鋼結(jié)構(gòu)大廈工程的控制管理

崔 璀，李金錠

（江南重工股份有限公司，上海 200023）

0 引 言

長(zhǎng)春光大銀行營(yíng)業(yè)大廈是吉林省第一幢鋼結(jié)構(gòu)大廈，也是我國(guó)第一幢由國(guó)內(nèi)自行方案設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)，全部采用國(guó)產(chǎn)鋼材，由國(guó)內(nèi)自行制作、安裝的純“國(guó)產(chǎn)化”鋼結(jié)構(gòu)大廈。本工程構(gòu)件用量見(jiàn)表 1。江南重工股份有限公司簽約承接了長(zhǎng)春光大銀行營(yíng)業(yè)大廈鋼結(jié)構(gòu)制作工程。

工程的制作加工構(gòu)件全部驗(yàn)收合格，69個(gè)分部工程，評(píng)定優(yōu)良為 68個(gè)，優(yōu)良率98.6%；質(zhì)量保證資料核查9項(xiàng)，符合要求9項(xiàng)，觀感質(zhì)量評(píng)定應(yīng)得 100分，實(shí)得90分。該工程被評(píng)為優(yōu)良工程。

1 前期準(zhǔn)備階段的管理工作

1.1 審查和批準(zhǔn)焊接工藝評(píng)定方案，焊接工藝評(píng)定計(jì)劃書(shū)（指導(dǎo)書(shū)）和焊接工藝評(píng)定報(bào)告

本工程焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目原計(jì)劃 24項(xiàng)，實(shí)際進(jìn)行了 27項(xiàng)，覆蓋了本工程主要構(gòu)件在各種條件下的工藝內(nèi)容。主要是以SM490B和Q235B兩種主體材料用埋弧自動(dòng)焊、手工電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊和電渣焊等工藝方法，在各種焊位、厚度、坡口型式等不同條件下的工藝試驗(yàn)。該 27項(xiàng)工藝評(píng)定試驗(yàn)按要求全部通過(guò)，從而確定了焊接工藝參數(shù)和工藝要點(diǎn)，選定了焊接材料。據(jù)此編制的焊接工藝在執(zhí)行中未出現(xiàn)任何問(wèn)題。

考慮到長(zhǎng)春的環(huán)境溫度，在監(jiān)理的建議下，焊接工藝評(píng)定內(nèi)容中作為參考，又增加了-20℃沖擊試驗(yàn)。在10組試件27個(gè)數(shù)據(jù)中，只有一個(gè)數(shù)據(jù)未達(dá)到34J。

1.2 審查和批準(zhǔn)了扭剪型高強(qiáng)螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)方案和試驗(yàn)報(bào)告

該項(xiàng)試驗(yàn) 3組試件摩擦系數(shù)平均為 0.493，設(shè)計(jì)要求為0.45。

1.3 審查和批準(zhǔn)了制作要領(lǐng)書(shū)和各分項(xiàng)工程的工藝

本工程除編制了制作要領(lǐng)書(shū)外，在監(jiān)理的要求下，又編制了重要結(jié)構(gòu)的加工、組裝、焊接、無(wú)損探傷、預(yù)熱、預(yù)拼裝、涂裝等工藝方案 20余項(xiàng)。在此基礎(chǔ)上車(chē)間又編制了具體操作工藝。確保制作要領(lǐng)書(shū)的落實(shí)。

上述各項(xiàng)工藝方案經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后，江南重工進(jìn)行了各個(gè)層次的工藝技術(shù)交底，監(jiān)理人員在實(shí)施過(guò)程中經(jīng)常檢查工藝的執(zhí)行情況。

1.4 發(fā)揮江南重工的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

采用成熟可靠的焊接工藝和性能，較先進(jìn)的焊接工藝裝備和較高素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)豐富的焊接工程技術(shù)人員、良好的工藝紀(jì)律。

1)參加焊接操作的焊工主體是從事壓力容器生產(chǎn)和曾參加北京國(guó)貿(mào)2期工程的原班隊(duì)伍，而且又經(jīng)過(guò)再次考核和考試。

2)投入使用了目前國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)制作行業(yè)中較為先進(jìn)的焊接設(shè)備、切割設(shè)備、熱處理設(shè)備、端銑設(shè)備和噴砂設(shè)備。

3)95%以上焊接工作采用自動(dòng)化和半自動(dòng)化焊接工藝完成，包括電渣焊、埋弧自動(dòng)焊、CO2氣體保護(hù)自動(dòng)焊和CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊等。CO2氣體保護(hù)焊使用的藥芯焊絲，全部從日本、美國(guó)進(jìn)口，這 2種焊絲的焊縫金屬理化性能優(yōu)良、工藝性能好、效率高、外形美觀，其費(fèi)用比國(guó)內(nèi)高出1倍。

