1 范围
本工艺标准适用于钢网架螺栓球节点、焊接球节点、焊接钢板节点的钢网架结构地面拼装工程。
2 施工准备
2.1 材料：
2.1.1 钢网架拼装的钢材与连接材料、高强度螺栓、焊条等材料应符合设计要求，并应有出厂合格证明。
2.1.2 螺栓球、空心焊接球、加助焊接球、锥头、套筒、封板、网架杆件、焊接钢板节点等半成品，应符合设计要求及相应的国家标准的规定。
2.1.2.1 制造钢结构网架用的螺栓球的钢材，必须符合设计规定及相应材料的技术条件和标准。螺栓球严禁有过烧、裂纹及付种隐患，成品球必须对最大的螺孔进行抗拉强度检验。螺栓球的质量要求以及检验方法应符合表1的规定。
螺栓球的允许偏差及检验方法 表1
项次 | 项 目 | 允许偏差 (mm) | 检 查 方 法 |
| | 球毛坯直径 | D≤120 | +2.0 -1.0 |
|
|
| D>120 | +3.0 -1.5 | 用卡钳、游标卡尺检查 |
| 球的圆度 | D≤120 | 1.5 |
|
|
| D>120 | 2.5 |
|
3 | 螺栓球螺孔端面与球心距 | ±0.20 | 用游标卡尺、测量芯棒、高度尺检查 |
| 同一轴线上两螺 | D≤120 | 0.20 |
|
| 孔端面平行度 | D>120 | 0.30 | 用游标卡尺、高度尺检查 |
5 | 相邻两螺孔轴线间夹角 | ±30′ | 用测量芯棒、高度尺、分度头检查 |
6 | 螺孔端面与轴线的垂直度 | 0.5%r | 用百分表 |
注：r为螺孔端面半径。
2.1.2.2 拼装用高强度螺栓的钢材必须符合设计规定及相应的技术标准。钢网架结构用高强度螺栓必须采用国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》规定的性能等级8.8S或 10.9S，并应按相应等级要求来检查。检查高强度螺栓出厂合格证，检查试验报告，检查复验报告。在拼装前还应对每根高强度螺栓进行表面硬度试验，严禁有裂纹和损伤。高强度螺栓的允许偏差和检验方法应符合表2的规定。
高强度螺栓的允许偏差及检验方法 表2
项次 | 项 目 | 允许偏差 (mm) | 检 查 方 法 |
1 | 螺纹长度 (t—螺距) | +2t 0 |
|
2 | 螺栓长度 | +2t -0.8t |
|
3 |
| 槽 深 | ±0.2 | 用钢尺、游标卡尺检查 |
4 | 键槽 | 直线度 | <0.2 |
|
5 |
| 位置度 | <0.5 |
|
2.1.2.3 拼装用的焊接球材料品种、规格质量，必须符合设计要求和有关标准的规定。焊接用的焊条、焊剂、焊丝、保护气体等应符合相应的技术要求和规定。焊接球应有出厂合格证和钢球承载力检验报告。拼装用焊接球应符合表3的规定。
焊接球的允许偏差及检验方法 表3
项次 | 项 目 | 允许偏差 (mm) | 检 查 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≤1.5 | ±1.5 | 用卡钳及游标卡尺检查，每个球量测各向三个 |
3 | 球直径D>300 | ±2.5 | 数值 |
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，每对互 |
5 | 球的圆度D>300 | ≤2.5 | 成90°，以三对直径差的平均值计 |
6 | 两个半球对口错边量 | ≤1.0 | 用套模及游标卡尺检查，每球取最大错边处一点 |
