倒三角管桁架施工方案

一、工程概况
本工程位于河北省三河市。

本方案为主力店/主题公园（B2）建筑物屋盖系统钢结构的施工制作。

屋面承重结构为空间倒三角形圆管桁架。

并设有水平支撑，垂直支撑，系杆等稳固系统，屋面为檩条结构外铺压型彩色夹心保温板。

桁架跨度为50.46米，高度为3米，宽度为2米，下弦中心标高为39.45~41.97米。

内设上人爬梯，检修平台，所有主桁架均由圆管相贯焊接而成并附有系杆结点板，水平支撑结点板，垂直支撑结点板，檩托结点板等。

次钢结构由圆管、角钢、槽钢、圆钢、钢板等制作而成。

桁架各节点及支座按设计图纸的铰接设计方案制作。

二、方案内容
成功中国大广场休闲娱乐中心主力店/主题公园（B2）屋盖系统钢结构施工具体包括屋盖主桁架、水平、垂直支撑、屋面檩条、马道等加工运输。

三、加工的难点分析及采取的相应技术措施
3.1相贯口切割
3.1.1重点分析
之所以称之为重点，因为相贯口切割是整个加工过程中的关键工序。

在五维相贯线切割机出现之前，相贯口的切割是一个复杂且精度低的工序。

3.1.2采用的对策
采用五维相贯线切割机进行相贯口切割，全过程为自动化操作，切割精度高，坡口在加工的工程中一次成型。

五维相贯线切割机（为哈尔滨四海设备有限公司制造），切割管径为60mm~600mm。

3.2主桁架、边桁架弦杆煨弯
3.2.1重点分析
由于腹杆按照设计尺寸进行切割，因此，弦杆的煨弯精度显的十分重要，否则出现贯口偏差。

即使上下弦协调可以使腹杆弦杆杆吻合良好，也会出现地面与下弦的净空不够，或影响屋面的造型及排水。

3.2主桁架、弦杆煨弯
3.2.1重点分析
由于腹杆按照设计尺寸进行切割，因此，弦杆的煨弯精度显的十分重要，否则出现贯口偏差。

即使上下弦协调可以使腹杆弦杆杆吻合良好，也会出现地面与下弦的净空不够，或影响屋面的造型及排水。

3.2.2采用的对策
采用机械煨弯的方式，保证良好的煨弯精度；
分段煨弯好以后，进行弦杆整体预装，通过事先绘制好的地样检查煨弯精度，对于局部的超标，进行补煨；
在桁架组装的过程中，采用合理的焊接顺序，避免焊接过程中因焊接收缩导致弦杆曲率发生问题。

3.3焊接质量控制
3.3.1重点分析
由于杆件成不同的角度相贯，因此，相贯口的坡口角度变化很大。

同一贯口的焊缝在不同的部位要求也不一致，客观上要求制定一套可行的焊缝质量规定准则来指导施工。

3.3.2采取的对策
将贯口进行分区，分为熔透区、半熔透区、角焊缝区。

根据不同的分区制定不同的焊接规范与检测标准。

4、加工及管理流程
4.1管桁架加工总流程
四、编制依据
1）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）
2）《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-91）
3）《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）
4）《涂装前钢材表面锈蚀等级和防腐等级》（GB/T8923-1998）
5）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
6）中船建筑工程设计研究院提供的《成功中国大广场休闲娱乐中心主力店/主题公园（B2）》设计图纸
7）本公司厂房建筑面积12564平方米，生产加工人员约130人，年生产能力约2万吨。

共有设备：单梁吊车17部、大型叉车一台、Η型钢自动化生产线一条，Η型钢半自动化生产线二条，圆管相关线生产线一条，其它附属设备有除锈抛丸机、三维切割机、三维钻床、三维铣床、三维多头下料机、五维圆管相贯线切割机、变频圆管焊接转动台、油漆自动喷漆烘干生产线等…………
五、生产施工方案
5.1、施工准备：
根据设计图纸、加工工艺要求，技术交底书等进行生产前各道工序的工艺编程及书写作业指导书。

