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直流输电科技示范工程±320千伏换流站新建工程钢结构安装施工方案

《门式钢架轻型房屋钢结构技术规范》（CECS102：2002）

直流输电科技示范工程（±320千伏换流站新建工程）建筑施工设计图纸

DLT 5745-2021 电力建设工程工程量清单计价规范.pdf现场施工勘察资料及会议纪要。

本工程为直流输电科技示范工程±320千伏（受端）换流站钢结构安装，主要包括2个联合楼区域。

直流输电科技示范工程±320千伏换流站钢结构

福建省送变电工程有限公司

纵横双向钢结构框架结构

本安装工程建筑采用全钢结构，基础采用刚性外露式柱脚，采用纵横双向钢结构框架，纵向立柱跨距7.0m为主，横向立柱跨距47.2m，共10个间隔，单柱重约8吨，高约15.03米，单榀梁约重约30吨，安装后最高点约为16.45米。框架结构中柱与柱之间、梁与梁之间均有支撑构件，构件与主材之间采用焊接H型钢连接。横梁与柱子采用嵌入式螺栓连接，屋架梁跨中4.1m，端部2.6m。

本工程总体平面几何尺寸为47.2m×64mX2，如下图所示：

根据合同钢结构加工制作时间短，根据合同要求，本工程车间制作及现场安装工期总日历天数为105天，工期非常紧。

2、加工制作、运输难度大

根据我公司大量的同类型钢结构加工制作及安装施工经验，本工程钢结构加工制作难度较大。

本工程屋架跨度达47.2m，跨中4.1m，属于超长、超宽构件，且构造复杂，多为焊接及高强螺栓连接节点，加工制作难度大，为保证安装进度，经分析采用“分段加工、分段运输”，因此运输前需认真勘察行走路线，找出一条切实可走的线路，保证构件能够保质保量的运输至施工现场。

3、现场条件复杂、沟通协调难度大

经现场勘察，并与相关单位进行沟通，本工程有较多设备基础及附属结构，现场可用场地较少，须与现场保持密切沟通，保证钢结构安装顺利进行。

第三章、钢结构加工制作方案

本工程钢结构加工制作主要包括钢柱、钢架梁、柱间支撑及屋面支撑等。

其中主要以H型钢制作工艺及屋架梁制作工艺为主。

一、焊接H型钢加工制作工艺

1、焊接H型钢加工制作工艺流程

2、焊接H型钢加工制作工艺和方法

二、焊接H型钢加工制作工艺细则

采购的钢板若长度不够，应进行钢板对接。钢板对接应为整体对接钢板对接只允许长度方向对接。钢板的对接坡口尺寸见下图，钢板的对接只允许长度方向对接。采用龙门自动埋弧焊或小车式埋弧自动焊。

(1)、钢板焊接坡口采用龙门刨刨削或用钢结构万能坡口切割机铣削而成，加工后用样板检查坡口尺寸。

焊接前应对坡口及坡口边缘至少100mm处进行彻底检查，并采用超声波检查是否有夹层、裂纹、夹灰等缺陷，如发现有上述等问题及时报有关人员进行处理。

(2)、钢板对接在专用工作平台上进行，以保证对口错边Δ≤t/25且不大于2mm，t为钢板厚度。

(3)、钢板的定位点焊采用CO2气体保护焊，焊接采取半自动埋伏式小车焊接；焊接前应对钢板进行预热措施，预热温度为150～200℃，焊缝长度为200mm(焊缝长度)×500mm(间隔长度)，焊接参数为：

焊接电流：直流反接，280A～330A;

焊接电压：28～35V；

(4)、焊后进行外观检查，检查合格后做好记录。施焊24小时后，对焊缝进行无损探伤，确认焊缝内在质量合格之后，做好记录，转入下一道工序。若发现有缺陷，必须报告负责人，并由主任焊接工程师制定整改措施，进行整改，整改后继续进行无损探伤。若再次不合格，则该工件进行报废处理或转作它用。

H型梁板材应经进厂复检，并经检查满足设计及规范要求后方可使用。放样下料应以保证加工质量和节约材料为目的。各施工过程如钢板下料切割、H型钢组合、各部件和零件的组装，构件预拼件组装都需有专业放样工在加工面上和组装大样板上进行精确放样。放样后须经检验员检验，以确保零件、部件、构件加工的几何尺寸，形位分差、角度、安装接触面等的准确无误。

3、下料切割(含坡口)

