钢结构制作与运输方案16.1 钢结构加工制作难点分析16.1.1 大直径厚壁钢管加工分析：初步结构推算工程外筒结构采用大直径钢管混凝土柱，预计钢管最大壁厚约为45mm，钢管混凝土结构重量重且钢管长度大，因此在加工中必须确保钢管柱加工的同轴度、挠度、位置精度等必须满足设计、国家规范的要求，加工难度大。
对策：我公司将采用数控万能卷板机进行钢结构钢管构件加工，卷制厚度大，针对该设备、编制科学合理的生产工艺。
确保钢管加工工艺正确、科学合理，同时通过加强生产过程的质量监控，保证加工过程中每个构件均达到设计要求及国家规范要求，并严控成品出厂制度。
16.1.2 高强度钢焊接和应力消除是本工程的重点和难点分析：本工程采用的低合金高强钢Q420B,C、Q460B,C，包括40mm以上中厚板的焊接及变形控制、应力消除是加工制作的难点。
结合既有钢结构项目Q460E焊接的经验，制定焊接工艺评定计划。
厚板存在焊接性较差、层状撕裂倾向严重、焊接残余应力大，焊接变形对精度的影响等不利因素，对焊接质量产生严重影响，因此防止层状撕裂，保证接头质量和接头的塑性、韧性，减小和消除焊接变形及残余应力，确保高强钢厚板焊接质量是本工程的重点和难点。
对策：总结我公司厚钢板焊接的经验及实验数据，针对本工程特点，按《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002的相关规定进行焊接实验，确定预热温度、焊接顺序，指导焊接工艺评定，制定焊接工艺指导书，加强焊工培训和资格考试，焊工必须全部持证上岗。
优化焊接顺序，采取焊后消应力处理等措施，确保厚板焊接质量。
16.2 钢结构检验及试验16.2.1 原材料入库检验及复验1)本工程的材料检验及质量保证策略对于本工程钢结构，我公司将采用两阶段质量控制策略。
对于主要的钢材供应商，在材料供货期间，我公司派质检专员进驻钢铁制造公司，从排料至钢铁厂的质量保证项目（超身波检测，成分检测等）进行监造，这是第一阶段质量控制。
材料进场后，根据材料本身的设计要求及工艺要求，进行全面的材料进厂验收及复验工作，即第二阶段质量控制。
2)材料的进厂验收购入的钢材应详细检查钢厂出具的质量证明书或检验报告，其化学成分、力学性能和其它质量要求必须符合国家现行标准的规定，且其质量证明书上的炉批号应与钢材实物上的标记一致，否则不得入库；按钢管、型钢和钢板尺寸及公差要求，对各种规格钢管，抽查其口径、壁厚及椭圆度；对各种规格型钢，检查其断面尺寸、壁厚、长度及直线度；对各种规格钢板，检查其长宽尺寸、厚度及平整度，并检查钢管、型钢及钢板的外表面质量。
根据钢材质量证明书与尺寸规格表逐张检验、核对，并检查钢材表面质量、厚度、局部平面度，合格后方可办理入库手续，对检验不合格的材料要进行处理，不得入库。
(1)外观检查选择适当的验收工具进行尺寸检查：长度与宽度→米尺，厚度、直径→游标卡尺、超声波测厚仪。
检查数量：每一品种、规格的钢板抽查5处。
检验方法：游标卡尺测量厚度，水平尺测量平整度，钢尺测量长度。
表16.2.1-1 钢板宽度和不平度允许偏差应符合下表规定(2)材料表面的质量等级评定将表面质量等级控制在C级以上，严禁划伤、结疤等表面缺陷。
板材平整度符合规范标准，没有翘曲、局部凹凸等质量缺陷，表面喷漆及钢印标识清晰可辨；当钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负允许偏差值的1/2，并保证钢板的最小厚度；钢板表面缺陷允许修磨清理，但应保证钢板的最小厚度。
修磨清理处应平滑无棱角。
需补焊时应按GB/T 14977的规定进行。
检查数量：全数检查；检验方法：目视检查。
(3)材料的技术指标严格检查材料的各项技术指标，验证其是否符合设计及相应的规范要求。
对材料的质保资料有疑点时，拒绝签收，并及时与材料供应商联系。