5.2、放样：
依据设计图纸，核实无误后进行1：1放样。

放样时将桁架4等均分并在中间上下弦同时起拱100mm。

四等均分断开处内加套管、外切坡口45°现场熔透焊对接。

焊接收缩余量根据实际经验放样时加出。

5.2.1桁架起拱
在详图深化阶段，将起拱度加以考虑，施工图中的杆件尺寸是起拱以后的尺寸；起拱后，腹杆与弦杆的尺寸都有相应的变化；加工时的放样图是根据施工图中提供的尺寸绘制。

（示意如下）
5.3、制胎建模：
大样经检验核实无误后，用经纬仪、水平仪、0.8mm 弹簧钢丝、直尺、角尺、水平尺等，制胎建模。

5.3.1胎架形式（左侧为预装胎架，右侧为轴线定位示意）
A--A
定位点
5.4、切割下料： 5.4.1杆件标识
（1）管相贯时其轴线均相交，各主管需参照同一个平面为基准面。

（2）支管相贯接头的两端，用样冲在0°、90°、180°、270°的位置作标志。

（3）主管用洋冲在0°、90°、180°和270°的方向作好标志，按照各支管的轴线距离，在主管的外管壁上，位于主管和支管的轴线相交点的垂直面处，作出
标志。

（4）在主管的外管壁上，作出支管的角度位置。

（5）装配时先按照主管图纸尺寸、位置组装，并点固好主管，支管0°至180°轴线应与主管上的支管位置点在同一直在线。

用CAD画出桁架1：1详图，核实胎模各部件的细部尺寸，然后采用五维自动钢管相贯线切割机下料，每种腹杆编好序号、打好十字线做好程序后，每种先下一件，上胎组装无误后再进行大批量下料。

5.5、组装：将下好的所有部件上胎膜进行组装，组装前火焰切割的端头应用角
向磨光机打磨修正，各弦杆、腹杆应有明显的十字线标记，各零部件应检查无误后进行组装，组装时应根据实际经验和焊接顺序，选择合理的组装顺序。

各部件的组装间隙除设计要求外其余均不得大于1mm。

对顶紧接触面应有75%以上的面积紧贴，边缘最大间隙不得超过0.8mm。

其它接头形式、间隙、角度、错边、等均按设计要求或GB-50205-2001钢结构施工质量验收规范执行。

5.6、焊接：
焊接、当采用二氧化碳气体保护焊时，焊丝为ER50-2。

当采用埋弧焊时，焊剂为F5031、焊丝为H08MnA。

焊接方法、顺序、接头形式等均严格按实际经验和工艺要求定。

矫正、打磨、刷漆均按满足设计要求及验收规范和本厂的实际经验执行。

5.6.1焊接材料：
5.6.1.1焊条
电焊条采用低氢钠型E5015（J507），低氢钾型E5016（J506）。

此焊条的主要用途是焊接中碳钢和某些重要低合金结构钢。

5.6.2.2焊丝
（1）埋弧焊丝：采用H10Mn2（镀铜）。

焊丝直径采用4.0或5.0毫米。

焊丝化学成分如下：
焊丝的化学成分及力学性能
（2）气体保护焊丝：采用
6
506
50--ER MG ，具有优良的焊接工艺性能，焊丝溶化速度快，
熔敷效率高，电弧稳定，焊接飞溅极小，焊缝成型美观，并且抗氧化锈蚀能力强，熔敷金属气孔敏感性小，全方位施焊工艺性好；适用于碳钢及500Mpa 级强度钢的焊接。

