倒虹吸钢筋连接工艺专项方案

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1、 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 目 录 1 编制说明.1 1.1 编制依据 .1 1.2 满足施工规范 .1 2 工程概况.1 3 钢筋电弧焊焊接.2 3.1 施工准备 .2 3.1.1 材料及主要机具.2 3.1.2 作业条件.3 3.2 施工操作工艺 .3 3.2.1 工艺流程.3 3.2.2 检查电源、焊机及工具.3 3.2.3 选择焊接参数.3 3.2.4 试焊、做模拟试件.3 3.2.5 施焊操作.3 4 钢筋闪光对焊.6 41 施工准备 .6 4.1.1 材料及主要机具.6 4.1.2 作业条件.6 42 施工操作工艺.6 4.2.1 工艺流程.6 4.2.2 焊接工艺方法选

2、择.7 5 质量标准及质量检验.8 5.1 电弧焊质量标准及质量检查 .8 52 闪光对焊质量标准及质量检查 .10 5.2.1 质量检查.10 5.2.2 质量标准.10 5.2.3 应注意的质量问题.11 5.2.4 质量记录.11 6 成品保护.11 7 施工注意事项.11 8 环境控制措施.12 9 职业健康安全控制措施.13 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 1 1 编制说明 1.1 编制依据 （1）现行国家有关工程施工规范、规程及技术标准； （2）招投标文件及相应的技术条款； （3）下发的相关施工图纸。 1.2 满足施工规范 （1） 水工混凝土钢筋施工规范 （DL/ 516920

3、02 ） ； （2） 钢筋焊接及验收规程 （JGJ18-2003） ； （3） 碳钢焊条 （GB/T5117-1995） 。 2 工程概况 南水北调中线一期总干渠沙河南至黄河南干渠工程总干渠宝丰郏县段工程位于河 南省平顶山市境内，本标段为宝丰郏县段第三施工标段，桩号：SH（3） 29+500SH（3）35+800，全长为 6.3km。 本标段是南水北调中线工程总干渠宝郏段第三施工标段，标段内共有各类建筑物 11 座，其中左岸排水倒虹吸 3 座（史营西沟排水倒虹吸、赵庄南沟排水倒虹吸、朱洼 北沟排水倒虹吸） ，渠渠交叉 2 座（昭北干一分干三支渠渡槽、昭北干一分干二支灌渠 倒虹吸） ，公路桥 4

4、 座（宝丰县城北公路桥、史营东公路桥、朱洼西公路桥、贺岭西公 路桥） ，生产桥 2 座（西岭湾南生产桥、史营南生产桥） 。 主要工程量包括：土石方开挖 352.05 万 m、土石方填筑 122.14 万 m、混凝土 8.03 万 m、砌石 3.83 万 m、砂石垫层 15.12 万 m、钢筋制安 2316.07t。 本工程的钢筋加工，钢筋弯钩均采用机械弯钩，钢筋在加工厂接长采用直螺纹连 接或对焊工艺；在施工现场对直径在 25mm 以上的钢筋采用直螺纹套筒连接，对小于 等于 25mm 直径的钢筋接长采用电弧焊焊接。 3 钢筋电弧焊焊接 3.1 施工准备 3.1.1 材料及主要机具 （1）钢筋：钢

5、筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告单。 进口钢筋还应有化学复试单，其化学成分应满足焊接要求，并应有可焊性试验。钢筋 应无老锈和油污。 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 2 （2）焊条：手工电弧焊用的焊条，应按设计规定采用。在设计未作规定时，可按 表 1 中选用，满足水工混凝土钢筋施工规范 （DL/ 51692002） 。 表1 钢筋电弧焊焊条型号 焊接型式项次 钢筋级别 搭接焊、帮条焊 熔槽焊 窄间隙焊 1 级钢筋 E4313 E4316 E4316E4315 2 级钢筋 E5003E5016 E5003 E5016E5015 3 级钢筋 E5003E5016 E5503