4)焊接工藝配套設(shè)施手段完善，有專(zhuān)門(mén)的焊材準(zhǔn)備室，對(duì)各種焊材進(jìn)行烘焙。設(shè)有自動(dòng)控溫的板式電加熱器進(jìn)行預(yù)熱或后熱，特別是厚板箱形柱的焊接在特制的胎架上完成，在焊接的同時(shí)進(jìn)行預(yù)熱和后熱。工件由能掌握RT（射線檢測(cè)）、UT（超聲波檢測(cè)）、MT（磁粉檢測(cè)）等各種無(wú)損檢測(cè)能力的檢測(cè)人員跟蹤探傷。

在構(gòu)件加工、組裝和預(yù)拼裝工藝方面，采用數(shù)控多條切割、模板鉆孔、懸挑梁和16m梁的火工起拱、箱形柱組焊、牛腿梁和牛腿柱的2次組焊、32m巨型桁架預(yù)拼裝及起拱等工藝方法，保證了質(zhì)量，提高了效率。

1.5 審查和批準(zhǔn)主體結(jié)構(gòu)鋼材的材料復(fù)驗(yàn)計(jì)劃和復(fù)驗(yàn)報(bào)告

對(duì)提交的材料報(bào)驗(yàn)單及質(zhì)量證明書(shū)，進(jìn)行了審查和確認(rèn)。這些材料包括鋼材、焊材和涂料等。

1)鋼材復(fù)驗(yàn)主要是對(duì)主體構(gòu)件的鋼材進(jìn)行抽檢，先后對(duì) 2批訂貨共抽查 Q235B、SM490B、Q345B材質(zhì)的厚度為7～60mm的鋼板和槽鋼36C型鋼等10種規(guī)格做7種元素的化學(xué)分析的復(fù)驗(yàn)。抽查10～60mm鋼板和槽鋼36C型鋼8種規(guī)格做力學(xué)性能試驗(yàn)。并按要求對(duì) 40mm、60mm的鋼板做-20℃沖擊和 Z向拉伸試驗(yàn)以及碳當(dāng)量的計(jì)算。試驗(yàn)結(jié)果表明，所有指標(biāo)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。

2)第三方鋼材復(fù)驗(yàn)是應(yīng)業(yè)主的要求，由監(jiān)理組織編制抽檢方案、取樣及選擇試驗(yàn)單位，并經(jīng)業(yè)主同意。對(duì)10～60mm的10種規(guī)格的鋼板做了9種元素的化學(xué)分析和力學(xué)性能試驗(yàn)，并對(duì) 45mm、50mm、60mm 3種規(guī)格的鋼板做-20℃沖擊試驗(yàn)、Z向拉伸試驗(yàn)和非金屬夾渣物、鐵素體晶粒度的金相檢驗(yàn)，以及碳當(dāng)量的指標(biāo)。結(jié)果全部符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

從鋼材的出廠質(zhì)量證明書(shū)和2次抽樣復(fù)驗(yàn)結(jié)果看，本工程使用的主體鋼材質(zhì)量完全符合設(shè)計(jì)要求，而且十分穩(wěn)定。其中硫的含量均在0.010%以下，磷的含量在0.020%以下，平均碳當(dāng)量為0.43%，低于JIS3106-92中0.44%的要求。在4種厚板試驗(yàn)結(jié)果中，Z向拉伸斷面收縮率56%～62%。-20℃沖擊最低值38J，最高值158J。非金屬夾渣物級(jí)別分別為D細(xì)系平均2.0級(jí)、A細(xì)系平均1.0級(jí)，鐵素體晶粒度平均9.5級(jí)。

3)使用的鋼材報(bào)驗(yàn)總量 6372t，其中鋼板5813t、槽鋼274t、工字鋼156t、角鋼141t、管鋼13t，各批報(bào)驗(yàn)的鋼材理化指標(biāo)項(xiàng)目和數(shù)據(jù)均經(jīng)過(guò)審查，全部符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求。

4)使用的焊材均與焊接工藝評(píng)定選定的型號(hào)、規(guī)格、產(chǎn)地一致，質(zhì)量證明書(shū)均經(jīng)審查合格認(rèn)可。

1.6 確認(rèn)操作人員資質(zhì)

對(duì)參加操作的焊工和無(wú)損探傷人員進(jìn)行了考核、考試和審查資質(zhì)證明文件，確認(rèn)這些人員的資質(zhì)均符合設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。

被認(rèn)可參加本工程操作的焊工總計(jì) 63名，其中19人曾參加北京國(guó)貿(mào)2期制作工程，一直未間斷焊接操作，并持有AWS（美國(guó)焊接學(xué)會(huì)）有效合格證的，免于考核。其余持有AWS和ZC有效合格證的焊工均經(jīng)考試和考核合格，經(jīng)監(jiān)理認(rèn)可。