2.1.2.4 钢网架拼装封板、锥头、套筒的钢材，必须符合设计要求及相应的技术标准。封板、锥头、套筒外观木得有裂纹、过烧及氧化皮。封板、锥头、套筒的质量要求和检验方法应符合表4的规定。
封板、锥头、套筒的允许偏差及检验方法 表4
项次 | 项 目 | 允许偏差 (mm) | 检 查 方 法 |
|
1 | 封板、锥头孔径 | +0.5 |
|
|
2 | 封板、锥头底板厚度 | +0.5 -0.2 | 用游标卡尺检查 |
|
3 | 封板、锥头底板二面平行度 | 0.1 | 用百分表、V形块检查 |
|
4 | 封板、锥头孔与钢管安装台阶同轴度 | 0.2 | 用百分表、V形块检查 |
|
5 | 锥头壁厚 | +0.2 0 | 用游标卡尺检查 |
|
6 | 套筒内孔与外接圆同轴度 | 0.5 | 用游标卡尺、百分表、测量芯棒检查 |
|
7 | 套筒长度 | ±0.2 | 用游标卡尺检查 |
|
8 | 套筒两端面与轴线的垂直度 | 0.5%r | 用游标卡尺、百分表、测量芯棒检 |
|
9 | 套筒两端面的平行度 | 0.3 |
|
|
注： | 1. | 封板、锥头、套筒应分别进行检验评定。 |
| 2. | r为套筒的外接圆半径。 |
|
|
|
|
|
|
|
2.1.2.5 钢网架拼装焊接用钢板，必须符合设计要求及相应的技术标准。焊接材料应有出厂合格证及相应的技术标准。钢板节点的拼装焊缝应达到设计要求。其质量要求及检验方法应符合表5的规定。
钢板节点的允许偏差及检验方法 表5
项次 | 项 目 | 允许偏差 (mm) | 检 查 方 法 |
1 | 节点板长度及宽度 | ±2.0mm | 用钢板尺检查 |
2 | 节点板厚度 | ±0.5mm | 用游标卡尺检查 |
3 | 十字节点板间夹角 | ±20′ |
|
4 | 十字节点板与盖板间夹角 | ±20′ | 用标准角规检查 |
2.1.2.6 钢网架拼装用杆件的钢材品种、规格、质量，必须符合设计规定及相应的技术标准。钢管杆件与封板、锥头的连接，必须符合设计要求，焊缝质量标准必须符合现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》中的二级质量标准。钢管杆件与封板或锥头的焊缝应进行强度检验，其承载能力应满足设计要求。钢管杆件的质量要求及检验方法应符合表6的规定。
杆件允许偏差及检验方法 表6
项次 | 项 目 | 允许偏差 (mm) | 检 查 方 法 |
1 | 角钢杆件制作长度 | ±2 | 用钢尺检查 |
2 | 焊接球网架钢管杆件制作长度 | ±1 |
|
3 | 螺栓球网架钢管杆件成品长度 | ±1 | 用钢尺及百分表检查 |
4 | 杆件轴线不平直度 | L/1000且≯5 |
|
5 | 封板或锥头与钢管轴线垂直度 | 0.5%r | 用百分表、V形块检查 |
注：L一杆件长度，r一封板或锥头底半径。
2.2 主要机具
电焊机、氧-乙炔设备、砂轮锯、钢管切割机床、钢卷尺、钢板尺、游标卡尺、测厚仪、超声波探伤仪、磁力探伤仪、铁锤、钢丝刷、卡钳、百分表等检测仪器。
2.3 作业条件：
2.3.1 拼装焊工必须有焊接考试合格证，有相应焊接材料与焊接工位的资格证明。
2.3.2 拼装前应对拼装场地做好安全设施、防火设施。拼装前应对拼装胎位进行检测，防止胎位移动和变形。拼装胎位应留出恰当的焊接变形余量，防止拼装杆件变形，角度变形。
2.3.3 拼装前杆件尺寸、坡口角度以及焊缝间隙应符合规定。
2.3.4 熟悉图纸，编制好拼装工艺，做好技术交底。
