型钢骨架结构安装施工工法.doc

型钢骨架结构安装施 工 工 法目 录1、前言2、施工范围3、施工准备4、钢构件安装5、型钢梁、柱的连接6、安全劳动及成品保护7、质量要求8、经济效益分析 型钢骨架结构安装施工工法1、前言型钢混凝土结构是在钢筋混凝土结构内配置型钢构成的组合结构。它具有钢结构和混凝土结构的双重优点，与钢结构相比，它节省钢材，增加构件及建筑物的刚度，与混凝土结构相比，它减小截面，减轻重量，增大构件的延性，并具有更高的强度，充分发挥了钢(受拉)和混凝土(受压)两种不同材料的特点。青岛*会展三期钢结构吊装主要包括空中花园、大跨度办公区、多功能会议厅三部分。其中多功能会议厅，最大跨度37.8m，梁截面大，每米自重达5t由于跨度大，对结构吊装带来一定的困难，经过合理的二次设计，将钢梁进行分层、分节制作。该攻关课题“确保地下室型钢骨架结构安装一次成优”荣获青岛市2006年建筑业群众性质量管理活动二等奖。2、适用范围钢与混凝土结合结构技术是近几年应用于建筑行业的一种新技术，采用这种技术的建筑空间效果好可用于单层和多层型钢混凝土结构。3、施工准备3.1材料进场后,认真核对材料质量证件、材质、尺寸规格、炉批号标记是否。物相符，并按炉批号存放，避免相混。3.2焊材应按要求对材料进行检验，并有工艺评定报告及焊接工艺指导书，按产品说明书及焊接工艺进行烘焙。3.3高强螺栓连接副应按批配套供应，并必须有出厂质量保证书。应按国家现行钢结构工程质量验收规范）（GB50205）的规定进行高强螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验。3.4钢筋进场检验合格后，按其品种、规格、型号等分类挂牌堆放整齐。3.5钢筋在加工过程中，如发现脆断、焊接性能不良、或力学性能显著不正常等现象时，必须根据现行国家标准对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检。3.6施工机具：起重设备：塔式起重机、汽车式起重机。其他机具：经纬仪、水准仪、卷扬机、滑轮及滑轮组、电焊机、力矩扳手、塔机标准节等。 60吨汽车吊配合卷扬机及QTZ-63塔吊吊装。4、钢构件安装4.1、安装前准备工作地脚螺栓的施工: 复核土建基础施工的地脚定位轴线,埋设地脚螺栓。底层地脚螺栓的预埋很重要，位置不正确将直接影响后续工程的施工，为了保证地脚螺栓位置准确，采用现场放线，纵横轴线控制，然后在相应位置把地脚螺栓铁板和螺栓位置放在铁板上，画出铁板尺寸及螺栓孔的位置，然后进厂加工，这样没有误差。将地脚螺栓用钢模板孔套进行定位固定。地脚螺栓的紧固力由设计文件规定，紧固方法和使用的扭矩必须满足紧固力的要求。螺母止退可采用双螺母紧固或用电焊与螺杆焊牢。在固定前，还需精确地弹出轴线和各螺母的位置线，使螺栓上下垂直、水平位置精确。并进行反复校核无误后方能进行混凝土的浇注施工。混凝土浇筑完毕后，在其初凝之前，重新对地脚螺栓的位置，标高等进行复核，纠正浇筑混凝土时产生的偏差。并将柱脚底板下的混凝土细致抹平压实，或者在柱底板与基础面间留20-30mm的空隙，用符合设计强度要求的无收缩砂浆以捻浆法垫实。地脚螺栓外露丝扣在安装前应采取有效措施进行妥善保护，防止碰弯及损伤螺纹丝牙。4.2安装工艺4.2.1钢柱吊装前首先确定构件吊点位置,确定绑扎方法,吊装时做好防护措施。钢柱起吊后，当柱脚距地脚螺栓约30-40cm时扶正，使柱脚的安装孔对准螺栓，渐渐下落安装就位，临时固定地脚螺栓，校正垂直度。起吊时钢柱必须垂直，尽量做到回转扶直，起吊回转过程中应避免同其他已安装好的构件相撞。钢柱安装到位，对准轴线、临时固定牢固后才能松开吊索。钢柱标高的调整：每安装一节柱后，对柱顶进行一次标高实测，误差超过规范规定时应进行调整，多用低碳钢板垫到规定要求。如误差过大（大于20mm）不宜一次调整，可先调整一部分，待下一次再调整到位。