鋼結(jié)構(gòu)牛腿加固施工方案一、工程概況1.1項目背景本項目為某工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)牛腿加固工程，原結(jié)構(gòu)牛腿因長期承受動荷載及材料疲勞，出現(xiàn)焊縫開裂、翼緣板變形等病害。經(jīng)檢測，牛腿主材為Q235B鋼材，部分區(qū)域應(yīng)力值超出設(shè)計允許范圍，需采用加大截面法結(jié)合螺栓連接進行加固處理。1.2加固范圍本次加固涉及廠房A區(qū)36個混凝土柱頂鋼牛腿，牛腿設(shè)計荷載為250kN，截面尺寸為300×200×12mm（翼緣板×腹板×厚度），加固后需滿足《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》中安全等級二級要求。1.3編制依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2020《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81-2020《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》GB51367-2019原結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙及檢測報告二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備圖紙會審：組織技術(shù)人員核對加固設(shè)計圖紙，重點確認牛腿與柱身連接節(jié)點、新加固鋼板尺寸（采用-16mm厚Q355B鋼板）及焊縫布置。施工模擬：采用BIM技術(shù)對焊接過程進行模擬，優(yōu)化焊接順序，避免三軸應(yīng)力集中。工藝評定：完成焊接工藝評定，確定E5015焊條的最佳焊接參數(shù)（電流180-220A，電壓24-28V，焊接速度150-180mm/min）。2.2材料準(zhǔn)備材料名稱規(guī)格型號數(shù)量質(zhì)量要求鋼板Q355B，16mm厚8.5t屈服強度≥345MPa，伸長率≥20%高強度螺栓M20，10.9級576套預(yù)拉力≥155kN，扭矩系數(shù)0.11-0.15焊條E5015，φ3.2mm360kg擴散氫含量≤5mL/100g防腐涂料環(huán)氧富鋅底漆280L干膜厚度≥60μm2.3設(shè)備準(zhǔn)備設(shè)備名稱型號數(shù)量檢查要求二氧化碳氣體保護焊機NB-5004臺電流、電壓顯示精度±2%扭矩扳手STANLEYSTMT737946把定期校準(zhǔn)，誤差≤±3%超聲波探傷儀PXUT-350B1臺靈敏度余量≥32dB角磨機Φ125mm8臺砂輪片轉(zhuǎn)速≥12000r/min2.4現(xiàn)場準(zhǔn)備腳手架搭設(shè)：采用滿堂腳手架，立桿間距1.2m×1.2m，掃地桿距地200mm，搭設(shè)高度超出牛腿頂面1.5m。荷載卸載：使用2臺50t液壓千斤頂對牛腿進行預(yù)頂卸載，頂力控制在設(shè)計荷載的30%（75kN）。表面處理：采用噴砂除銹（Sa2.5級），表面粗糙度50-80μm，除銹后4小時內(nèi)完成底漆涂裝。三、主要施工工藝3.1原結(jié)構(gòu)處理缺陷修復(fù)：對原牛腿存在的3處裂紋（最長120mm），采用碳弧氣刨清除后，用E5015焊條補焊，焊后打磨平整。鉆孔定位：使用磁座鉆在牛腿翼緣板上鉆出螺栓孔，孔徑21.5mm，孔位偏差≤1mm，孔距偏差≤2mm。摩擦面處理：對螺栓連接面進行噴砂后涂抹無機富鋅防滑涂料，抗滑移系數(shù)≥0.45。3.2加固鋼板安裝預(yù)拼裝：在胎架上進行加固鋼板預(yù)拼裝，檢查貼合度，間隙≤0.8mm的部位采用塞鐵片處理。臨時固定：用C型夾將新鋼板與原牛腿夾緊，點焊間距300mm，焊點長度50mm，焊腳高度6mm。螺栓連接：分三次擰緊高強度螺栓（初擰50%→復(fù)擰80%→終擰100%），終擰扭矩340-380N·m，采用扭矩法控制。3.3焊接施工焊接順序：采用"先中間后兩邊，對稱施焊"的原則，先焊牛腿腹板對接焊縫，后焊翼緣板角焊縫。焊縫要求：對接焊縫：全熔透，余高0-3mm，寬度比坡口每側(cè)寬2-3mm角焊縫：焊腳高度10mm，焊趾過渡半徑≥1mm層間溫度控制：采用紅外測溫儀監(jiān)控，層間溫度保持80-150℃，預(yù)熱溫度100℃（環(huán)境溫度低于0℃時）。