焊丝的化学成分及力学性能
焊丝直径选用1.2毫米。

5.6.2.3焊剂
与H10Mn2相对应的焊剂采用HJ431。

熔炼型高锰高硅低氟焊剂，红棕色至浅黄色玻璃状颗粒，粒度为2.5～0.45mm ，可采用交直流两用，直流时焊丝接正极，焊接工艺性能良好。

5.6.2.4保护性气体
用于气体保护焊。

气体组成为CO 2（80％）＋Ar （20％）。

气体纯度不应低于99.5％（体积法），其含水量不应大于0.005％（重量法）。

焊接工艺评定是编制焊接工艺的基础。

《钢制压力容器焊接工艺评定》
焊接工艺参数
5.6.5焊前准备
5.6.5.1焊条的使用与保管
（1）各类焊条必须分类、分牌号存放，避免混乱；
（2）焊条必须存放于通风良好、干燥的仓库内。

须垫高和离墙0.3米，使上下左右空气流通。

仓库内保持一定的温度与湿度，温度10~25度，相对湿度小于65%。

（3）焊条应有制造厂的质量合格证，凡无合格证或对其质量有怀疑时，应按批抽查试验，合格者方可使用。

（4）焊条如发现内部有锈迹，亦需经试验合格后才能使用。

焊条受潮严重，已发现药皮脱落者，应予以报废；
焊条使用前应按如下规定进行烘烤；
烘烤要求
5.6.5.2焊丝与焊剂的保管与使用
（1）焊丝与焊剂的储存环境与焊条类似；
（2）开过封的焊剂袋应当天用完，如果当天不能用完，应将焊剂袋扎紧，避免受潮；同样，焊丝卷表面的塑料薄膜不应随意扯掉，随用随扯。

（3）焊剂在使用之前必须进行烘烤，温度为150~200度，时间为1小时。

5.6.5.3焊材的领用规定
不同项目的焊材领用必需单独造册，焊材的批号，领用的时间要作详细的纪录；焊接过程中，焊缝纪录中应包含焊材批号的纪录，一旦焊材的质量出现问题，可以按照纪录追踪查出问题焊缝。

5.6.5.4焊接前的准备工作
（1）坡口面应光滑，无明显割痕缺口；
（2）坡口采用机械、火焰或碳刨加工；
（3）火焰加工的坡口应符合下述要求：
割纹深度应小于0.2mm；局部缺口深度应小于1.0mm；当割纹深度为1.0~2.0mm时，用砂轮打磨成平滑过渡为1：10的斜坡；当割纹深度超过2.0mm 时，应按焊接工艺要求进行补焊和打磨；焊前必须去除施焊部位及其附近30mm~50mm范围内的杂质，杂质包括：氧化皮、渣皮、水分、油污、铁锈及毛刺等。

（4）焊接接头装配质量表：
焊接接头装配质量表
序号项目名称示意简图允许公差
1 坡口角度
（α+α1）-5︒<α1 ≤+5︒
2 坡口钝边
（f+f1）
-1.0≤ f1 ≤+1.0mm
3 根部间隙
（R+R1）
0≤ R1 ≤2.0mm
4 装配间隙
（e）
0≤ e ≤1.5mm
（5）T型接头间隙e超过1.5mm时，应采取打底焊以防焊漏，同时增加角焊缝的焊脚尺寸，增加值等于根部间隙。

6.6坡口形式及具体焊接流程
6.6.1 钢管对接及相贯部位的坡口设计
5.7、涂装工艺
5.7.1涂装工艺特点
5.7.1.1涂装工序对本工程的重要意义
本工程为民用类场馆建筑，对涂装的美观度要求较高。

同时，高质量的防锈涂层是保证建筑物使用寿命的重要保证。

运动场馆为百年工程，社会效益巨大，本着对业主，对社会高度负责的精神，精心施工，精心研究，为昭通体育场提供
一流的涂装质量
5.7.1.2为保证涂装质量采取的措施
（1）严格保证表面处理质量（表面净化处理与抛丸除锈处理）。

