海口机场

1

目录

第一章总体概述...................................................1

1.1综合说明..................................................1

1.2编制依据..................................................3

1.3工程概况..................................................5

1.3.1建筑概况............................................8

1.3.2钢结构工程概况......................................9

1.3.3屋面工程概况.......................................23

第二章工程重点、难点分析及解决措施..................................38

2.1钢结构工程施工重难点分析.................................38

2.1.1钢结构工程深化设计重点、难点及解决措施.............38

2.1.2加工制作重点难点及解决措施.........................41

2.1.3钢结构现场施工重难点及解决措施.....................44

2百成汇 .2屋面工程施工重难点分析...................................45

2.2.1屋面系统设计重难点.................................45

2.2.2屋面系统抗风、防雨性能的实现.......................50

2.2.3屋面系统防火性能的实现.............................58

2.2.4屋面系统防雷及保温、防潮性能的实现.................58

2.2.5屋面系统现场施工重难点.............................60

2.2.6金属屋面系统细部处理需最大限度满足建筑美学，并应方便运营

期的清洁与维护...............................................63

第三章加工制作方案..................................................64

3.1材料采购.................................................64

3.1.1钢结构构件材料采购..................................64

3.1.2金属屋面构件材料采购................................66

3.1.3原材料供应质量保证措施..............................68

3.1.4原材料供应应急预案..................................73

3.2钢结构构件加工制作方案...................................73

3.2.1各指廊钢结构构件工程量统计分析.....................73

2

3.2.2钢材前期加工.......................................74

3.2.3屋面管桁架加工制作方案.............................75

3.2.4大直径钢管制作工艺.................................77

3.2.5焊接空心球加工制作工艺.............................86

3.2.6工厂预拼装方案.惠州淡水 ....................................96

3.2.7工厂焊接方案......................................101

3.2.8工厂涂装方案......................................115

3.3金属屋面构件加工制作方案................................122

3.3.1檩条加工..........................................122

3.3.2压型底板加工制作..................................123

3.3.3连接件及支座加工制作..............................127

3.3.4不锈钢天沟工厂加工................................130

3.3.5天窗骨架等型材加工制作............................132

3.3.6铝单板加工工艺....................................139

3.3.7屋面板现场加工成型.................................142

3.4运输方案及成品保护措施...................................145

3.4.1主要运输构件说明..................................145

3.4.2构件运输管理流程及验收............................145

3.4.3成品保护方案.......................................146

第四章现场施工方案.................................................149

4.1施工现场测量方案........................................149

4.1.1测量方案..........................................149

4.1.2钢结构施工监测方案................................162

4.1.3屋面工程测量方案..................................168

4.2施工总体思路介绍........................................173

4.3施工总体流程............................................175

4.4钢结构施工方案介绍......................................187

4.4.1施工现场土建结构施工条件分析......................187

4.4.2大直径钢柱吊装方案................................188

3

4.4.3各指廊屋盖施工方案................................202

4.4.4浮岛钢结构施工方案................................222

4.4.5单层网壳钢结构施工方案............................229

4.4.6屋盖钢结构卸载方案及技术保证措施..................247

4.5金属屋面系统现场施工方案................................254

4.5.1现场施工环境及温度条件分析........................254

4.5.2屋面板上板方案比选................................257

4.5.3金属屋面施工分区及总体施工顺序....................263

4.5.4金属屋面系统总体安装程序设计......................266

4.5.5屋面系统标准构造层施工方案........................267

4.5.6屋面天沟系统安装方案..............................292

4.5.7檐口系统安装方案..................................300

4.5.8采光天窗安装方案..................................305

4.5.9金属屋面防水系统淋水试水工艺技术方案..............312

4.7现场焊接方案及技术措施..................................313

4.7.1焊前准备...........................................313

4.7.2焊接施工..........................................315

4.7.3焊接检验..........................................316

4.8现场涂装方案............................................317

4.8.1现场涂装准备.......................................317

4.8.2涂层修补施工......................................320

4.9高强螺栓施工方案........................................322

4.9.1施工准备..........................................322

4.9.2高强螺栓安装施工流程..............................324

4.9.3连接螺栓施工......................................324

1

第一章总体概述

1.1综合说明

海口美兰国际机场是国内大型机场和区域枢纽机场，同时也是海南航空公司和

南方航空公司的基地机场。现有一条3000m长，45m宽的跑道，2座旅客航站楼（分

别为国内航站楼和国际航站楼）飞行区等级为4E。根据国家发展和改革委员会批复，

进行美兰机场的二期扩建工程，包括新建一条长3600m的跑道，两条平行滑行道和

联络道系统，飞行区等级为4F。新建旅客航站楼、停车楼、货运站。航食用房以及

其他附属设施。

旅客航站楼工程是二期扩建工程的核心项目，按照2025年旅客吞吐量2300万

进行设计，包括420万国际旅客，以及1880万国内旅客流量。设计高峰小时人数，

国际1473人，国内6595人，总计8068人。

海口美兰国际机场二期效果图

2

海口美兰国际机场地处海口市东南方，距离海口市直线距离约为20km。

海口美兰国际机场现状海口美兰国际机场完工后效果图

海口美兰国际机场二期

航站楼平面呈“X”布置，分

别由航站楼主楼、四个指廊

部分组成，是一座为国内国

际旅客使用的四层式航站

楼。

海口市

海口美兰国际机场

3

1.2编制依据

1、设计规范、规程

序号规范名称规范编号

1《民用机场设计通则》GB50352-2005

2《建筑设计防火规范》GB50016-2014

3《公共建筑节能设计标准》GB50185-2015

4《屋面工程技术规范》GB50345-2013

5《坡屋面工程技术规范》GB50693-2011

6《室外排水设计规范》GB50014-2016

7《压型金属板工程应用技术规范》GB50896-2013

8《采光顶与金属屋面技术规程》JGJ255-2012

9《铝合金结构设计规范》GB50429-2007

10《钢结构设计规范》GB50017-2003

11《建筑业钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

12《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

13《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

14《建筑抗震设计规范》GB50057-2010

15《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

16《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018-2002

17《民用建筑设计通则》GB50352-2005

18《民用建筑热工设计规范》GB50176-93

19《民用建筑隔声设计规范》GB50118-2010

20《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

21《铝合金结构设计规范》GB50429-2007

2、材料标准

序号规范名称规范编号

1《变形铝及铝合金牌号表示方法》GB/T16474-2011

2《变形铝及铝合金状态代号》GB/T16475-2008

4

3《变形铝及铝合金化学成分》GB/T3190-2008

4《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG/T133-2000

5《建筑用隔热铝合金型材-穿条式》JG/T175-2005

6《铝及铝合金彩涂层板、带材》YS/T431-2009

7《铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板》YS/T429.2-2000

8《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005

9《不锈钢棒》GB/T1220-2007

10《不锈钢冷加工棒》GB/T4226-2009

11《不锈钢冷轧钢板及钢带》GB/T3280-2007

12《不锈钢热轧钢板及钢带》GB/T4237-2007

13《彩涂层钢板和钢带》GB/T12745-2006

14《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008

15《合金结构钢》GB/T3077-1999

16《碳钢焊条》GB/T5117-1999

17《碳素结构钢》GB/T700-2006

18《优质碳素结构钢》GB/T699-1999

19《彩涂层钢板用建筑密封胶》JC/T884-2001

20《建筑用硅酮密封胶》GB16776-2005

21《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》GB/T19686-2005

22《建筑用硬质塑料隔热条》JC/T174-2005

23《建筑绝热用玻璃棉制品》GB/T17795-2008

24《绝热用玻璃棉及其制品》GB/T13350-2008

25《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》GB/T11835-2007

26《紧固件螺栓和螺钉》GB/T5277-1985

27《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/T3103.1-2002

28《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB/T3098.15-2000

29《紧固件性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.6-2000

30《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1-2000

5

31《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/T3098.5-2000

32《十字槽盘头螺钉》GB/T818-2000

3、相关法律、法规依据

编号名称文号

1《中华人民共和国合同法》令第15号

2《中华人民共和国建筑法》令第91号

3《中华人民共和国安全生产法》令第70号

4《中华人民共和国环境保护法》令第22号

5《建设工程质量管理条例》国务院令第279号

6《建设工程安全生产管理条例》国务院令第393号

7《安全生产许可证条例》国务院令第397号

8《实施工程建设强制性标准监督规定》建设部第81号令

9《工程建筑标准强制性条文》建设部[2002]219号

10《建筑工程设计文件编制深度规定》建设部[2003]84号

1.3工程概况

6

海口美兰国际机场二期扩建工程扩建工程轴测图

海口美兰国际机场二期扩建工程扩建工程平面图

序号项目主要内容序号项目主要内容

1工程名称

海口美兰国际机场二期扩建工程航

站楼及配套项目-旅客航站楼工程

7建筑防火分类一类

2建设地点海口市美兰区海口机场8建筑防水等级地下：一级，屋面：一级

3建设规模29.6万平方米9建筑设防烈度八度（0.3g）

4建筑占地面积约12.28万平方米10设计使用年限50年

5建筑耐火等级1级

7

屋盖钢结构平面分区图

屋盖钢结构轴侧分区图

海口美兰国际机场二期扩建工程航站楼及配套项目-旅客航站楼工程屋顶钢结构根据结构缝分为指廊部分钢结构、主楼屋盖钢

结构。其中指廊屋盖钢结构又分成B区指廊屋盖钢结构、C区指廊屋盖钢结构、D区指廊屋盖钢结构和E区指廊屋盖钢结构。B区指

廊屋盖钢结构与C区指廊屋盖钢结构以00轴对称，D区指廊屋盖钢结构与E区指廊屋盖钢结构以00轴对称。

8

1.3.1建筑概况

航站楼呈X型布置，在平面构型上可分成中心主楼、西南指廊、西北指廊、东

南指廊、东北指廊五部分组成。主楼为中央处理单元及国际候机区、到达区、四条

指廊均为国内候机及到达指廊，在主楼和指廊根部分别布置了CIP和VIP的休息区。

中心主楼为主体地上四层（局部五层水箱间）、地下一层构型，设基础隔震。指廊采

用地下三层构型，不设地下室。

建筑平面尺寸示意图

旅客航站楼由中心区与四条指廊组成，东西向总宽度约为750m，南北向总进深

宽度约为405m，其中B区、C区指廊长度为275m，宽度为42m，指廊端头为放大的

候机区直径为70m，D区、E区指廊长度为226m，宽度为34m。指廊部分投影面积约

为3.8万平方米。

指廊部分建筑特征及楼层功能分布如下;

