钢结构制造与施工技术
适用范围：适用于建筑钢结构加工生产工序，包括工序选择、排料、材料编号、切割、校正、成型、边缘处理、管球加工、孔位制作、摩擦面加工、端部加工、构件组装、圆管构件加工、钢构件预装配等。
材料要求
1.1.1 钢结构所采用的钢材、焊接材料、涂装材料及紧固件等均应有质量证明文件，并符合设计要求和现行标准的规定。
1.1.2 进厂原材料除具备制造厂出具的出厂质量证明书外，还应在甲方和监理人的见证下，按合同要求和有关现行标准进行取样、交付、现场检验和验收，并保存检验记录。检验报告应提供给甲方和监理人。
1.1.3 在加工过程中，如发现原材料有缺陷，必须由检验人员和负责的技术人员进行研究并处理。
1.1.4材料代换应事先由制造厂提出申请（技术认可表），并附材料证明书，报甲方、监理单位审查同意后方可代换。
1.1.5 严禁使用药皮剥落或焊芯生锈的焊条、受潮结块或烧焦的焊剂、生锈的焊丝。用于螺柱焊的螺柱表面不得有影响使用的裂纹、条纹、凹痕、毛刺等缺陷。
1.1.6 焊接材料应集中管理，设立专用仓库，仓库应干燥、通风良好。
1.1.7螺栓应存放在干燥通风的室内。高强度螺栓的验收应按照现行国家标准《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程》JGJ82的要求进行。严禁使用锈蚀、污损、受潮、擦伤、混批的高强度螺栓。
1.1.8 涂料应符合设计要求，并应存放在专门的仓库内，不得使用过期、变质、结块和失效的涂料。
主要机器
1.2.1 主要机具
钢结构生产长期工具
工作环境
1.3.1 完成施工细节并获得原设计师签字认可。
1.3.2施工组织设计、施工计划、作业指导书等各项技术准备齐全。
1.3.3 各项工艺评估试验、工艺性能试验及物料采购计划已完成。
1.3.4 主要材料已到厂。
1.3.5各机械设备已调试完毕、验收合格。
1.3.6所有生产工人均经过施工前培训，并取得相应的资格证书。
操作流程
1.4.1 工艺流程
1.4.2 操作流程
1. 材料摆放和编号
1）熟悉施工图纸，如有疑问，应及时与相关技术部门联系解决。
2）准备好制作试样和样棒的材料。一般可用薄铁片、小扁钢。
3）放样所需钢尺必须经过计量部门校准检定，检定合格后方可使用。
4）编号前必须了解原材料的材质、规格，检查原材料的质量，不同规格、材质的零件应分别编号，并按照先大后小的原则依次编号。
5）样棒上用油漆写明加工号、部件号、规格型号，标明孔径、工作线、弯曲线等各种加工符号。
6）材料布置、编号时，应预留收缩余量（包括现场焊接的收缩余量）及切、铣削所需的加工余量：
铣端余量：一般剪切后加工每边加3-4mm，气割后加工每边加4-5mm。
切割余量：自动气割缝宽3mm，手动气割缝宽4mm。
焊接收缩量根据构件的结构特点由工艺确定。
7)对主要承重构件及需折弯的部件，编号时应按工艺规定的方向取料，折弯件外侧不得有样冲点、伤痕缺陷。
8）材料应易于切削加工，保证零件质量。
9)本次配料后的剩余料应标明剩余料号、规格、材质及炉批号等，以方便剩余料的再利用。
2 切割
钢材标记后，必须将其切割成所需的形状和尺寸。
1）切割时应注意以下几点：
（1）当钢板上排列零件较多，且有多条相交的剪切线时，剪切前应事先安排合理的剪切工序。
（2）剪切后材料产生的弯曲变形必须进行矫正；剪切面若粗糙或有毛刺，必须进行打磨，使其光滑。