5名持有UT、RT有效資格證書(shū)的無(wú)損檢測(cè)人員也經(jīng)過(guò)了監(jiān)理審查和認(rèn)可。

1.7 確認(rèn)質(zhì)保體系和工藝裝備

審查了質(zhì)量保證體系和質(zhì)量檢查機(jī)構(gòu)、本工程的質(zhì)量規(guī)劃和質(zhì)量保證措施。審查了制作工藝流程和工藝能力配置。檢查了焊接材料烘干、焊接、預(yù)熱、后熱、切割、端銑、制孔、噴砂等重要工藝裝備情況，確認(rèn)處于完好狀態(tài)。

1.8 明確采用標(biāo)準(zhǔn)和審圖施工圖

參加了設(shè)計(jì)交底，會(huì)同設(shè)計(jì)單位商定和明確了本工程采用的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大了標(biāo)準(zhǔn)覆蓋面。

在審查施工詳圖過(guò)程中，協(xié)助設(shè)計(jì)單位改善了構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的焊接設(shè)計(jì)，改進(jìn)了巨型桁架的設(shè)計(jì)方案，明確了預(yù)拼裝的工藝原則和技術(shù)要求。在無(wú)損探傷的技術(shù)要求中，增加對(duì)箱型柱不完全熔透焊縫的熔深檢測(cè)、對(duì)柱節(jié)點(diǎn)處全焊透隔板處的面板的Z向撕裂的檢測(cè)等等。

2 制作過(guò)程中的質(zhì)量控制

2.1 簽發(fā)監(jiān)理通知

本著預(yù)防為主的原則，監(jiān)理工程師不但對(duì)工藝流程，操作規(guī)程和工藝方法的執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督檢查，而且對(duì)制作過(guò)程關(guān)鍵工序和關(guān)鍵構(gòu)件、零部件的制作過(guò)程的質(zhì)量和尺寸偏差、外觀質(zhì)量進(jìn)行了隨機(jī)檢查，對(duì)違規(guī)操作造成內(nèi)在缺陷或外形尺寸、外觀質(zhì)量缺陷的不正常情況，當(dāng)即予以制止，并簽發(fā)《監(jiān)理通知》責(zé)令其整改。

本工程共發(fā)出《監(jiān)理通知》17份，備忘錄2份以及多次口頭提示，其內(nèi)容包括：質(zhì)量管理人員素質(zhì)、操作程序、工藝方法、工藝紀(jì)律、質(zhì)量檢查、技術(shù)資料等各個(gè)方面的內(nèi)容。

2.2 檢查關(guān)鍵工序

堅(jiān)持上道工序不合格不得進(jìn)入下道工序的原則，對(duì)各道工序特別是關(guān)鍵工序進(jìn)行檢查。本工程的關(guān)鍵工序有：

1)焊材烘干；

2)箱形柱主體結(jié)構(gòu)組裝；

巖棉復(fù)合型保溫模板是在大力發(fā)展綠色建筑、綠色材料的背景下設(shè)計(jì)提出的，該模板設(shè)計(jì)理念為建筑行業(yè)的節(jié)能化和高效化提供了一條新的發(fā)展思路。

3)焊接預(yù)熱層間溫度和后熱；

4)主要柱的端銑；

5)廠內(nèi)預(yù)拼裝；

6)摩擦面和涂裝基面的噴砂。

2.3 隱蔽工程的檢查和認(rèn)可

本工程箱形柱內(nèi)隔板焊縫的焊接為隱蔽工程，在焊接完畢后，箱形封閉之前，專(zhuān)檢員檢查并填寫(xiě)隱蔽工程檢查記錄，監(jiān)理到場(chǎng)檢查認(rèn)可，方可封閉。

2.4 成品構(gòu)件的檢查驗(yàn)收

1)按照小組自檢→制作單位專(zhuān)檢→總包或訂貨單位監(jiān)造人員檢查→監(jiān)理抽檢程序，監(jiān)理認(rèn)可后方可出廠。成品構(gòu)件交驗(yàn)前，小組認(rèn)真做好自檢，并填報(bào)《構(gòu)件質(zhì)量檢查記錄》報(bào)專(zhuān)檢員檢查。專(zhuān)檢員檢查合格后填寫(xiě)《工程報(bào)驗(yàn)單》并附以檢查記錄向監(jiān)理報(bào)驗(yàn)。監(jiān)理工程師據(jù)此抽檢，如檢查合格，簽發(fā)《工程檢驗(yàn)認(rèn)可書(shū)》。經(jīng)抽查不合格，簽發(fā)不合格通知單，責(zé)令返修。

