大跨度双层柱面焊接节点干煤棚网架制作工法上海电力建筑工程公司大跨度双层柱面焊接节点干煤棚网架制作工法上海电力建筑工程公司楼海英1、前言外高桥三期工程干煤棚采用落地式双层柱面网壳结构，网架形式为正放四角锥，网壳厚度3.5m，长度方向共有（1～31）轴，全长120m，跨度为104.5m，壳体高度42.2米（支座球中心铰点至拱顶球中心）。

节点为焊接球，焊接球规格为WS300×10、WSR4000×16、WSR500×24共三种，选用Q235B。

焊接球节点2349个，重约176t。

钢管规格有φ89×4.5、φ114×4.5、φ140×5、φ159×6、φ168×8、φ180×8、φ194×10、φ219×16共8种，钢管选用Q235B钢，采用20号无缝钢管，钢管共有9120根，重约679吨。

节点钢板采用Q235B，焊条选用E43型，焊接球与杆件采用剖口熔透焊，焊口18372只，焊缝等级为二级。

2、工法特点2.0.1 焊接节点网架在地面制作场地分块制作完成，高空分块安装，减少高空焊接工作量。

2.0.2在网架制作过程中，严格控制焊接球的空间定位和弦杆几和尺寸，焊接时则只需弦杆两端截面与焊接球紧密贴合即可达到“杆过圆心”这一质量控制要求。

3、适用范围本工法适用于各种跨度焊接类钢网架的制作施工4、工艺原理根据安装方案需要将网架分成若干块体，通过地面制作胎架完成网架块体制作，制作过程控制焊接球的空间定位和弦杆几和尺寸，达到块体制作质量要求。

5、施工工艺流程及操作要点5.1制作施工顺序该网架划分为244个块体，最重约7.47t。

制作顺序从1轴到31轴。

块体制作施工顺序：5.2制作平台（胎架）施工制作平台基础采用素土夯实，铺200mm厚碎石，平整压实，上铺设钢板。

制作胎架质量控制以网架焊接球的座标为控制点，网架球支点用Φ140×4管座，上弦设支架及操作台。

通过对胎架立杆的控制达到对网架焊接球节点的三维定位：在制作场地进行平面二维放线、经纬仪测量，确定每根立杆的中心位置；对立杆高度进行计算，通过水平仪测量，复核每根胎架立杆顶的标高。

实际施工中我们采用“以球定杆”的方法，即在网架制作过程中，严格控制焊接球的空间定位，弦杆则只需两端截面与焊接球紧密贴合即可达到“杆过圆心”这一质量控制要求。

同时为适合不同轴线网架单元成型尺寸的不同，制作胎架顶端设置可装卸支撑点附加段，通过附加段可方便调节焊接球标高，使制作现场一组胎架能满足全部31轴网架的制作任务。

设5个制作平台（三种类型），如图：图5.2-2制作平台B图5.2-3制作平台C5.3网架制作5.3.1焊接球采用成品球，对厂家所生产焊接钢球进行全数检查，焊接球焊缝按二级焊缝质量标准进行；每一规格按5%数量抽查（且不少于3个）进行超声波探伤检查。

焊接球表面质量用弧形套模、卡尺和观察检查。

严格控制焊接球直径、圆度尺寸。

5.3.2在制作前对钢管焊接收缩量进行试验；确定每种杆件焊接收缩量；如钢管壁厚≤6 mm ，每条焊缝放1mm ～1.5 mm ；壁厚≥8mm ，每条焊缝放1.5mm ～2mm 。