钢柱位移的调整：以下节柱顶的实际中心线为准，安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。校正位移时应注意钢柱的扭转。对于重型钢柱，可用螺旋千斤顶加链条套环托座沿水平方向顶校钢柱。校正后为防止钢柱位移，在柱四边用钢板定位，并用电焊固定。钢柱复校后再拧紧固 锚固螺栓。钢柱垂直度的调整：钢柱经过初校，待垂直度偏差控制在20mm以内起重机脱钩。钢柱的垂直度用2台经纬仪从两个方向进行检查，如有偏差可用螺旋千斤顶或油压千斤顶进行校正，在校正过程中，应避免造成水平标高的误差。吊装过程中，必须绑扎溜绳控制钢柱摇晃，必要时还应加风缆绳做临时拉结或支撑。钢柱安装的允许偏差 (mm)项目允许偏差检验方法柱脚底座中心线对定位轴线偏移5.0用吊线和钢尺检查柱子定位轴线1.0用经纬仪和钢尺检查单节柱的垂直度H/1000,且不应大于10.0用经纬仪或吊线和钢尺检查柱基准点标高+5.0，-8.0用水准仪检查弯曲矢高H/1200，且不应大于15.0用经纬仪或拉线和钢尺检查4.2.2型钢梁在吊装前，应于柱子牛腿处检查标高和间距，如有超出规范规定的偏差，必须提前调整好。4.2.2.3吊点取决于型钢梁的跨度，一般在上翼缘处开孔作为吊装点。吊升过程中必须保证使钢梁保持水平状态。4.2.2.4安装框架主梁时，要根据焊缝收缩量预留焊缝变形量。安装主梁时对柱子的垂直度的监测，除监测安放主梁的柱子两端垂直度的变化外，还要监测相邻与主梁连接的各根柱子的垂直度的变化情况，保证柱子除预留焊缝收缩值外各项偏差均符合规范规定。4.2.2.5型钢梁的校正主要为标高、垂直度、轴线和跨距等4.2.2.6检验钢梁的轴线以跨距为准，采用经纬仪检查，或者在型钢梁上面沿建筑物长度方向拉通线采用吊线坠的方法检验各型钢梁的轴线位置。4.2.2.7大跨度型钢梁跨距的检验，用钢尺量测，跨度较大时应用弹簧称拉测，防止下垂，拉力一般为100-200N。4.2.2.8型钢梁标高的校正，主要是对梁高低方向的移动，可用千斤顶或起重机等。轴线和跨距校正是对梁水平方向的移动，可用撬棍、钢楔、千斤顶等。钢梁安装的允许偏差项 目允许偏差检验方法梁的跨中垂直度H/500用吊线和钢尺检查侧向弯曲矢高L/1500,且不大于10.0用拉线和钢尺检查垂直上拱矢高10.0用拉线和钢尺检查两端支座中心位移安装在钢柱上时，对牛腿中心的偏移5.0用拉线和钢尺检查安装在混凝土柱上时,对定位轴线的偏移5.0用拉线和钢尺检查梁支座加肋板对柱子承压劲板中心的偏移t/2用吊线和钢尺检查同跨内同一截面的梁顶高差10.0用经纬仪、水准仪和钢尺检查相邻梁接头部位的中心错位3.0用钢尺检查5、型钢梁、柱的连接目前钢结构的现场连接主要是用高强度螺栓和电焊连接。钢柱多为坡口电焊连接。梁与柱、梁与梁的连接视约束要求而定，有的用高强度螺栓，有的则坡口焊和高强度螺栓共用。 刚性连接 铰 接5.1型钢的焊接焊接顺序：从中间向四周扩展，采用结构对称、节点对称的焊接顺序。焊接工艺流程：工程中柱与柱、柱与梁之间的焊接为坡口焊，其工艺流程为：焊接设备、材料、安全设施准备 定位焊接衬垫板、引弧板 坡口检查与清理 气象条件检测 预热 焊接 焊缝外观及超声波检查 焊接验收5.1.1焊接准备：工艺试验。安装前应对主要焊接接头（柱与柱、柱与梁）的焊缝进行焊接工艺试验，制定焊接材料、工艺参数和技术措施。施工期间如有可能出现负温，还应进行负温条件下的焊接工艺试验。焊条选择和烘焙。焊条的选择取决于结构所用钢材的种类，可参考焊接H型钢（YB3301-81）的使用说明中的有关规定选择。对于已变质、吸潮、生锈、脏污和涂料剥落的焊条不准采用。焊接厚钢板，应选用与母材同一强度等级的焊条或焊丝。焊条和粉芯灶丝使用前必须按质量要求进行烘焙。焊条在使用前应300350烘箱内烘焙1h，然后在100温度下恒温保存。