工字鋼箱體結(jié)構(gòu)施工方案一、工程概況1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)本工程為工字鋼箱體結(jié)構(gòu)，主體采用Q355B級(jí)熱軋H型鋼，截面尺寸為H500×200×10×16（高度×翼緣寬度×腹板厚度×翼緣厚度），箱體跨度18m，共3榀，間距6m，總長度54m。箱體頂部采用10mm厚花紋鋼板，底部設(shè)置200×200×10mm加勁肋，間距1.5m。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載：恒載2.5kN/m2，活載1.5kN/m2，抗震設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)基本風(fēng)壓0.45kN/m2。1.2材料性能指標(biāo)材料名稱牌號(hào)屈服強(qiáng)度（MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）伸長率（%）冷彎性能H型鋼Q355B≥355470-630≥20d=3a花紋鋼板Q235B≥235375-500≥26d=1.5a高強(qiáng)螺栓10.9級(jí)≥10401240-1400≥12-1.3施工范圍包括工字鋼箱體加工制作、工廠預(yù)拼裝、現(xiàn)場安裝、焊接連接、涂裝防護(hù)及臨時(shí)支撐體系搭設(shè)等工作內(nèi)容。二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備組織技術(shù)人員熟悉圖紙，編制詳細(xì)的施工技術(shù)交底文件，重點(diǎn)明確H型鋼拼接工藝、箱體組裝順序及焊接質(zhì)量要求。進(jìn)行BIM建模，模擬箱體結(jié)構(gòu)拼裝過程，提前發(fā)現(xiàn)構(gòu)件碰撞問題，優(yōu)化施工順序。編制焊接工藝評(píng)定方案，針對(duì)Q355B鋼的焊接性能，進(jìn)行CO?氣體保護(hù)焊和埋弧焊的工藝試驗(yàn)，確定焊接參數(shù)。2.2材料準(zhǔn)備鋼材進(jìn)場需提供質(zhì)量證明書，并按規(guī)定進(jìn)行力學(xué)性能和化學(xué)成分抽樣送檢，合格后方可使用。焊接材料選用：E501T-1藥芯焊絲（直徑1.2mm）用于CO?氣體保護(hù)焊，H10Mn2焊絲配合HJ431焊劑用于埋弧焊，焊材需符合GB/T8110-2008標(biāo)準(zhǔn)要求。高強(qiáng)螺栓應(yīng)進(jìn)行扭矩系數(shù)或預(yù)拉力試驗(yàn)，同一批次螺栓扭矩系數(shù)偏差不得大于±10%。2.3場地準(zhǔn)備加工車間設(shè)置材料堆放區(qū)、切割區(qū)、焊接區(qū)、拼裝區(qū)及涂裝區(qū)，各區(qū)域用警示帶分隔，地面采用C20混凝土硬化（厚度150mm）并設(shè)置排水坡度。拼裝平臺(tái)采用20mm厚鋼板鋪設(shè)，平整度誤差控制在2mm/m以內(nèi)，平臺(tái)四周設(shè)置200mm高擋水沿，防止焊接飛濺損傷地面?，F(xiàn)場安裝區(qū)域需平整場地，壓實(shí)度≥90%，采用200mm厚級(jí)配砂石墊層+150mm厚C30混凝土硬化，設(shè)置4個(gè)2m×2m×1m混凝土支墩，用于箱體臨時(shí)存放。2.4設(shè)備準(zhǔn)備設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量用途數(shù)控等離子切割機(jī)LGK-1002臺(tái)H型鋼下料H型鋼組立機(jī)Z15-20001臺(tái)工字鋼翼緣與腹板組立門式埋弧焊機(jī)MZ-10002臺(tái)工字鋼主焊縫焊接CO?