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甘肃文化艺术中心场馆钢结构焊接专项施工方案（四层钢框架支撑 钢砼框剪结构）

中国建筑第八工程局有限公司

中国建筑上海设计研究院有限公司

西北综合勘察设计研究院

现场焊接分为地面拼接焊接和高空安装焊接，主要有箱型构件与箱型构件对接焊、H型构件与H型构件对接焊。钢结构主要材质为Q345B，最小板厚为6mm，最大板厚为40mm。主要焊接形式为横焊、平焊、立焊。

对本工程现场焊接的构件、部位、材质、板厚进行统计地方铁路施工组织设计，焊接工况统计如下：

16、18、20、22、25、28、30、32、35、40

16、18、20、22、25、28、30、32、35

12、14、16、18、20、22、25

6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、30、35、40

8、10、12、13、16

8、10、12、14、16、18、20、22、25、30、35

12、14、16、18、22、25

2、钢板厚度40≤t≤60时，Z向性能要求为Z15；

本工程结构形式分布不规则，结构形态体系复杂多变，焊接要求高。

根据结构受力特点，结合计算机模拟分析，制定科学、合理的整体焊接顺序和焊接方法，确保现场构件焊接质量。

单个构件焊接量大，施焊过程中容易产生焊接应力，容易造成焊接变形等一系列焊接质量问题。

采用多层多道焊和分段退焊的焊接方法进行施焊，严格控制单道焊缝的厚度和宽度，减少焊接热输入，以减小降低焊缝的机械性能因素，且每一层焊缝接头必须错开不小于50mm，避免焊接缺陷的集中。

采用实时位形监测技术，根据实测结果对构件进行偏差补偿，确保焊接质量。

本工程焊接作业环境复杂；焊接防风、防潮等施工环境要求较高。

因地制宜编制焊接作业指导书，在焊接过程中利对焊前、焊接层温和焊后温度进行控制，并搭设安全可靠的防风、防潮等焊接防护棚，确保低温下的焊接质量。

本工程部分结构不规则，焊接作业空间受现场影响较大，无法使用标准化操作平台。

根据本工程结构特点结合焊接位置，设计出一套现场操作性强、安全性高、构造简单、结构稳固、可实现材料重复利用的施工操作平台，此种施工操作平台不仅可以提高现场搭设效率，为施工赢得充裕时间，还可实现标准化，达到降本增效的目的。

针对本工程焊接特点，拟采用CO2气体保护焊为主要焊接设备、手工电弧焊为辅的方法进行本工程焊接。运用包括CO2气体保护平焊、立焊厚板焊接在内的多项先进焊接技术和一大批施工经验丰富的焊工，能够有效控制焊缝质量。

在确保焊接结构安全、可靠的前提下，根据钢材的化学成分、机械性能、板厚、接头形式、和技术经济效益等，择优选用焊接材料。

从事焊接作业的人员，从工序负责人到作业班组长乃至具体操作的施焊人员和无损检测人员，都须为持证人员和曾从事过类似工程施工的人员。辅助工也须通晓焊接作业平台的具体搭设方法、顺序和搭设所需的时间，从而准备好焊前工作、做好过程辅助工作及焊后清理工作，从人员组织上做好保障。本工程高峰期拟投入55名焊工。

模拟实际的作业环境条件，采用火焰加热、焊后保温的方式，验证在低温环境下焊接时，焊前预热、层间温度、焊后加热、焊后保温、焊接时的电流、电压等各项参数。来匹配本工程的焊接施工工艺。详见《敦煌大剧院焊接工艺评定》