2.3.5 拼装前，对拼装用的高强螺栓应逐个进行硬度试验，达到标准值才能进行拼装。
3 操作工艺
3.1 工艺流程：
作业准备→球加工及检验→杆加工及检验→小拼单元→中拼单元→焊接→拼装单元验收
3.2 作业准备：
3.2.1 螺栓球加工时的机具、夹具调整，角度的确定、机具的准备。
3.2.2 焊接球加工时；加热炉的准备，焊接球压床的调整，工具、夹具的准备。
3.2.3 焊接球半圆脸架的制作与安装。
3.2.4 焊接设备的选择与焊接参数的设定，采用自动焊时，自动焊设备的安装与调试，氧-乙炔设备的安装。
3.2.5 拼装用高强度螺栓在拼装前应逐条加以保护，防止小拼时飞贱影响到螺纹。
3.2.6 焊条或焊剂进行烘烤与保温，焊材保温烘烤应有专门烤箱。
3.3 球加工及检验：
3.3.1 球材下料尺寸控制。并应放出适当余量。
3.3.2 螺栓球的划线与加工，经铣平面、分角度、钻孔、攻丝、检验等。
3.3.3 焊接球材加热到600～900℃之间的适当温度，加热应均匀一致，加热炉最好是煤气炉加热。
3.3.4 加热后的钢材放到半圆胎架内，逐步压制成半圆形球，压制过程中应尽量减少压薄区与压薄量，采取措施是加热均匀，压制时氧化铁皮应及时清理，半圆球在胎位内能变换位置。
3.3.5 半圆球出胎冷却后，对半圆球用样板修正弧度，然后切割半圆球的平面，注意按半径切割，但应留出拼圆余量。
3.3.6 半圆球修正、切割以后应该打坡口，坡口角度与形式应符合设计要求。
3.3.7 加肋半圆球与空心焊接球受力情况不同，故对钢网架重要节点一般均安排加肋焊接球，加肋形式有多种，有加单助的，还有垂直双肋球等等，所以圆球拼装前，还应加肋、焊接。注意加肋高度不应超出圆周半径，以免影响拼装。
3.3.8 球拼装时，应有胎位，保证拼装质量，球的拼装应保持球的拼装直径尺寸、球的圆度一致。
3.3.9 拼好的球放在焊接胎架上，两边各打一小孔固定圆球，并能随着机床慢慢旋转，旋转一圈，调整焊道，调整焊丝高度，调整各项焊接参数，然后用半自动埋弧焊机（也可以用气体保护焊机）对圆球进行多层多道焊接，直至焊道焊平为止，不要余高。
3.3.10 焊缝外观检查，合格后应在24h时之后对钢球焊缝进行超声波探伤检查。
3.4 杆加工及检验：
3.4.1 钢管杆件下料前的质量检验：外观尺寸、品种、规格应符合设计要求。杆件下料应考虑到拼装后的长度变化。尤其是作传球的杆件尺寸更要考虑到多方面的因素，如球的偏差带来杆件尺寸的细微变化，季节变化带来杆的偏差。因此杆件下料应慎重调整尺寸，防止下料以后带来批量性误差。
3.4.2 杆件下料后应检查是否弯曲，如有弯曲应加以校正。杆件下料后应开坡口，焊接球杆件壁厚在5mm以下，可不开坡口。螺栓球杆件必须开坡口。
3.4.3 钢管杆件与封板拼装要求：杆件与封板拼装必须有定位胎具，保证拼装杆件长度一致性。杆件与封板定位后点固，检查焊道深度与宽度，杆件与封板双边应各开30°坡口，并有2～5mm间隙，保证封板焊接质量。封板焊接应在旋转焊接支架上进行，焊缝应焊透、饱满、均匀一致，不咬肉。
3.4.4 钢管杆件与锥头拼装要求：杆件与锥头拼装必须有定位胎具，保持拼装杆件长度一致，杆件与锥头定位点固后，检查焊道宽度与深度，杆件与锥头应双边各开30°坡口，并有2～5mm间隙，保证焊缝焊透。锥头焊接应在旋转焊接支架上进行，焊缝应焊透、饱满、均匀一致，不咬肉。
3.4.5 螺栓球网架用杆件在小拼前应将相应的高强度螺栓埋入，埋入前对高强度螺栓逐条进行硬度试验和外观质量检查，有疑义的高强度螺栓不能埋入。
