第6章 鋼結(jié)構(gòu)工程

1構(gòu)件制作

2拼裝與連接

3鋼結(jié)構(gòu)安裝第16講鋼結(jié)構(gòu)工程第6章鋼結(jié)構(gòu)工程第16講鋼結(jié)構(gòu)工程

【教學(xué)要求】了解鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件工廠制作的工藝過(guò)程;了解鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法、特點(diǎn)及適用范圍，熟悉手工電弧焊施工要點(diǎn)；了解鋼結(jié)構(gòu)緊固件連接方法、特點(diǎn)及適用范圍，熟悉高強(qiáng)螺栓施工要點(diǎn)；了解單層鋼結(jié)構(gòu)安裝的一般方法。

【教學(xué)重點(diǎn)】構(gòu)件工廠制作的工藝過(guò)程；鋼結(jié)構(gòu)常用連接方法、種類及施工要點(diǎn)。

【教學(xué)難點(diǎn)】手工電弧焊施工要點(diǎn)、高強(qiáng)螺栓施工要點(diǎn)。

【時(shí)間安排】本章共1講、2學(xué)時(shí)。概述鋼結(jié)構(gòu)是指以鋼鐵為基材，經(jīng)機(jī)械加工組裝而成的結(jié)構(gòu)。建筑鋼結(jié)構(gòu)僅限于工業(yè)廠房、高層建筑、塔桅結(jié)構(gòu)、橋梁等。鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)輕、施工周期短和精度高等特點(diǎn)，在建筑、橋梁等土木工程中被廣泛采用。單層廠房鋼結(jié)構(gòu)體系“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)造型第16講鋼結(jié)構(gòu)工程共63頁(yè)

第1頁(yè)

用作鋼結(jié)構(gòu)的鋼材有鋼板、鋼帶、型鋼(工字鋼、槽鋼、角鋼)、鋼管和鋼鑄件等。鋼帶工字鋼鋼板槽鋼及角鋼鋼管概述共63頁(yè)

第2頁(yè)鋼材的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

⑴質(zhì)量證明文件：鋼材進(jìn)場(chǎng)應(yīng)有隨貨同行的質(zhì)量合格證明文件，進(jìn)口鋼材應(yīng)有國(guó)家商檢部門的復(fù)驗(yàn)報(bào)告；

⑵外觀檢查：鋼材端邊或斷口處不應(yīng)有分層、夾渣等缺陷;鋼材表面有銹蝕、麻點(diǎn)或劃痕等缺陷時(shí)，其深度不得大于該鋼材厚度允許偏差值的1/2，且銹蝕等級(jí)應(yīng)在C級(jí)及C級(jí)以上。

⑶允許偏差抽查：鋼板抽查厚度，型鋼抽查規(guī)格尺寸，每一品種、規(guī)格各抽查5處。

⑷抽樣復(fù)驗(yàn)：國(guó)外進(jìn)口鋼材、鋼材混批、板厚≥40mm且有Z向性能要求的厚板、結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)大跨度結(jié)構(gòu)中主要受力構(gòu)件采用的鋼材、設(shè)計(jì)有復(fù)驗(yàn)要求的鋼材、對(duì)質(zhì)量有疑義的鋼材應(yīng)進(jìn)行抽樣復(fù)驗(yàn)。概述共63頁(yè)

第3頁(yè)1構(gòu)件制作鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作一般在工廠進(jìn)行，包括放樣、號(hào)料、切割下料、邊緣加工、彎卷成型、折邊、矯正和防腐與涂飾等工藝過(guò)程。第16講鋼結(jié)構(gòu)工程箱型柱吊車梁鋼管柱鋼桁架格構(gòu)式管柱共63頁(yè)

第4頁(yè)H型鋼C型鋼Z型鋼蜂窩梁鋼樓承板彩色壓型鋼板自然通風(fēng)器預(yù)埋錨栓1構(gòu)件制作輕鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件共63頁(yè)

第5頁(yè)1.1放樣與號(hào)料根據(jù)產(chǎn)品施工詳圖或零、部件圖樣要求的形狀和尺寸，按1:1的比例把產(chǎn)品或零、部件的實(shí)體畫在放樣臺(tái)或平板上，求取實(shí)長(zhǎng)并制成樣板的過(guò)程。1.1.1放樣對(duì)復(fù)雜的殼體零、部件，還需作圖展開(kāi)。有條件時(shí)應(yīng)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。1構(gòu)件制作1.1.2號(hào)料根據(jù)樣板在鋼材上畫出構(gòu)件的實(shí)樣，并打上各種加工記號(hào)，為鋼材的切割下料作準(zhǔn)備。工人在號(hào)料共63頁(yè)