5.3.3钢管杆件落料及端面加工采用SDJ400型坡口机，钢管两端开坡口30°。

5.3.4钢管两端内加衬套（管）与钢球焊接，钢管杆件与空心球之间留有3.5 mm 间隙予以焊透。

5.3.5根据杆件直径及两端焊接球直径的不同，计算每根杆件的断料长度。

编制杆件加工表，方便断料人员操作。

段料长度按下表计算：I=L-221r R --222r R - -t （5.3.5）I ——杆件下料长度 (mm)； L ——焊接球节点中心距(mm)； R1和R2——两端焊接球半径(mm)； r ——杆件内壁半径(mm)；t ——焊接收缩余量(mm)；见表5.3.5表5.3.5 焊接余量5.3.6所有管球焊接或点焊的焊工，必须经考试合格并取得合格证书，持证焊工必须在其考试项目及其认可范围内施焊。

5.3.7焊接球与杆件焊接采用衬套（管）定位，套管外径比钢管杆件内径小1.5 mm ，长度为40mm ～70 mm 。

焊接球与杆件的连接采用坡口熔透焊，焊缝质量等级为二级，并应按规范要求进行二级质量标准检验；焊前要检查杆件装配间隙及坡口等，是否满足要求。

5.3.8块体尺寸确定后，对要进行定位焊的部位，坡口要清理干净，定位焊采用三点，每处点焊不小于30mm5.3.9焊条使用前按要求烘干，使用时放入焊条保温桶内随用随取。

5.3.10网架节点在拼装时，为减少焊接变形与焊接应力；拼装采用中间向两端或四周发展的焊接顺序，这对焊接球节点在焊接时能够比较自由地收缩。

其次还可以将整个网架划分成若干圈，先装内圈的下弦杆，构成下弦网格再装腹杆及上弦杆，然后再按此顺序装外面一圈，依此向外扩展直至到边。

（1）先焊下弦，下弦先焊弦杆（主杆）后焊斜腹杆。

（2）先焊上弦，上弦先焊弦杆（主杆）后焊斜腹杆。

（3）轴线由中间向两边扩散。

（4）同一杆件两端不得同时施焊。

具体流程见图5.3.10焊接流程图。

图5.2.10焊接流程图5.3.11焊接过程应连续完成。

5.3.12管球仰焊、平焊处的起始及收弧接头，每层做到相互错开，不集中在一处，以在垂直线左右5mm-15mm为好。

5.3.13腹杆仰焊处由于操作条件较差，为了防止未熔化、夹渣、咬肉等缺陷，仰焊部分也用多层多道焊。

5.3.14每一层焊毕，清理干净焊渣、飞溅，并检查焊缝是否有不允许存在的缺陷，如裂纹、未熔合、夹渣、密集气孔等，如发现清除后重焊。

5.3.15焊缝高度与宽度：焊缝宽度不小于坡口边缘2mm为宜，焊缝加强高2mm~4mm为宜。

每层焊缝厚度以焊条直径0.8倍为宜，每条焊缝运条宽度不大于焊条直径5倍，超过者采用多道焊手法。

焊接高度和宽度见图5.3.15。

图5.3.15焊缝高度和宽度剖面5.3.16焊接完毕，焊工进行自检，自检合格后交焊工组长互检，互检合格后交专职质量员验收，焊接完毕后经外观检查合格，焊工必须把坡口边缘120mm处打磨露出金属光泽接受超声波检查；并在管子上面打上自己钢印号，以备检查。

6、材料与设备6.1材料6.1.1支座钢板、钢球、钢管采用Q235B，符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700；钢管采用高频焊管，符合GB/T13793-92中的Q235B钢，热轧无缝钢管符合GB8162-87中的20号优质碳素钢。

6.1.2焊条采用E4315，符合《碳钢焊条》GB/T5117标准。

6.2设备表6.2 设备配置7、质量控制7.1质量标准《网架结构技术规程》（JGJ61-2003）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）《建筑钢结构焊接技术规程》（GJG81-2002）《网架结构工程质量检验评定标准》（JGJ78-91）《网架与网架工程质量检验及评定标准》（DGJ08-89-2000）《冷弯簿壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）《钢网架焊接球节点》（JGJ75.2-91）《网架结构设计及施工规程》（JGJ7-91）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》（JBJ/T-3034.1-1996）7.2质量控制7.2.1风速大于8m/s、雨、雪天气没有防风防雨措施严禁施焊；7.2.2冬季0℃焊前对焊口进行15℃预热；7.2.3质量检查及检验过程控制：7.2.3.1焊接检验：包括检查、验收两项内容，因而焊接检验不能仅仅局限于焊接完毕后，应贯穿在焊接作业的全过程中，即焊接施工前、焊接施工中、焊接施工后。

