钢结构大厦工程的控制管理

崔 璀，李金锭

（江南重工股份有限公司，上海 200023）

0 引 言

长春光大银行营业大厦是吉林省第一幢钢结构大厦，也是我国第一幢由国内自行方案设计、施工设计，全部采用国产钢材，由国内自行制作、安装的纯“国产化”钢结构大厦。本工程构件用量见表 1。江南重工股份有限公司签约承接了长春光大银行营业大厦钢结构制作工程。

工程的制作加工构件全部验收合格，69个分部工程，评定优良为 68个，优良率98.6%；质量保证资料核查9项，符合要求9项，观感质量评定应得 100分，实得90分。该工程被评为优良工程。

1 前期准备阶段的管理工作

1.1 审查和批准焊接工艺评定方案，焊接工艺评定计划书（指导书）和焊接工艺评定报告

本工程焊接工艺评定项目原计划 24项，实际进行了 27项，覆盖了本工程主要构件在各种条件下的工艺内容。主要是以SM490B和Q235B两种主体材料用埋弧自动焊、手工电弧焊、CO2气体保护焊和电渣焊等工艺方法，在各种焊位、厚度、坡口型式等不同条件下的工艺试验。该 27项工艺评定试验按要求全部通过，从而确定了焊接工艺参数和工艺要点，选定了焊接材料。据此编制的焊接工艺在执行中未出现任何问题。

考虑到长春的环境温度，在监理的建议下，焊接工艺评定内容中作为参考，又增加了-20℃冲击试验。在10组试件27个数据中，只有一个数据未达到34J。

1.2 审查和批准了扭剪型高强螺栓摩擦面抗滑移系数试验方案和试验报告

该项试验 3组试件摩擦系数平均为 0.493，设计要求为0.45。

1.3 审查和批准了制作要领书和各分项工程的工艺

本工程除编制了制作要领书外，在监理的要求下，又编制了重要结构的加工、组装、焊接、无损探伤、预热、预拼装、涂装等工艺方案 20余项。在此基础上车间又编制了具体操作工艺。确保制作要领书的落实。

上述各项工艺方案经监理批准后，江南重工进行了各个层次的工艺技术交底，监理人员在实施过程中经常检查工艺的执行情况。

1.4 发挥江南重工的技术优势

采用成熟可靠的焊接工艺和性能，较先进的焊接工艺装备和较高素质、经验丰富的焊接工程技术人员、良好的工艺纪律。

1)参加焊接操作的焊工主体是从事压力容器生产和曾参加北京国贸2期工程的原班队伍，而且又经过再次考核和考试。

2)投入使用了目前国内钢结构制作行业中较为先进的焊接设备、切割设备、热处理设备、端铣设备和喷砂设备。

3)95%以上焊接工作采用自动化和半自动化焊接工艺完成，包括电渣焊、埋弧自动焊、CO2气体保护自动焊和CO2气体保护半自动焊等。CO2气体保护焊使用的药芯焊丝，全部从日本、美国进口，这 2种焊丝的焊缝金属理化性能优良、工艺性能好、效率高、外形美观，其费用比国内高出1倍。

4)焊接工艺配套设施手段完善，有专门的焊材准备室，对各种焊材进行烘焙。设有自动控温的板式电加热器进行预热或后热，特别是厚板箱形柱的焊接在特制的胎架上完成，在焊接的同时进行预热和后热。工件由能掌握RT（射线检测）、UT（超声波检测）、MT（磁粉检测）等各种无损检测能力的检测人员跟踪探伤。

在构件加工、组装和预拼装工艺方面，采用数控多条切割、模板钻孔、悬挑梁和16m梁的火工起拱、箱形柱组焊、牛腿梁和牛腿柱的2次组焊、32m巨型桁架预拼装及起拱等工艺方法，保证了质量，提高了效率。