第6頁(yè)1.2切割下料

切割是將放樣和號(hào)料的零件形狀從原材料上進(jìn)行下料分離。常用的切割方法有：氣割、機(jī)械剪切和等離子切割三種方法。1.2.1氣割下料

利用氧氣與可燃?xì)怏w混合產(chǎn)生的預(yù)熱火焰加熱金屬表面達(dá)到燃燒溫度并使金屬發(fā)生劇烈的氧化，放出大量的熱促使下層金屬也自行燃燒，同時(shí)通以高壓氧氣射流，將氧化物吹除而形成一條狹小而整齊的割縫。氣割法有手動(dòng)氣割、半自動(dòng)氣割和自動(dòng)氣割。手動(dòng)氣割割縫寬度為4mm，自動(dòng)氣割割縫寬度為3mm。1構(gòu)件制作共63頁(yè)

第7頁(yè)氣割法設(shè)備靈活、費(fèi)用低廉、精度高，能切割各種厚度的鋼材，尤其是帶曲線的零件或厚鋼板，是目前使用最廣泛的切割方法。氣割下料CNC電腦切割生產(chǎn)線直線氣割機(jī)1.2切割下料共63頁(yè)

第8頁(yè)1.2.2機(jī)械剪切下料

通過(guò)沖剪、切削、磨擦等機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)。

⑴沖剪切割：當(dāng)鋼板厚度≯12cm時(shí)，采用剪板機(jī)、聯(lián)合沖剪機(jī)切割鋼材，速度快、效率高，但切口略粗糙。

⑵切削切割：采用弓鋸床、帶鋸機(jī)等切削鋼材，精度較好。

⑶磨擦切割：采用磨擦鋸床、砂輪切割機(jī)等切割鋼材，速度快、但切口不夠光潔、噪聲大。液壓聯(lián)合沖剪機(jī)鋸床1.2切割下料共63頁(yè)

第9頁(yè)利用高溫高速的等離子焰流將切口處金屬及其氧化物熔化并吹掉來(lái)完成切割，能切割任何金屬，特別是熔點(diǎn)較高的不銹鋼及有色金屬鋁、銅等。1.2.3等離子切割下料等離子切割機(jī)數(shù)控等離子切割機(jī)

1.2切割下料共63頁(yè)

第10頁(yè)1.3構(gòu)件加工對(duì)于尺寸精度要求高的腹板、翼緣板、加勁板、支座支撐面和有技術(shù)要求的焊接坡口，需要對(duì)剪切或氣割過(guò)的鋼板邊緣進(jìn)行加工。1.3.1邊緣加工邊緣加工方法有：鏟邊、刨邊、銑邊和碳弧氣刨邊。鋼板銑邊機(jī)端面銑滾剪倒角(坡口)機(jī)1構(gòu)件制作共63頁(yè)

第11頁(yè)1.3.2彎卷成型

鋼板卷曲是通過(guò)旋轉(zhuǎn)輥軸對(duì)板料進(jìn)行連續(xù)三點(diǎn)彎曲所形成的。鋼板卷曲包括預(yù)彎、對(duì)中和卷曲三個(gè)過(guò)程。⑴鋼板卷曲

①預(yù)彎：鋼板在卷板機(jī)上卷曲時(shí)，兩端邊緣總有卷不到的部份，即剩余直邊。通過(guò)預(yù)彎消除剩余直邊。

②對(duì)中：為防止鋼板在卷板機(jī)上卷曲時(shí)發(fā)生歪扭，應(yīng)將鋼板對(duì)中，使鋼板的縱向中心線與滾筒軸線保持嚴(yán)格的平行。

③卷曲：對(duì)中后，利用調(diào)節(jié)輥筒的位置使鋼板發(fā)生初步的彎曲，然后來(lái)回滾動(dòng)而卷曲。鋼板卷曲1.3構(gòu)件加工共63頁(yè)

第12頁(yè)

①型鋼彎曲：型鋼彎曲時(shí)斷面會(huì)發(fā)生畸變，彎曲半徑越小，則畸變?cè)酱?。?yīng)控制型鋼的最小彎曲半徑。構(gòu)件的曲率半徑較大，宜采用冷彎；構(gòu)件的曲率半徑較小，宜采用熱彎。⑵型材彎曲

②鋼管彎曲：在自由狀態(tài)下彎曲時(shí)截面會(huì)變形，外側(cè)管壁會(huì)減薄，內(nèi)側(cè)管壁會(huì)增厚。

彎制方法：管中加入填充物(砂)或穿入芯棒進(jìn)行彎曲；或用滾輪和滑槽在管外進(jìn)行彎曲。

彎曲半徑：≮管徑的3.5倍(熱彎)到4倍(冷彎)。型材彎曲機(jī)全自動(dòng)彎管機(jī)1.3構(gòu)件加工共63頁(yè)

第13頁(yè)

把構(gòu)件的邊緣壓彎成傾角或一定形狀的操作過(guò)程稱為折邊。折邊可提高構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度。彎曲折邊利用折邊機(jī)進(jìn)行。⑶折邊