材料试验应按照国家产品试验标准，对各种指定的材料进行相关试验。
试验个数需分别按钢材的不同牌号、炉号、板厚以及交货状态进行分批，试验按《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)的规定执行。
(4)材料的检验记录3)材料的复验(1)复验要求根据《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的规定，对属于下列情况之一的钢材，应进行抽样复验，其复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求：①钢材混批；②板厚等于或大于40mm，且设计有Z向性能要求的钢板；③建筑结构安全等级为一级，大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材；④设计有复验要求的钢材；⑤对质量有异议的钢材；检查数量：全数检查。
检验方法：检查复验报告。
(2)检验批的确定关于检验批取样的要求，在现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591检测规则中，规定了每批钢材重量不得大于60t，本工程以同一钢厂、同一牌号、同一质量等级和同一交货状态的钢材重量60吨为一批进行复验。
(3)复验内容钢材复验分为化学分析和力学性能试验两部分：①钢材的化学成分分析主要采用试样取样法，按国家标准《钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差》(GB222-84)规定，复验属于成品分析(相对于钢材的产品质保书上规定的是熔炼分析)，成品分析的试样必须在钢材具有代表性的部位采取。
试样应均匀一致，能代表每批钢材的化学成分，并应具有足够的数量，以满足全部分析要求。
②钢材的力学性能试验包括拉伸试验、夏比缺口冲击试验和弯曲试验几部分。
(4)试验取样各种试验的试样取样，应遵循国家标准《钢材力学及工艺性能试验取样规定》(GB2975)[在产品标准或双方协议对取样另有规定时，则按规则执行]。
标准规定样坯应在外观及尺寸合格的钢材上切取，切取时应防止因受热、加工硬化及变形而影响其力学及工艺性能。
用烧割法切取样坯时，必须留有足够的加工余量，一般应不小于钢材的厚度，也不得少于20mm。
①试验取样要求与数量钢材复验试样一般取样要求与数量见表16.2.1-2所示.表16.2.1-2 钢材复验试样一般取样要求与数量②取样方法对于化学成分分析：纵轧钢板当钢板宽度小于1米时，沿板宽剪切一条宽50mm的试料；钢板宽度大于或等于1米时，沿板宽自边缘至中心剪切一条宽50mm的试料。
将试料两端对齐折迭1～2次或多次，并压紧弯折处，在其长度的中间，沿剪切的内边刨取，或自表面钻取；对于力学性能试验：应在钢板宽度1/4处切取拉伸、弯曲或冲击样坯；对于纵轧钢板：当产品标准没有规定取样方向时，应在钢板宽度1/4处切取横向样坯，如钢板宽度不足，样坯中心可以内移。
16.2.2 焊材及其他辅材的进厂验收及复验1)焊材的进厂验收(1)主控项目：焊材的品种、规格、性能应符合国家现行产品标准和设计的要求。
适用范围：进厂焊材；检查数量：全数检查。
检验方法：检查质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。
(2)本工程的一、二级焊缝所采用的焊材应按焊材生产批号逐批进行抽样复验，检验方法按相应焊材标准，其结果应符合现行国家产品标准和设计要求。
检查数量：全数检查。
检验方法：检查复验报告。
(3)一般项目：焊剂不应受潮结块。
检查数量：按量抽查1%，且不应少于10包。
检查方法：观察检查。
2)焊材的复验重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。