6、 E6016E6015 注：低氢型焊条在使用前必须烘干。新拆包的低氢型焊条宜在一班时间内用完，否则 应重新烘干。 1）药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷，并不得有肉眼看得出的偏心度。 2）焊接过程中，电弧应燃烧稳定，药皮熔化均匀，无成块脱落现象。 3）焊条必须根据焊条说明书的要求烘干后才能使用。 4）焊条必须有出厂合格证。 （3）主要机具 1）电焊机：电焊机采用市场上的定型产品，其容量大小应能获得 300A 电流，空 载电压应为 75V 及以上。 2 ）U 形铜模：U 形铜模是由铜模、限位支座、固紧装置组成的专用模具。 U 形 铜模可用紫铜板压制或铜棒加工而成，也可用电解铜浇铸后经少许加工而成

7、。铜模大 小应与被焊钢筋直径相适应。一种铜模只宜用于相近的两种直径钢筋焊接。铜模应具 有一定的厚度和体积。 3）其它机具：焊接电缆、电焊钳、面罩、垫子、钢丝刷、无齿锯等。 3.1.2 作业条件 （1）焊工必须持有上岗资格证； （2）钢筋端头间隙、接头位置以及钢筋轴线应符合规定； （3）电源应符合要求； （4）作业场地要有安全防护设施、防火和必要的通风措施，防止发生烧伤、触电、 中毒及火灾等事故； （5）熟悉图纸，做好技术交底。 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 3 3.2 施工操作工艺 3.2.1 工艺流程 检查设备 选择焊接参数 试焊作模拟试件 送试 确定焊接参数 施 焊 质量检验 3.2

8、.2 检查电源、焊机及工具 焊接地线应与钢筋接触良好，防止因起弧而烧伤钢筋。 3.2.3 选择焊接参数 根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置，选择适宜的焊条直径、焊接层数和 焊接电流，保证焊缝与钢筋熔合良好。 3.2.4 试焊、做模拟试件 在每批钢筋正式焊接前，应焊接 3 个模拟试件做拉力试验，经试验合格后，方可 按确定的焊接参数成批生产。 3.2.5 施焊操作 （1） 引弧：引弧应在形成焊缝的部位，防止烧伤主筋。 （2） 定位：焊接时应先焊定位点再施焊。 （3） 运条：直线前进、横向摆动和送进焊条三个动作要协调平稳。 （4） 收弧：收弧时，应将熔池填满，注意不要在工作表面造成电弧擦伤。 （

9、5） 多层焊：如钢筋直径较大，需要进行多层施焊时，应分层间断施焊，每焊一 层后，应清渣再焊接下一层。应保证焊缝的高度和长度。 （6） 熔合：焊接过程中应有足够的熔深。主焊缝与定位焊缝应结合良好，避免 气孔、夹渣和烧伤缺陷，并防止产生裂缝。 （7） 平焊：平焊时，要注意熔渣和铁水混合不清的现象，防止熔渣流到铁水前 面。熔池也应控制成椭圆形，一般采用右焊法，焊条与工作表面成 70。 （8） 立焊：立焊时，铁水与熔渣易分离。要防止熔池温度过高，铁水下坠形成 焊瘤，操作时焊条与垂直面形成 6080 角。使电弧略向上，吹向熔池中心。焊第一 道时，应压住电弧向上运条，同时作较小的横向摆动，其余各层用半圆形

10、横向摆动加 挑弧法向上焊接。 （9） 钢筋帮条焊： 1）钢筋帮条焊适用于、级钢筋。钢筋帮条焊宜采用双面焊，见图 1（a） ， 不能进行双面焊时，也可采用单面焊，见图 1（b） 。 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 4 图1 钢筋帮焊接头 帮条宜采用与主筋同级别、同直径的钢筋制作，其帮条长度见表 2。如帮条级别与 主筋相同时，帮条的直径可以比主筋直径小一个规格。帮条直径与主筋相同时，帮条 牌号可与主筋相同或低一个牌号。 表2 钢筋帮条长度（d为主筋直径） 钢筋牌号 焊缝形式 帮条长度l 单面焊 8d HPB235 双面焊 4d 单面焊 10dHRB335 HRB400 RRB400 双面焊 5