1.5 审查和批准主体结构钢材的材料复验计划和复验报告

对提交的材料报验单及质量证明书，进行了审查和确认。这些材料包括钢材、焊材和涂料等。

1)钢材复验主要是对主体构件的钢材进行抽检，先后对 2批订货共抽查 Q235B、SM490B、Q345B材质的厚度为7～60mm的钢板和槽钢36C型钢等10种规格做7种元素的化学分析的复验。抽查10～60mm钢板和槽钢36C型钢8种规格做力学性能试验。并按要求对 40mm、60mm的钢板做-20℃冲击和 Z向拉伸试验以及碳当量的计算。试验结果表明，所有指标均达到标准和设计要求。

2)第三方钢材复验是应业主的要求，由监理组织编制抽检方案、取样及选择试验单位，并经业主同意。对10～60mm的10种规格的钢板做了9种元素的化学分析和力学性能试验，并对 45mm、50mm、60mm 3种规格的钢板做-20℃冲击试验、Z向拉伸试验和非金属夹渣物、铁素体晶粒度的金相检验，以及碳当量的指标。结果全部符合有关标准。

从钢材的出厂质量证明书和2次抽样复验结果看，本工程使用的主体钢材质量完全符合设计要求，而且十分稳定。其中硫的含量均在0.010%以下，磷的含量在0.020%以下，平均碳当量为0.43%，低于JIS3106-92中0.44%的要求。在4种厚板试验结果中，Z向拉伸断面收缩率56%～62%。-20℃冲击最低值38J，最高值158J。非金属夹渣物级别分别为D细系平均2.0级、A细系平均1.0级，铁素体晶粒度平均9.5级。

3)使用的钢材报验总量 6372t，其中钢板5813t、槽钢274t、工字钢156t、角钢141t、管钢13t，各批报验的钢材理化指标项目和数据均经过审查，全部符合有关标准规定及设计要求。

4)使用的焊材均与焊接工艺评定选定的型号、规格、产地一致，质量证明书均经审查合格认可。

1.6 确认操作人员资质

对参加操作的焊工和无损探伤人员进行了考核、考试和审查资质证明文件，确认这些人员的资质均符合设计和规范的要求。

被认可参加本工程操作的焊工总计 63名，其中19人曾参加北京国贸2期制作工程，一直未间断焊接操作，并持有AWS（美国焊接学会）有效合格证的，免于考核。其余持有AWS和ZC有效合格证的焊工均经考试和考核合格，经监理认可。

5名持有UT、RT有效资格证书的无损检测人员也经过了监理审查和认可。

1.7 确认质保体系和工艺装备

审查了质量保证体系和质量检查机构、本工程的质量规划和质量保证措施。审查了制作工艺流程和工艺能力配置。检查了焊接材料烘干、焊接、预热、后热、切割、端铣、制孔、喷砂等重要工艺装备情况，确认处于完好状态。

1.8 明确采用标准和审图施工图

参加了设计交底，会同设计单位商定和明确了本工程采用的各项标准，扩大了标准覆盖面。

在审查施工详图过程中，协助设计单位改善了构件节点的焊接设计，改进了巨型桁架的设计方案，明确了预拼装的工艺原则和技术要求。在无损探伤的技术要求中，增加对箱型柱不完全熔透焊缝的熔深检测、对柱节点处全焊透隔板处的面板的Z向撕裂的检测等等。

2 制作过程中的质量控制

2.1 签发监理通知

本着预防为主的原则，监理工程师不但对工艺流程，操作规程和工艺方法的执行情况进行监督检查，而且对制作过程关键工序和关键构件、零部件的制作过程的质量和尺寸偏差、外观质量进行了随机检查，对违规操作造成内在缺陷或外形尺寸、外观质量缺陷的不正常情况，当即予以制止，并签发《监理通知》责令其整改。

