鋼結(jié)構(gòu)在初步設(shè)計(jì)階段可能無(wú)法完全預(yù)見(jiàn)到承包單位加工制作中節(jié)點(diǎn)焊接存在的困難,在圖紙會(huì)審階段,經(jīng)各參建單位討論后,由承包單位對(duì)結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化,會(huì)將部分原有焊接節(jié)點(diǎn)改為鑄鋼件,減少“米”型節(jié)點(diǎn)等多支管匯交部位焊接應(yīng)力集中對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響,從而提高結(jié)構(gòu)的安全性;讓焊接位置轉(zhuǎn)移到鑄鋼件鑄管處,給焊接施工提供了更大的操作空間,利于施工質(zhì)量控制。由于這部分節(jié)點(diǎn)的變更,使得鑄鋼件占鋼結(jié)構(gòu)的比重急劇增加。據(jù)相關(guān)資料介紹,目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)一噸鋼材約需要1.6噸煤,和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家每噸鋼材消耗0.6噸煤相比,鑄鋼件的生產(chǎn)成本很高,再加上鑄造工藝、熱處理、運(yùn)輸?shù)雀鞣矫嬖?,鑄鋼件的綜合單價(jià)遠(yuǎn)高于常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià),對(duì)于成本控制有很大影響!
鑄鋼件在鑄造廠制作生產(chǎn)完成后進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí),其外部質(zhì)量(粗糙度、表面清理、幾何尺寸)、理化性能(化學(xué)成分分析、拉伸、沖擊)、無(wú)損檢測(cè)(射線、磁粉及超聲波)均要求鑄造廠出具檢測(cè)報(bào)告或合格證書(shū),而對(duì)于鑄鋼件重量的檢驗(yàn),當(dāng)為實(shí)行首件制的做法上,即在**個(gè)或類似型號(hào)按圖紙驗(yàn)收合格的基礎(chǔ)上先進(jìn)行稱重計(jì)量,對(duì)于后續(xù)鑄鋼件,基本不再進(jìn)行,這樣對(duì)于整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)其他鑄鋼件的重量是否達(dá)標(biāo)**難以把握。
設(shè)計(jì)單位對(duì)鑄鋼件在設(shè)計(jì)圖紙中基本會(huì)明確牌號(hào)、熱處理方法等,對(duì)于尺寸公差等級(jí)及重量公差等級(jí)要求容易忽視。承包單位自身一般不具備鑄件的生產(chǎn)條件,多數(shù)委托專業(yè)鑄造廠進(jìn)行生產(chǎn),對(duì)于鑄鋼件的深化設(shè)計(jì),承包單位在建模及結(jié)構(gòu)分析上也會(huì)存在短板,可能將有些部分的鑄鋼件深化設(shè)計(jì)一并交由鑄造廠進(jìn)行,這樣承包單位可能存在鑄造廠鑄鋼件深化的基礎(chǔ)上被增加重量,這對(duì)于鑄鋼件的重量把控又提升了一個(gè)難度。建設(shè)單位及監(jiān)理除在駐廠監(jiān)造過(guò)程中能對(duì)首件鑄鋼件進(jìn)行重量檢驗(yàn),后續(xù)鑄鋼件的重量抽查**沒(méi)有規(guī)范依據(jù),工作推進(jìn)有一定的難度。在工程計(jì)量時(shí),沒(méi)有專業(yè)的軟件配合,造成外型復(fù)雜內(nèi)腔不規(guī)則的鑄鋼件難以計(jì)算出準(zhǔn)確的重量之情況,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鑄鋼件重量審核和造價(jià)控制造成了很大的困難。
某奧體博覽**體育場(chǎng)項(xiàng)目,在進(jìn)行鑄鋼件加工制作的前期,根據(jù)圖紙會(huì)審紀(jì)要而確定的鑄鋼件存在重大變更,新增鑄鋼件總重量約2800噸,對(duì)鑄鋼件進(jìn)行精確計(jì)量**顯得尤為重要。在變更審理過(guò)程中,由于施工單位遲遲不能提供鑄鋼件的計(jì)算模型及軟件,異型鑄鋼件的計(jì)量工作未有很好的進(jìn)展。而鑄鋼件重量檢驗(yàn)在現(xiàn)行的工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中雖然沒(méi)有相應(yīng)條款的規(guī)定,但在監(jiān)理工作中要評(píng)判一個(gè)鑄鋼件的重量是否合格,了解鑄鋼件的重量偏差允許范圍還是很有必要的。要了解鑄鋼件的重量偏差,**要先了解鑄鋼件的尺寸公差和重量公差。
尺寸公差:允許尺寸的變動(dòng)量,公差等于**極限尺寸與**小極限尺寸之代數(shù)差的**值,也等于上偏差與下偏差之代數(shù)差的**值。鑄鋼件公差有16級(jí),代號(hào)為CT1至CT16,公差等級(jí)可根據(jù)鑄造方法及材質(zhì)進(jìn)行選定,見(jiàn)表1、2,
摘自 GB/T6414-1999《鑄件 尺寸公差與機(jī)械加工余量》。