主体结构类型三层以下为混凝土框架结构，屋盖部分为钢桁架结构

建筑层数三层

首层建筑标高为为0.000m，二层建筑标

高为4.5m，三层建筑标高为8.5m

主要设计功能首层

国内国际远机位出发厅、国内国际远机位

出发口

9

二层

国内到港通道，国内转机通道、国际中转

国内通道、国内中转国际通道和行李分拣

层等

三层国内国际候机指廊

1.3.2钢结构工程概况

1.3.2.1结构整体概况

10

钢结构分区平面图

海口美兰国际机场二期航站楼平面呈“X”

布置，分别由航站楼主楼、西南指廊（D区）、

西北指廊（B区）、东南指廊（E区）、东北指

廊(C区）四个指廊部分组成，指廊上部屋盖为

钢管桁架结构，下部为钢管柱。

11

指廊钢结构尺寸平面图

12

典型剖面二图

典型剖面三图

13

典型剖面四图

典型剖面五图

14

1.3.2.2钢管柱概况

B区指廊钢柱分布图（红部分为钢柱）

钢柱工程量统计表

序号钢柱截面长度mm根数材质

1900X2574501Q345B

2900X251066215Q345B

3900X251185028Q345B

B区、C区指廊钢管柱布置及尺寸相同。钢柱最大尺寸为900X25，最大间距为18m。最大标高为20.71m，最大长度为15.565m。

15

D区指廊钢柱分布图（红部分为钢柱）

钢柱工程量统计表

序号钢柱截面长度mm根数材质

1900X251066221Q345B

2900X25118508Q345B

3900X25109904Q345B

D区、E区指廊钢管柱布置及尺寸相同。钢柱最大尺寸为900X25，最大间距为18m。最大标高为20.71m，最大长度为15.565m。

16

1.3.2.3屋盖桁架概况

指廊桁架平面图

指廊桁架轴测图

旅客航站楼由中心区与四条指廊组成，东西向总宽度约为750m，南北向总进深宽度约为405m，其中B区、C区指廊长度为270m，

宽度为42m，指廊端头为放大的候机区直径为70m，D区、E区指廊长度为226m，宽度为34m。指廊部分投影面积约为3.2万平方米，

桁架通过与钢柱焊接连接。

17

B区桁架平面图

平面桁架剖面图

矩形桁架剖面图

指廊屋顶构件截面列表

序号截面尺寸材质序号截面尺寸材质序号截面尺寸材质

1P121X4Q3456P180X8Q34511口500X300X20X25Q345

2P180X6Q3457P245X12Q34512H175X175X7.5X11Q345

3P219X10Q3458P219X12Q34513H400X200X8X13Q345

4P159X6Q3459口150X150X6X6Q34514H500X250X12X16Q345

5P351X12Q34510口250X150X8X8Q34515H600X250X12X20Q345

B区、C区指廊单榀桁架最长约为36m，最短约为4.56m，投影面积约为12200m2。

18

D区桁架平面图

平面桁架剖面图

矩形桁架剖面图

指廊屋顶构件截面列表

序号截面尺寸材质序号截面尺寸序号序号截面尺寸材质

1P121X4Q3455P351X12Q3459口150X150X6X6Q345

2P180X6Q3456P180X8Q34510口250x150x8x8Q345

3P219X10Q3457P245X12Q345

4P159X6Q3458P219X12Q345

D区、E区指廊单榀桁架最长约为36m，最短约为4.56m，投影面积约为6700m2。

19

1.3.2.4钢浮岛概况

钢浮岛位于结构三层，底标高为8.3m，最大顶标高为13m。B区指廊钢浮岛与C

区指廊钢浮岛以00轴对称，D区指廊钢浮岛与E区指廊钢浮岛以00轴对称。B、C

区指廊钢浮岛各有4处，其中一处呈花瓣状，投影面积约为950m2。

钢浮岛构建表

B、C指廊

序号截面尺寸材质

1∅402X14Q345

2口200X200X12X12Q345

3口300X200X12X12Q345

4HM390X300X10X16Q345

5H400X200X8X13Q345

D、E指廊

序号截面尺寸材质

1∅400X20Q345

2口200X400X10X10Q345

3口300X300X10X10Q345

4口300X600X12X12Q345

B、C区指廊端部钢浮岛三维实体图

20

D区指廊钢浮岛平面图

D区指廊钢浮岛轴测图

21

1.3.2.5钢结构典型节点概况

节点1：桁架节点

节点2：单层网壳节点

22

节点3：指廊钢柱与桁架连接节点

节点4：指廊天窗与屋盖连接节点

23

1.3.3屋面工程概况

1.3.3.1金属屋面布置概况

1、金属屋面檩条布置概况

檩条名称檩条布置

主檩条

主檩

条布

置图

文字

说明

规格型号檐沟以内部分采用口250X200X6,檐沟以外部分采用口250X200X8，基本铺设间距4.5m

铺设方向屋面主檩条铺设延各自分区结构单元跨度方向铺设

24

檩条名称檩条布置

次檩条

次檩

条布

置图

文字

说明

规格型号冷弯薄壁C型钢，截面尺寸C22070203，基本铺设间距1m

铺设方向屋面次檩条铺设垂直与主檩条方向铺设。

25

2、金属屋面防水板布置概况

防水板名称防水板布置

防水板

防水

板布

置图

文字

说明

规格型号0.8mm厚92/420型镀铝锌钢板

铺设方向金属屋面板铺设延各自分区结构单元坡度方向铺设。

26

3、金属屋面天沟布置概况

天沟名称天沟布置

不锈钢天沟

天沟

布置

图

文字

说明

规格型号3mm不锈钢板

铺设方向天沟延结构单元轮廓边线设置，内部设置虹吸系统。

27

4、金属屋面铝单板布置概况

面板名称面板布置

铝单板

铝单

板布

置图

文字

说明

规格型号3mm装饰铝单板PVDF涂层

铺设方向金属屋面板铺设延各自分区结构单元坡度方向铺设。

28

5、金属屋面天窗

面板名称面板布置

钢化夹胶天

窗

天窗

布置

图

文字

说明

规格型号双银LOW-E夹层中空全超白钢化玻璃（12LOW-E+12A+10+1.52SGP+10）

铺设方向屋面天窗铺设垂直于各自分区结构单元坡度方向铺设

29

1.3.3.2金属屋面节点介绍

节点1：屋面标准节点

节点2：天沟节点

30

节点3：避雷节点

节点4：防坠落节点

31

节点5:屋脊节点

节点6:檐口节点

32

节点7:屋面伸缩缝节点

节点8:穿屋面节点

33

1.3.3.3屋面系统介绍

（一）金属屋面系统介绍

本工程采用0.8mm厚，92/420直立锁镀铝锌金屋面板作为金属屋面系统的第一

道防水系统。直立锁边金属防水屋面系统是通过带肋的金属板互相咬合，从而达到

防水目的的一种新型、先进的屋面系统。金属板可以是铝镁锰合金板，也可以是镀

铝锌钢板。其主要结构形式是：首先将固定座固定在次檩条上，再将屋面防水板扣

在固定座的头上，最后用电动锁边机将屋面板的搭接扣边咬合在一起。直立锁边系

统属新兴的防水技术，具有固定方式先进、温度变形自由伸缩、抗风压性能好、耐

腐蚀性好及灵活的现场生产方式，保证了其致密防水的功能，并且由于板肋直立，

其排水截面比普通板大，更能保证其屋面板在横向倾斜情况下的防水性能，是目前

最先进的屋面防水系统，防水性能明显好于其他屋面系统。其屋面系统主要特性如

下：

1）、防水性能；2）、透气性能；3）、抗风性能；4）、保温性能；5）、防雷性能；

6）、防火性能等。

金属屋面系统现场施工分区平面示意图

本工程金属屋面系统标准节点从上自下依次为：

1、3mm厚装饰铝单板,PVDF涂层(涂层厚度不小于45um)

34

2、装饰板铝合金龙骨：□100x50x4

3、0.8mm厚PVDF涂层镀铝锌压型钢板(涂层厚度不小于35um，镀55%铝锌，双

面镀层含量不小于200g/m2）

4、1.5mm厚TPO防水卷材

5、12mm厚玻镁板(专用垫片和自攻钉钉于压型钢底板上，每平米钉子数量计算

确定)