11、d 2）帮条焊接头或搭接焊接头的焊缝厚度 s 不应小于主筋直径的 0.3 倍；焊缝宽度 b 不应小于主筋直径的 0.8 倍（图 2） 图2 焊缝尺寸示意图 b焊缝宽度；s焊缝厚度；d钢筋直径 3）钢筋帮条焊时，钢筋的装配和焊接应符合下列要求： 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 5 a. 两主筋端头之间，应留 25mm 的间隙； b. 焊接端钢筋应预弯，并应使两钢筋的轴线在同一直线上； c.帮条与主筋之间用四点定位固定，定位焊缝应离帮条端部 20mm 以上。 d. 焊接时，引弧应在帮条的一端开始，收弧应在帮条钢筋端头上，弧坑应填满。 第一层焊缝应有足够的熔深，主焊缝与定位焊缝，特别是在定位焊缝

12、的始端与终端， 应熔合良好。 （10）钢筋搭接焊： 1）钢筋搭接焊：适用于、级钢筋。焊接时，宜采用双面焊，见图 3（a） 。 不能进行双面焊时，也可采用单面焊，见图 3（b） 。钢筋搭接长度要求与钢筋帮条长度 相同，见表 2。 图3 钢筋搭接焊接头 2）搭接接头的焊缝厚度 h 应不小于 0.3d，焊缝宽度 b 不小于 0.7d。 3） 搭接焊时，钢筋的装配和焊接应符合下列要求： a. 搭接焊时，钢筋应预弯，以保证两钢筋的轴线在一轴线上。 在现场预制构件安装条件下，节点处钢筋进行搭接焊时，如钢筋预弯确有困难， 可适当预弯。 b. 搭接焊时，用两点固定，定位焊缝应离搭接端部 20mm 以上。 c.

13、 焊接时，引弧应在搭接钢筋的一端开始，收弧应在搭接钢筋端头上，弧坑应填 满。第一层焊缝应有足够的熔深，主焊缝与定位焊缝，特别是在定位焊缝的始端与终 端，应熔合良好。 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 6 4 钢筋闪光对焊 41 施工准备 4.1.1 材料及主要机具 钢筋：钢筋级别，直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复验报告单，进口钢 筋还应有化学复试单，其化学万分应满足焊接要求，并应有可焊性试验。主要机具： 对焊机必须是经校检符合要求。 4.1.2 作业条件 （1） 焊工必须持有效的考试合格证。 （2） 对焊机及配套装置、冷却水、压缩空气等应符合要求。 （3） 电源应符合要求。当电源下降大

14、于 5%小于 8%时，应采取适当提高焊接变 压器级数的措施；大于 8%时不得进行焊接。 （4） 作业场地应有安全、防护措施，防炎和必要的通风措施 ，防止发生烧伤、 触电及火灾等事故。 （5） 熟悉料单，弄清接头位置，做好技术交底。 42 施工操作工艺 4.2.1 工艺流程 检查设备选择焊接工艺参数试焊、作摸拟试件送试确定焊接参数焊接 质量检验 （1） 连续闪光对焊工艺流程： 闭合电路闪光连续闪光加热到将近熔点带电顶锻无电顶锻 （2） 预热闪光焊流程： 闭合电路一次闪光闪平端面连续闪光预热二次连续闪光加热到将近熔点 带电顶锻无电顶锻 4.2.2 焊接工艺方法选择 当钢筋直径较小,钢筋级别较低,可