包括鉚釘孔、螺栓孔，可鉆可沖。鉆孔用鉆孔機(jī)進(jìn)行，能用于鋼板、型鋼的孔加工；沖孔用沖孔機(jī)進(jìn)行，一般只能在較薄的鋼板、型鋼上沖孔，且孔徑一般≮鋼材的厚度。施工現(xiàn)場(chǎng)的制孔可用電鉆、風(fēng)鉆等加工。⑷制孔液壓板料折彎?rùn)C(jī)數(shù)控三維鉆孔機(jī)1.3構(gòu)件加工共63頁(yè)

第14頁(yè)1.3.3構(gòu)件矯正

鋼材在存放、運(yùn)輸、吊運(yùn)和加工成型過(guò)程中會(huì)變形,必須對(duì)不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的鋼材、構(gòu)件進(jìn)行矯正。鋼結(jié)構(gòu)的矯正，是通過(guò)外力或加熱作用迫使鋼材反變形，使鋼材或構(gòu)件達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的平直或幾何形狀。

矯正的方法：火焰矯正(亦稱熱矯正)、機(jī)械矯正和手工矯正(亦稱冷矯正)

。1.3構(gòu)件加工板材矯正機(jī)H型鋼翼緣矯正機(jī)鋼管矯直機(jī)共63頁(yè)

第15頁(yè)

利用火焰對(duì)鋼材進(jìn)行局部加熱，被加熱處理的金屬由于膨脹受阻而產(chǎn)生壓縮塑性變形，使較長(zhǎng)的金屬纖維冷卻后縮短而完成的。⑴火焰矯正

影響矯正效果的因素：火焰加熱位置、加熱的形式、加熱的溫度。

火焰矯正加熱的溫度：對(duì)于低碳鋼和普通低合金鋼為600～8000C?；鹧娉C正1.3構(gòu)件加工共63頁(yè)

第16頁(yè)

是通過(guò)專用矯正機(jī)使用權(quán)彎曲的鋼材在外力作用下產(chǎn)生過(guò)量的塑性變形，以達(dá)到平直的目的。⑵機(jī)械矯正

拉伸機(jī)矯正：用于薄板扭曲、型鋼扭曲、鋼管、帶鋼、線材等的矯正。

壓力機(jī)矯正：用于板材、鋼管和型鋼的矯正。

多輥矯正機(jī)：用于型材、板材等的矯正。液壓矯正機(jī)多輥矯正機(jī)矯正板材1.3構(gòu)件加工共63頁(yè)

第17頁(yè)采用錘擊的方法進(jìn)行，操作簡(jiǎn)單靈活。由于矯正力小、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低而用于矯正尺寸較小的鋼材，或矯正設(shè)備不便于使用時(shí)采用。⑶手工矯正錘擊法--鋼板焊接應(yīng)力變形校正1.3構(gòu)件加工共63頁(yè)

第18頁(yè)1.4.1鋼材的除銹鋼結(jié)構(gòu)的防腐與涂飾包括普通涂料涂裝和防火涂料涂裝。涂裝前，鋼材表面應(yīng)除銹。1.4除銹、防腐與涂飾

鋼材除銹方法有：噴砂、拋丸、酸洗以及鋼絲刷人工除銹、現(xiàn)場(chǎng)砂輪打磨等。拋丸除銹是最理想的除銹方式。噴砂除銹拋丸機(jī)除銹1構(gòu)件制作共63頁(yè)

第19頁(yè)1.4.2防腐與涂飾

施涂的方法有刷涂法(油性基料的涂料)和噴涂法(快干性和揮發(fā)性強(qiáng)的涂料)普通涂料的涂裝遍數(shù)、涂層厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，鋼材表面不應(yīng)誤涂、漏涂，涂層應(yīng)均勻，無(wú)明顯皺皮、流墜、針眼、氣泡及脫皮和返銹等。防火涂料的涂層厚度應(yīng)符合耐火極限的設(shè)計(jì)要求。噴涂法進(jìn)行涂裝1.4除銹、防腐與涂飾共63頁(yè)

第20頁(yè)2連接與拼裝鋼構(gòu)件的連接方法有焊接、緊固件連接(螺栓連接、射釘、自攻釘、拉鉚釘)及鉚接三種。第16講鋼結(jié)構(gòu)工程廣州電視塔外筒南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋鋼結(jié)構(gòu)焊接施工高強(qiáng)螺栓連接施工鉚接連接共63頁(yè)

第21頁(yè)2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接焊接方法特點(diǎn)適用范圍手工焊交流焊機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)易,操作靈活,可進(jìn)行各種位置的焊接普通鋼結(jié)構(gòu)直流焊機(jī)焊接電流穩(wěn)定,適用于各種焊條要求較高的鋼結(jié)構(gòu)埋弧自動(dòng)焊生產(chǎn)效率高,焊接質(zhì)量好,表面成型光滑美觀,操作容易,焊接時(shí)無(wú)弧光,有害氣體少長(zhǎng)度較長(zhǎng)的對(duì)接或貼角焊縫埋弧半自動(dòng)焊與埋弧自動(dòng)焊基本相同,但操作較靈活長(zhǎng)度較短、彎曲焊縫CO2氣體保護(hù)焊生產(chǎn)效率高,焊接質(zhì)量好,成本低,易于自動(dòng)化,可進(jìn)行全位置焊接用于薄鋼板鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法、特點(diǎn)及適用范圍2連接與拼裝共63頁(yè)