（3）剪切过程中，切口附近的金属因剪切力的作用而产生挤压和弯曲。重要结构件及焊缝的界面位置，必须用砂轮进行铣削、刨削或磨削。
2）锯切机械在施工时应注意以下施工要点：
（1）型钢锯切前应进行矫直。
（2）单件锯切时，先划好料线，然后沿料线锯切。批量加工时，可预先安装定位挡板进行加工。
（3）对于加工精度要求较高的重要零件，应留出适当的加工余量，以便锯切后进行端面精加工。
（4）锯切时要注意控制切割断面的垂直度。
3）进行气割作业时，应注意以下工艺要点：
（1）气割前必须检查确认整个气割系统的所有设备、工具运转正常，确保安全。
（2）气割时应选择正确的工艺参数，切割时应不断调整氧气射流（风线）的形状，以达到并保持轮廓清晰、风线长、喷射力大的目的。
（3）气割前应清除钢材表面的污垢、油污、铁锈等杂物，下面应留有一定的空间，以利于炉渣的吹出。
（4）气割时，必须防止回火。
（5）气割时为防止变形，操作时应先从短边开始；先切小件，后切大件；先切复杂件，后切简单件。
3 矫正与塑形
1）纠正
（1）成品冷矫直一般采用翼缘矫直机、矫直机、液压机、压力机等机械力进行。
（2）火焰矫正：加热方式有点加热、线加热、三角加热三种。
①低碳钢、普通低合金钢热校正加热温度一般为600～900℃，800～900℃为热塑变形较理想的温度，但不允许超过900℃。
②中碳钢会因变形而产生裂纹，所以中碳钢一般不需要进行火焰矫正。
③普通低合金钢加热矫正后应缓慢冷却。
④工艺流程
2）成型
（1）热加工：对于低碳钢，温度一般在1000～1100℃之间，热加工结束温度不低于700℃。加热温度在500～550℃之间。钢材会变脆，因此严禁锤击、弯曲，否则易造成钢材断裂。
（2）冷加工：钢材在室温下加工制造，多采用机械设备和专用工具。
4 边缘处理（包括端铣）
1）常见的边缘加工方法有：刮边、刨边、铣边、碳弧气刨、气割和坡口机加工等。
2）对于气割件，当需要消除受影响区域进行边缘加工时，最小加工余量为2.0mm。
3）加工边缘深度应能保证表面缺陷被清除，但不应小于2.0mm。加工后表面不应有损伤或裂纹。用砂轮加工时，磨削痕迹应顺着边缘。
4）碳素结构钢零件边缘处的表面在手工切割后应清理干净，不平整度不应大于1.0mm。
5）构件端部支承边要求刨削、紧固，构件端部断面精度要求高。无论采用何种切割方法和何种钢材，其边缘均须刨削或铣削。
6)如施工图有特殊要求或规定需刨平焊接边缘时钢结构制作原材料，一般板材或型钢的剪切边缘可不必刨平。
7）零件边缘经机械自动切割、气弧切割后，切割面平整度不得超过1.0mm。主要承重构件的自由边需经气割后刨削或铣削，每边至少留有2mm的加工余量，且不应有毛刺等缺陷。
8) 柱端铣后，顶部接触面应有75%以上紧贴，用0.3mm塞尺检查，插入面积不应大于25%，边缘间隙不应大于0.5mm。
9）铣刀口和铣削用量的选择，应根据工件材质和加工要求确定。合理选择是加工质量的保证。
10) 校正合格后，方可进行构件的终止加工。
11)应根据构件形式采取必要措施，保证铣削端面垂直于轴线。
5. 钻孔
1）零部件所用的高强度螺栓（大六角头螺栓、扭剪螺栓等）、半圆头铆钉、自攻螺钉等的制孔方法有：钻孔、铣削、冲孔、铰孔或沉头孔等。
2) 钻孔是零件开孔的首选方法。当证明一定的材料质量、厚度和孔径在冲孔后不会引起脆性时，才允许进行冲孔。
厚度小于5mm的普通结构钢均允许冲孔，厚度小于12mm的次结构钢也允许冲孔。冲孔后不得再进行后续焊接（坡口形），除非证明材料在冲孔后仍保留有相当的韧性，此时可以进行焊接施工。一般情况下，当冲孔需要扩大时，冲孔必须比规定直径小3mm。