15、采用连续闪光焊(可焊直径范围 12-25mm),当钢筋 直径较大,端面较平整,宜采用预热闪光焊；当端面不够平整，则应采用闪光预热闪光 焊。 IV 级钢筋焊接时，无论直径大小，均应采用 4.3.1.2 或 4.3.1.3 焊接工艺。 （1） 焊接参数选择： 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 7 闪光对焊时，应合理选择调伸长度，烧化留量顶锻留量及变压器级数等焊接参数。 （2）调伸长度： 级钢筋为 0.751.25d,级钢筋为 1.01.5d（d-钢筋直径） ；直径小的钢筋 取大值。 （3）闪光留量： 连续闪光焊为两钢筋切断时严重压伤部分之和，另加 8mm，预热闪光焊为 810mm，闪光-预热-闪

16、光焊的一次闪光为两钢筋切断时刀口严重压伤部分之和，二次 闪光为 810mm（直径大的钢筋取大值） 。 （4）闪光速度： 由慢到快，开始时近于零，而后约 1mm/s，终止时为 1.52mm/s。 （5）顶锻留置： 宜取 46.5mm，级别高或直径大的钢筋取大值，其中，有电顶锻留量约占 1/3， 无电顶锻留量约占 2/3，焊接时必须控制得当。 （6）顶锻速度： 应越快越好特别是顶锻开始 0.1s 应将钢筋压缩 2 3mm，使焊口迅速闭合不致氧 化，而后断电并以 6mm/s 的速度继续顶锻至结束。 （7）顶锻压力： 足以将全部的熔化金属从接头内挤出，而且还要使邻近接头处（约 10mm）的金 属产生适

17、当的塑性变形。 （8）变压器级次： 钢筋级别高或直径大，其级次要高，焊接时如火花过大并有强烈声响，应降低变 压器级次，当电压降低 5%左右时，应提高变压器级次 1 级。 （9）预热留量： 对预热闪光焊为 47mm，对闪光-预热-闪光焊为 27mm（直径大的钢筋取大值） 。 （10）预热频率： 对级钢筋宜高些，对、级钢筋宜适中（1-2 次/s） ，以扩大接头处加热范围， 减少温度梯度。 （11）检查电源、对焊机及对焊平台，地下铺放的绝缘橡胶垫、冷却水，压缩空 气等，一切必须处于安全可靠状态。 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 8 （12） 试焊,做班前试件：在每班正式焊接前,应按选择的焊接参数

18、焊接 6 个试件 (其中 3 个拉力 ,三个冷弯)经试验合格后,方可按确定焊接参数成批生产。 （13） 对焊焊接操作： 1） 连续闪光焊：通电后，应借助操作杆使两端钢筋端面轻微接触，其产生电阻 热，并使钢筋端面的凸出部分相熔化，并将熔化的金属微粒向外喷射形成火光闪光， 再徐徐不断地移动钢筋形成连续闪光待预定的烧化留量消失后，以适当压力迅速进行 顶锻，即完成整个连续闪光焊接。 2） 预热闪光焊：通电后，应使两根钢筋端面交替接触和分开，使钢筋端面之间 发生断续闪光，形成烧化的预热过程。当预热过程完成，应立即转入连续闪光和顶锻。 3） 闪光预热闪光焊：通电后，应首先进行闪光，当钢筋端面已平整时，应立

19、 即进行预热、闪光及顶锻过程。 4）保证焊接接头位置和操作要求： 焊接前或施焊过程中，应检查和调电极位置，拧紧夹具丝杆。钢筋在电极内必 须夹紧，电极钳口变形应立即调换和修理。 钢筋端头如起弯或成“马蹄”开形则不得焊接，必须煨直或切除。 钢筋端头 120mm 范围内的铁锈、油污，必须清除干净。 焊接过程中，粘附在电极上的氧化铁要随时清除干净。 接近焊接接头区段应有适当的镦粗塑性变形，端面不应氧化。 焊接头稍冷却才能松开电极钳口，取出钢筋时必须平稳，以免接头弯折。 5 质量标准及质量检验 5.1 电弧焊质量标准及质量检查 （1）纵向受力钢筋电弧焊接头的力学性能检验规定为主控项目，焊接接头的外观 质