第22頁(yè)2.1.1手工電弧焊

⑵焊條：焊條供手工電弧焊用，由焊芯和藥皮組成。焊條的表示方法(如E4303、E5015)：“E”代表焊條，前兩位“43”、“50”表示焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度等級(jí)(430、500N/mm2)，第三位數(shù)字代表焊接的位置，最后一位數(shù)表示適用電源種類及藥皮類型。

又稱焊條電弧焊：是最普遍的熔化焊焊接方法，它是利用電弧產(chǎn)生的高溫、高熱量進(jìn)行焊接的。

⑴電焊機(jī)：主要有交流弧焊機(jī)、直流弧焊機(jī)

。交流弧焊機(jī)直流弧焊機(jī)焊條2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接共63頁(yè)

第23頁(yè)⑶焊接接頭與坡口

為確保焊件能焊透，必須開(kāi)一定形狀的坡口。

焊接前根據(jù)焊接部位的形狀、尺寸、受力的不同，選擇合適的接頭類型。常見(jiàn)的接頭型式有

對(duì)接、搭接、丁字接和角接等。

常見(jiàn)的接頭型式對(duì)接接頭的坡口型式2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接共63頁(yè)

第24頁(yè)⑷焊接工藝參數(shù)的選擇

手工電弧焊的焊接工藝參數(shù)有：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數(shù)、電源種類及極性等。

焊條直徑——根據(jù)焊件厚度、接頭形式、焊縫位置和焊接層次來(lái)選擇。

焊接電流——根據(jù)焊條的類型、直徑、焊件的厚度、接頭形式、焊縫空間位置等因素來(lái)考慮。其中焊條直徑和焊縫空間位置最為關(guān)鍵。

電弧電壓——根據(jù)電源特性，由焊接電流決定相應(yīng)的電弧電壓。此外電弧電壓還與電弧長(zhǎng)有關(guān)。2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接共63頁(yè)

第25頁(yè)

焊接層數(shù)——視焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多層焊。每層焊縫的厚度過(guò)大，對(duì)焊縫金屬的塑性有不利影響，施工中每層焊縫的厚度不應(yīng)大于4～5mm。多層焊的焊縫和焊接順序有平焊、立焊、橫焊和仰焊四種。平焊易操作，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量易保證。立焊、橫焊和仰焊時(shí)施焊困難，應(yīng)盡量避免。⑸焊縫的空間位置焊縫的空間位置2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接共63頁(yè)

第26頁(yè)⑹焊接準(zhǔn)備

碰擊法——將焊條垂直于焊件進(jìn)行碰擊，然后迅速保持一定距離；

劃擦法——將焊條端頭輕輕劃過(guò)焊件，然后迅速保持一定距離。

嚴(yán)禁在焊縫區(qū)以外的母材上打火引弧。包括坡口制備、焊口清理、焊條烘干、預(yù)熱、預(yù)變形及高強(qiáng)度鋼切割表面探傷等。⑺引弧引弧方法鋼管打坡口2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接共63頁(yè)

第27頁(yè)⑻運(yùn)條方法

①沿其中心線向下送進(jìn)——焊條被電弧熔化變短，為保持弧長(zhǎng)，須使焊條沿其中心線向下送進(jìn)，以防止斷?。?/p>

焊條運(yùn)條有三個(gè)運(yùn)條方向，三個(gè)方向的動(dòng)作應(yīng)密切配合。

②沿焊縫方向移動(dòng)——為形成線形焊縫，焊條要沿焊縫方向移動(dòng)，移動(dòng)速度應(yīng)適當(dāng)；

③橫向擺動(dòng)——為獲得一定寬度的焊縫，焊條必須橫向擺動(dòng)。平焊焊條角度和運(yùn)條基本動(dòng)作2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接共63頁(yè)

第28頁(yè)2.1.2埋弧自動(dòng)焊

埋弧自動(dòng)焊的優(yōu)點(diǎn)是：生產(chǎn)效率高、焊縫質(zhì)量好、節(jié)約鋼材和電能、改善了勞動(dòng)條件。

埋弧自動(dòng)焊的缺點(diǎn)是：適應(yīng)能力差，只能在水平位置焊接長(zhǎng)直焊縫或大直徑的環(huán)焊縫。埋弧焊時(shí)焊縫的形成埋弧自動(dòng)焊的焊接過(guò)程埋弧自動(dòng)焊機(jī)電腦自動(dòng)埋弧焊生產(chǎn)線2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接共63頁(yè)

第29頁(yè)2.1.3CO2氣體保護(hù)焊

二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊施焊時(shí)焊縫被保護(hù)，故焊縫金屬純度高、性能好；焊接加熱集中，焊件變形小；電弧穩(wěn)定性好，在小電流時(shí)電弧也能穩(wěn)定燃燒，是一種高效率，低成本的焊接方法。缺點(diǎn)是：焊縫熔深淺，只適合于焊接＜6mm薄板。逆變CO2氣體保護(hù)焊機(jī)