氣體保護(hù)焊機(jī)NBC-5004臺(tái)箱體組裝焊接數(shù)控鉆床Z30501臺(tái)螺栓孔加工扭矩扳手0-600N·m4把高強(qiáng)螺栓緊固汽車吊50t1臺(tái)構(gòu)件吊裝全站儀TS601臺(tái)結(jié)構(gòu)安裝測量三、主要施工工藝3.1工字鋼加工制作3.1.1原材料矯正采用100t液壓矯正機(jī)對(duì)H型鋼原材料進(jìn)行矯正，腹板平面度誤差≤2mm/m，翼緣板垂直度誤差≤b/100（b為翼緣寬度），矯正后鋼材表面不應(yīng)有明顯壓痕或損傷。3.1.2下料切割采用數(shù)控等離子切割下料，切割前在鋼板上劃出切割線，并預(yù)留2mm切割余量和3mm焊接收縮余量。H型鋼腹板和翼緣板下料后，需對(duì)切割邊緣進(jìn)行打磨處理，去除氧化皮和毛刺，打磨寬度≥20mm，表面粗糙度Ra≤50μm。3.1.3組立焊接在H型鋼組立機(jī)上進(jìn)行腹板與翼緣板的組裝，采用定位焊固定，定位焊長度50-80mm，間距300-500mm，焊腳高度不小于設(shè)計(jì)焊縫厚度的2/3。主焊縫采用門式埋弧焊機(jī)焊接，焊接順序?yàn)橄群父拱逡粋?cè)，翻身焊另一側(cè)，焊接電流600-800A，電壓32-38V，焊接速度30-45cm/min，焊劑烘焙溫度300-350℃，保溫2h。3.1.4構(gòu)件矯正焊接完成后進(jìn)行H型鋼矯正，采用火焰矯正法，加熱溫度控制在600-800℃（暗紅色），嚴(yán)禁超過900℃（亮紅色），同一部位加熱矯正不得超過2次，矯正后直線度誤差≤L/1000（L為構(gòu)件長度），且不大于10mm。3.2箱體結(jié)構(gòu)組裝3.2.1胎架搭設(shè)在拼裝平臺(tái)上搭設(shè)組裝胎架，采用10#槽鋼制作，胎架頂面鋪設(shè)20mm厚鋼板，用水準(zhǔn)儀抄平，平整度誤差≤1mm/m。胎架設(shè)置4個(gè)可調(diào)支撐，用于調(diào)整箱體高度和水平度。3.2.2底板組裝將H型鋼按設(shè)計(jì)間距放置在胎架上，用全站儀定位，確保間距誤差±5mm，軸線偏差≤3mm。安裝底部花紋鋼板，采用間斷焊固定，焊段長度100mm，間距200mm，焊腳高度6mm，焊接后對(duì)焊縫進(jìn)行磁粉檢測（MT），Ⅰ級(jí)合格。3.2.3加勁肋安裝加勁肋采用數(shù)控切割下料，保證與H型鋼腹板貼合緊密，間隙≤1mm。加勁肋與H型鋼焊接采用雙面角焊縫，焊腳高度8mm，焊接順序從中間向兩端對(duì)稱進(jìn)行，防止產(chǎn)生焊接變形。3.2.4頂板安裝頂板安裝前需在箱體內(nèi)部設(shè)置臨時(shí)支撐，間距3m，防止箱體在焊接過程中產(chǎn)生側(cè)向變形。頂板與H型鋼翼緣采用連續(xù)角焊縫連接，焊腳高度10mm，焊接時(shí)采用分段退焊法，每段長度300-500mm。3.3工廠預(yù)拼裝3.3.1拼裝流程在預(yù)拼裝平臺(tái)上放出1:1結(jié)構(gòu)大樣，設(shè)置定位基準(zhǔn)線和控制線。將3榀箱體結(jié)構(gòu)按設(shè)計(jì)間距就位，采用臨時(shí)螺栓連接，螺栓擰緊扭矩為設(shè)計(jì)值的50%。3.3.2精度控制跨度偏差：±10mm，對(duì)角線差≤15mm，相鄰箱體間距偏差±5mm。整體撓度：在跨中施加1.0kN/m2均布荷載，撓度值≤L/250（L=18m），卸載后殘余變形≤L/4000。