6、50+50mm厚岩棉保温层，容重为180kg/m3

7、0.3mm厚PE隔汽膜

8、1.0mm厚PE涂层镀铝锌压型钢底板,肋高为35mm（涂层厚度不小于25um，镀

55%铝锌，双面镀层含量不小于200g/m2）10、160X80X3C型次檩条@1200mm

9、次檩条C220x75x20x3，Q345B

10、主檩条口250x200x8，Q345B

金属屋面标准节点三维节点

（二）天沟及虹吸系统介绍

天沟系统工程概况

本工程航站楼金属屋面天沟系统采用3mm厚不锈钢天沟，布置位于外侧檐口处、

伸缩缝处，根据金属屋面不同的施工分区。天沟系统具体构造从上往下依次为：

1、3mm厚装饰铝单板，PVDF涂层

35

2、1.5mm厚TPO防水卷材，满粘

3、3mm不锈钢天沟

4、填塞岩棉，容重为180kg/m3

5、1.0mm厚PE涂层镀铝锌压型钢底板

天沟系统三维节点

虹吸系统工程概况

本工程虹吸系统包括导流罩、整流器、雨水斗底盘等，具体构造如下：

虹吸雨水斗示意图

（三）天窗系统介绍

本工程天窗采用双银LOW-E夹层中空全超白钢化玻璃（12LOW-E+12A+10+1.52SGP

导流罩

整流器

雨水斗底盘

36

+10），位于指廊中间部分以及B，C指廊端部。天窗系统具体构造从上往下依次为：

1、双银LOW-E夹层中空全超白钢化玻璃（12LOW-E+12A+10+1.52SGP+10）

2、安装支架

3、天窗龙骨：口120X80X4矩型管，Q235B

（四）铝单板系统介绍

本工程采用3mm装饰铝单板，表面氟碳喷涂处理。铝单板位于镀铝锌面板之上

用于装饰作用。同时也采用25mm厚蜂窝铝板用于下檐口装饰，其构造自上而下依次

为：

1、0.8mm厚PVDF涂层镀铝锌压型钢板

2、1.5mm厚TPO防水卷材

3、2mm厚镀锌钢平板

檐口三维节点

（五）屋面防雷系统介绍

本工程屋面防雷系统采用避雷针进行防雷，通过避雷针与主檩条相连接，从而

起到防雷效果。其基本构造从上往下依次为：

（1）避雷针∅10mm钢筋

（2）3mm厚不锈钢板

（3）金属屋面标准节点

37

金属屋面避雷三维节点

（六）防坠落系统介绍

清洗防坠构件位于屋面板上方，通过铝合金夹具连接。其基本构造从上往下依

次为：

（1）∅8不锈钢索

（2）口100X100X4不锈钢管

（3）3mm厚不锈钢板

（4）屋面标准构造层

金属屋面防坠落系统三维节点

38

第二章工程重点、难点分析及解决措施

2.1钢结构工程施工重难点分析

工程重难点分析

序号重难点类别重难点内容

1深化设计重难点

钢结构深化、优化设计

拼装大小管相贯顺序问题

满足建筑美学方面的设计

2加工制作重难点

大直径钢管柱加工制作

钢管相贯线切割

工厂制作预拼装

3现场安装重难点

安装外形尺寸保证

现场拼装要求精度高，且工作量大

现场拼装、焊接量大

2.1.1钢结构工程深化设计重点、难点及解决措施

2.1.1.1钢结构深化优化设计

重点难点分析：

本工程屋盖钢结构采用管桁架结构，桁架杆件之间相贯连接，杆件之间连接角

度及精度要求较高，加工制作时，不仅要精确按下料长度加工杆件，各杆件相贯面

的加工精度，摩擦面的倾角等均是保证结构顺利安装的关键。

解决措施：

在深化设计过程中先根据设计图纸建立整体结构的三维线模，并将各杆件规格

用不同图层进行定义。然后将三维线模整体导入到MSTCAD软件中，在MSTCAD软件

中可自动计算各杆件之间的夹角，并检验各杆件是否相碰。MSTCAD软件可自动进行

翻样，并转化成可供加工的杆件和节点详图。

39

CAD软件界面图

将MSTCAD导出的节点坐标导入CAD中，在CAD中进行整体模型的二次校核和节

点建模。

2.1.1.2拼装大小管相贯顺序问题

重难点分析：

本工程屋盖钢结构均采用相贯管桁架结构形式，桁架各不同杆件相交处存在不

同截面及相同截面钢管构件相贯问题。

解决措施：

现场拼装大管贯小管问题：部分桁架间连杆比桁架腹杆截面大或者是等截面，

在高空对接中杆件存在大管贯小管的问题。把现场高空后装的大管切一段500mm左

右长的牛腿焊在主管上并在工厂组装成构件整体运往现场拼接。

对于相贯节点，深化设计考虑两个方面问题：一是不等截面相贯时，看是否有

焊缝重叠问题，如果焊缝不重叠，一般情况下通过杆件的组装顺序，能解决该类问

题；另一种是等截面或管径相差不多的多管相贯问题，这类问题要根据现场的安装

方案，是否考虑到带牛腿、组装顺序解决节点问题，本工程存在多处需带牛腿的情

40

况，该类问题需在深化设计过程加以考虑，如下图所示。

2.1.1.3满足建筑美学方面的设计

重难点分析：

1、在设计阶段如何做好各专业之间的协调并对建筑美观做出优化设计是关键。

2、本工程屋盖为大面积空间桁架结构，桁架结构中大部分为相贯面节点，有大

量焊接施工作业，如何控制焊接质量，保证焊缝外观是保证结构美观的重点。

3、现场油漆及防火涂料的施工质量同样影响结构整体美观。

解决措施：

我司结合建筑结构图纸及钢结构三维模型，利用先进软件建立精确的三维模型，

对曲面屋面进行实际三维建模排板，更直观的表现屋面板的排板方式是否满足建筑

美学要求，确保屋面施工的可实施性。

（1）依据钢结构施工图建立外皮模，并根据业主和设计院在功能上的要求，完

成屋面系统配置上的要求，在钢结构外皮模的基础上向外扩建建筑外型的曲面模。

（2）结合屋面排水要求、屋面面板特性和设备加工能力的要求下，再次对建筑

外型的曲面模，并同业主和建筑师沟通整个外型的美观性要求且通过。

（3）依据最后确定的建筑外型曲面模向内弹回钢结构外皮模，并和原钢结构外

皮模做对比，给出钢结构要求调整的数据交由钢结构单位重新调整。

（4）钢结构设计院根据调整的模型进行深化、放样、出图；

工厂制作带牛腿

41

（5）各项与支座、预埋件连接的钢构件深化尺寸，均需通过支座、预埋件的实

测坐标数据来调整，以满足结构的设计标高要求；

（6）大面积桁架的焊接变形控制非常关键，采用分区、对称焊接顺序减少累积

变形。

（7）通过三维测量仪并结合三维设计辅助软件测量主钢结构的安装控制点，并

进行复核，得出上层支撑调节件的加工尺寸。

（8）配备先进的三维辅助设计软件，对特异曲面造型实行数据分析和用曲面生

成数据，结合板型特点进行复测，得出面板排布图。从而到最合理的基层结构，

所用的辅助设计软件能实现数以万计的不同曲面，并对可曲面造型进行微调，达到

整个建筑的光滑延续性，为实现建筑艺术效果提供精准的数据。

（9）通过软件的编程程序，将曲面的每一块面板加工尺寸导入加工设备，实现

加工设备与软件结合的全自动化。

（10）通过软件的编程程序，将曲面的关键施工控制线和支架控制点输入施工

测量设备，确保工程施工有据可依。

（11）施工采用全站仪等先进测量设备，保证安装精度；

2.1.2加工制作重点难点及解决措施

2.1.2.1大直径钢管柱加工制作

重难点分析：

工程采用大直径钢管截面规格为900X25；钢材材质为Q345，钢管数量较多，

加工难度大，精度要求高，且工作量十分巨大，这是本工程钢结构加工制作的控制

重点。

解决措施：

根据本工程钢管特点以及公司钢管制造设备性能等因数进行综合分析。钢管压

制加工设备可压制最大长度可达12.4m，最大规格1500*50mm的直缝钢管，该设备

完全可以满足本工程钢管加工需要。为节省材料，我司采购钢板采取采购定长定宽

钢板，以满足本工程制管要求。

42

钢管压制设备

同时，我司对每根大直径钢管柱都采取振动时效法(VSR)进行焊接残余应力的消

除，以保证本工程大直径钢管的加工质量。

钢管柱VSR振动时效工艺

43

2.1.2.2钢管的相贯线切割

重难点分析：

钢管与钢管相接相贯节点的几何信息正确与否是相贯线切割的质量保证，由于

本工程桁架大部分为钢管，且连接节点均为相贯节点，所以如何采用合理的切割设

备、切割工艺来确保钢管的相贯线切割精度将是整个工程质量的关键。

解决措施：

我司现有的钢管相贯面切割机多台，可切割钢管规格：60x5mm～1850x100mm。

设备规格系列规格分布有：HID-300EH、HID-60重庆是哪个省的 0EH、HID-900MTS、HID-1200MTS和

LMGQ/P-A1850等。,本公司同时拥有7台，完全能满足本工程的加工需要。该设备能

自动实现多重相贯线的切割和坡口的开设，采用CC控制系统，配置等离子切割机，

经过多个大型类似工程的实际使用,该设备具有很高的自动化程度和切割精度，能适

应几乎所有材质和各种厚度的管材。

钢管端部相贯线切割钢管相贯线切割

2.1.2.3工厂制作预拼装

工厂预拼装主要目的在于检验构件工厂加工能否保证现场拼装、安装的质量要

求，确保下道工序的正常运转和安装质量达到规范、设计要求、能否满足现场一次

拼装和吊装成功，减少现场拼装和安装误差。构件相互联系很紧密，若一个构件尺

寸偏差会导致累积误差，为保证构件的安装空间位置，减少现场安装产生的累积误

差，故必须对桁架进行工厂的预拼装，以检验构件制作的精度，及时调整、消除误

差，从而确保构件现场顺利吊装，减少现场特别是高空对构件的安装调整时间，有

力保障工程的顺利实施。

解决措施：

44

（1）将桁架弦杆吊上胎架进行定位，定对平台上的中心线和两端企口线，定位

必须保证分段接口处的坡口间隙等。