由于不同的生产批号质量往往存在一定的差异，对用于重要的钢结构工程的焊接材料的复验做出了明确规定。
该复验应为见证取样、送样检验项目。
“重要”是指:(1)建筑结构安全等级为一级的一、二级焊缝；(2)建筑结构安全等级为二级的一级焊缝；(3)跨度结构中一级焊缝；3)油漆的进厂验收(1)主控项目：钢结构防腐涂料、稀释剂和固化剂等材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。
检查数量：全数检查。
检验方法：检查质量合格证明文件、材料安全数据表（MSDS）、中文标志及检验报告等。
(2)一般项目：防腐涂料和防火涂料的型号、名称、颜色及有效期应与其质量证明文件相符。
开启后，不应存在结皮、结块、凝胶等现象。
检查数量：按桶数抽查5%，且不应少于3桶。
检查方法：观察检查。
4)栓钉的进场验收焊钉及焊接瓷环规格尺寸应符合现行国家标准《圆柱头焊钉》GB10433的规定。
检查数量：按量抽查1%，且不少于10套，检验方法：用钢尺和游标卡尺测量。
16.3 典型构件的加工方案高层钢结构由核心筒及外框架钢结构组成，本工程包括了圆管柱、十字柱、H型柱梁、箱型柱梁、桁架及支撑等构件形式，根据招标文件工程量清单，结合我公司施工高层钢结构工程的经验，做出初步结构设计及推算，圆管柱应布置于塔楼外框架；桁架类型可能为加强腰桁架。
圆管柱与腰桁架等重要结构，制造难度大，加工后需要预拼装，计划由我公司加工厂加工完成后运往现场；次梁及支撑等次要构件，结构形式简单，计划在云南当地外委加工。
典型构件的加工方法如下：16.3.1 塔楼圆形钢管框架柱的加工1)圆管柱规格根据招标文件中的工程量清单进行初步结构推算，预计工程主塔楼的框架圆形钢骨柱壁厚最大约为45mm，为焊制钢管。
2)圆形钢管框架柱本体的卷制成型工艺(1)卷制钢管加工流程见表16.3.1-1。
表16.3.1-1 卷制钢管加工流程序号加工流程示意图加工工艺1 零件下料零件矫平、下料，防止钢板不平影响切割质量，并进行钢板预处理。
零件下料采用精密数控切割，对接坡口采用半自动切割，切割后进行二次矫平。
2 卷板机压头两侧预压圆弧卷园前采用数控万能卷板机进行预压成型，并用样板检测。
3 卷板机卷园采用数控万能卷板机进行卷园。
卷园时渐进进行卷园，不得强制卷园。
4 钢管成型钢管成型在数控万能卷板机上进行反复卷压，直至成型，检测卷制圆弧度，根据测量结果进行矫正。
5 纵缝焊接纵缝焊接筒体段的纵焊缝采用自动埋弧焊接，焊接时先焊内侧后焊外侧，焊接24小时后进行目视检测及探伤。
6 检测矫正检测矫正筒体纵缝焊接后，必须进行焊接变形的矫正，矫正采用卷板机液压或火焰加热矫正的方法。
序号加工流程示意图加工工艺7 环缝焊接环缝焊接将焊好的筒体段节进行对接接长，并进行环缝的焊接，焊接采用埋弧自动焊，焊接24小时后进行目视检测及无损探伤。
8 检测矫正检测矫正筒体短节对接后，进行处理矫正，与其它杆件进行节点的整体组装。
(2)卷制钢管关键工艺及设备①放样：采用计算机三维放样技术，对钢柱筒体零件进行准确放样，绘制零件详图，作为绘制下料图及数控编程的依据。
②卷制：钢管卷制采用数控万能卷板机加工成型，该设备无需压头，一次成型。
③钢管段节卷制后的公差要求。
见下表16.3.1-2。
表16.3.1-2 钢管段节卷制后的公差要求序号名称公差1 纵缝对口错边允许偏差≤1.5mm2 管端椭圆度允许偏差≤3mm3 管端的平整度允许偏差≤2mm3)卷制钢管纵缝的焊接工艺(1)钢管的定位焊接钢管卷制后进行纵缝的定位拼接，定位拼接时应注意板边错边量和焊缝间隙，另外定位焊时不得用短弧焊进行定位，定位前用火焰预热到100～150℃，定位焊长度不小于60mm，间距250～300mm左右，定位焊条用φ3.2，焊缝高度不大于8mm，且不得小于4mm。