預(yù)拼裝合格后，在構(gòu)件上標(biāo)注中心線、安裝基準(zhǔn)線和編號(hào)，并用油漆作永久性標(biāo)記。3.4現(xiàn)場安裝3.4.1基礎(chǔ)驗(yàn)收檢查混凝土基礎(chǔ)頂面平整度，誤差≤5mm，預(yù)埋件位置偏差≤10mm，平面高程偏差±5mm。對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行抗滑移系數(shù)試驗(yàn)，摩擦面處理采用噴砂后生赤銹，抗滑移系數(shù)≥0.45。3.4.2臨時(shí)支撐搭設(shè)采用φ609×16mm鋼管搭設(shè)滿堂腳手架，立桿間距1.5m×1.5m，橫桿步距1.8m，設(shè)置雙向剪刀撐，掃地桿距地面200mm。腳手架頂部設(shè)置可調(diào)頂托，托座上放置200×200×20mm鋼板，用于支撐箱體結(jié)構(gòu)。3.4.3箱體吊裝吊裝采用兩點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)設(shè)置在距箱體兩端2.5m處，吊索與水平面夾角≥60°，吊具選用15t卸扣和φ28mm鋼絲繩，安全系數(shù)≥6。吊裝順序：先安裝中間榀箱體，再安裝兩側(cè)箱體，每榀箱體就位后立即固定，采用4個(gè)10t手拉葫蘆調(diào)整垂直度，偏差≤H/1000（H=500mm），且不大于5mm。3.4.4節(jié)點(diǎn)連接箱體與基礎(chǔ)采用10.9級(jí)M24高強(qiáng)螺栓連接，螺栓數(shù)量每節(jié)點(diǎn)16個(gè)，分初擰和終擰兩步進(jìn)行，初擰扭矩300N·m，終擰扭矩650N·m，終擰后檢查扭矩值，偏差±10%為合格。箱體之間采用焊接連接，節(jié)點(diǎn)處設(shè)置20mm厚連接板，坡口形式為V型60°，根部間隙3mm，采用CO?氣體保護(hù)焊打底（電流200-250A，電壓24-28V），埋弧焊填充蓋面（電流500-600A，電壓30-34V），焊接完成后24h內(nèi)進(jìn)行超聲波檢測（UT），Ⅱ級(jí)合格。四、質(zhì)量控制措施4.1原材料質(zhì)量控制鋼材、焊材、螺栓等主要材料進(jìn)場必須具有出廠合格證和檢驗(yàn)報(bào)告，按規(guī)定進(jìn)行見證取樣送檢，不合格材料嚴(yán)禁使用。鋼材表面不得有裂紋、結(jié)疤、折疊等缺陷，銹蝕等級(jí)應(yīng)符合GB/T8923.1-2011中Sa2.5級(jí)要求。4.2加工制作質(zhì)量控制切割下料允許偏差：長度±3mm，寬度±2mm，對(duì)角線差≤3mm，切口垂直度≤0.05t（t為板厚），且不大于2mm。焊接質(zhì)量控制：焊縫外觀：表面不得有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，焊腳高度偏差0-3mm，余高≤3mm。無損檢測：對(duì)接焊縫100%UT檢測，Ⅱ級(jí)合格；角焊縫20%MT檢測，Ⅰ級(jí)合格。4.3安裝精度控制軸線位置偏差：≤5mm，標(biāo)高偏差±5mm，垂直度偏差≤H/1000，且不大于10mm。高強(qiáng)螺栓連接：終擰扭矩檢測合格率100%，絲扣外露長度2-3扣，節(jié)點(diǎn)板接觸面間隙≤1mm。五、安全文明施工5.1安全防護(hù)措施高空作業(yè)：設(shè)置臨邊防護(hù)欄桿（高度1.2m），作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶，腳手板鋪滿綁牢，嚴(yán)禁探頭板。