2)由于本工程箱形柱、牛腿柱和牛腿梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜、精度要求高，監(jiān)理在抽檢的基礎(chǔ)上，對(duì)重要構(gòu)件尺寸進(jìn)行逐件檢查，并填寫(xiě)《構(gòu)件尺寸核查記錄》，對(duì)返修的構(gòu)件，簽發(fā)反饋記錄和處置意見(jiàn)并考核一次合格率（返修率）。

3 項(xiàng)目施工控制的幾點(diǎn)體會(huì)

3.1 采用一系列焊接新工藝

長(zhǎng)春光大銀行營(yíng)業(yè)大廈鋼結(jié)構(gòu)工程采用的焊接工藝對(duì)江南重工來(lái)說(shuō)是一大挑戰(zhàn)，如 1m×1m、板厚達(dá)85mm的箱形柱，要求采用融化嘴電渣焊的先進(jìn)技術(shù)。過(guò)去僅作過(guò)嘗試，要在產(chǎn)品上大規(guī)模應(yīng)用是個(gè)難關(guān)。為此，江南重工經(jīng)過(guò)了大量的試驗(yàn)，得出一系列數(shù)據(jù)，并培養(yǎng)了一批熟練掌握該技術(shù)的焊接骨干，攻克了這一難關(guān)。

按設(shè)計(jì)要求，大廈鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件絕大部分是全焊透焊縫。焊材的比率從 1.5%增加到 2.7%，由于40mm以上厚板的Z向要求，江南重工一方面從板材上從嚴(yán)要求，對(duì)厚板都進(jìn)行了超聲波探傷；另一方面采取了一系列控制措施，從技術(shù)工藝上給于保證，使工程的焊接質(zhì)量有了保障。

江南重工通過(guò)采取一系列技術(shù)措施，特別是融化嘴電渣焊，厚板全熔透焊縫新工藝，大大提高了企業(yè)員工的技術(shù)素質(zhì)。

3.2 打破常規(guī)，做到“三同步”

1)設(shè)計(jì)與材料訂貨同步

根據(jù)設(shè)計(jì)院的施工圖進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，出施工詳圖。按常規(guī)要等認(rèn)可細(xì)化圖之后才訂貨。但是這次鋼板規(guī)格多，又有Z向要求，還要進(jìn)行全面超探，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，施工周期緊。江南重工主動(dòng)承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)院基本確定的構(gòu)件尺寸，鋼材先行訂貨，并要求鋼廠先提供焊接試驗(yàn)和焊工培訓(xùn)試板，以解決生產(chǎn)準(zhǔn)備急需。

2)鋼板生產(chǎn)、取樣、復(fù)驗(yàn)同步

為了避免復(fù)檢鋼材出現(xiàn)問(wèn)題，需重新投料加工。在鋼廠取樣，復(fù)驗(yàn)合格接收，開(kāi)出提前發(fā)放單，直接送加工車(chē)間，提高了效率。

3)工藝評(píng)定試驗(yàn)與焊工培訓(xùn)同步

將焊接試驗(yàn)所進(jìn)行工藝評(píng)定試驗(yàn)與焊工培訓(xùn)同時(shí)進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)束，焊工考核一次成功。同時(shí)試驗(yàn)室成熟一項(xiàng)，培訓(xùn)一項(xiàng)，試驗(yàn)室某個(gè)參數(shù)變動(dòng)，立即反饋到培訓(xùn)中心，進(jìn)行改進(jìn)。

3.3 力求完美，創(chuàng)出品牌

1)使用了如1.4節(jié)中所述的先進(jìn)的施工設(shè)備，保證了質(zhì)量，提高了效率。

2)為滿足業(yè)主精品要求，對(duì)六層以上構(gòu)件采用無(wú)拼接梁，為此追加鋼板訂購(gòu)約800t。

3)為了滿足現(xiàn)場(chǎng)吊裝當(dāng)年封頂?shù)囊?，將部分預(yù)拼裝構(gòu)件外協(xié)加工，并于 10月底完成全部噴砂涂裝工作。

4 結(jié) 語(yǔ)

長(zhǎng)春光大銀行營(yíng)業(yè)大廈鋼結(jié)構(gòu)工程的成功承接，產(chǎn)生了極好的社會(huì)效益，為后續(xù)工程——長(zhǎng)春國(guó)際會(huì)展中心、長(zhǎng)春經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)體育公園體育場(chǎng)、吉林市體育會(huì)展中心萬(wàn)人體育館、長(zhǎng)春電影世紀(jì)城及吉林省速滑館等5大鋼結(jié)構(gòu)工程的承接，為江南造船集團(tuán)、江南重工在長(zhǎng)春承接鋼結(jié)構(gòu)工程“六連冠”的實(shí)現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。