H型钢翼缘(腹)板下料采用数控切割下料，加劲、连接钢板下料采用伊萨—汉考克等离子、数控火焰多头切割机和小车式火焰切割机进行下料切割。钢板切割前应用钢板矫正机对钢板或型材进行矫正。对焊接钢板或H型钢还必须进行检验和探伤，确认合格后才准切割。加工的要求应按公司内控标准检验切割面、几何尺寸、形状公差、切口截面、飞溅物等，检验合格后进行合理堆放，做上合格标识和零件编号。下料切割的主要的精度要求见下表：

不大于板厚的5%不大于2.0mm

为保证切割板材的边缘质量，同时使切割的板材应两边受热均匀，不产生难以修复的侧向弯曲，即应采用数控多头等离子火焰切割机，使板的两边同时切割下料。

H型梁翼缘及腹板下料长度的确定以图纸尺寸为基础，根据柱梁截面大小和连接焊缝的长度，考虑预留焊接的收缩余量和加工余量并结合以往施工经验，四条纵焊缝按每lm沿长度方向收缩O.6mm；每对加劲板和每对加强圈各按0.3mm收缩考虑，因此一般柱梁翼缘及腹板下料长度的预留量为50mm。同时，翼缘板的一端在下料切割时应加工成图纸要求的坡口形式，便于装配H型梁时以此端为基准，减少装配后的二次切割工作量，也有利于质量控制。

4、H型钢构件组装顺序、方法和要求

组立主要是指焊接H形钢埋弧焊前的点焊定位固定，组立是在焊接H型钢柱梁自动生产线的自动组立机上进行。焊接H型钢组装允许偏差必须符合下表的有关规定执行：

焊接H型梁组装允许偏差(mm)

在焊接H型钢组立前，应经质检人员进行全面检查，符合设计加工图纸要求及规范规定后，对翼缘板和腹板去除毛刺、割渣，并应进行矫正，由放样人员划出中心线、定位线，并对坡口及坡口边缘至少100mm处进行彻底检查。并采用超声波检查是否有夹层、裂纹、夹灰等缺陷，如发现有夹层、裂纹等问题及时上报有关人员进行处理。待检验合格后才准上组立机利用专用的形柱粱组装胎具，进行组立点焊固定。

焊接H型钢翼缘板与腹板地T型接头采用液压门式组立机进行组装，

腹板中心偏移2.0mm；

腹板与翼板的垂直度为b/100且不大于3.0mm(b为翼缘板宽度);截面高度±3.0mm；

焊接H型梁组装允许偏差(mm)

5、焊接方法、顺序和要求

①、焊接方法及顺序：H型钢的焊接主要采用埋弧焊接；

埋弧焊主要是对焊接H型刚架梁组装焊接，本公司对本工程的焊接H型刚架梁的埋弧焊为：采用美国进口的焊接H型钢自动生产线制作，或采用门式埋弧焊机电焊。埋弧焊时必须根据钢板的厚度和品种按工艺文件采用相应的焊丝、电流、电压以及焊接速度，同时必须注意焊剂质量，特别是焊剂干燥度，焊接H型钢焊随后应进行矫正。