（2）将桁架直腹杆吊上胎架进行定位，定对平台上的中心线、桁架的垂直度和

两端企口线

（3）将桁架斜腹杆吊上胎架进行定位，定对平台上的中心线、桁架的垂直度和

两端企口线；

（4）预拼装的质量好坏将直接影响现场拼装的质量，测量工作的质量是钢桁架

的高精度拼装的首要关键工作，测量验收应贯穿各工序的始末，对各工序的施工测

量、跟踪检测全方位进行监测。用全站仪、钢卷尺和线垂等工具进行测量。

工厂制作预拼装效果图

2.1.3钢结构现场施工重难点及解决措施

重难点分析：

本工程屋盖主要为钢桁架结构，包括平面桁架及矩形桁架，桁架现场拼装工作

量大，如何合理分段及设置支撑架，如何保证现场拼装机高空对接的质量是本工程

现场安装的重点。

解决措施：

1、罩棚钢桁架的设计和结构外型尺寸的保证：造型呈折线形，线条流畅，保证

45

钢结构外形曲线平滑是本工程的关键技术之一

2、桁架的地面拼装：根据所选的安装方案，本工程的一个最大特点是地面拼装

量大，因此，地面拼装精度保证是工程的重点。

另外地面拼装时，根据现场吊装方案，要考虑构件的组装顺序，即考虑大管贯

小管问题，部分节点，工厂加工制作时要带牛腿进行现场高空对接。

3、现场焊接量大：本工程主体结构为管桁架结构形式，各节点均采用管管相贯

连接，且大部分构件都是以散件形式运输至现场。故现场焊接量大本工程的特点。

现场施工时可（1）增加劳动力投入；2）做好防风防雨措施，保证焊接质量。

2.2屋面工程施工重难点分析

序号重难点重难点内容

1深化设计重难点

屋面系统构造选型，建筑造型的实现，关键节点的设计，

抗风、防水、隔热、吸声、防火、避雷等特性的实现。

2

屋面系统功能特

性实现重难点

（1）屋面系统抗风性能的实现；

（2）屋面系统防雨性能的实现；

（3）屋面系统防火性能的实现；

（4）屋面系统避雷性能的实现；

（5）屋面系统保温、防潮、吸声性能的实现。

3

屋面系统现场施

工重难点

（1）固定支座安装定位测量及安装精度的保证；

（2）屋面板及屋面系统各构造层的上料及安装方案的选

择；

（3）天沟及虹吸排水系统安装；

4建筑造型的保证

针对本工程造型特点，镀铝锌金屋面系统的设计、加工、

安装质量好坏，直接影响屋面的整体外观效果。建筑美学、

造型的保证及运营期的清洁维护是重难点

2.2.1屋面系统设计重难点

重

难

点

本工程金属屋面深化设计的重点在于屋面系统构造与选型、构造层数是否

合理，材料选用及技术指标能否满足工程需要；同时针对关键节点设计要求和

特点，在设计及施工过程中需采取合理的防风、防水、隔热、吸声、避雷、融

46

分

析

雪等措施。因此屋面系统关键部位深化设计工作量大，深化设计要求高，是最

大难点。

（1）针对本工程特殊节点（主要包括檐口节点、天沟节点、天窗节点、各

系统相交节点、屋面防坠落节点）等关键部位。深化设计将以上述重要部位为

设计控制的重点，并根据相应直立锁边板屋面系统特点，结合招标文件及合同

要求，采取相应加强措施。以下列举几个典型节点：

金属屋面标准节点

47

解

决

措

施

檐口天沟节点

屋面伸缩缝节点

48

解

决

措

施

天窗节点

防坠落节点

49

解

决

措

施

避雷节点

（2）在深化设计过程中针对屋面系统建立三维模型，对屋面各构造层次做

好受力计算、排水计算及各项检测工作等。

金属屋面系统犀牛软件建模

对异形屋面进行曲率分析及等高线布置分析，判断合理排水方向及天沟布

置位置。

50

屋面曲率分析

金属屋面系统等高线及排水方向分析

2.2.2屋面系统抗风、防雨性能的实现

1、保证金属屋面抗风性能的实现

重

难

点

分

析

实现屋面系统的抗风性能是保证屋面结构安全性的重要措施，施工过程中

易出现以下问题：

（1）屋面板被风吹翻实景照片，遇强风时从檐口处被风掀翻或吹裂。

51

（2）由于檐口部位风压较大，在固定固定座时，若螺钉固定数量不足，导

致固定座的抗拔力减弱而被拔起。

（3）固定座的质量差,力学性能满足不了设计要求，遇大风容易断裂。

（1）屋面板固定方式

作为传统的压型金属板屋面来说，其落后的固定方式决定了其抗风性能的

不足，比如采用螺钉穿透式固定的屋面板，螺钉帽与屋面板的接触面积很小，

在遭遇大风时，由于反复承受正负风压，屋面板在钉孔处产生应力集中导致板

材撕裂，虽然螺钉仍然留在檩条上，但屋面板已被吹飞。本方案采用的屋面系

52

解

决

措

施

统在固定方式上有根本的不同，其采用不锈钢固定座与檩条固定，再将屋面板

卡在固定座头上，然后用电动锁边机将板肋锁在固定座上，这种固定方式不需

穿透板面，屋面板没有任何损伤，当然也就不会产生应力集中问题。

此系统曾在国内权威检测机构进行过抗风试验，在7.0KPa的反复受荷试验

中，试件(包括屋面板、固定座、螺钉)无损坏，证明了这一屋面系统抗风性能

的优越性。

（2）计算参数

直立锁边镀铝锌板属于板状受力构件，其破坏状态受多种因素影响，除强

度、刚度外，其稳定性和连接可靠性也极为关键，其截面参数根本无法用纯理

论计算获得。正规生产厂家往往投入大量财力物力，对其生产板型的各种规格

进行无数次不同跨度的受荷试验，再将试验数据进行统计分析，从而得出符合

实际受力模式的截面参数作为设计计算依据，并且所有试验及数据均呈权威机

构认证批准。

（3）配件选用

为保证屋面系统的安全性，本方案在配件的选择上特别是受力构件的选择

上精益求精。如固定座的固定螺钉选用高品质自攻螺钉，可以避免日久天长产

生腐蚀导致连接失效，威胁到屋面系统的安全。此外系统中使用的自攻螺钉均

属同类产品中的优质品牌，具有较高的可靠性。

（4）檩条加密设计

保证屋面结构的抗风性能，在屋面系统对风压敏感、抗风薄弱部位如天沟、

天窗、屋脊、檐口等部位做檩条加密设计。

（5）金属屋面板的铺设及屋脊处泛水板处理

金属板的铺设要注意常年风向，板肋搭接需与常年风向相背。金属板间连

接只搭接一个肋，必须母肋扣在公肋上。

通过分析以往受风力破坏的工程案例，我们发现屋脊和山墙的破坏最早发

生于屋脊泛水板和山墙泛水板。针对这一情形，本屋面系统在设计中考虑将屋

脊泛水板和山墙泛水板下折，从而有效的增强了该处的抗风性。

（6）防坠落设计

在屋面板上部安装一个防坠落系统，拉设不锈钢缆绳用于屋面检修。

53

解

决

措

施

防坠落节点

（6）支座螺钉加密

固定支座应沿板长方向排数，严格按图纸设计进行安装，不得漏装、少装，

要保证铝合金固定座的质量、连接件材料质量。在加密区域进行不锈钢固定座

安装时，不能按正常区域的四颗固定，可增加至六颗加强型固定。

采用不锈钢固定座与檩条固定，再将屋面板卡在固定座的梅花头上，然后

用电动锁边机将板肋锁在固定座上，这种固定方式不需穿透板面，因而屋面板

没有任何损伤，不会产生应力集中问题，使屋面系统具有良好的抗风性能。

屋面次檩条与其上部至金属屋面板构造层由不锈钢固定支座连接，支座通

过自攻螺钉与檩条固定，风力影响较大的区域进行底板安装时，可采用加固型

固定方式，增加螺钉数量进行加固，提高抗拔性。

（7）在屋面周边和角部区域，防水卷材幅宽减小，采用窄幅排版，并对防

水卷材屋面紧固件需进行加密，加强屋面整体抗风能力；螺钉必须保证锚固在

压型钢板波峰位置，保持与压型钢板垂直，紧固程度应适宜。

2、保证屋面系统防雨性能的实现

1、屋面系统的防雨性能，是其重要的使用功能，此功能的实现与否，对保

54

重

难

点

分

析

证整个工程的使用效果有重要影响。施工过程中易出现以下问题：

（1）屋面板在工程中要通长安装，不许搭接，因此板在加工、运输、安装

过程中，板面极易出现折断、折痕或被硬物穿透等损坏，会造成漏雨隐患。

（2）屋面板受温度影响大，使得伸缩拉力很大，固定点的位置设计不合理，

导致拉裂，形成漏水隐患。

（3）由于材料质量不过关，细部施工不到位，焊工水平低，焊缝质量差，

由于长时间温度变形，不锈钢天沟内焊接部位出现裂缝，导致漏水。

1、做好各类屋面之间收边收口及屋面与天沟、檐口及其他专业之间收口，

现场施工时结合屋面坡度、常年风向以及施工顺序等要求，注意屋面板铺设及

咬合顺序，合理设置屋面固定点。

（1）屋面板安装时，沿着从低到高的方向进行安装，锁紧方向顺着屋面板

的坡度方向和雨水流向，防止雨水倒灌。

（2）屋面板进行折边处理，原则为水流入天沟处折边向下，否则折边向上。

折边时不可用力过猛，应均匀用力，折边的角度应保持一致。屋面四周的收边

泛水安装时安装泡沫塑料封条，封条与屋面板和泛水接合紧密，能防止风将雨

水吹进板内。

55

解

决

措

施

泡沫塑料封条安装

（3）天沟防水

檐口和天沟处的屋面板边要进行修剪，修剪后应保证屋面板伸入天沟的长

度与设计的尺寸一致，这样可以有效防止雨水在风的作用下不会吹入屋面夹层

中。另外，由于天沟长度较长，且不锈钢与钢材的膨胀系数不一样，为了保证

天沟能自由伸缩,不至于在温度作用下拉裂。

（4）各类屋面之间收口防水

屋面系统与墙面系统之间，屋面系统与天窗系统，屋面系统与檐口系统，

屋面与天沟等各系统之间的结合部位一定要合理设计，预留伸缩量，防止因屋

面板的变形导致泛水板被拉伸变形、焊缝被挤压破坏、胶缝被拉裂开胶，从而

漏水。屋面系统安装过程中需进行淋水试验。在较大降雨时，检查是否有渗水

和漏水。.