7.2.3.2焊前检查a）工程使用钢材及焊接材料，使用前必须检查和验收，不合格者不得使用。

b）焊接钢球进行全数检查，焊接球焊缝按二级焊缝质量标准进行;每一规格按5%数量抽查，（且不少于3个）进行超声波探伤检查。

焊接球表面质量用弧形套模、卡尺和观察检查。

严格控制焊接球直径、圆度尺寸。

焊接球直径、圆度、壁厚减薄量等尺寸及允许偏差应符合规范的规定；每一规格按数量抽查5%，且不少于3个；用卡尺和测厚仪检查。

c）接头的组装、坡口的加工、焊接区域的清理、定位焊的质量、衬板贴紧情况；坡口表面不得有夹层、裂纹、加工损伤、毛刺及火焰切割熔渣等缺陷。

d）焊接前应检查坡口及坡口两侧的清理质量，其清理宽度及清理后的表面应符合规范的规定。

7.2.3.3中间检验a）定位焊缝焊完后，应清除渣皮进行检查，对发现的缺陷应去除后方可进行焊接。

b）当对焊缝层次有明确规定时，应检查焊接层数。

c）对规定进行层间无损检验的焊缝，无损检验在外观检验合格后进行。

d）对中断焊接的焊缝，继续焊接前清理并检查，消除发现的缺陷后方可施焊。

7.2.3.4焊后检查a）除焊接作业指导书及工艺卡有特殊要求的焊缝外，焊缝应在焊完后立即去除渣皮、飞溅物，清理干净焊缝表面，然后进行焊缝外观检查。

b）焊缝感观应达到：外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡较平滑，焊渣和飞溅物清除干净。

不得有裂纹、夹渣、未熔合、焊瘤、弧坑、表面气孔等缺陷，焊接区不得有飞溅物。

咬边及焊缝外观尺寸应该符合标准（规范）规定。

c）探伤数量：地面块体制作抽查20%；高空拼装抽查50%。

8、安全措施8.0.1 严格执行《建筑施工高处作业技术规范》、《施工现场临时用电安全技术规范》和《建筑机械施工安全技术操作规程》中的有关规定。

8.0.2 现场设专职安全员，明确岗位职责，及时检查安全防护设施及安全隐患，监督制止违章操作。

8.0.3 实行安全教育培训制度，特殊工作人员持证上岗制度，施工人员进行上岗前安全知识培训和操作技能培训。

8.0.4现场用电必须采用三相五线制动力线；装漏电保护器；做到一机一闸，做好“接地”，“接零”。

8.0.5 施工现场设置动火区，在重点地方挂灭火器。

8.0.6对于较长、较重的构件起吊、翻身应使用起重扁担，作业时应由施工员及起重班长在现场指挥，严禁超载施工。

起吊翻身时要注意掌握构件重心。

构件起吊、搬运、翻身过程中，工作区域内无关人员不得停留通过，吊物下方严禁站人。

8.0.7所有电机设备均应有良好接地措施，各龙门吊，电焊机，剪板机等都应挂操作规程牌，严禁利用轨道作为搭地线进行电焊机焊接。

8.0.8施工平台上所需用的电线、电焊线、氧乙炔皮管都应在轨道下穿过，以免龙门吊来回运动压破，造成事故。

8.0.9焊接人员坚持“十不烧”原则，电焊机外壳必须可靠接地，不得多台焊机串联接地，施焊工作平台也需有可靠接地，防止触电事故发生。

8.0.10使用角向磨光机要戴防护面罩或防护眼镜，防止砂轮断裂和角向磨光机伤人。