对于焊接H型钢须控柱由于必制焊接H型钢的直线度，因此必须尽量避免焊接绕曲变形，所以必须控制焊接变形。其焊接顺序如图3所示。

焊接H型钢定位焊接后放置在焊接H型钢专用船行胎架上调整型钢位置使焊丝行走路线为焊缝的中心线。焊接前在构件两侧设置好引出弧板。

③、埋弧自动焊焊接工艺参数

焊接H型钢埋弧自动焊在专用船行胎架上进行焊接，采用双头龙门埋弧自动焊机进行双丝双弧埋弧自动焊，焊接顺序按下图所示进行，采用多道多层焊接。

焊接工艺参数(根据焊接工艺试验确定)：

焊接材料：H08A+HJ431(Q235、20#)焊剂在使用前必须进行350～400℃/2h烘干。烘干后存入保温箱，随取随用。

焊前预热：焊接前必须对焊缝腹板及翼缘板两侧100mm范围内的母材加热至150～200℃。

焊后后热：焊接后将焊缝两侧100mm的范围内加热至200～300℃，用石棉被等保温。

焊丝直径：Ф4.0mm、Ф5.0mm；

焊接电流：直流4500～500A(Ф4.0)、直流500～550A(Ф5.0)；

焊接电压：38～42V；

焊接速度：35～45m/h；

A、焊接过程中设置焊丝对中装置，确保焊接位置，保证熔池中心在焊缝的中心线上，消除因焊接位置不对称而产生的变形。

B、电弧引弧必须在引弧板上引弧，并在进入焊缝之前调整好焊接参数和焊接状态。熄弧时将电弧引入熄弧板上，熄灭电弧，避免引引弧和熄弧而引起裂纹等缺陷。

C、翻身焊时，必须进行严格清根处理。采用碳弧气刨对焊缝进行清根气刨，气刨留下碳晶粒必须用砂轮打磨机打磨干净，直至露出金属光泽后，再进行焊接。

E、焊后24小时方可进行超声波无损检测。焊接质量等级必须达到设计要求。对H型钢焊缝超声波探伤时，还应注意对两侧焊趾以及焊道成层下母材内部缺陷的检查。

6、焊接H型的矫正及二次装配

焊接完成后的H型柱梁，由于焊缝收缩常常引起翼缘板弯曲甚至柱粱整体扭曲，因此必须通过翼缘矫正机进行矫正，对局部波浪变形和弯曲变形采取机械矫正或火焰矫正法处理。焊接H型梁的矫正一般在焊接H型钢生产线的矫正机上矫正。矫正工作的环境温度不应低于0℃，可采用逐级矫正方式实施矫正，以保证翼缘板表面不出现严重损伤，角焊缝不发生裂纹。如果必须采用火焰矫正时应控制好加热温度，避免出现母材损伤。加热温度不得超过900℃，并采用三角形加热法，根据H型梁弯曲的程度，确定加热三角形的大小和个数。同一部位加热矫正不得超过二次；矫正后应缓冷，不得用水骤冷。矫正后的焊接H型柱梁应满足下表的要求。

成品H型柱梁允许偏差值(mm)

经加工检验合格的焊接H型柱梁，要整齐摆放在经测量找平的组装平台上。根据图纸尺寸组装加劲板和牛腿。焊接H型梁加劲板组装焊接完成后，经过二次修整合格，以组装时的基准端按图纸尺寸号出梁两端的高强度螺栓孔位置线，将孔位检查线和端面铣位置线标注清楚，并打生样冲眼，以便于施工和检查。焊接H型梁端坡口二次切割时，采用数控卧式带锯床切割。

构件组装件采用林肯焊机CO2气体保护手工焊接，公司焊接人员均按规定考核持证上岗，现公司所有电焊(包括埋弧焊、气体焊、电弧焊)的焊缝也均须打上焊工的钢印号码，焊接后由检验人员进行外观检验和超声波探伤检验，合格后标上合格标识。一般构件的加工质量要求详见下表。

焊接H型钢加工质量要求(mm)

L/1000，且不大于10.0

H/250，且不应大于5.0

(7)、质量检查与验收

根据钢结构施工的特点，结合我公司的焊接H型柱梁制作质量控制手册，每个工序施工都按班组自检和互检，半成品零部件质量、H型组装质量、H型焊接质量、成品质量检查作为质量控制点，安排专职检查员负责检查验收。

1)、自查焊接H型梁所用材料保证资料是否齐全。

2)、自查主要分项工程施工记录是否完备。

3)、自查各分项工程检验批记录是否完备。

4)、将上述资料及申请表上报监理、监造人员，请求检查验收。

三、屋面钢架梁加工制作工艺

屋面桁架由于高强螺栓比较多，所以需要预拼装检验匹配程度和构件尺寸的精准度。流程如下表：

准备一25M*5M的硬化场地，铺上钢板，在钢板上弹出桁架的轴线。和重要基准线。轴线需横平竖直，交点清晰。

利用废旧型钢塔设胎架，原则上，边柱、弦杆主梁和长的斜腹杆每段需2个胎架，短腹杆居中放一个，胎架须有足够强度和刚度。

用吊机吊上边柱，对准轴线，并做好防侧翻措施。

吊上上弦杆主梁，对准轴线，试配梁/柱之间节点上的螺栓。如匹配效果差，可先预留一侧不打螺栓，待预拼后再配打。

吊上下弦杆主梁，调节主梁高度，使其与边柱与弦杆主梁中轴线保持水平高度一致。

吊上双背槽钢/角钢斜腹杆，与梁上节点板进行高强螺栓试穿，对每个弦腹杆节点处的螺栓进行匹配检验。

吊上桁架的竖腹杆，调节腹杆与两侧节点处的间隙均匀。并使其保持水平，进行高强螺栓的试穿。

边桁架预拼完成后，与中间桁架匹配检验。检验合格后采用全站仪检测整体尺寸。清点腹杆垫板，并做好屋面桁架的整体调整和偏差记录工作。

结合本工程施工面积大、工作量大、工期紧的特点，为保证工程施工的顺利进行，要切实做好施工总平面管理工作，因此应成立一个施工总平面管理小组，组长由项目经理担任，各项目副经理任副组长，下设指定人员专门负责。