①下雨时露天不允许进行焊接施工，如必须施工，则必须进行防雨防护。

②厚板焊接施工时，需对焊口两侧区域进行预热，宽度为1.5倍焊件厚度以上，且不小于100mm。当外界温度低于常温时，应提高预热温度15～25℃。

③若焊缝区空气湿度大于90％，应采取加热除湿处理。

④焊缝表面干净，无浮锈，无油漆。

①焊接作业区域搭设焊接防护棚，进行防雨、防风处理。

②采用手工电弧焊作业（风力大于5m/s）和CO2气体保护焊（风力大于2m/s）作业时，未设置防风棚或没有防风措施的部位严禁施焊作业。

正式施焊前应清除定位焊焊渣、飞溅等污物。定位焊点与收弧处必须用角向磨光机修磨成缓坡状且确认无未熔合、收缩孔等缺陷。

手工电弧焊：不得在母材和组对的坡口内进行引弧，应在试弧板上分别做短弧、长弧、正常弧长试焊，并核对极性。

CO2保护焊：在试弧板上分别做焊接电流和电压、收弧电流和收弧电压对比调试。

核定气体流量、送气时间、滞后时间、确认气路无阻滞、无泄露。

本工程钢结构现场焊接施工所需的焊接材料和辅材，均应有质量合格证书，施工现场设置专门的焊材存储场所，分类保管。领用人员领取时需核对焊材的质量合格证、牌号、规格。本工程的焊条使用前均需要进行烘干处理。

焊前预热及层间温度的保持宜采用电加热器、火焰加热器等加热，并采用专用的测温仪器测量，预热的加热区域应在焊接坡口两侧，宽度应各为焊件施焊处厚度的1.5倍以上，且不小于100mm，预热温度宜在焊件反面测量，测温点应在离电弧经过前的焊接点各方向不小于75mm

同一截面的焊缝尽量同步同时焊接，不同步焊接会造成构件截面内热量不均而产生变形。

对称焊接可以使构件在焊接过程中的升温与降温都是对称均匀的，构件的收缩也是对称均匀的，从而很好的控制构件的整体变形。

分步骤焊接时，先焊长度较长、填充量较大的焊缝，后焊长度较短、填充量较小的焊缝。

钢板焊接熔敷金属量大，焊接收缩变形产生的焊接应力对结构质量将造成不利因素，因此控制焊接应力、防止钢板在焊接时的冷裂纹及层状撕裂，将是主要的技术重点，在焊接施工前必须制定出合理的焊接顺序及方法，并严格按照制定的焊接顺序和方法进行现场焊接作业。

1、先安排两名焊工匀速、同步、对称进行箱型构件两对边的焊接；

2、然后两名焊工对称进行箱型构件另外两对边的焊接，焊接完成后割除全部连接耳板。

1、先安排两名焊工匀速、同步进行H型钢构件翼缘焊接；

2、最后焊接腹板，焊接完成后割除全部连接耳板。

2、钢桁架拼装焊接顺序

钢桁架在拼装胎架上拼装完成后，由中间往两端焊接。遵循先焊下弦杆再焊上弦杆后焊腹杆，对称焊接。先焊主受力杆件，后焊次受力杆件”的原则，同时为避免应力集中，相邻焊缝不能同时焊接

采用薄层多道窄摆幅和分段退焊的焊接方法进行施焊，严格控制单道焊缝的厚度和宽度，减少焊接热输入，以减小降低焊缝的机械性能因素，单道焊缝厚度应不大于5mm、摆动宽度不大于20mm。

钢板焊接施工时，为了保证焊接作业在良好的作业环境下进行，保证焊接质量，应在焊接施工部位搭设焊接防护棚（如下图所示），以防止风、雨等的侵袭。

下料、装配时，根据制造工艺要求，预留焊接收缩余量，预置焊接反变形。

在得到符合要求的焊缝的前提下，尽可能采用较小的坡口尺寸。

装配前，矫正每一构件的变形，保证装配符合装配公差表的要求。

使用必要的装配和焊接胎架、工装夹具、隔板及撑杆等刚性固定来控制焊后变形。

在同一构件上焊接时，应尽可能采用热量分散，对称分布的方式施焊。

采用多层多道焊代替单层焊。

双面均可焊接操作时，要采用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中性轴对称焊接顺序。

对于长构件的扭曲，不靠提高板材平整度和构件组装精度，使坡口角度和间隙准确，电弧指向或对中准确，使焊缝角变形和翼板及腹板纵向变形值鱼构件长度方向一致。

在焊缝众多的构件组焊时或结构安装时，要选择合理的焊接顺序。

焊接作业完成后，清理焊缝表面的熔碴和金属飞溅物，焊工自行检查焊缝外观质量；如不符合要求，应焊补或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝外观质量要求。