3.4.6 杆件焊接时会对已埋入的高强度螺栓产生损伤，如打火、飞溅等现象，所以在钢杆件拼装和焊接前，应对埋入的高强度螺栓作好保护，防止通电打火起弧，防止飞溅溅入丝扣，故一般在埋入后即加上包裹加以保护。
3.4.7 钢网架杆件成品保护：钢杆件应涂刷防锈漆，高强度螺栓应加以保护，防止锈蚀，同一品种、规格的钢杆件应码放整齐。
3.5 钢网架小拼单元：
钢网架小拼单元一般是指焊接球网架的拼装。螺栓球网架在杆件拼装、支座拼装之后即可以安装，不进行小拼单元。
3.5.1 钢网架小拼前应对已拼装的钢球分别进行强度试验，符合规定后才能开始小拼。
3.5.2 对小拼场地清理，针对小拼单元的尺寸，形态位置进行放样、划线。根据编制好的小拼方案制作拼装胎位，拼装胎位的设计要考虑到装配方便和脱胎方便。
3.5.3 对拼装胎位焊接，防止变形，复验各部拼装尺寸。
3.5.4 焊接球网架有加衬管和不加衬管两种，凡需加衬管的部位，应备好衬管，先在球上定位点固。
3.5.5 钢网架焊接球小拼形式：
3.5.5.1 一球一杆型是最简单的形式，应注意小拼尺寸和焊接质量。
3.5.5.2 二球一杆型，拼装焊接后应防止杆件变形。
3.5.5.3 一球三杆型，拼装后应注意保持半成品的角度和尺寸，防止焊接变形。
3.5.5.4 一球四杆型，拼装后应注意焊接变形，防止码放时变形，一般应在支腿间加临时连杆，保持角度与尺寸。
3.5.6 焊接球网架小拼后应焊接牢固，焊缝饱满、焊透，焊坡均匀一致。焊缝经外观检查后，还需进行超声波检查。
3.5.7 小拼单元的尺寸检查应符合以厂规定：小拼单元为单锥体时：弦杆长、锥体高为±2.0mm；上弦对角线长度为±3.0mm；下弦节点中心偏移为2.0mm；
小拼单元如不是单锥体，其节点中心允许偏移为2.0mm。
焊接球节点与钢管中心允许偏移为1.0mm。
3.6 焊接球网架中拼单元：
3.6.1 在焊接球网架施工中还可以采用地面中拼，到高空合拢的拼装形式，这种拼装形式可以分为：条形中拼、块形中拼、立体单元中饼等形式。
3.6.2 控制中拼单元的尺寸和变形，中拼单元拼装后应具有足够刚度，并保证自身的几何不变性，否则应采取临时加固措施。
3.6.3 为保证网架顺利拼装，在条与条，或块与块合拢处，可采用安装螺栓等措施。
3.6.4 搭设中拼支架时，支架上的支撑点的位置应设在下弦节点处。支架应验算其承载力和稳定性，必要时可以试压，以确保安全可靠。还应防止支架下沉。
3.6.5 网架中拼单元宜减少中间运输。如需运输时，应采取措施防止网架变形。
3.7 钢网架拼装焊接：
3.7.1 焊接球网架拼装前应编制好焊接工艺和焊接顺序。焊接工艺内容有电流、电压、运条方法、焊接层数和道数、焊缝坡口、间隙等内容，是保证焊缝质量的关键：焊接顺序是指拼装各行点之间的焊接，以控制构件的变形量。
3.7.2 钢网架焊接技术难度大，质量要求高。所以网架拼装焊工必须具有全位置焊工考试合格证，即具有平、立、横、仰工位的考试合格证，方能上岗。
3.7.3 拼装焊接用焊材应经过烘烤、保温，以保证焊接材料的使用性能。
3.7.4 钢网架施焊操作：
3.7.4.1 钢管与钢球焊接是钢网架的主要焊缝。起弧应在钢管底部中心线左侧20～30mm处，引弧应在焊道内引弧，防止烧伤母材。
3.7.4.2 引弧后向右边运条焊接，运条方法采用斜锯齿形手法，防止铁水流失和咬肉，采用斜锯齿形手法时，应防止熔渣倒流。
3.7.4.3 当焊条焊至1/4圆处，需逐步改变运条手法，可改为月牙形运条手法，当接近上部时，应采用反向的斜锯齿形运条，防止咬肉。