（5）根据工程的具体情况和板长合理设置屋面板的固定点。

本工程屋面板板长最长约23.1m，规范固定点设置要求如下：

板长固定点位置

60米以内在板端设置固定点

60-100以内在板的1/3处设固定点

100-120内在中间部位设置固定点

这样，在一段板长内，板的温度变形有可控范围内，不会因长时间伸缩而

将板拉裂。

为了提高天沟处焊缝的焊接质量，屋面焊接施工时要选用专业氩弧焊工，

56

解

决

措

施

解

决

并对焊工进行岗前培训，并进行样板实现，焊接质量达到要求才能正式操作上

岗。

类似工程施工完的固定点

施工质量较好的焊缝

长板的板中部位设置固定点焊缝质量好的外观为连续鱼鳞状

2、卷材铺设时从坡度低处向高处铺设；

卷材搭接节点

3、做好卷材搭接处热风焊接施工，避免因卷材收污染或因环境温度、风力

等影响卷材焊接质量。

焊接的温度及速度由环境温度、风力、卷材温度所决定，每天正式开始焊

接前或气温急剧变化后，必须进行试焊，以确定最佳的焊接温度及速度。

57

措

施

卷材试焊

4、做好卷材各细部收口处理，收口处应用专业收口压条、收口螺钉固定，

密封膏密封，尤其是阴阳角、天沟、水落口、天窗等部位，局部节点根据现场

实际情况确定细部做法。

（1）天沟底部采用两道U型压条及螺钉进行固定，穿透卷材后，采用均质

型卷材裁切成150～200mm宽，覆盖在紧固件上，四周与大面卷材进行焊接，以

形成完整的防水体系；

（2）雨水口法兰件安装时，建议其安装配套的EPDM橡胶垫圈两层，分别

位于PVC防水层的上下两侧，保证雨水口部位的防水密封可靠

（3）做好阴阳角及各构件穿卷材屋面节点收口处理

阴角处理：剪下一块防水卷材，防水卷材的总长一定要是其覆盖的壁面的

长度在加上10cm以作焊接水平表面之用，在用黏附和点焊的方法把防水膜定点

58

解

决

措

施

在壁面上。

阳角处理：把现场预制好的外角放好,然后从边界向外角心方向5cm做一次

点焊，3cm做第一次焊接，最后在边界做最后一次焊接

构件穿屋面节点处理

2.2.3屋面系统防火性能的实现

重

难

点

分

析

屋面材料的防火性能也非常重要，因为它关系到大众的人身安全和社会影

响，所以不容许在消防方面出现任何不安全因素。国内已多次发生施工过程中

焊接火花引燃可燃防水材料而造成火灾。

解

决

措

施

屋面材料的防火性能非常重要，它关系到大众的人身安全，不允许出现任

何的不安全因素。直立锁边屋面系统所采用的材料均为不燃材料。在出现火险

等意外时，屋面系统不会燃烧，也不会产生有毒气体，所以本公司提供的屋面

系统在防火方面是完全可靠的。

本方案所采用的镀铝锌屋面板、底层板、岩棉以及螺钉、铝合金配件等等，

均为不燃材料，在出现火灾等意外情况时，屋面系统不会发生燃烧，也不会产

生有毒气体。

2.2.4屋面系统防雷及保温、防潮性能的实现

1、屋面防雷性能的实现

59

重

难

点

分

析

建筑物的防雷措施不到位，雷电会影响机房内各类接地的机器设备和电子

设备，自来水管道、暖气管道、煤气管道等各类金属管线，接地的金属门窗甚

至人，引发火灾，造成人员伤亡。因此如何做好防雷措施以及防雷设备不影响

屋面美观是金属屋面施工重点之一。

解

决

措

施

本工程屋面系统采用0.8mm厚直立锁边镀铝锌面板，根据《建筑物防雷设

计规范》（GB50057-2010）可知，屋面板可作为防雷接地的闪接器与钢结构屋架

牢固的连接，并同基础内的避雷接地网络相连即可作为避雷系统，不影响屋面

美观。其电阻值保证符合国家避雷规范要求。业主可无需为屋面避雷而花费资

金。如果认为需增设避雷网线，我公司亦有为系统专门设计的避雷卡件。可不

用在屋面板上穿孔或打螺丝，直接卡在屋面板的肋上即可，避雷网线可在卡件

上做360度的任意方向铺设的调整。

屋面避雷节点

建筑物的防雷措施不到位，雷电会影响机房内各类接地的机器设备和电子

设备，自来水管道、暖气管道、煤气管道等各类金属管线，接地的金属门窗甚

至人，引发火灾，造成人员伤亡。

60

2、金属屋面保温及防潮性能的实现

重

难

点

分

析

海口市美兰区属于季风性热带气候区，夏长冬短，日照时间长，年平均日

照对数2225.2小时，热量丰富；受热带海洋气候和季风环流影响，气候温和，

年平均湿度23.3C，年无霜期346天，终年无冰雪；年平均降雨量为1639毫米，

属半温润型气候，干湿季明显；常风以东北风和东风为主，属太平洋台风区，

每年4-10月是热带风暴、台风活跃季节，雨水较多。

解

决

措

施

1、采用50+50mm厚，容重180kg/m岩棉保温层

2、屋面系统透气性

存于保温棉中的任何湿汽就能顺利地从板肋中蒸发出去。在保温棉的底面

铺贴防潮层，可以把室内空气中的水份隔离开来，满足建筑物所需的气密性要

求，防止冷凝现象的发生。

2.2.5屋面系统现场施工重难点

1、固定支座安装的测量定位

重

难

点

分

析

屋面系统异形空间结构外形，整个屋面支托安装标高各异是本工程屋面的

亮点，也是安装测量的难点。

解

决

措

施

为保证支托放线精确度，拟将屋面三维模型导入专业三维模型建构软件（犀

牛——Rhinoceros）对屋面整体各支托点三维坐标进行分析，主要对空间结构

中屋面支座各点位的标高进行定量分析。

针对屋面空间曲面的特点，在进行安装测量前先进行屋面各区域内结构等

高线分析，以便对屋面标高进行整体控制。在犀牛软件中将支托布置点为进行

分析，从而获得支托在檩条上安装扭转方向及其点位三维坐标值作为测量放样

设计值。

2、屋面板及屋面系统各构造层的上料及安装方案选择

61

重

难

点

分

析

本工程屋面系统现场安装工程量大，根据工作面的交付情况及现场工程进度

展开工作面。如何合理的选择屋面板的上料及安装方式，避免屋面板及下部构造

层的二次踩踏破坏，是保证屋面系统完整不破坏，确保防水性能及建筑美观的重

中之重。

解

决

措

施

金属屋面工程现场主要采用“地面出板，吊机上料，人工就位”的方法进行

安装。

序号构造层分区名称维护系统施工方法

1B区指廊施工分区

地面出板，吊机上料，人工就位

2C区指廊施工分区

3D区指廊施工分区

4E区指廊施工分区

金属屋面各部位施工顺序示意图

本工程金属屋面现场施工顺序以钢结构的安装顺序为依据，具体安装顺序

为：B区指廊、C区指廊、D区指廊、E区指廊同时施工。同时为了减少工人在安

装屋面板时对屋面板的反复踩踏，指廊区金属屋面系统采用从一端向另一端的安

62

装方向进行施工。

3、天沟及虹吸排水系统安装

重

难

点

分

析

天沟及虹吸排水系统的安装质量直接影响到金属屋面系统的防水性能，至

关重要。

屋面天沟布置图

解

决

措

施

天沟面板采用3.0mm厚不锈钢天沟。在外檐口及伸缩缝处设置不锈钢天沟。

设计原理：在虹吸雨水斗的位置设置固定点，限制雨水斗处的天沟的伸缩。由

于虹吸雨水斗跟天沟之间采用刚性连接，雨水斗如果受天沟的伸缩影响而左右

摆动，长期的摆动会使雨水斗与天沟的连接处出现裂缝甚至断裂。在相临之间

设置橡胶伸缩缝，让这段天沟的伸缩在此段范围内吸收，不影响其他单位。

不锈钢天沟在工厂加工成型，并根据弧度要求，进行合理的分段。现场安

装时，直接在屋面端头较低处，以小吊机进行提升，从中间区域向两头展开铺

设作业。

虹吸雨水斗的安装在天沟安装完成之后马上跟进安装。通常按照屋面雨水

斗——支管——水平管——立管的顺序进行施工，能够预制的尽量预制，每道

工序施工完后要及时对施工质量进行检查，及时调整偏差项目，确保外观整洁

美观。

63

2.2.6金属屋面系统细部处理需最大限度满足建筑美学，并应方便运营期的清

洁与维护

重

难

点

分

析

屋面板除了其自身功能性作用外，建筑师还希望通过此种材料具有的金属

质感及外表面靓丽的涂层来实现其设计理念，针对本工程造型特点，铝合金屋

面系统的设计、加工、安装质量好坏，直接影响屋面的整体外观效果。

解

决

措

施

（1）在深化设计阶段运用CAD及犀牛软件进行屋面等高线及排板方向的整

体布置，选择能够满足屋面系统排水要求并满足建筑美观的排板方式。

屋面整体效果图

（2）屋面系统施工测量放线工序精心施工，施工过程中做好成品保护措施，

以保证安装好后的屋面整体效果。通过屋面二次钢结构的安装精度调整，消化

主钢结构的安装误差，以保证屋面体系的完成外观满足设计理论值，从而达到

较好的建筑外观效果。

（3）属屋面系统本身结构强度适中，耐渍，具有超耐候性，可承受极端的

气候条件，不受紫外线和温差的影响，且较其它涂料不易褪，可永保外观新

颖清新。

64

第三章加工制作方案

3.1材料采购

3.1.1钢结构构件材料采购

3.1.1.1钢材

1)管材材质：Q345B、Q345C,所有钢管可采用热轧无缝钢管，但管材的屈服强

度与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85，并具有明显的屈服台阶，其伸长率不应

小于20%。

2)屋面檩条用Q235B。

3）所有加劲板和预埋板均为Q235B。

4）压型钢板：采用镀锌钢板，双面镀锌总量为275g/m2,最小屈服强度（Fy）

为410Mpa。

5）焊接球材料Q345B。

钢材质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700-2镇坪县 006、《低合金高强度结

构钢》GB/T1591-2008和《建筑结构用钢板》（GB/T19879-2005），并具有抗拉强度、

伸长率、屈服强度、屈服点和硫、磷含量的合格保证，具有含碳量、冷弯试验、冲

击韧性的合格保证。

钢材屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不大于0.85，伸长率不小于20%，

钢材有良好的焊接性和合格的冲击韧性。

钢材碳当量Ceq，焊接裂缝敏感性指数Pcm及屈服强度波动范围应符合《建筑结

构用钢板》GB/T19879-2005中的规定。

采用焊接连接节点，当钢材板厚大于或等于40mm，并承受板厚方向拉力时，按

现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313-1985的规定。