外露钢构件对接接头，应磨平焊缝余高，达到与被焊材料同样的光洁度。

焊接过程中来自焊条、焊剂和空气中的氢气，在高温下被分解成原子状态溶于液态金属中，焊缝冷却时候氢在钢中溶解度急剧下降，由于焊缝冷却很快，氢来不及逸出，留在焊缝金属中，过一段时间后，会在焊缝或者融合区聚集，当聚集到一定程度在焊接应力作用下导致焊缝或者热影响区产生延迟裂纹。

消氢处理的温度一般为300~350℃，保温2~6h后冷却。消氢处理的主要目的是使焊缝金属中的扩散氢迅速逸出，降低焊缝及热影响区的含氢量，防止产生裂纹。

应力消除工艺有很多种类，主要常用的有机械消应力法、火焰消应力法、爆炸消应力法等，根据钢结构行业施工特点，我们常用的消应力法为机械消除法和火焰消应力法。

机械消除法主要常用的为振动消应力法和锤击消应力法。振动消应力法主要采用超声波冲击仪等专业的消应力设备来消除焊接应力；锤击法消应力主要采用小锤锤击已焊接完成的焊缝，利用锤击来消除焊接应力。

钢构件焊接完成后，可采用火焰加热的方式对构件进行去应力回火处理。

焊接的质量检验应按照《钢结构焊接规范》、《钢结构工程施工质量验收规范》，接头的内部缺陷分级应按现行国家标准执行。

板件对接和全融透焊缝的质量等级一般为二级，下列情况为一级：

（1）桁架与柱的连接；（2）现场钢柱拼接；（3）现场梁柱节点连接；（4）图中标注一级的；

其余焊缝质量外观为三级。

无损检测在外观检查合格的基础上进行。

进行焊缝无损检测的人员持有无损检测Ⅱ级或者Ⅱ级以上资格证书。

焊接变形对施工质量影响非常大，所以，焊接时应采取措施严格控制焊接变形。

根据板的不同厚度采取相应的预热措施及层间温度控制措施。

实施分段的多层多道焊，每焊完一道后应及时清理焊渣及表面飞溅，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。

