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

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

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

1 前期準備階段的管理工作

1.1 審查和批準焊接工藝評定方案，焊接工藝評定計劃書（指導(dǎo)書）和焊接工藝評定報告

本工程焊接工藝評定項目原計劃 24項，實際進行了 27項，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焊、手工電弧焊、CO2氣體保護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。該 27項工藝評定試驗按要求全部通過，從而確定了焊接工藝參數(shù)和工藝要點，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)任何問題。

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

1.2 審查和批準了扭剪型高強螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)試驗方案和試驗報告

該項試驗 3組試件摩擦系數(shù)平均為 0.493，設(shè)計要求為0.45。

1.3 審查和批準了制作要領(lǐng)書和各分項工程的工藝

本工程除編制了制作要領(lǐng)書外，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、無損探傷、預(yù)熱、預(yù)拼裝、涂裝等工藝方案 20余項。在此基礎(chǔ)上車間又編制了具體操作工藝。確保制作要領(lǐng)書的落實。

上述各項工藝方案經(jīng)監(jiān)理批準后，江南重工進行了各個層次的工藝技術(shù)交底，監(jiān)理人員在實施過程中經(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

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

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

2)投入使用了目前國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)制作行業(yè)中較為先進的焊接設(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化和半自動化焊接工藝完成，包括電渣焊、埋弧自動焊、CO2氣體保護自動焊和CO2氣體保護半自動焊等。CO2氣體保護焊使用的藥芯焊絲，全部從日本、美國進口，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，其費用比國內(nèi)高出1倍。

4)焊接工藝配套設(shè)施手段完善，有專門的焊材準備室，對各種焊材進行烘焙。設(shè)有自動控溫的板式電加熱器進行預(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，在焊接的同時進行預(yù)熱和后熱。工件由能掌握RT（射線檢測）、UT（超聲波檢測）、MT（磁粉檢測）等各種無損檢測能力的檢測人員跟蹤探傷。

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 審查和批準主體結(jié)構(gòu)鋼材的材料復(fù)驗計劃和復(fù)驗報告

對提交的材料報驗單及質(zhì)量證明書，進行了審查和確認。這些材料包括鋼材、焊材和涂料等。

1)鋼材復(fù)驗主要是對主體構(gòu)件的鋼材進行抽檢，先后對 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。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。并按要求對 40mm、60mm的鋼板做-20℃沖擊和 Z向拉伸試驗以及碳當量的計算。試驗結(jié)果表明，所有指標均達到標準和設(shè)計要求。

2)第三方鋼材復(fù)驗是應(yīng)業(yè)主的要求，由監(jiān)理組織編制抽檢方案、取樣及選擇試驗單位，并經(jīng)業(yè)主同意。對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，并對 45mm、50mm、60mm 3種規(guī)格的鋼板做-20℃沖擊試驗、Z向拉伸試驗和非金屬夾渣物、鐵素體晶粒度的金相檢驗，以及碳當量的指標。結(jié)果全部符合有關(guān)標準。

從鋼材的出廠質(zhì)量證明書和2次抽樣復(fù)驗結(jié)果看，本工程使用的主體鋼材質(zhì)量完全符合設(shè)計要求，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，平均碳當量為0.43%，低于JIS3106-92中0.44%的要求。在4種厚板試驗結(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。非金屬夾渣物級別分別為D細系平均2.0級、A細系平均1.0級，鐵素體晶粒度平均9.5級。

3)使用的鋼材報驗總量 6372t，其中鋼板5813t、槽鋼274t、工字鋼156t、角鋼141t、管鋼13t，各批報驗的鋼材理化指標項目和數(shù)據(jù)均經(jīng)過審查，全部符合有關(guān)標準規(guī)定及設(shè)計要求。

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

1.6 確認操作人員資質(zhì)

對參加操作的焊工和無損探傷人員進行了考核、考試和審查資質(zhì)證明文件，確認這些人員的資質(zhì)均符合設(shè)計和規(guī)范的要求。

被認可參加本工程操作的焊工總計 63名，其中19人曾參加北京國貿(mào)2期制作工程，一直未間斷焊接操作，并持有AWS（美國焊接學(xué)會）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)理認可。