20、量检查规定为一般项目。 接头连接方式应符合设计要求，并应全数检查，检验方法为观察。 接头试件进行力学性能检验时，其质量和检查数量应符合本规程有关规定；检验 方法包括：检查钢筋出厂质量证明书、钢筋进场复验报告、各项焊接材料产品合格证、 接头试件力学性能试验报告等。 （2） 非纵向受力钢筋焊接接头的质量检验与验收，规定为一般项目。 （3） 电弧焊接头的质量检验，应分批进行外观检查和力学性能检验，在现浇混 凝土结构中，应以 300 个同牌号钢筋、同 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 9 型式接头作为一批。每批随机切取 3 个接头，做拉伸试验。在同一批中若有几种不同 直径的钢筋焊接接头，应在最大直径

21、钢筋接头中切取 3 个试件。 （4） 纵向受力钢筋焊接接头外观检查时，每一检验批中应随机抽取 10%的焊接接 头。检查结果，当外观质量各小项不合格数均小于或等于抽检数的 10%，则该批焊接 接头外观质量评为合格。 当某一小项不合格数超过抽检数的 10%时，应对该批焊接接头该小项逐个进行复 检，并剔出不合格接头；对外观检查不合格接头采取修整或焊补措施后，可提交二次 验收。 （5） 电弧焊接头外观检查结果，应符合下列要求： 1） 焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤； 2） 焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹； 3） 咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差，应符合表 4 的 规定； 表4

22、钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值 名称 单位 接头形式（搭接焊） 帮条对焊接接头中心的纵向偏移 mm 0.5d 接头处钢筋轴线的曲折 o 4 焊缝高度 mm -0.05d 焊缝宽度 mm -0.1d 焊缝长度 mm -0.5d 咬边深度 mm 0.05d 在两倍d的长度上的数量 个 2焊缝表面的 气孔和夹渣 气孔、夹渣的直径 mm 3 注：d为钢筋直径（mm） （6） 力学性能检验时，应在接头外观检查合格后随机抽取试件进行试验。 （7）电弧焊接头拉伸试验结果应符合下列要求： 1）3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度； RRB400钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于5

23、70N/mm； 2）至少应有2个试件断于焊缝之外，并应呈延性断裂。当达到上述2项要求时，应 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 10 评定该批接头为抗拉强度合格。 当试验结果有2个试件抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度；或3个试件均在焊缝或 热影响区发生脆性断裂时，则一次判定该批接头为不合格品。 当试验结果有1个试件的抗拉强度小于规定值，或2个试件在焊缝或热影响区发生 脆性断裂，其抗拉强度均小于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时，应进行复验。 复验时，应再切取6个试件。复验结果，当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值， 或有3个试件断于焊缝或热影响区呈脆性断裂，其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的 1.10倍

24、时，应判定该批接头为不合格品。 注：当接头试件虽断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，但其抗拉强度大于或等于 钢筋规定抗拉强度的1.1倍时，可按断于焊缝或热影响区之外，称延性断裂同等对待。 （8） 当模拟试件试验结果不符合要求时，应进行复验。复验应从现场焊接接头 中切取，其数量和要求与初始试验时相同。 52 闪光对焊质量标准及质量检查 5.2.1 质量检查 在钢筋对焊生产中，焊工应认真进行自检，若发现偏心、弯折、烧伤、裂缝等缺 陷，应切除接头重焊，并查找原因，及时消除。 5.2.2 质量标准 （1） 保证项目： 1) 钢筋的品种和质量必须符合设计要求和有关标准的规定，检查出厂证明书和试 验报告单。

25、2) 钢筋的规格，焊接接头的位置，同一截面内接头的百分比，必须符合设计要求 和施工规范的规定。 3) 对焊接头的力学性能检验必须合格：力学性能检验时，应从每批接头中随机切 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 11 取6个试件，其中3个做试拉件试验，3个做弯曲试验。 （2） 基本项目： 1） 接头部位不得有横向裂纹。 2） 与电极接触处的钢筋表面不得有明显烧伤，IV级钢筋焊接时不得有烧伤。 3） 允许偏差项目： 接头处弯折角不大于40。 接头处轴线偏移不大于0.1倍钢筋直径，同时不大于2mm。 5.2.3 应注意的质量问题 在钢筋对焊生产中，应重视焊接安全过程中的任何一个环节，以确保焊接质量。