3）钻孔前，一要将钻头磨锐，二要适当选择排屑余量。
4）螺栓孔应为直圆柱体形状，并与所在位置的钢材表面垂直，倾斜度应小于1/20，孔周围不应有毛刺、裂纹、凸起或碰伤，切割应干净。
5）精加工或铰加工的螺栓孔直径应等于螺栓杆直径，孔应在装配后钻孔或铰加工，孔的精度应为H12级，孔壁表面粗糙度应为Ra≤12.5μm。
6 摩擦表面处理
1）高强螺栓连接摩擦面的加工，可采用喷砂、喷丸、用磨床打磨等方法进行。（注意：磨床打磨方向应垂直于构件受力方向，打磨范围不小于4倍螺栓直径。）
2）处理后的摩擦表面应采取防护措施，防止油污和损坏。
3)制造单位和安装单位应分别对钢结构制造批次进行抗滑移系数试验。制造批次可按分（分）部项目规定的工程量分为2000t每批，不足2000t的可视为一批。当选用两种或两种以上表面处理工艺时，应分别对每种处理工艺进行试验，每批取三组试件。
4)抗滑移系数试验所用试件应由制造厂加工，试件与其所代表的钢结构构件应为同一材料、同一批次制造、同一摩擦表面处理工艺、同一表面状态，并应采用同一批次、同一性能等级的高强度螺栓连接，且应在相同的环境条件下贮存。
5）试件钢板厚度应根据钢结构工程中代表板材厚度确定钢结构制作原材料，试件板面应平整、无油污，孔洞及板边应无毛刺、毛边。
6) 制造厂应在钢结构制造过程中进行抗滑移系数试验并出具报告，试验报告应说明试验方法及结果。
7)需复验抗滑移系数的构件，应按照现行国家标准《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规范》JGJ82的要求或设计文件的规定，采用相同的材料、相同的处理方法制造，并与构件同时交付使用。
7 管球加工
1）杆材制造工艺流程：采购钢管→检查材质、规格、表面质量（防腐处理）→下料、切坡口→与锥头或封板组对并点焊→焊接→检查→预防腐处理→防腐处理。
2）螺栓球制造工艺流程：切割钢棒（或钢锭）进行压力加工或圆钢进行机械加工→锻造毛坯→正火→加工定位螺纹孔（M20）及其表面→加工各个螺纹孔及平面→标明加工编号及球号→防腐预处理→防腐处理。
3）锥头及封板制造工序：成品钢材下料→模锻毛坯→正火→机械加工。
4）焊接球节点格栅制作工艺流程：采购钢管→检验材质、规格、表面质量→排料→切割→空心球制作→组装→防腐处理。
5）焊接空心球生产工艺流程：切割（使用轮廓切割机）→压制（加热）成型→机床或自动气割坡口→焊接→焊缝无损检测→防腐处理→包装。
8.组装
1）组装前工作人员必须熟悉构件施工图及相关技术要求，并根据施工图要求检查所要组装部件的质量。
2）若原材料尺寸不够或技术要求要求零件采用拼接方式时，一般须在装配前进行拼接。
3）使用轮胎模具进行装配时，必须遵守以下规定：
（1）所选场地必须平整，并具有足够的强度。
（2）布置装配模板时，必须根据钢结构构件的特点考虑焊接收缩量及其他各种加工余量。
（3）首批部件组装完毕后，必须经过质检部门的全面检查，检验合格后方可继续组装。
（4）零部件装配时必须严格按照工艺规定进行装配。如有隐蔽焊缝，必须先焊，经检查合格后方可覆盖。当有焊接困难的复杂装配件时，也可采用边焊边装配的方法完成装配工作。
（5）为了减少变形，减少装配顺序，可采用先装配成零件，再装配成部件的方法。