3.1.1.2焊接材料

钢材材质手工焊焊条类型自动、半自动焊焊丝

Q345Q345E50XXF48A2-HXXX

Q345Q235E43XXF4A2-H08C

Q235Q235E43XXF4A2-H08C

1）焊接材料应根据焊接工艺评定试验结果确定，应采用与母材相匹配的焊条、

65

焊剂和焊丝，且符合相应的国家标准。

2）焊接材料除进厂时必须有生产厂家的出厂质量证明外，并应按现行有关标准

进行复验，做好复验检查记录。

3）若采用其它新型焊接材料或进口焊接材料，应重新进行焊接工艺试验和评定，

并经监理工程师批准后，方可投入使用。

4）选定焊接材料应符合下表的规定标准选择与所焊件材质相匹配的焊接材料。

焊接材料标准

名称型号标准标准号

焊条碳钢碳钢焊条GB/T5117

焊条低合金钢低合金钢焊条GB/T5118

焊丝碳素钢、合金钢熔化焊用钢丝GB/T14957

焊丝低碳钢、低合金钢、合金钢气体保护焊用钢丝GB/T14958

焊丝碳钢碳钢药芯焊丝GB/T10045

焊丝碳钢、低合金钢

气体保护电弧焊用碳钢、低

合金钢焊丝

GB/T8110

焊剂碳钢埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T5293

焊剂低合金钢低合金钢埋弧焊用焊剂GB/T12470

3.1.1.3涂装材料

防腐涂料:防腐年限应在25年以上。附着力等级应满足国标<<涂膜附着力测定

法>>中的一级。

防火:选用薄型涂料,防火漆厚度根据防火涂料品种确定.其品牌应是消防部门

认定产品.同时所选涂料应与所用防腐涂料有很好的粘结力。

1）涂装材料应根据图纸要求选定，以确保预期的涂装效果，禁止使用过期产品、

不合格产品和未经试验的替用产品。

2）对本工程钢构件应进行专门的涂装工艺设计，不同涂层应选用同一厂家的产

品，涂装材料进厂后，应按出厂的材料质量保证书验收，并做好复验检查记录备查。

3）涂装材料进厂后，经专业质量检评单位（第三方）负责抽检合格后，承包人

应进行试喷涂试验，试验结果符合相关技术要求时，报请监理工程师批准后，方可

进行正式涂装。

66

4）涂装材料应兼有耐候、防腐蚀、美化等多种功能，使用期应满足图纸要求年

限，如须改变涂装设计，则变更的涂装材料应符合以上要求，并报监理工程师会同

业主、原设计单位研究批准后，方可实施。

3.1.1.3其他材料

(1)高强螺栓

高强螺栓性能等级为10.9级，采用钢号及螺母、垫圈应符合现行国家标准《钢

结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈型式尺寸与技术条件》(GB/T1228～

1231-91)。摩擦面抗滑移系数为0.45。

(2)普通螺栓

普通螺栓性能等级为4.6级，采用钢号及螺母、垫圈应符合现行国家标准《六

角头螺栓－A和B级》（GB5782）的规定，孔壁质量为I类孔。

3.1.2金属屋面构件材料采购

3.1.2.1对原材料供应商的选定

1、原辅材料供应商的评价

针对本项目所使用的材料，本公司材料供应处会同生产部门、设计部门、质量

管理部门对原辅材料、外协件和外购件的供应方进行调查，通过现场查验，抽样检

验，验证质量体系文件等手段，了解供应方的生产能力，产品质量状况、供货能力、

服务信誉等，然后确定合格原材料供应方，材料供应处编制合格原材料供应方清单，

建立合格原材料供应方档案，原辅材料必须在合格原材料供应方进行采购。

2、原辅材料供应商的业绩考核

根据对各原材料供应方的供货质量及信誉情况的评价，对各类原材料供应方进

行供货业绩考核，及时对不合格的供应方进行更换，修改合格原材料供应方清单。

经过供货关系的磨合，已形成了一支基本稳定的合格原材料供应方队伍。

3、工程使用材料的选定及封样

（1）在工程材料采购前向业主提供本工程使用的各种材料的样品，及相关的产

品技术资料，产品企业相关资料由业主确认。

每种材料的样品不少于二种，确保原材料为品牌产品。

（2）各种材料必须预先取样，交业主方封样备案。

67

3.1.2.2铝卷及钢卷采购

对于制作所采用的直立锁边金属屋面板等材料，需严格把好质量关，以保证整

个工程质量。材料入库后由本公司物资部门组织质量管理部门对入库材料进行检验

和试验。按照供应商提供的供货清单清点各种规格原材料数量，并计算到货重量；

按照供应商提供的尺寸及公差要求，对于各种规格卷材，抽查其长宽尺寸、厚度及

平整度，并检查外表面质量。物料控制员根据项目经理下达的采购清单以及公司内

部库存情况，决定采购铝卷及钢卷的数量。

1、铝卷及钢卷检验

采购的未经分条加工的金属卷材，需要在公司内进行取样。样品规格为：长度

为50cm，宽度为卷材本身宽度。库管员负责采样，并于填写并粘贴样品标识单后，

将样品交配件仓库管理。

配件库开辟专区存放检验样品，库管员负责及时填写样品库存及用单。

客服部人员签单提取检验样品。

2、铝卷及钢卷到厂检验及入库

（1）表面质量：

不允许有用十倍放大镜所观察到的裂纹存在。

不得有镀层、涂层脱落现象及影响使用性能的擦伤。

（2）试验方法

表面质量应用肉眼和10倍放大镜检查。

截面尺寸应用钢尺和卡尺测量。对于不使用固定支架的压型金属板，应在距端

面不小于500mm处进行测量；对于使用固定支架的压型金属板，测量波高时，应使

上翼缘保持水平并且将波峰距离调整到规定尺寸。

长度用钢卷尺测量

涂层厚度、涂层技术、盐水喷雾试验等按国家相关标准规定进行。当客户要求

时，由质量部委托具有检验资质的质量技术监督局或行业协会的检验机构进行该项

指标的检验。

（3）检验规则

检验批抽样：压型金属板应按批检验，每批由100片产品组成，不同材质和规

格的产品不可组成一批，每批按3%进行抽样，不足一片的按一片抽取。

68

当出现不合格品时，应从同一批压型板中任取双倍数量的试样进行不合格项目

的复验。

3、铝卷及钢卷使用规则

严格遵循以下原则：

（1）同一订单所用卷材，要求尽量选用同一产地、同一批次。

（2）现场压型的铝卷，需加固（多贴）标签及包装。

3.1.2.3外购及外加工材料的准备

1、供应商选择

供应商评估及选择合格供应商，按照以下四个主要原则：

（1）产品质量；

（2）供货能力；

（3）信誉和服务。

符合国家有关法规要求，如对有实行“生产许可证”或强制标准的产品，必须

通过相应的认证。

2、指定供应商

对于已建立的合格供应商，每年由质量主管定期会同采购部门、库房管理员和

物资使用部门根据供货是否满足交货期、供货质量是否保持稳定、价格是否合理等

内容定期评价供方，对于评价不合格的供方应将其从合格供方名录中清除。评估后，

由采购人员填写《供方业绩评估表》。

采购人员应根据《采购申请表》的内容，从公司合格供应商中选择出数家，通

过对其材料的质量进行比较，从中确定质量最优的供应商。

3、项目用零配件采购及厂内检验和验证

对于外购而不需要进行加工的材料，也需严格把好质量关，以保证整个工程质

量。在材料入库之前由本公司物资部门组织质量管理部门对入库材料进行检验和试

验。按照供应商提供的供货清单清点各种规格原材料数量，并计算到货重量；按照

供应商提供的尺寸及公差要求，对于各种规格标准件，抽查其长宽尺寸、厚度、外

观及平整度，利用相应工具检查强度，硬度及外表面质量。

3.1.3原材料供应质量保证措施

（1）钢材技术性能指标要求

69

1）钢材的化学成份如下：

1、钢材技术性能指标要求

（1）钢材的化学成份如下：

钢号

化学成份（％）

CMnSiPSVbTi

Q235B

0.12～

0.20

0.30～

0.70

≤

0.3

≤

0.045

≤

0.040

///

Q345B≤0.2

1.00～

1.6

≤

0.55

≤

0.040

≤

0.040

0.02～

0.15

0.015～

0.060

0.02～

0.20

（2)力学性能表如下:

钢号厚度（mm）

屈服强度s

（/mm2）

抗拉强度b

（/mm2）

伸长率

A（%）

Q235B

≤16235

375～460

26

＞16～4022525

＞40～6021524

＞60～10020523

Q345B

≤16345

470～630≥21

＞16～35325

＞35～50295

＞50～100275

2、主要原材料的检验

（1）钢材的检验

1）钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。进口钢材

产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求。

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）对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。

a.国外进口钢材；

70

b.钢材混批；

c.板厚大于或等于40mm，且设计有Z向性能要求的厚板；

d.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；

e.设计有复验要求的钢材

f.对质量有疑义的钢材

检查数量：全数检查

检验方法：检查复验报告

3）钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。进口钢材

产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求。

检查数量：全数检查。

检验方法：检验质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。

4）本工程网架、锥管柱、钢梁等构件，主要采用Q235B、Q345B钢材，其质量

标准应符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》(B/T1591)、《建筑结构用钢板》

（GB/T19879）、《碳素结构钢》（GB/T700）的要求，应保证材料的抗拉强度、伸长率、

屈服点、冷弯试验、冲击韧性合格。

对于有Z向厚度方向性能要求时，应符合《厚度方向性能钢板》(GB/T5313)的

要求.