因此钢结构进场前，要保证施工现场周围道路畅通、施工场地开阔平整，并具备开工条件。

为保证施工现场布置紧凑合理，现场施工顺利进行，施工平面布置原则确定如下：

1、合理布置现场，规划好施工组装场地和进出通道，减少运输费用和场内二次倒运；

2、既要满足施工，方便施工管理，又要能确保施工质量、安全、进度和环保的要求，不能顾此失彼；

3、应在允许的施工用地范围内布置，避免扩大用地范围，合理安排施工程序，分期进行施工场地规划，将施工道口交通及周围环境影响程度降至最小、将现有场地的作用发挥到最大化；

4、施工布置需整洁、有序，同时做好施工防噪措施，创建文明施工工地；

5、场地布置还应遵循“三防”原则，消除不安定因素，防火、防水、防盗设施齐全且布置合理；

6、施工道路需要进行整平、压实。

三、现场材料堆放等保护措施

1、材料、构配件按现场的施工进度要求分期分批配套运到现场堆放，并应把各类构件按照构件的安装顺序分区，分类进行堆放。

2、构件堆放场地要平整、干燥，不同型号构件不要上下叠放。同一区域同一型号上下叠放时，上下各层垫木要在一条垂直线上，防止构件压弯变形。

3、钢结构的构件必须按分区、分段、分部位的安装顺序运进现场，先安装的先运，不是本流水段安装用的构件不能提前运进现场。

4、在堆放的垛与垛之间留出足够的空间，满足清点绑扎起吊要求。

施场主要施工机械投入计划表

柱间支撑、屋面支撑安装及构件卸车

柱间支撑、屋面支撑安装及构件卸车

单根长13米，屋架梁吊装

辅助控制柱、梁空中姿态

现场构件堆放及钢梁拼装

1）、建立计划保证体系

（1）进行计划动员，把计划变为职工的行动。

（2）做好检查工作，掌握各种信息，找出影响计划完成的原因，及时研究对策，采取措施。

（3）加强调度工作，组织新的平衡。

（4）加强信息管理和统计分析制度。

为保证工期，须做好资源配置管理，对以下重点进行管理：

②.机械设备配置管理。

④.项目资金流转管理。

3）、工期计划动态控制

建立和完善以确保工期、投资、劳力、材料为主要指标的动态优化，对各工序进行科学调控，使工程的各个方面、环节处于可控状态。

4）、保证现场施工机械的完好，并根据现场实际安装工作面及进度。灵活调配施工机械使用量，保证现场人员能够满负荷作业；

5）、保证现场人员的充足，并为可能到来的高峰期提前预留50人，随时准备支援现场，保证整个钢结构安装能够按计划完成任务。

1、钢结构施工内场吊车行走道路宽度不小于6m，要求填平、压实，承载力不低于3t/㎡，并考虑在吊车底部垫设钢板；

2、构件进场沿着外围施工道路行走，构件直接利用25t汽车吊进行卸车；

3、钢柱堆放在场外道路两侧，屋架梁及其它构件直接放在场内，屋架梁直接靠近实际安装位置进行组装。

钢结构施工现场总平面布置图

第五章、定位、测量施工

一、钢结构安装放线定位测量控制总体思路

钢结构测量分平面、水准控制两部分，总体思路：平面测量采用激光经纬仪直接测量青藏铁路施工组织设计，水准测量采用精密水准仪进行测量。测量内容包括柱底对中、钢柱垂直度校正、钢架梁轴线定位、变形观测等工作。

（1）、考虑到本工程施工质量要求高的特点以及工程安装的施工顺序，在结构的四周布置六个观测点形成闭合的四边形进行总体坐标控制。独立控制网要求布置在建筑物的外侧，同时控制点的布设尽量远离施工道路及作业区域并且通视良好。控制点布设完毕稳定后，进行控制点的坐标测量，经控制网的平差计算，确定坐标后作为本工程平面测量控制点。

（2）、平面控制网考虑土建结构及钢结构施工阶段点位控制范围，最好土建与钢结构施工共用一套控制网，保证结构施工的准确性，同时避免各专业施工之间对控制点的损毁；

（1）、采用现场建立高控制程网，进行总体高程测量控制，按照控制高程网的布置进行闭合测量、平差计算SN／T 5247-2020 进口电线电缆检验技术要求 新能源电动汽车充电电缆.pdf，确定控制点高程，作为本工程高程测量的基准点。

（2）、钢结构与土建、设备安装、室内外装修等专业使用同一平面、高程控制网。

（1）、据本工程测量工作量的大小，初步拟定选派2名有经验的测量专业工程师全面负责现场所有测量协调工作，配合安装施工。