CO2氣體保護(hù)焊

CO2氣體保護(hù)焊絲2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接共63頁(yè)

第30頁(yè)2.2緊固件連接包括普通螺栓、高強(qiáng)度螺栓、射釘、自攻釘、拉鉚釘?shù)木o固連接。連接螺栓分為8級(jí)，即3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、10.9S(如5.6S表示抗拉強(qiáng)度為500MPa,屈強(qiáng)比為60%)，其中后兩級(jí)為高強(qiáng)度螺栓，其余為普通螺栓。鋼柱與基礎(chǔ)的地腳螺栓連接梁柱節(jié)點(diǎn)的螺栓連接共63頁(yè)

第31頁(yè)2.2.1普通螺栓連接普通螺栓按外形有：六角螺栓、雙頭螺栓和地腳螺栓。①六角螺栓：按質(zhì)量和產(chǎn)品等級(jí)分為A、B、C三種。

A級(jí)螺栓——精制螺栓；

B級(jí)螺栓——半精制螺栓；

C級(jí)螺栓——粗制螺栓。⑴普通螺栓的種類和用途

A、B級(jí)螺栓適用于連接部位需傳遞較大剪力的重要結(jié)構(gòu)的安裝，C級(jí)螺栓適用于鋼結(jié)構(gòu)安裝中的臨時(shí)固定。六角螺栓2.2緊固件連接共63頁(yè)

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②雙頭螺栓：又稱螺柱，多用于連接厚板或不方便使用六角螺栓連接的地方，如砼屋架、屋面梁懸掛單軌梁吊掛件等。

③地腳螺栓：分為一般地腳螺栓、直角地腳螺栓、錘頭螺栓和錨固地腳螺栓，一般地腳螺栓、直角地腳螺栓和錘頭螺栓是在砼澆筑前預(yù)埋在基礎(chǔ)之中，用以固定鋼柱；錨固地腳螺栓是在已成型砼基礎(chǔ)上經(jīng)鉆機(jī)成孔后，再安裝、灌漿固定的一種地腳螺栓。雙頭螺栓一般地腳螺栓異型地腳螺栓地腳螺栓預(yù)埋2.2緊固件連接共63頁(yè)

第33頁(yè)⑵普通螺栓的施工

①連接要求：

※

螺栓頭和螺母的下面應(yīng)放置平墊圈。螺母下面的墊圈不應(yīng)多于2個(gè)，螺栓頭部下面的墊圈不應(yīng)多于1個(gè)。

※

螺栓頭和螺母應(yīng)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面及墊圈密貼。

※

傾斜面的螺栓連接，放置斜墊片墊平。

※

動(dòng)荷載或重要部位的螺栓，應(yīng)放置彈簧墊圈。

※

螺栓伸出螺母的長(zhǎng)度應(yīng)不小于兩個(gè)完整螺紋的長(zhǎng)度。2.2緊固件連接共63頁(yè)

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②緊固軸力

螺栓緊固必須從中心開(kāi)始，對(duì)稱施擰；大型接頭采用復(fù)擰，即“兩次緊固法”。

2.2緊固件連接施擰時(shí)的緊固軸力應(yīng)不超過(guò)相應(yīng)的規(guī)定。永久螺栓擰緊質(zhì)量檢驗(yàn)采用錘敲或用力矩扳手檢驗(yàn)，要求螺栓不顫動(dòng)和偏移，擰緊的真實(shí)性用塞尺檢查，對(duì)接表面高差(不平度)不應(yīng)超0.5mm。南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋高強(qiáng)螺栓終擰共63頁(yè)

第35頁(yè)2.2.2高強(qiáng)螺栓連接

高強(qiáng)螺栓就是高強(qiáng)度的螺栓，是一種標(biāo)準(zhǔn)件。是繼鉚接連接后的新型鋼結(jié)構(gòu)連接形式，是目前鋼結(jié)構(gòu)連接的主要手段。高強(qiáng)螺栓從外形上可分為扭剪型高強(qiáng)螺栓和大六角頭高強(qiáng)螺栓。⑴高強(qiáng)螺栓的種類和用途扭剪型高強(qiáng)螺栓大六角頭高強(qiáng)螺栓一個(gè)連接副為一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和一個(gè)墊圈一個(gè)連接副為一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和二個(gè)墊圈2.2緊固件連接共63頁(yè)

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①手動(dòng)扭矩扳手：高強(qiáng)螺栓以手動(dòng)緊固時(shí)，要使用有示明扭矩值的扳手施擰，以達(dá)到高強(qiáng)螺栓連接副規(guī)定的扭矩和剪力值。常用的手動(dòng)扭矩扳手有指針式、音響式和扭剪型三種。⑵高強(qiáng)螺栓施工的機(jī)具響聲式扭矩扳手德國(guó)Wera可調(diào)控扭力扳手手動(dòng)扭矩扳手2.2緊固件連接共63頁(yè)