本工程共发出《监理通知》17份，备忘录2份以及多次口头提示，其内容包括：质量管理人员素质、操作程序、工艺方法、工艺纪律、质量检查、技术资料等各个方面的内容。

2.2 检查关键工序

坚持上道工序不合格不得进入下道工序的原则，对各道工序特别是关键工序进行检查。本工程的关键工序有：

1)焊材烘干；

2)箱形柱主体结构组装；

岩棉复合型保温模板是在大力发展绿色建筑、绿色材料的背景下设计提出的，该模板设计理念为建筑行业的节能化和高效化提供了一条新的发展思路。

3)焊接预热层间温度和后热；

4)主要柱的端铣；

5)厂内预拼装；

6)摩擦面和涂装基面的喷砂。

2.3 隐蔽工程的检查和认可

本工程箱形柱内隔板焊缝的焊接为隐蔽工程，在焊接完毕后，箱形封闭之前，专检员检查并填写隐蔽工程检查记录，监理到场检查认可，方可封闭。

2.4 成品构件的检查验收

1)按照小组自检→制作单位专检→总包或订货单位监造人员检查→监理抽检程序，监理认可后方可出厂。成品构件交验前，小组认真做好自检，并填报《构件质量检查记录》报专检员检查。专检员检查合格后填写《工程报验单》并附以检查记录向监理报验。监理工程师据此抽检，如检查合格，签发《工程检验认可书》。经抽查不合格，签发不合格通知单，责令返修。

2)由于本工程箱形柱、牛腿柱和牛腿梁节点构造复杂、精度要求高，监理在抽检的基础上，对重要构件尺寸进行逐件检查，并填写《构件尺寸核查记录》，对返修的构件，签发反馈记录和处置意见并考核一次合格率（返修率）。

3 项目施工控制的几点体会

3.1 采用一系列焊接新工艺

长春光大银行营业大厦钢结构工程采用的焊接工艺对江南重工来说是一大挑战，如 1m×1m、板厚达85mm的箱形柱，要求采用融化嘴电渣焊的先进技术。过去仅作过尝试，要在产品上大规模应用是个难关。为此，江南重工经过了大量的试验，得出一系列数据，并培养了一批熟练掌握该技术的焊接骨干，攻克了这一难关。

按设计要求，大厦钢结构构件绝大部分是全焊透焊缝。焊材的比率从 1.5%增加到 2.7%，由于40mm以上厚板的Z向要求，江南重工一方面从板材上从严要求，对厚板都进行了超声波探伤；另一方面采取了一系列控制措施，从技术工艺上给于保证，使工程的焊接质量有了保障。

江南重工通过采取一系列技术措施，特别是融化嘴电渣焊，厚板全熔透焊缝新工艺，大大提高了企业员工的技术素质。

3.2 打破常规，做到“三同步”

1)设计与材料订货同步

根据设计院的施工图进行细化设计，出施工详图。按常规要等认可细化图之后才订货。但是这次钢板规格多，又有Z向要求，还要进行全面超探，生产环节多，施工周期紧。江南重工主动承担风险，对设计院基本确定的构件尺寸，钢材先行订货，并要求钢厂先提供焊接试验和焊工培训试板，以解决生产准备急需。

2)钢板生产、取样、复验同步

为了避免复检钢材出现问题，需重新投料加工。在钢厂取样，复验合格接收，开出提前发放单，直接送加工车间，提高了效率。

3)工艺评定试验与焊工培训同步

将焊接试验所进行工艺评定试验与焊工培训同时进行。试验结束，焊工考核一次成功。同时试验室成熟一项，培训一项，试验室某个参数变动，立即反馈到培训中心，进行改进。

3.3 力求完美，创出品牌

1)使用了如1.4节中所述的先进的施工设备，保证了质量，提高了效率。

2)为满足业主精品要求，对六层以上构件采用无拼接梁，为此追加钢板订购约800t。

3)为了满足现场吊装当年封顶的要求，将部分预拼装构件外协加工，并于 10月底完成全部喷砂涂装工作。

4 结 语

长春光大银行营业大厦钢结构工程的成功承接，产生了极好的社会效益，为后续工程——长春国际会展中心、长春经济技术开发区体育公园体育场、吉林市体育会展中心万人体育馆、长春电影世纪城及吉林省速滑馆等5大钢结构工程的承接，为江南造船集团、江南重工在长春承接钢结构工程“六连冠”的实现奠定了良好的基础。