连续焊接时应控制焊接区母材温度，保证层间温度符合要求，遇有中断焊接作业的特殊情况，应采取保温措施，再次焊接时，应重新预热且应高于初始预热温度。

焊接时严禁在焊缝以外的母材上打火引弧。

安全生产管理体系组织机构

项目经理是安全生产第一责任人，全面负责项目的安全生产工作。

管施工现场安全，主要负责各施工班组的安全生产工作，协调各工段生产安全有序进行。

督促各工段、班组、个人严格执行施工现场安全生产管理的各项规章制度，跟踪督促安全隐患整改，落实安全措施。

主持项目安全技术措施方案、季节性安全施工方案及措施的编制、审核；对施工现场涉及技术方面的安全问题提出解决方案并对相关人员进行交底和督促落实。

确保安全生产措施费得到支付，审核项目安全生产措施费清单，对该费用的统筹、统计工作负责

监督检查项目安防措施制作与搭设，对项目安防措施质量负责。

排查施工现场安全隐患，督促整改销项；及时纠正或制止“三违”现象，将有关情况报告安全总监；负责安全内业资料的编制。

工作区域安全生产的直接责任人，接受项目安全部门的日常检查指导，对其工作区域的安全生产负直接责任。

1、焊接防风棚操作平台

钢板焊接施工时，为了保证焊接作业在良好的作业环境下进行，保证焊接质量，应在焊接施工部位搭设焊接防护棚（如下图所示），以防止风、雨等的侵袭。

焊接吊笼设计为悬挂式焊接操作平台，其设计要求如下：

(1)悬挂式焊接操作平台用于焊接时供人员站立使用高强螺栓施工，由挂件和操作平台两部分组成。

(2)挂件使用10mm钢板制作而成,中间用Φ14mm圆钢连接固定。

(3)悬挂式焊接操作平台使用角钢、扁铁、圆钢等材料制作而成，扁铁与角钢、圆钢与角钢均采用搭接焊接。

(4)悬挂式焊接操作平台涂刷成红白相间的颜色。

(5)悬挂式焊接操作平台使用时须有防坠措施，人员作业时必须挂好安全带。

悬挂式焊接操作平台的设计效果图如下：

现场焊接时，在焊接作业点周边布置2台灭火器，高空焊接时，焊接点下方应挂设焊接接火盆，钢柱焊接操作平台上铺设防火岩棉。焊接接火盆长宽尺寸：500mm×350mm,焊接接火盆实物图如下图所示：

为保证焊接操作人员安全施工，故作如下要求：

（1）焊接操作人员应当保证良好的精神状态进场进行焊接施工作业，不得疲劳作业，杜绝安全隐患；

（2）各级焊接操作人员须持有国家相关部门核发的焊接操作技师等级证书，严禁无证上岗；

（3）焊接操作人员进场时应严格穿戴好安全帽、安全鞋、焊工手套、绝缘手套、焊工脚盖、手持电焊面罩、防护口罩、护目镜等劳保用品；夜间操作还应穿戴好反光背心等劳保用品；

（4）焊接操作人员应当严格遵守其他相关安全焊接施工管理制度。

由于敦煌地区冬期气候条件十分恶劣，不可避免在低温环境下进行施工，常温焊接的预热、层温、后热已很难达到焊缝质量要求，因此冬期焊接施工需在原有要求上适当提高预热、后热及层温温度，延长焊后缓冷时间。敦煌地区大风较多，当二氧化碳气体保护焊环境风力大于2m/s及手工焊环境风力大于3m/s在未设防风棚或没有防风措施的施焊部位严禁进行二氧化碳气体保护焊和手工电弧焊。并且，焊接作业区的相对湿度大于90％时不得进行施焊作业。施焊过程中，若遇到短时大风雨雪时，施焊人员应立即采用3～4层石棉布将焊缝紧裹，绑扎牢固后方能离开工作岗位，并在重新开焊之前将焊缝两侧不小于150㎜处进行预热措施，然后方可进行焊接。配备红外线测温仪，来测试控制焊接温度和缓冷温度。

1、冬期焊接施工前，组织技术业务培训，学习有关规定，明确职责。向各班组长进行冬期焊接施工方案及技术措施交底。

2、做好现场测温记录，与气象台保持联系，及时接收天气预报，提前做好大风、大雪及寒流等恶劣天气的预防工作。

3、根据工程施工进度，提前组织冬期焊接施工所用材料及机械备件的进场，为冬期焊接施工的顺利展开提供物质上的保障。

敦煌地区冬期的日常气温大多低于零摄氏度，并经常伴有强劲凛冽大风，这种寒冷的气候条件对钢结构安装的焊接质量有较大影响。实施钢结构冬期焊接，需做好如下几方面工作：

1、焊接材料的选择、使用

为保证焊缝不产生冷脆，负温度下焊接用的焊丝，在满足设计强度的要求下，优先选用屈服程度较低、冲击韧性好的低氢型焊丝。

焊剂及碱性焊条的焊药易潮，特别在负温度时，所以它们在使用前必须按照质量说明书的规定进行烘焙。使用时取出放在保温筒内，做到随用随取。焊剂及碱性焊条的焊药外露2h后必须要重新烘焙。所使用的焊条、焊丝要贮存在通风干燥的地方，保证焊条的良好性能。

[陕西]高层住宅楼工程冬季施工方案3、焊接专用机具的检查

焊接使用的瓶装二氧化碳气体，负温时的瓶嘴，如在水气作用下有可能产生冰冻堵塞现象，焊接作业前应首先检查疏通。焊接用二氧化碳气体的纯度为99.9%，含水量、氮量均不应超过0.1%。

4、冬期焊接施工用材料及设备清单

A、B区正负零至35米标高钢柱节点焊接平台

现场校正、变更、安全措施的焊接使用

地方材料总厂3#楼加固改造工程施工组织设计.doc3吨60个5吨18个