3.7.4.4 焊缝收弧应在焊缝超过中心线20～30mm处熄弧，不必完全填满弧坑。
3.7.4.5 接着焊接钢管另外半部，从焊缝中心线右侧20～30mm处引弧焊接，向左运条，采用锯齿形运条法，逐步向左向上焊接，直到近1/4圆处改为月牙形运条，当焊到上部时，再采用符合规定后才能开始小拼。反向锯齿形运条，使焊缝成型美观、饱满。
3.7.4.6 收弧。当焊条逐步焊到上半部时，此时是爬坡焊，当到钢管上部时已成平焊，这时焊条还应继续焊过中心线20～30mm，覆盖上一道焊缝，直到填满弧坑为止。
3.7.4.7 当采用多道焊，或焊道坡口尚未填满时，应清理焊道焊渣后，按上述顺序继续焊接，直至达到焊缝规定的尺寸为止。
3.8 拼装单元验收：
3.8.1 拼装单元网架应检查网架长度尺寸、宽度尺寸、对角线尺寸、网架长度尺寸，应在允许偏差范围之内。
3.8.2 检查焊接球的质量，以及试验报告。
3.8.3 检查杆件质量与杆件抗拉承载试验报告。
3.8.4 检查高强度螺栓的硬度试验值，检查高强度螺栓的试验报告。
3.8.5 检查拼装单元的焊接质量、焊缝外观质量，主要是防止咬肉，咬肉深度不能超过0.5mm；焊缝24h后用超声波探伤检查焊缝内部质量情况。
4 质量标准
4.1 保证项目应符合下列规定：
4.1.1 钢材的品种、型号、规格及质量应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。
检验方法：检查钢材质量证明书或复验报告。钢材规格用钢尺或卡尺检查。
4.1.2 焊接球、螺栓球、节点板以及高强度螺栓、锥头、封板、套筒和杆件等的规格、品种和质量，应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。
检验方法：检查质量证明书、出厂合格证和试验报告。
4.1.3 对建筑结构的安全等级为一级，跨度40m及以上的公共建筑网架结构，以及对质量有疑议时，应在现场进行下列项目的复验；
4.1.3.1 对焊接球节点应按设计采用的钢管与球焊接成试件，进行单向轴心受拉和受压的承载力试验。
4.1.3.2 螺栓球节点应对成品球最大螺栓孔的螺纹进行抗拉强度试验。其结果应符合国家现行有关标准的规定。
检验方法：检查质量证明书和复验报告。
4.1.4 焊接球拼装前应除锈，并涂刷可焊性防锈涂料。
检查方法：观察检查。
4.1.5 网架结构拼装时不得强制变形。
检验方法：观察检查和检查拼装记录。
4.2 基本项目应符合下列规定：
4.2.1 拼装后焊接球、螺栓球及杆件的外观质量：
合格：球表面局部凹凸不应大于l.5mm，表面油污、飞溅物等基本应清理干净。
优良：球表面局部凹凸不应大于1.0mm，表面油污、飞溅物等应清理干净。
检查数量：按节点数量抽查5%，但不应少于5个。
检验方法：用弧形套模、塞尺和观察检查。
4.2.2 拼装后节点板及杆件的外观质量：
合格：表面应无明显的凹面和损伤，划痕深度不应大于0.5mm，焊疤、毛刺应基本清理干净。
优良：表面应无明显的凹面、损伤、划痕，焊疤、毛刺应清理干净。
检查数量；按节点数量抽查5%，但不应少于5个。
检验方法：观察检查。
4.3 允许偏差项目应符合下列规定：
4.3.1 网架结构小拼装单元的允许偏差项目和检验方法应符合表7的规定。
4.3.2 网架结构分条或分块拼装的允许偏差项目和检验方法，应符合表8的规定。
检查数量按条或块全数检查。
4.3.3 网架结构地面总拼装的允许偏差项目和检验方法，应符合表9的规定。
检查数量：全数检查。