5名持有UT、RT有效資格證書的無損檢測人員也經(jīng)過了監(jiān)理審查和認可。

1.7 確認質(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，確認處于完好狀態(tài)。

1.8 明確采用標準和審圖施工圖

參加了設(shè)計交底，會同設(shè)計單位商定和明確了本工程采用的各項標準，擴大了標準覆蓋面。

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

2 制作過程中的質(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)理工程師不但對工藝流程，操作規(guī)程和工藝方法的執(zhí)行情況進行監(jiān)督檢查，而且對制作過程關(guān)鍵工序和關(guān)鍵構(gòu)件、零部件的制作過程的質(zhì)量和尺寸偏差、外觀質(zhì)量進行了隨機檢查，對違規(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、工藝紀律、質(zhì)量檢查、技術(shù)資料等各個方面的內(nèi)容。

2.2 檢查關(guān)鍵工序

堅持上道工序不合格不得進入下道工序的原則，對各道工序特別是關(guān)鍵工序進行檢查。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)計提出的，該模板設(shè)計理念為建筑行業(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，專檢員檢查并填寫隱蔽工程檢查記錄，監(jiān)理到場檢查認可，方可封閉。

2.4 成品構(gòu)件的檢查驗收

1)按照小組自檢→制作單位專檢→總包或訂貨單位監(jiān)造人員檢查→監(jiān)理抽檢程序，監(jiān)理認可后方可出廠。成品構(gòu)件交驗前，小組認真做好自檢，并填報《構(gòu)件質(zhì)量檢查記錄》報專檢員檢查。專檢員檢查合格后填寫《工程報驗單》并附以檢查記錄向監(jiān)理報驗。監(jiān)理工程師據(jù)此抽檢，如檢查合格，簽發(fā)《工程檢驗認可書》。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)點構(gòu)造復(fù)雜、精度要求高，監(jiān)理在抽檢的基礎(chǔ)上，對重要構(gòu)件尺寸進行逐件檢查，并填寫《構(gòu)件尺寸核查記錄》，對返修的構(gòu)件，簽發(fā)反饋記錄和處置意見并考核一次合格率（返修率）。

3 項目施工控制的幾點體會

3.1 采用一系列焊接新工藝

長春光大銀行營業(yè)大廈鋼結(jié)構(gòu)工程采用的焊接工藝對江南重工來說是一大挑戰(zhàn)，如 1m×1m、板厚達85mm的箱形柱，要求采用融化嘴電渣焊的先進技術(shù)。過去僅作過嘗試，要在產(chǎn)品上大規(guī)模應(yīng)用是個難關(guān)。為此，江南重工經(jīng)過了大量的試驗，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要求，對厚板都進行了超聲波探傷；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)計與材料訂貨同步

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

2)鋼板生產(chǎn)、取樣、復(fù)驗同步

為了避免復(fù)檢鋼材出現(xiàn)問題，需重新投料加工。在鋼廠取樣，復(fù)驗合格接收，開出提前發(fā)放單，直接送加工車間，提高了效率。

3)工藝評定試驗與焊工培訓(xùn)同步

將焊接試驗所進行工藝評定試驗與焊工培訓(xùn)同時進行。試驗結(jié)束，焊工考核一次成功。同時試驗室成熟一項，培訓(xùn)一項，試驗室某個參數(shù)變動，立即反饋到培訓(xùn)中心，進行改進。

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，對六層以上構(gòu)件采用無拼接梁，為此追加鋼板訂購約800t。

3)為了滿足現(xiàn)場吊裝當年封頂?shù)囊螅瑢⒉糠诸A(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

長春光大銀行營業(yè)大廈鋼結(jié)構(gòu)工程的成功承接，產(chǎn)生了極好的社會效益，為后續(xù)工程——長春國際會展中心、長春經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)體育公園體育場、吉林市體育會展中心萬人體育館、長春電影世紀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、江南重工在長春承接鋼結(jié)構(gòu)工程“六連冠”的實現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。