第37頁(yè)

②電動(dòng)扳手

定扭矩、定轉(zhuǎn)角電動(dòng)扳手適用于大六角頭高強(qiáng)螺栓的緊固，可自動(dòng)控制扭矩和轉(zhuǎn)角，適用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁、廠房建設(shè)安裝大六角頭高強(qiáng)螺栓施工的初擰、終擰和扭剪型高強(qiáng)螺栓的初擰。

扭剪型電動(dòng)扳手適用于扭剪型高強(qiáng)度螺栓的終擰緊固，常用的扭剪型電動(dòng)扳手有6922型和6924型兩種。6924扭剪扳手電動(dòng)扭剪扳手定扭矩電動(dòng)扳手2.2緊固件連接共63頁(yè)

第38頁(yè)⑶高強(qiáng)螺栓的保管及現(xiàn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)

①高強(qiáng)螺栓的保管

高強(qiáng)度螺栓的包裝、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)保管過(guò)程要保持它的出廠狀態(tài)，直到安裝使用前才能開(kāi)箱檢查使用。以防止連接副的扭矩系數(shù)(K)發(fā)生變化，這是高強(qiáng)度螺栓保管的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

②高強(qiáng)度螺栓的現(xiàn)場(chǎng)取樣復(fù)驗(yàn)

扭剪型高強(qiáng)螺栓和高強(qiáng)大六角頭螺栓出廠時(shí)應(yīng)隨箱帶有扭矩系數(shù)和緊固軸力(預(yù)拉力)的檢驗(yàn)報(bào)告。

連接面抗滑移系數(shù)復(fù)驗(yàn)：高強(qiáng)螺栓按每驗(yàn)收批抽取3組試件；

預(yù)拉力復(fù)驗(yàn)：扭剪型高強(qiáng)螺栓每驗(yàn)收批抽取8套；

扭矩系數(shù)復(fù)驗(yàn)：高強(qiáng)大六角頭螺栓每驗(yàn)收批抽取8套。2.2緊固件連接共63頁(yè)

第39頁(yè)⑷高強(qiáng)螺栓的施工要點(diǎn)

①緊固前檢查

螺栓緊固前，應(yīng)對(duì)螺孔、被連接件的移位，不平度、不垂直度、磨光頂緊的貼合情況，以及板疊合處摩擦面的處理，連接間隙，孔眼的同心度，臨時(shí)螺栓的布放等進(jìn)行檢查。

②緊固施工

緊固順序應(yīng)從節(jié)點(diǎn)中心向邊緣依次進(jìn)行。緊固時(shí)，要分初擰和終擰兩次緊固；對(duì)于大型節(jié)點(diǎn)，可分為初擰、復(fù)擰和終擰。初擰、復(fù)擰軸力宜為60～80%標(biāo)準(zhǔn)軸力，終擰軸力為標(biāo)準(zhǔn)軸力。當(dāng)天安裝的螺栓，要在當(dāng)天終擰完畢，防止螺紋被沾污和生銹，引起扭矩系數(shù)值發(fā)生變化。2.2緊固件連接共63頁(yè)

第40頁(yè)

③緊固完畢檢查

高強(qiáng)大六角頭螺栓檢查：包括是否有漏擰和施工扭矩值。施工扭矩值的檢查在終擰完成1h后、48h內(nèi)進(jìn)行。

抽查量：每個(gè)作業(yè)班組和每天終擰完畢數(shù)量的5％，其不合格的數(shù)量應(yīng)小于被抽查數(shù)量的10％，且少于2個(gè)，方為合格。否則，應(yīng)雙倍抽檢。如仍不合格，則應(yīng)對(duì)當(dāng)天終擰完畢的螺栓全部進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。

扭剪型高強(qiáng)螺栓檢查時(shí)，只要觀察其尾部被擰掉，即可判斷螺栓終擰合格。對(duì)于某些原因無(wú)法使用專用電動(dòng)扳手終擰掉梅花頭時(shí)，則可參照高強(qiáng)大六角頭螺栓的檢查方法，采用扭矩法或轉(zhuǎn)角法進(jìn)行終擰并標(biāo)記。2.2緊固件連接共63頁(yè)

第41頁(yè)2.2.3自攻螺栓、鋼拉鉚釘、射釘連接連接薄鋼板用的自攻螺栓、鋼拉鉚釘、射釘?shù)绕湟?guī)格尺寸與連接鋼板相匹配，緊固密貼，其間距、邊距符合設(shè)計(jì)要求。特重型雙把拉鉚槍氣動(dòng)拉鉚釘槍平頭型射釘(帶斜角金屬角片)自攻螺栓射釘鋼拉鉚釘自攻自鉆螺釘2.2緊固件連接共63頁(yè)