公稱重量:包括機(jī)械加工余量和其它工藝余量,作為衡量被檢驗(yàn)鑄件輕重的基準(zhǔn)重量。
鑄件重量公差:以占鑄件公稱重量的百分率為單位的鑄件重量變動(dòng)的允許值。
重量公差等級(jí):確定鑄件重量公差大小程度的**。
重量公差的代號(hào)用字母“MT”表示。重量公差等級(jí)共分為16級(jí),MT1至MT16。重量公差數(shù)值見(jiàn)表3,摘自 GB/T11351-1989《鑄件重量公差》。對(duì)鑄鋼件公稱重量的確定。成批和大量生產(chǎn)時(shí),從供需雙方共同認(rèn)定的首批鑄鋼件中隨機(jī)抽取不少于10件的鑄件,以實(shí)稱重量的平均值作為公稱重量;小批和單件生產(chǎn)時(shí),以計(jì)算重量或供需雙方共同認(rèn)定的一個(gè)合格鑄件的實(shí)稱重量作為公稱重量;
以標(biāo)準(zhǔn)樣品的實(shí)稱重量為公稱重量。公稱重量確定后,對(duì)應(yīng)一定的重量公差等級(jí),重量公差值應(yīng)按公稱重量所在范圍從表3中選取。成批和大量生產(chǎn)的鑄件,重量公差等級(jí)應(yīng)按表4選取,小批量和單件生產(chǎn)的鑄件,重量公差等級(jí)應(yīng)按表5選取,重量公差應(yīng)與尺寸公差對(duì)應(yīng)選取,表4、5摘自GB/T11351-1989《鑄件重量公差》。
某奧體博覽**體育場(chǎng)項(xiàng)目有577個(gè)鑄鋼件,21種類型的鑄鋼件的基本尺寸,其分肢角度各異,三個(gè)鑄造廠均采用砂型鑄造手工造型工藝,根據(jù)GB/T6414-1999《鑄件 尺寸公差與機(jī)械加工余量》其尺寸公差等級(jí)為CT13~15,根據(jù)GB/T11351-1989《鑄件重量公差》所對(duì)應(yīng)的重量公差等級(jí)應(yīng)為MT13~15,根據(jù)鑄鋼件公稱重量選擇對(duì)應(yīng)的重量公差數(shù)值。例如在2012年12月28日,由建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位共同對(duì)進(jìn)場(chǎng)的鑄鋼件,隨機(jī)抽查三個(gè)進(jìn)行稱重檢驗(yàn),稱重結(jié)果見(jiàn)下表:
在設(shè)計(jì)沒(méi)有明確要求的情況下,依據(jù)鑄造工藝選擇**重量公差MT15,抽查鑄鋼件的公稱重量在10000~40000Kg范圍內(nèi),從表3中則可以明確鑄鋼件的**重量公差數(shù)值為10%,即抽查鑄鋼件的重量偏差為&plu**n;5%,當(dāng)抽查的結(jié)果大于此則可判斷為鑄鋼件重量檢驗(yàn)不合格!為此:由監(jiān)理單位牽頭,在建設(shè)單位組織下召開(kāi)的專題會(huì)議上,承包單位承認(rèn)鑄鋼件交由鑄造廠深化設(shè)計(jì)后額外加入了10%的加工損耗,扣除這10%的加工損耗后則可判定抽查鑄鋼件重量檢驗(yàn)合格。針對(duì)這種情況,經(jīng)監(jiān)理協(xié)調(diào)及參建各方商定,采用現(xiàn)場(chǎng)地秤及大型履帶吊對(duì)577個(gè)鑄鋼件逐個(gè)進(jìn)行稱重計(jì)量,再按照實(shí)際重量審核鑄鋼件相關(guān)變更。歷時(shí)一年左右時(shí)間的稱重計(jì)量,從原深化圖紙鑄鋼件重量5928.936噸中核減了375.921噸,總計(jì)節(jié)約700余萬(wàn)元。
還有,鑄鋼件的承載力與壁厚成正比關(guān)系,隨著壁厚的增加,鑄鋼件的承載力隨之增加的同時(shí),在鑄造過(guò)程中更容易出現(xiàn)夾砂、氣孔等缺陷;隨著壁厚的減小,又可能引起鑄鋼件承載力不足,影響結(jié)構(gòu)安全。一般對(duì)于鑄鋼件基本尺寸的檢驗(yàn)**于端口部位,對(duì)異型及變截面處很難檢查,壁厚偏差**直接的體現(xiàn)**是重量變化。由于大型公用建筑中鑄鋼件的應(yīng)用已很多,對(duì)于鑄鋼件重量檢驗(yàn)應(yīng)該引起監(jiān)理工作上的重視,今后隨著模具制作精度的逐步提高,鑄鋼件的加工制作也將逐漸趨于標(biāo)準(zhǔn)化,對(duì)鑄鋼件的重量檢驗(yàn)將同《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50666-2011中對(duì)鋼筋的重量偏差檢驗(yàn)一樣引起關(guān)注。監(jiān)理單位作為參建一方,在圖紙會(huì)審階段,可建議建設(shè)單位及設(shè)計(jì)單位根據(jù)GB/T6414-1999《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》及GB/T11351-1989《鑄件重量公差》,對(duì)鑄鋼件的尺寸偏差及重量偏差做出明確要求,從而給駐廠監(jiān)造及現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收提供監(jiān)理依據(jù),避免承包單位對(duì)此忽視或因重量偏差不符合要求影響工程進(jìn)度和結(jié)構(gòu)安全。