26、若出现异常现象，应查找原因及时消除。 5.2.4 质量记录 （1） 钢筋出厂证明书或试验报告单 （2） 钢筋机械复度报告单 （3） 进口钢筋应有化学成份检验报告和可焊性试验报告 （4） 钢筋接头的拉件试验报告，弯曲试验报告 6 成品保护 （1）对已绑扎好的钢筋骨架加以保护，不乱踩乱拆，不粘油污。 （2）注意在施工中拆乱的骨架要认真修复，保证钢筋骨架中各种钢筋位置正确。 （3） 焊接后不得往焊完的接头浇水冷却，不得敲钢筋接头。 （4） 现场的成品半成品废品应按要求分别堆放到指定地点不得随意乱放。 7 施工注意事项 （1）在工程开工正式焊接之前，参与该项施焊的焊工应进行现场条件下的焊接工 艺试验，

27、并经试验合格后，方可正式施工。试验结果应符合质量检验与验收时的要求。 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 12 （2）钢筋焊接施工之前，应清除钢筋焊接部位以及钢筋与电极接触处表面上的锈 斑、油污、杂物等；钢筋端部当有弯折、扭曲时，应予以矫直或切除。 （3） 带肋钢筋进行电弧焊时，宜将纵肋对纵肋进行安放和焊接。 （4） 当采用低氢型碱性焊条时，应按使用说明书的要求烘焙，且宜放入保温筒 内保温使用；酸性焊条在运输或存放中受潮，使用前亦应烘焙后方能使用。 （5） 焊剂应存放在干燥的库房内，当受潮时，在使用前应经250300烘焙 2h。使用中回收的焊剂应清除熔渣和杂物，并应与新焊剂混合均匀后使用。 （

28、6）雨天、雪天不宜在现场进行施焊；必须施焊时，应采取有效遮蔽措施。焊后 未冷却接头不得碰到冰雪。 在现场进行电弧焊，当风速超过7.9m/s时，应采取挡风措 施。 （7）检查帮条尺寸、钢筋轴线偏移，以及钢材表面质量情况，不符合要求时不得 焊接。 （8）搭接线应与钢筋接触良好，不得随意乱搭，防止打弧。 （9）钢筋焊接接头，引弧应在形成焊缝部位，不得随意引弧，防止烧伤主筋。 （10）根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置，选择适宜的焊条直径和焊接 电流，保证焊缝与钢筋熔合良好。 （11）焊接过程中及时清渣，焊缝表面光滑平整，焊缝美观，加强焊缝应平缓过 渡，弧坑应填满。 （12）焊机应经常维护保养和定

29、期检修，确保正常使用。 8 环境控制措施 （1）工程施工前对环境因素进行识别和评价，按国家、地方政府法律法规进行严 格控制，施工中重点做好环境因素的控制。 （2）下班后配电箱应落闸上锁清扫现场工作面做到工完料净场地清。 （3）严禁在易燃易爆或液体扩散区域 内进行焊接作业。 宝郏三标倒虹吸钢筋连接工艺专项方案 13 （4）设备机具定期维修、保养、加大检查力度，违反规定的对责任人进行经济处 罚。 9 职业健康安全控制措施 （1） 对从事钢筋焊接施工的班组及有关人员应经常进行安全生产教育，执行现 行国家标准焊接与切割安全GB9448-1999中有关规定，制定和实施各项安全技术措 施，加强焊工的劳动保护，防止发生烧伤。触电、火灾、爆炸以及烧坏焊接设备等事 故。 （2） 施工现场临时用电坚持“三相五线制”和“一机一闸一保护”。 （3）电焊机外壳必须接零保护。雨季、潮湿季节要定期检测其绝缘电阻是否符合 安全要求。 （4） 在潮湿地方施焊时，焊工应站在绝缘胶板或木板上作业。