第42頁(yè)受運(yùn)輸、吊裝等條件的限制，鋼構(gòu)件可按部件組裝、構(gòu)件組裝后出廠，對(duì)于復(fù)雜構(gòu)件為驗(yàn)證其安裝質(zhì)量，還要進(jìn)行工廠預(yù)拼裝。除管結(jié)構(gòu)為立體預(yù)拼裝，并可設(shè)卡、夾具外，其它結(jié)構(gòu)一般均為平面拼裝，且構(gòu)件應(yīng)處于自由狀態(tài)，不得強(qiáng)行固定。2.3構(gòu)件的組裝平面桁架的工廠預(yù)拼裝鋼管桁架的工廠預(yù)拼裝2連接與拼裝共63頁(yè)

第43頁(yè)3鋼結(jié)構(gòu)安裝

⑴技術(shù)準(zhǔn)備：制定安裝技術(shù)方案，單層鋼結(jié)構(gòu)工程宜采用分件安裝法，屋蓋糸統(tǒng)宜采用綜合安裝法。多層鋼結(jié)構(gòu)工程一般采用綜合安裝法

⑵施工機(jī)具及材料準(zhǔn)備：包括吊裝機(jī)械、各類輔助施工機(jī)具、鋼構(gòu)件、各類焊接材料及緊固件等。

3.1施工準(zhǔn)備第16講鋼結(jié)構(gòu)工程⑶柱基檢查：柱基找平和標(biāo)高控制，復(fù)核軸線并彈好安裝對(duì)位線，檢查地腳螺栓軸線位置、尺寸及質(zhì)量。

⑷構(gòu)件清理：清理鋼柱等先行吊裝構(gòu)件，編號(hào)并彈好安裝就位線。安裝前柱底除銹清理共63頁(yè)

第44頁(yè)3.2單層鋼結(jié)構(gòu)安裝鋼柱宜采用一點(diǎn)直吊綁扎法起吊，就位時(shí)對(duì)準(zhǔn)地腳螺栓緩慢下落，對(duì)位后擰上螺帽將柱臨時(shí)固定，校正其平面位置和垂直度；校正后終擰螺帽，用墊板與柱底板焊牢，然后柱底灌漿固定

。3.2.1鋼柱安裝3鋼構(gòu)件安裝鋼柱的吊裝終擰地腳螺栓柱底灌漿固定共63頁(yè)

第45頁(yè)3.2.2鋼吊車梁安裝吊車梁采用兩點(diǎn)綁扎，吊升時(shí)用溜繩控制吊升過(guò)程構(gòu)件的空中姿態(tài)，方便對(duì)位及避免碰撞。就位臨時(shí)固定后要校正吊車梁的垂直度、標(biāo)高及縱橫軸線位置。

低跨吊車梁的吊裝雙層吊車梁的吊裝3.2單層鋼結(jié)構(gòu)安裝共63頁(yè)

第46頁(yè)3.2.3屋面系統(tǒng)安裝屋架安裝應(yīng)在柱子校正并固定后進(jìn)行；屋面系統(tǒng)可采用擴(kuò)大組合拼裝后吊裝，擴(kuò)大組合拼裝單元宜成為具有一定剛度的空間結(jié)構(gòu)。檁條等構(gòu)件安裝應(yīng)在屋架調(diào)整定位后進(jìn)行。3.2單層鋼結(jié)構(gòu)安裝屋架的吊裝擴(kuò)大組合拼裝單元的吊裝檁條的安裝共63頁(yè)

第47頁(yè)3.3多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝多層及高層鋼結(jié)構(gòu)的柱、梁、支撐等構(gòu)件的長(zhǎng)度尺寸應(yīng)包括焊接收縮余量等變形值。3鋼構(gòu)件安裝多層鋼結(jié)構(gòu)安裝高層鋼結(jié)構(gòu)安裝共63頁(yè)

第48頁(yè)

軸線引測(cè)：柱的定位軸線應(yīng)從地面控制線引測(cè)，不得從下層柱的定位軸線引測(cè)，避免累積誤差。鋼柱的校正鋼柱的吊裝3.3多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝3.3.1鋼柱的安裝與校正

鋼柱校正：對(duì)垂直度、軸線、牛腿面標(biāo)高進(jìn)行初驗(yàn)，柱間間距用液壓千斤頂與鋼楔或倒鏈與鋼絲繩校正。共63頁(yè)

第49頁(yè)3.3.2鋼梁的安裝與校正

安裝準(zhǔn)備：吊裝前應(yīng)檢查鋼柱牛腿標(biāo)高和柱子間距，梁上裝好扶手和通道鋼絲繩以保證施工人員的安全。吊點(diǎn)一般設(shè)在翼緣板開(kāi)孔處，其位置取決于鋼梁的跨度。鋼梁校正：對(duì)標(biāo)高及中心線要反復(fù)校正至符合要求。梁柱在地面組裝后進(jìn)行整體吊裝鋼梁的安裝通道鋼絲繩懸掛吊籃3.3多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝共63頁(yè)

第50頁(yè)3.3.3構(gòu)件間的連接鋼構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)連裝