5）钢材应满足《建筑抗震设计规范》（GB50011）的要求，钢材的屈服强度实测

值与抗拉强度实测值的比值对Q345B钢不应大于0.85；钢材应具有明显的屈服台阶，

且伸长率5应大于20％；钢材应具有良好的可焊性和合格的冲击韧性；同时应具

有冷弯试验的合格保证。

6）Z向性能厚板的检验

当设计对管钢板厚度方向性能有要求时或厚度在40mm以上的各类钢板进行

100%UT探伤，检验其Z向性能。其材质应符合GB/T5313《厚度方向性能钢板》，对

于此类钢板，我们将不但要求生产厂家提供《质量合格证明》，还要对进厂钢板进行

复检和提交验收报告，并依据GB50661《钢结构焊接规范》进行拉伸、弯曲、V型缺

口冲击、Z向性能和熔炼分析。其有关性能应符合下表要求：

71

级别含硫量≤（%）

断面收缩率（2%）

三个试样平均值不小于每个试样值不小于

Z150.011510

7）钢材订货的技术条件，应包括钢材执行标准、尺寸、外形、重量及允许偏差，

牌号、化学成份、力学性能和工艺性能，交货状态，表面质量，试验方法，检测规

则，包装、标志和质量证明书等内容，并经设计、总包、业主、监理各方审核确认。

8）钢材的复验

钢材应成批验收。对于厚度小于40mm的板材，首批600吨钢材以60吨为验收

批，首批检验合格且质量稳定后，可按每300吨为一个验收批；对于厚度不小于40mm

的板材，尚应作厚度方向性能检查，其首批600吨钢材以60吨为验收批，首批检验

合格且质量稳定后，可按每300吨为一个验收批。厚度小于40mm的板材的验收批指

同一钢厂、同一牌号、同一交货状态。

对有厚度方向性能要求的钢板，应逐张进行超声波检验，检验方法按国家规范

GB/T2970执行宫酒店 行，质量等级为Ⅲ级或Ⅲ级以上（Ⅱ级）。

9）钢板厚度及允许偏差应符合其产品标准的要求。

检查数量：每一品种、规格的钢板抽查5处。

检验方法：用游标卡尺量测。

10）钢材的表面外观质量除应符合国家现行有关标准的规定外，尚应符合下列

规定：

a.当钢材的表面有锈蚀、麻点或滑痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允

许偏差值的1/2；

b.钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈

等级》GB8923规定的B级及B级以上；

c.钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷

检查数量：全数检查

检验方法：观察检查

11）热轧钢板、钢带厚度允许偏差按《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、垂直和

允许偏差》云南河口越南妹 （GB709）的有关规定执行，但负偏差不应超过－0.3mm。钢板的不平度，

板厚不大于25mm时不应大于7mm/m；板厚大于25mm时不应大于5mm/m。

72

检验数量：每一品种、规格的钢板抽查5处。

检验方法：用游标卡尺或测量厚仪测量。

12）其他型材的规格尺寸及允许偏差应符合其相应标准的要求。

检查数量：每一品种、规格的型钢抽查5处。

检验方法：用钢尺和游标卡尺测量。

（2）焊接材料的检验

1）焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家标准和设计要求。

检验数量：全数检查。

检验方法：检查质量合格证明文件、中文标识及检验报告等。

2）对用于构件焊接的焊接材料应进行抽样复验，复验结果应符合下表现行国家

标准和设计要求。

焊条应符合国家标准《碳钢焊条》GB/T5117、《低合金钢焊条》GB/T5118规定。

焊丝应符合国家标准《熔化焊用焊丝》GB/T14957、《气体保护电弧焊用碳钢、

低合金钢焊丝》GB/T8110及《碳钢药芯焊丝》GB/T10045、《低合金钢药芯焊丝》

GB/T17493的规定。

埋弧焊用焊丝和焊剂应符合国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293、《埋

弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T12470的规定。

检验数量：全数检查。

检验方法：检查复验报告。

（3）涂装材料的检验

1）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：检查产品的质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。