4）钢结构构件装配方法的选择，必须根据构件的结构特点和技术要求，结合制造厂的加工能力、机械设备等，选择能有效控制装配质量、生产效率高的方法。
5）典型结构装配
（1）焊接H型钢施工工艺
过程
切割→组装→焊接→校正→二次切割→打孔→焊接其它部件→校正研磨
（2）箱形截面构件加工工艺
（3）刚性横柱加工工艺
（4）通用管卷绕工艺流程图
1)预制件数量应符合设计要求和技术文件的规定。
2）预装配部件选取原则：尽可能选取主承重框架及节点连接结构复杂、公差接近极限、具有代表性的复合材料部件。
3）预装配应在坚固、稳定的台型轮胎架上进行。其支撑点的水平度：
A≤300～1000m2 公差≤2mm
A≤1000～5000m2 误差＜3mm
（1）预拼装中所有构件应按施工图尺寸确定，各构件重心应交于节点中心，并完全自由，不允许有外力固定。单个构件无论是柱、梁还是支撑，其支撑点均应不少于两个支撑点。
（2）预装部件的控制基准及中心线应标记清楚并与平台基准、地面基准相对一致，控制基准应与设计要求基准一致，如需改变预装基准位置，应经工艺设计同意。
（3）所有需预组装的部件在组装完成后必须经过专业人员检查验收，并符合质量标准。相同的单个部件应具有互换性，且不影响整体的几何尺寸。
(4)在轮胎骨架上整个预装配过程中，不得用火焰或机械手段校正或切割部件，不得用重物压载、冲击或锤击部件。
（5）大型框架室外预拼装的检查时间建议定时在日出之前和日落之后进行，所用卷尺精度应与安装单位一致。
4)高强螺栓连接件预装配时，可采用铆钉定位、临时螺栓紧固。一组孔中的试压螺栓数量不应少于螺栓孔数的30%，且不应少于2个。铆钉数量不应多于临时螺栓的1/3。
5)预安装后应使用检孔器检查。当使用比孔公称直径小1.0mm的检孔器检查时，每组孔的合格率不得小于85%；当使用比螺栓公称直径大0.3mm的检孔器检查时，合格率为100%。检孔器必须垂直自由跌落。
6)按本规程5)规定检查不能通过的孔洞，允许对孔洞进行修补（铰、磨、刮）。修补后孔洞超过规范要求的，允许采用与母材匹配的焊接材料再重新钻孔，但不允许在预装轮胎骨架上进行。
质量标准
详见《结构工程质量验收规范》GB50205-2001
成品保护
1.6.1 生产过程中各工序之间必须有成品保护措施，上一道工序与下一道工序的交接必须符合有关规范和设计要求。
1.6.2 加工好的坡口边缘需涂保护膜，并注意不要碰撞。
1.6.3 校正成型后的零件及组装好的半成品堆放时，垫料及堆放量应合理，防止弯曲、变形。
1.6.4 经处理的摩擦表面应采取防护措施，防止油污和损坏。
1.6.5 已涂防腐漆的零件、半成品（空心球、螺栓球及附件）及装配件应注意防碰伤，若有碰伤应及时用防腐漆修补。
应注意的问题
1.7.1 技术质量
1、对钢材有怀疑时，应取样复验，检验结果符合国家标准和技术文件的要求，方可采用。
2、放样所用的钢尺必须经计量单位检验认可，并与土建、安装等有关方使用的钢尺进行核对。
3、采用火焰矫正时，钢级Q345、Q390、35、45的焊件不允许用水冷却，必须采用自然状态冷却。
4、高强度螺栓孔位及孔距必须符合规范的要求，这直接关系到安装质量的重大问题。
5、处理过的摩擦面应适当保护；应让其自然生锈，一般生锈期不应超过90天，且摩擦面不应再次使用。
1.7.2 安全措施
1、认真执行各工种安全操作规程。
2、对电器设备采取漏电保护措施，防止触电。
3、严禁起重机超载。
4、从事任何工种的工作时，必须佩戴劳动防护用品。