5 成品保护
5.1 拼装好的小拼单元应整齐码放，不得乱堆乱放，防止变形。
5.2 网架半成品球、高强度螺栓等应码放在干净的地方，防上粘染油污，防止损坏螺扣。
网架结构小拼装单元的允许偏差项目和检验方法 表7
项 目 | 允许偏差 (mm) | 检 查 方 法 |
十字节点板之间夹角 | ±20′ |
|
十字节点板与盖板夹角 | ±20′ | 用角尺检查 |
杆件轴线不平直度 | L/1000 | 用拉线和钢尺检查 |
单锥体的弦杆长度 | ±2.0mm |
|
单锥体的锥体高度 | ±2.0mm |
|
单锥体的上弦对角线差 | 3.0mm |
|
单锥体的下弦节点中心偏差 | 2.0mm | 用钢尺检查 |
拼装单元节点中心偏移 | 2.0mm |
|
焊接球节点与钢管中心偏移 | 1.0mm |
|
注：L—一杆长。
网架结构分条或分块拼装的允许偏差项目和检验方法 表8
项 目 | 允许偏差 (mm) | 检 查 方 法 |
| 单 跨 | ±10.0 |
|
| 多跨连续 | ±5.0 |
|
| 单 跨 | ±20.0 | 用钢尺检查 |
| 多跨连续 | ±10.0 |
|
网架结构地面总拼装的允许偏差项目和检验方法 表9
项 目 | 允许偏差 (mm) | 检 查 方 法 |
|
纵向、横向长度 | ±L/2000 ±30.0 | 用钢尺检查 |
|
支座中心偏移 | L/3000 30.0 | 用钢尺、经纬仪检查 |
|
周边支承网架 相邻支座高差 | L/400 15.0 |
|
|
支座最大高差 | 30.0 | 用钢尺、水准仪检查 |
|
多点支承网架 相邻支座高差 | L1/800 30.0 |
|
|
杆件弯曲矢高 | l2/1000 5.0 | 用拉线和钢尺检查 |
|
注： | 1. | L为纵横向长度。 |
| 2. | l1为相邻支座间距。 |
| 3. | l2为杆件长度。 |
|
|
|
|
|
|
5.3 网架中拼单元后应避免运输，防止运输过程中网架受力不均而变形。
5.4 网架拼装结束后应及时涂刷防锈漆，防止网架锈蚀。
6 应注意的质量问题
6.1 钢网架拼装小单元的尺寸一般应控制在负公差，如果正公差累积会使网格尺寸增大，使轴线偏移。
6.2 钢网架拼装用胎架应经常检查，防止胎模走样，使小拼单元变形。
6.3 拼装好的钢球和杆件应编好号码，作好标记，防止使用时混用。钢球还应有中心线标志，特别带肋钢球使用方向有严格规定，故其带助方向应该有明显标识。
6.4 包装与发运。钢网架拼装后需要发运时，应对半成品进行包装。包装应在涂层干燥后进行，包装应保护构件涂层不受损伤，保证构件，零件不变形，不损坏，不散失，包装应符合运输的有关规定。
7 质量记录
本工艺标准应具备以下质量记录
7.1 焊接球、螺栓球、高强度螺栓的材质证明与出厂合格证，以及以上各品种、各规格的承载抗拉试验报告。
7.2 钢材的材质证明和复试报告。
7.3 焊接材料与涂装材料的材质证明、出厂合格证。
7.4 套筒、锥头、封板的材质报告与出厂合格证，如采用重要钢材时，应有可焊性试验报告。
7.5 钢管的规格、品种应有材质证明或复试报告。
7.6 钢管与封板、锥头组成的杆件应有承载试验报告。
7.7 钢网架用活动（滑动）支座，应有出厂合格证明与试验报告。
7.8 焊工合格证，有相应工位项目，有相应焊接材料的项目。
7.9 拼装单元的检查与验收资料。
7.10 焊缝外观检查与验收记录。
7.11 焊缝超声波探伤报告与记录。
7.12 涂层检查验收记录。