3.4質(zhì)量檢測外觀檢查：所有焊縫100%目視檢查，無裂紋、氣孔、咬邊（深度≤0.5mm）等缺陷。無損檢測：對接焊縫100%UT探傷（Ⅱ級合格），角焊縫20%MT探傷（Ⅰ級合格）。變形監(jiān)測：焊接過程中采用百分表監(jiān)測牛腿撓度，累計變形≤2mm。3.5防腐涂裝表面清理：焊接飛濺物打磨至St3級，焊道表面粗糙度≤50μm。涂裝施工：采用高壓無氣噴涂，底漆2道（干膜厚度60μm），中間漆1道（環(huán)氧云鐵，80μm），面漆2道（氟碳漆，60μm）。附著力測試：劃格法測試涂層附著力，≥5MPa（GB/T9286標(biāo)準(zhǔn)）。四、質(zhì)量控制措施4.1原材料控制鋼材進場時核查質(zhì)保書，按爐批號進行力學(xué)性能和化學(xué)成分復(fù)驗，每批重量≤60t。高強度螺栓連接副進行扭矩系數(shù)復(fù)驗，每3000套為一批，取樣8套。4.2過程控制焊接質(zhì)量：設(shè)置焊接質(zhì)量追溯卡，記錄每道焊縫的焊工編號、焊接時間及檢測結(jié)果。螺栓施工：采用"扭矩-轉(zhuǎn)角法"雙重控制，終擰后在螺母上做標(biāo)記，48小時內(nèi)完成檢查。變形控制：對焊接變形超差部位（允許偏差±3mm），采用火焰矯正（加熱溫度600-800℃）。4.3驗收標(biāo)準(zhǔn)項目允許偏差檢查方法鋼板安裝位置±5mm全站儀螺栓終擰扭矩±10%設(shè)計值扭矩扳手焊縫尺寸+3，0mm焊縫檢驗尺涂層厚度-10%設(shè)計值磁性測厚儀五、安全文明施工5.1安全防護高空作業(yè)：設(shè)置雙繩防墜器，作業(yè)人員使用五點式安全帶，腳手架搭設(shè)防護欄桿（高度1.2m）及18cm高擋腳板。動火管理：配備2個8kg干粉滅火器，焊接區(qū)域下方設(shè)置防火毯（1.5m×1.5m），辦理動火許可證。臨時用電：采用TN-S接零保護系統(tǒng)，配電箱安裝漏電保護器（動作電流30mA，動作時間0.1s）。5.2環(huán)境保護噪聲控制：晝間≤70dB，夜間≤55dB，超標(biāo)時采用隔聲罩（降噪量≥25dB）。粉塵控制：噴砂作業(yè)設(shè)置密閉棚，粉塵排放濃度≤10mg/m3，收集的粉塵回收率≥95%。廢棄物處理：焊條頭回收率100%，危險廢物交由有資質(zhì)單位處置，建立轉(zhuǎn)移聯(lián)單。5.3應(yīng)急預(yù)案火災(zāi)事故：現(xiàn)場配備應(yīng)急消防水龍帶（長度20m），火災(zāi)時啟動應(yīng)急廣播，組織人員從疏散通道撤離。高處墜落：設(shè)置急救箱（含止血帶、擔(dān)架等），與最近醫(yī)院建立綠色通道（車程≤15分鐘）。焊接中毒：作業(yè)面保持通風(fēng)（風(fēng)量≥3次/h），配備4臺軸流風(fēng)機（風(fēng)量5000m3/h）。六、施工進度計劃工作內(nèi)容開始時間結(jié)束時間工期資源配置施工準(zhǔn)備第1天第5天5d技術(shù)3人，普工8人原結(jié)構(gòu)處理第6天第10天5d焊工4人，技工6人鋼板安裝第11天第18天8d起重工2人，安裝工10人焊接施工第19天第28天10d焊工8人，探傷工2人防腐涂裝第29天第32天4d涂裝工6人驗收交付第33天第35天3d技術(shù)5人，監(jiān)理2人七、驗收標(biāo)準(zhǔn)與流程7.1驗收標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)性能：加固后牛腿承載力提升≥40%，滿足設(shè)計荷載250kN的1.3倍（325kN）試驗要求。耐久性：涂層耐鹽霧性能≥500小時（GB/T10125標(biāo)準(zhǔn)），無起泡、銹蝕。外觀質(zhì)量：表面平整度≤3mm/m，螺栓外露絲扣2-3扣。7.2驗收流程施工單位自檢→監(jiān)理驗收→第三方檢測→設(shè)計單位確認→業(yè)主驗收驗收資料包括：材料合格證、焊接工藝評定報告、探傷報告、荷載試驗記錄等28項資料。八、質(zhì)量保證措施組織保障：成立質(zhì)量管理小組，項目經(jīng)理任組長，設(shè)置專職質(zhì)檢員2名，持證上崗。制度保障：實行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），隱蔽工程留存影像資料