统计表明，在各种影响涂装质量的因素中，表面处理质量的影响程度占到50％。

在大量工程实践中，涂层损坏大多由于表面处理质量不过关，出现涂层脱落，返锈等现象，严重影响使用寿命，增加维护成本。

影响涂装质量的因素影响的程度（％）
表面处理（除锈质量）49.5
涂层厚度（涂装道数）19.1
涂料品种 4.9
其他（施工与管理等）26.5
（2）使用高压无气喷涂的施工方式。

●高压无气喷涂施工方法的优势：
☆极高的涂装效率。

喷涂效率高达每小时300-500平方米，是传统滚筒施
工的10倍以上
☆极佳的表面质量。

喷涂涂层平整、光华、致密、无刷痕、滚痕、和颗粒。

☆延长涂层使用寿命。

高压无气喷涂能使涂料颗粒深入墙体空隙，使漆膜也墙面形成机械咬合，增强涂料附着力，延长使用寿命。

☆轻而易举地攻克拐角、空隙和凹凸不平的难刷部位
☆节省涂料。

刷涂厚度极不均匀，一般在30-250微米，涂料利用率低，而无气喷涂很容易获得厚度为30微米的涂层，相对节省涂料20-30%。

●PT0301-8型高压无气喷涂机技术参数
☆电机额定功率：1000W
☆电压频率：220V 50HZ
☆最大输出压力：20MPa
☆最大卸荷流量：2.1L/min
☆最大喷射流量：1.71L/min
☆喷嘴直径：0.22mm-0.15mm
☆最佳喷射距离：350-400mm
☆喷射宽度：250mm
☆整机重量： 11.5kg
7、运输：
为方便运输及吊装特将主桁架分解为四段，每段长约为13.28米，宽约2.5米，高约3.5米，重约5.44吨。

经分解后可有效防止构件在运输过程中的损伤和变形。

其它构件试其实际情况作适当调整。

桁架制造工艺流程图
六、施工质量控制
厂长
主任工程师
设备资材厂长
生产厂长经营厂长质量科
钢结构加工质量保证体系
设计科主任
维修车间
资材科
制造车间
生产管理部
成品车间
技术科经营科设计科
起重班组
动力班组
维修班组
下料组
涂装车间
电焊三组
电焊二组电焊一组
装配五组装配四组
装配三组
装配二组
装配一组
1）认真审图后进行各道工序的工艺规程编制及书写作业指导书
2）发放各道工序工艺规程及作业指导书并进行讲解、培训
3）考试，合格后上岗，对不合格员工进行再次讲解培训，直到合格后上岗
4）组织技术交底
5）对每种规格第一件产品进行100%检验，检验无误后才可进行大批Array量生产，生产过程中随时检验，对不合格品及时做出整改方案，
并下整改通知单通知所有参与制作的所有员工。

避免类似的事故再次发生。

七、计划工期
本工程加工周期约为107天具体单项如下
图中所有构件件数仅供参考，实际件数以加工详图为主。

八、安全保证措施
1）进入施工现场的操作者和生产管理人员均应穿戴好劳动防护用品，按规程要求操作。

2）对操作人员进行安全学习和安全教育，特殊工种必须持证上岗。

3）构件的堆放、搁置应十分稳固，必要时设置支撑或定位。

4）索具、吊具要定时检查，不得超过额定荷载。

正常磨损的钢丝绳应按规定更换。

5）生产过程中所使用的氧气、乙炔、丙烷、电源等必须有安全防护措施，并定期检查泄露和接地情况。

6）构件起吊应听从一个人指挥。

构件移动时，移动区域内不得有人滞留和通过。

7）所有制作现场的安全通道必须畅通。

九、环保注意事项
1）所有使用过的焊丝头、焊渣、油漆桶、稀料桶等均应按指定地点放置待集中处理。

2）检查各除尘系统的除尘效果对不合格的及时更换。

3）所有使用的材料焊条必须符合GB/T5117-1995
4)油漆应符合国家有害物质限量GB18581-2001
5）所选用的钢材应符合《碳素结构钢》（GB700-88）和《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-94）。