焊接作業(yè)：配備移動(dòng)式滅火器材，作業(yè)區(qū)下方設(shè)置防火毯，焊接人員佩戴焊工手套、護(hù)目鏡等防護(hù)用品。吊裝作業(yè)：設(shè)置警戒區(qū)，由專人指揮，吊物下方嚴(yán)禁站人，風(fēng)速≥10.8m/s（6級(jí)風(fēng)）時(shí)停止吊裝。5.2文明施工要求材料堆放：鋼材、構(gòu)件分類碼放整齊，設(shè)置標(biāo)識(shí)牌，場地保持排水暢通，無積水。噪聲控制：夜間22:00至次日6:00禁止進(jìn)行焊接、切割等強(qiáng)噪聲作業(yè)，確需施工時(shí)辦理夜間施工許可。粉塵控制：切割作業(yè)采用局部吸塵裝置，焊接煙塵采用移動(dòng)式焊煙凈化器處理，粉塵排放濃度≤8mg/m3。六、施工進(jìn)度計(jì)劃6.1關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制工作內(nèi)容開始時(shí)間完成時(shí)間工期（天）備注材料進(jìn)場檢驗(yàn)第1天第3天3含鋼材、焊材檢測工字鋼加工制作第4天第15天12含3榀箱體加工工廠預(yù)拼裝第16天第18天3含精度檢測調(diào)整現(xiàn)場基礎(chǔ)驗(yàn)收第19天第20天2預(yù)埋件位置復(fù)核箱體吊裝第21天第23天3每天安裝1榀節(jié)點(diǎn)焊接第24天第30天7含無損檢測涂裝防護(hù)第31天第33天3底漆+中間漆+面漆竣工驗(yàn)收第34天第35天2含荷載試驗(yàn)6.2進(jìn)度保證措施采用BIM技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度模擬，優(yōu)化資源配置，確保各工序銜接順暢。加工車間實(shí)行兩班制生產(chǎn)，每天工作16小時(shí)，確保構(gòu)件按期出廠?，F(xiàn)場配備備用電源（200kW柴油發(fā)電機(jī)），防止停電影響吊裝作業(yè)。七、質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)7.1主控項(xiàng)目鋼材力學(xué)性能和化學(xué)成分必須符合設(shè)計(jì)要求，抽樣送檢合格率100%。焊接接頭無損檢測：UT檢測Ⅱ級(jí)合格，MT檢測Ⅰ級(jí)合格，一次合格率≥98%。結(jié)構(gòu)安裝完成后，跨中撓度實(shí)測值不得大于設(shè)計(jì)值的1.1倍，且不大于L/250。7.2一般項(xiàng)目構(gòu)件表面涂裝：干膜厚度≥120μm，附著力≥5MPa，外觀平整光滑，無流掛、針孔。高強(qiáng)螺栓終擰扭矩：抽檢數(shù)量10%，且不少于10套，合格率100%，允許有1套達(dá)到規(guī)定值的90%。整體結(jié)構(gòu)尺寸偏差：長度±30mm，寬度±15mm，高度±10mm，平面彎曲≤L/1500。八、應(yīng)急預(yù)案8.1火災(zāi)事故應(yīng)急現(xiàn)場配備4組MF/ABC5型干粉滅火器，2個(gè)50L消防水桶，1條20m消防水帶。焊接作業(yè)引發(fā)火情時(shí)，立即停止作業(yè)，使用滅火器材撲救，較大火災(zāi)撥打119報(bào)警，組織人員疏散。8.2吊裝事故應(yīng)急配備2臺(tái)10t千斤頂、50m鋼絲繩和2個(gè)應(yīng)急卸扣，用于吊物墜落時(shí)的支撐和卸載。發(fā)生吊裝失穩(wěn)時(shí)，立即啟動(dòng)應(yīng)急電源，使用手拉葫蘆固定構(gòu)件，組織專業(yè)人員制定救援方案。8.3