2）钢结构防火涂料的品种和技术性能应符合设计要求，并应经过具有资质的检

测机构检测符合国家现行有关标准的规定。

检查数量：全数检查。

检验方法：检查产品的质量合格证明文件、中文标注及检验报告等。

3）防腐涂料和防火涂料的型号、名称、颜及有效期应与其质量证明文件相符。

73

开启后，不应存在结皮、结块、凝胶等现象。

3.1.4原材料供应应急预案

（1）材料采购和加工制作实行一体化管理，高效、统一地开展各项工作，杜绝

扯皮；

（2）材料采购部全面负责材料采购，合约财务部及时提供专项资金支付；

（3）材料采购部协同计划科制定详细的采购和运输方案及到货进度计划，经论

证后执行；

（4）项目部每天总结通报工作进展，对过程中出现的问题及时协调解决，分析

进度滞后的子项，及时处理；

（5）和业主、监理、设计等单位沟通，确保各方信息顺畅共享。

3.2钢结构构件加工制作方案

3.2.1各指廊钢结构构件工程量统计分析

钢柱统计表

B区、C区

编号类型直径mm壁厚mm柱底标高m柱长m材质数量

D19直管900258.30010.662Q345B28

D19直管900258.30011.850Q345B15

D19直管900258.3007.450Q345B1

D区、E区

编号类型直径mm壁厚mm柱底标高m柱长m材质数量

D19直管900258.30010.662Q345B14

D19直管900258.30011.850Q345B10

D19直管900258.30010.990Q345B4

桁架统计表

B区、C区

序号截面材质序号截面材质

1P121X4Q3459H400x200x8x13Q345

74

2P180X6Q34510口250x150x8x8Q345

3P219X10Q34511口150X150X6X6Q345

4P159X6Q34512口500X300X20X25Q345

5P351X12Q34513H175X175X7.5X11Q345

6P180X8Q34514H500X250X12X16Q345

7P245X12Q34515H600X250X12X20Q345

8P219X12Q345

D区、E区

序号截面材质序号截面材质

1P121X4Q3456P180X8Q345

2P180X6Q3457P245X12Q345

3P219X10Q3458P219X12Q345

4P159X6Q3459口150X150X6X6Q345

5P351X12Q34510口250x150x8x8Q345

3.2.2钢材前期加工

3.2.2.1钢板的矫平

钢板下料切割后采用钢板矫平机对钢板进行矫平，矫平的目的是消除钢板的残

余变形和减少轧制的内应力，从而可以减少制造过程中的变形，这是保证板件平面

度的必要设备，见下图示。

七辊矫平机零件板二次矫平

75

3.2.2.2钢板下料数控切割

构件放样采用计算机放样技术，放样时必须将工艺需要的各种补偿余量加入整

体尺寸中，为了保证切割质量，厚板切割前先进行表面渗碳硬度试验，我司吸收国

外先进工艺，切割优先采用数控精密切割设备进行设割，选用高纯度98.0%以上的丙

稀气加99.99%的液氧气体，可保证切割端面光滑、平直、无缺口、挂渣，坡口采用

专用进口切割机进行切割，见下图示。

数控火焰切割机厚板坡口半自动火焰切割机

3.2.3屋面管桁架加工制作方案

屋面桁架钢管相贯线切割工艺

1、拟投入工程钢管相贯线切割设备

设备总体说明：我司现有的钢管相贯面切割机多台，可切割钢管规格：60

5mm～1850100mm。设备规格有：HID-300EH、HID-600EH、HID-900MTS、HID-1200MTS

和LMGQ/P-A1850等。本工程桁架钢管规格分布：1808～70040，我司现有的

设备完全满足工程需求。

（1）HID-600H型设备性能说明

设备名称

相贯面等离子-火焰管材

数控切割机

设备简图

制造厂商日本丸秀工机株式会社

76

型号：HID-600EH

功能：主要用于管材各种位置联接

件的相贯面切断、剖口加工、电脑三维

自动控制主要技术参数：可切割管材直

径≤600mm；管材臂厚≤60mm；管材

长度≤12000mm；制件精度：长度≤设

定值1.0mm相贯面曲率≤设定值

1.0mm。

（2）HID-1200MTS型设备性能说明

设备名

称

相贯面等离子-火焰管材数

控切割机

设备简图

制造厂

商

北京林克曼公司

型号：HID-1200MTS

功能：主要用于管材各种位置联接

件的相贯面切断、剖口加工、电脑三维

自动控制主要技术参数：可切割管材直

径≤1200mm；管材臂厚≤100mm；管

材长度≤12000mm；制件精度:长度≤设

定值1.0mm相贯面曲率≤设定值

1.0mm。

2、钢管端部相贯线切割工艺

本工程需相贯线切割的钢管规格：1808～70040，我司现有的钢管相贯

面自动切割机完全满足工程需求。所以本工程钢管桁架杆件端部相贯线加工将全部

采取数控相贯面切割机自动切割；有效保证钢管两端部相贯线加工质量；提高坡口

精度。钢管端部相贯线加工工艺如下。

序号相贯线加工原理简述说明

1专用自

77

数据输入切割数据自动生成

动生成

软件（切

割量）

2

进口钢管相贯面切割机钢管端部相贯线切割

多维钢

管自动

相贯线

切割机

3

钢管端

部相贯

线切割

实照

4

多维钢

管自动

相贯线

切割机

3.2.4大直径钢管制作工艺

3.2.4.1大直径钢管制作成型工艺

（1）钢管制作方案的分析与确定：

钢板经压制后卷制后，其力学性能又要发生变化，压制、卷制的过程，实际就

是在外力作用下，是钢板的外层纤维伸长，内层纤维缩短而产生塑性弯曲变形。冷

78

弯时变形学大，材料的冷加工硬化也越严重，在钢板内产生的单于应力也越大，甚

至会发生表面裂纹。压制或卷制后钢管的表面硬度、冷硬化层深度将随压制/卷制压

力和次数的增加而加大。

基于本工程钢板的力学性能延伸率为≥17%，以延伸率作为钢管变形量的分配依

据，综合考虑了钢管外径和壁厚的影响。在实际卷制过程中，钢板卷制成型的壁厚

变化较小，而钢材的延伸率≥17%，通过计算钢板壁厚和成型后钢管壁厚确定实际延

伸率分配，可以满足本工程钢管卷制的要求。

根据本工程设计要求的钢管规格（主要是径厚比）、材质、钢材延伸率、受力状

态和构件类别，考虑到卷制和压制制管工艺上各自的特点和应用范围，以及工厂的

实际加工设备，制作质量比较，经过综合比较分析后，确定本工程大直径钢管采用

卷制成型的工艺。

压力钢管制造安装及验收规范（DL5017-93）第4.1.5条同时规定:当钢管内径

和壁厚关系符合表4.1.5-2规定时瓦片允许冷卷，否则应热卷或冷卷后进行热处理。

表4.1.5-2

钢板牌号钢管内径(D)与壁厚()关系

碳素钢、16Mn、16MnRD≥33

79

3.2.4.2压制钢管的制管成型工艺流程

钢管的制管成型工艺流程

下料、切割

精整整形

测量验收

标记

筒体合缝预焊外形尺寸检查

探伤检测

内外埋弧焊接

焊接工艺评定加工工艺方案制定

材料复验矫平处理

放样划线

钢板探伤

钢板边端预弯

压制成型

过程监测

管端超声波复探

打磨

80

3.2.4.3压制钢管的制管成型工艺

压制钢管成型工艺

81

压制钢管成型工艺

82

压制钢管成型工艺

83

压制钢管成型工艺

84

3.2.4.4大直径钢管消除应力方案

本工程钢管的VSR振动时效工艺

VSR

装

置

布

置

示

意

图

工艺设备：3.6kW级振动时效设备；

KH2000型振动时效设备；

振动辅助工艺装备：1）托架用20～30mm钢板焊接结构，水平形状，外尺寸约800

500400；

2）橡胶垫采用振动设备商配套的专用橡胶垫。用薄钢板围框固定在托架上，固定

橡胶垫。框架的边高要低，保证橡胶垫被节点压扁时节点与框架无接触。

3)激振器垫块用作激振器刚性固定的衬垫，上、下各一块，用厚钢板制成。以保

证偏心块旋转面平行与钢柱端面。垫块平面尺寸应与激振器的固定面相当，一个面为

平面，另一面为斜面；

系

统

布

置

示

意

图

工艺系统布置

1）按图放置各振动工艺装备与辅件。节点放在托架上，应保证橡胶垫压缩均匀。

钢柱固定端口平面距支架厚板平面约10～20mm，

2）激振器用C型夹固定在节点振动端的上方，激振器大端面与梭形柱端面齐平。

85

本工程钢管的VSR振动时效工艺

偏心矩设定为32％（可以按实际效果在25～40％范围调节）；

3）加速度传感器放在激振器下方的钢柱内；设备供电为AC220V-20A；且保证电压

稳定，干扰低；不允许在作业过程发生断电；

构

件

VSR

振

动

时

效

工

艺

振动工艺

1）扫频，获振动幅值－电机转速曲线（a-n曲线）。转速变化范围应保证观察到2

个振动幅值大于30m/s2的共振峰f1、f2；

2）在最低共振峰f1的亚共率范围内进行工艺振动，连续振动18分钟；手动条

件下可以每3分钟调节一次转速,以保证工艺在最大振幅状况下进行。记录每次调节后

的振幅与频率；

3）在次低共振峰f2的亚共振范围内进行第二次工艺振动，连续振动12分钟；

手动条件下可以每3分钟调节一次转速,以保证工艺在最大振幅状况下进行。记录每次

调节后的振幅与频率；

4）再次扫频，获工艺后的振动幅值－电机转速曲线（a-n曲线）。转速变化范围

应保证与第一次扫频相同；

打印自动评定结果、2次扫频（a-n）曲线和工艺(a-t)曲线。手动控制时应把记

录数据填入工艺执行报告的相应栏目内。

86

3.2.5焊接空心球加工制作工艺

3.2.5.1焊接球制作工艺流程

下料、切割

提交监理验收

抛丸、涂装

合格出厂

油漆检查

切割余量外形尺寸检查

坡口精密加工

焊接球工艺加工工艺方案制定

材料复验

放样划线

钢板探伤

加工压模制造

半球体压制

过程监测

另一半球体组装

球体环缝焊接

外形尺寸检查

测量，探伤检测

校正

87

3.2.5.2焊接球制作工艺方法

88

89

90

91

92

3.2.5.3焊接球节点制作工艺细则

(1）先按照设计图纸空心球的规格,制订出合适的加工压模,上下压模必须考虑

钢板的减薄量及脱模方便。

93

(2）钢球的压制,采用热压法进行加工,在专用压模上用油压机进行上下半球的

压制,压制时要求先将钢板放入窄口炉中进行均匀加热,温度控制在900-1000℃左右,

但不能过火,以免损坏钢板内部组织,另外钢板加热时,必须注意温度一定要均匀,否

则对于钢球的压制成型影响较大。

(3）钢球压制时要注意钢板表面的拉毛现象,可通过调正压模和加热温度来加以

控制。

(4)钢球压制后,待完全冷却,检查钢板外表面的质量,不得有明显的裂纹和凹

凸不平现象,并经专职检查员验收合格后才能送入下道工序,对于不合格的钢球,应

分开堆放并处理。

(5)将检查合格的钢球(半只)吊入专用平台上进行划线,把球固定,用划针盘拖

动划线的方法划出上口的余量,然后再吊上钢球专用切割机上进行切割余量和坡口

切割。

(6）将验收合格的两半球进行坡口打磨,直至露出金属光泽,再和中间加劲肋板

进行拼装,拼装时必须保证对接错边量和坡口间隙尺寸以及钢球直径:定位焊并经检

验后送入钢球专用焊接机上进行钢球的焊接。

(7）焊后进行100%超声波探伤,探伤合格后，在每只球上焊接吊耳，以便于焊接

球的抛丸除锈。

94

超声波探伤

组装吊耳

抛丸除锈

由于球面需要整体除锈，所以采用悬挂胎架，将多只焊接球悬挂在胎架上，采

用抛丸机整体除锈。

8）编号标记

标记信息包括：a.焊接球的尺寸规格；b.焊接球的轴线

95

焊接球组装允许偏差及检验方法

项次项目允许偏差（mm）检验方法

1

球焊缝高度与球

外表面平齐

0.5

用焊缝量规,沿焊缝周长等分取8

个点检查

2球直径D≤3001.5

用卡钳及游标卡尺检查,每个球

量测各向三个数值

3球直径D>3002.5

4球的圆度D≤300≤1.5

用卡钳及游标卡尺检查,每个球

测三对,每对成90度,以三对直径

差的平均值计

5球的圆度D>300≤2.5

6

两个半球的对口

错边量

≤1.0

用套模及游标卡尺检查,每球取

最大错边量处一点

7球壁厚减薄量≤10%且<1.0超声波测厚仪

3.2.5.4焊接球加工制造质量控制措施

工序图示解决措施

壁厚

减薄

量

1）严格控制进料程序，钢板厚度要求为上

差或加一等级（增厚2mm），全部经测厚

仪检验。

2）减少切边余量，球片直径越小，压制应

力也会越小，即拉薄区的减薄量越小。

3）钢板在炉内加热时，温度是从外向内的

热传导过程。对直径和厚度大的圆板应采

取快速加热，使钢板的中心部分和四周形

成一定的温差。而空心球的拉薄区又是在

中部，这样可控制减薄量。

96

工序图示解决措施

压制

加工

1）压制前必须严格检查模具外观、尺寸和

圆度，发现问题及时调整处理。

2）经常检查模具的各压紧螺栓，发现松动

及时紧固。

3）因为钢板在炉内加热过程中的温度是不

均匀的。温差太大，将影响空心球的压制

质量。因此一方面要将炉内钢板经常移动

位置和方向，另外要有均温时间。为使钢

板均匀快速升温，最好用垫块将钢板隔开，

以放在钢板中间为最理想。

球体

组装

1）半球修割边缘及切坡口在专用球体切割

机上自动切割，保证切割的坡口整齐光滑。

2）两个半球在拼装台上进行拼装，保证错

边量、直径在规范之内。

3）在拼装过程时根据空心球的直径、厚度

预留焊接收缩量。

球体

焊接

1）为了保证焊接空心球的焊缝质量，球体

组拼后采用CO2气体保护焊打底以保证在

焊透同时避免烧穿，打底焊以后用角向磨

光机清理焊渣，将焊缝四周打磨干净，然

后再用球体专用焊机进行自动埋弧焊填

充、盖面，打磨。

3.2.6工厂预拼装方案

3.2.6.1工厂预拼装目的及要求

工厂预拼装主要目的在于检验构件工厂加工能否保证现场拼装、安装的质量要

求，确保下道工序的正常运转和安装质量达到规范、设计要求、能否满足现场一次

拼装和吊装成功，减少现场拼装和安装误差。若一个构件尺寸偏差会导致累积误差，

97

为保证构件的安装空间位置，减少现场安装产生的累积误差，故必须对工程屋盖网

架结构、C型支撑柱、屋盖钢桁架进行工厂的预拼装，以检验构件制作的精度，及时

调整、消除误差，从而确保构件现场顺利吊装，减少现场特别是高空对构件的安装

调整时间，有力保障工程的顺利实施。

预拼装应按构件实际坐标进行控制，其实际坐标值与设计坐标值的偏差不应大

于安装的允许偏差。检验方法：经纬仪、全站仪、水准仪、直尺。钢构件预拼装的

允许偏差如下表：

构件类型项目允许偏差检查方法

主次构件

预拼装单元总长5.0用钢尺检查

预拼装单元弯曲矢高

l/1500，且不应大于

10.0

用拉线和钢尺检查

接口错边2.0用焊缝量规检查

预拼装单元柱身扭曲h/500，且不应大于5.0

用拉线、吊线和钢尺

和全站仪检查

顶紧面至任一牛腿距离2.0用钢尺检查

任意两对角线之差

∑H/2000，且不应大于

8.0

直尺

管口错边t/10，且不应大于3直尺

坡口间隙

有衬垫-1.5；+6

直尺、焊缝卡尺

无衬垫0；+2

节点处杆件轴线错位4.0

用拉线、吊线和钢尺

和全站仪检查

3.2.6.2工厂预拼装场地的布置

工厂预拼装是钢构件制作过程中的重要环节，通过预拼装可以检验构件的加工

制作精度，并且对超出误差的构件进行合理的矫正，拼装合格后对构件进行编号标

记，以保证现场安装的顺利进行。我司建有专用预拼装场地，布置了三台100T吊车，

可满足大尺寸、大型钢构件的预拼装。根据吊装的实际最佳位置和构件拼装的最大

外形尺寸，对工厂预拼装场地的合理布置，主要准备工作如下：