鋼柱間的連接常采用坡口焊連接；主梁與鋼柱的連接一般翼緣用坡口焊連接，腹板用高強(qiáng)螺栓連接；次梁與主梁的連接基本上是在腹板處用高強(qiáng)螺栓連接，少量再在翼緣處用坡口焊連接。

鋼柱間坡口焊連接梁柱間翼緣坡口焊連接,腹板高強(qiáng)螺栓連接梁柱間翼緣坡口焊連接,腹板高強(qiáng)螺栓連接3.3多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝共63頁(yè)

第51頁(yè)

柱與梁的焊接順序：先焊頂部梁柱節(jié)點(diǎn)，再焊底部梁柱節(jié)點(diǎn)，最后焊中間部分的梁柱節(jié)點(diǎn)。

高強(qiáng)螺栓連接的緊固順序：先主要構(gòu)件，后次要構(gòu)件。

工字形構(gòu)件的緊固順序：上翼緣→下翼緣→腹板。

同一節(jié)柱上各梁柱節(jié)點(diǎn)的緊固順序：上部的梁柱節(jié)點(diǎn)→下部的梁柱節(jié)點(diǎn)→柱子中部的梁柱節(jié)點(diǎn)。3.3多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝共63頁(yè)

第52頁(yè)3.4鋼網(wǎng)架安裝網(wǎng)架結(jié)構(gòu)廣泛用作大跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)是匯交于節(jié)點(diǎn)上的桿件數(shù)量較多，制作安裝較平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)有焊接球、螺栓球和鋼板節(jié)點(diǎn)三種形式。網(wǎng)架的基本單元有三角錐、三棱體、正方體、截頭四角錐等，可組合成平面形狀的任何形體。3鋼構(gòu)件安裝焊接球節(jié)點(diǎn)鋼制空心球鋼管桿件球節(jié)點(diǎn)焊縫管球連接焊縫螺栓球節(jié)點(diǎn)實(shí)心螺栓球45號(hào)鋼鋼管桿件錐頭

高強(qiáng)螺栓與套筒

共63頁(yè)

第53頁(yè)3.4.1高空拼裝法先在設(shè)計(jì)位置處搭設(shè)拼裝支架，用起重機(jī)把網(wǎng)架構(gòu)件分件(或分塊)吊至空中的設(shè)計(jì)位置，在支架上進(jìn)行拼裝。此法不需大型起重設(shè)備，但拼裝支架用量大，高空作業(yè)多。適用于螺栓球節(jié)點(diǎn)的鋼管網(wǎng)架。3.4鋼網(wǎng)架安裝落地支架拼裝網(wǎng)架

網(wǎng)架高空拼裝施工共63頁(yè)

第54頁(yè)傳統(tǒng)安裝技術(shù)

高空散裝法分條或分塊安裝法3.4.2整體安裝法是先將網(wǎng)架在地面上拼裝成整體，再用起重設(shè)備將其整體提升到設(shè)計(jì)位置上加以固定。此法不需拼裝支架，高空作業(yè)少，易保證焊接質(zhì)量，但對(duì)起重設(shè)備要求高，技術(shù)較復(fù)雜。適用于球節(jié)點(diǎn)的鋼網(wǎng)架。根據(jù)所用設(shè)備的不同，整體安裝法又分為多機(jī)抬吊法、拔桿提升法、千斤頂提升法及千斤頂頂升法等。四機(jī)抬吊網(wǎng)架京杭大運(yùn)河上跨度107m的鋼網(wǎng)架一次吊裝成功3.4鋼網(wǎng)架安裝共63頁(yè)

第55頁(yè)吊車準(zhǔn)備起吊吊至設(shè)計(jì)標(biāo)高安裝就位3.4鋼網(wǎng)架安裝共63頁(yè)

第56頁(yè)現(xiàn)代安裝技術(shù)

整體吊裝法浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)二期航站樓，中跨89m，采用300t履帶吊，屋架地面拼裝，垂直吊裝就位。⑵拔桿提升法

網(wǎng)架先在地面上錯(cuò)位拼裝，然后用多根獨(dú)腳拔桿將網(wǎng)架整體提升到柱頂以上，空中移位，落位安裝。⑶整體提升法和頂升法是利用電動(dòng)螺桿提升機(jī)或頂升千斤頂，將在地面原位拼裝好的鋼網(wǎng)架整體提升或頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高。整體提升法整體頂升法3.4鋼網(wǎng)架安裝共63頁(yè)

第58頁(yè)HAECO飛機(jī)機(jī)庫(kù)屋頂安裝·香港

提升塔架

屋頂鋼結(jié)構(gòu)荷載為1000t，地面拼裝后使用9臺(tái)額定荷載為185t千斤頂將其吊裝到設(shè)計(jì)高度。

拉力框架的提升

倒裝千斤頂沿鋼絞線爬升倒裝千斤頂沿鋼絞線爬升3.4鋼網(wǎng)架安裝共63頁(yè)

第59頁(yè)整體提(頂)升法河南南陽(yáng)鴨河口電廠干煤棚體量