊条恒温箱

台
1

13
全站仪

台
2

14
经纬仪

套
2

15
水准仪

套
2

16
盘尺
50米
把
5

17
角尺

把
5

18
塞尺
300A20
把
3

20
扭矩扳手

把
4

21
手动套筒扳手

套
3

22
枕木

根
150
组对平台等
23
架钢管

根
400
安全防护措施1.79
24
角钢
∠75×7
米
330
高空操作平台2.63
25
钢板
δ=20
m2
300
组对平台47.1
26
圆钢
φ20
米
500
登高爬梯1.23
27
钢板
δ=10
m2
50
组对卡具
28
帆布

m2
500
材料保护

附图一 钢结构材料运输车辆入场路线及材料放置场地示意图

附图二

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