焊接时从烘箱内取出焊条，放在具有120保温功能的手提式保温桶内带到焊接部位，随用随取，要在4h内用完，超过4h则焊条必须重新烘焙，当天用不完者亦要重新烘焙，严禁使用湿焊条。焊条烘焙的温度和时间，取决于焊条的种类。坡口检查。柱与柱、柱与梁上下翼缘的坡口焊接，电焊前应对坡口组装的质量进行检查，如误差超过规范允许误差时应返修后再进行焊接。同时，焊接前对坡口进行清理，去除对焊接有妨碍的水分，垃圾，油污和锈等。垫板和引弧板。坡口焊均用垫板和引弧板，目的是使底层焊接质量有保证。引弧板可保证正式焊缝的质量，避免起弧和收弧时对焊接件初应力和产生缺陷。垫板和引弧板应与母材一致，间隙过大的焊缝宜用紫铜板。垫板尺寸一般厚68mm、宽50mm，长度应考虑引弧板的长度。引弧板长50mm左右，引弧长30mm。5.1.2焊接工艺：1）焊接。柱与柱的对接焊，应由两名焊工在两相对面等温、等速对称焊接。加引弧板时，先焊第一个两相对面，焊层不宜超过4层，然后切除相弧板。清理焊缝表面，再焊第二个两相对面，焊层可达8层，再换焊第一个两相对面，如此循环直到焊满整个焊缝。不加引弧时，应由两名焊工在相对位置以逆时针方向在距柱角50mm处起焊。焊完第一层后，第二层及以后各层均在离前一层起点3050mm处起焊。每焊一遍应认真清渣，焊到柱角处要稍放慢速度，使柱角焊缝饱满。最后一层盖面焊缝，可采用直径较小的焊条和较小的电流进行焊接。2)梁和柱接头的焊接，应设长度大于3倍焊缝厚度的引弧板。引弧板的厚度应和焊缝厚度相适应，焊完后割去引弧板时应留510mm。梁和柱接头的焊缝，一般先焊梁的下翼缘板，再焊上翼缘板。梁的两端先焊一端，待其冷却至常温后再焊另一端，不宜对一根梁的两端同时施焊。3)柱与柱、梁与柱的焊缝接头，应试验测出焊缝收缩值，反馈到钢结构制作单位，作为加工的参考。5.1.3焊缝质量检验：型钢结构的焊缝质量检验，属于二级检验，应按二级焊缝的质量标准进行检查。经检查发现焊缝不合格，必须进行返修，按同样的焊接工艺进行补焊，再经检查。同一部位的一条焊缝，修理不宜超过2次，否则要更换母材，或会同设计和质检部门协商处理。发现焊接引起母材裂纹或层状撕裂时，宜更换母材，经设计和质检部门同意，也可进行局部处理。5.2高强螺栓施工（图一）图一5.2.1作业准备：备好扳手、临时螺栓、冲钉、钢丝刷等工具，大六角头高强度螺栓施工所用的扭矩扳手，班前必须校正，其扭矩误差不得大于5%，合格后方准使用。校正用的扭矩扳手，其扭矩误差不得大于3%。扭矩校正应指定专人负责。螺栓长度的选择：高强度螺栓长度应按下式计算：l=l+l式中 l连接板层总厚度；l附加长度 l=m+ns+3pm高强度螺母公称厚度；n垫圈个数。扭剪型高强度螺栓为1；大六角头高强度螺栓为2；s高强度垫圈公称厚度；p螺纹的螺距。5.2.2 螺栓孔的检查1) 高强度螺栓迭板连接处所有螺栓孔均应采用量规检查，其通过率为：用比孔公称直径小1.0mm量规检查，每组的通过率为85%;用比螺栓公称直径大0.20.3mM的量规检查，应全部通过。2) 对检查不符要求的孔径，必须经设计同意后，方可扩钻或补焊后重钻，扩钻孔径不得大于原设计孔径2.0mm，补焊应用与母材力学性能相当的焊条补焊，严禁用钢块填塞。每组孔中经补焊重新钻孔不得超过20%，处理后的孔应做出记录，处理后的连接处摩擦面的抗滑移系数应符合设计要求。5.2.3接头组装：1) 连接处的钢板或型钢应平整，无焊接飞溅、油污等，板边、孔边无飞边、毛刺；接头处有翘曲、变形必须进行校正，并防止损伤摩擦面，保证摩擦面紧贴。2) 装配前检查摩擦面，试件的摩擦系数是否达到设计要求，浮锈用钢丝刷除掉，油污、油漆清除干净。高强度螺栓连接处摩擦面如采用生锈处理方法时，安装前应以细钢丝刷除去摩擦面上的浮锈。3) 遇到安装孔有问题时，不得用氧-乙炔扩孔，应用扩孔钻床扩孔，扩孔后应重新清理孔周围毛刺。4) 高强度螺栓连接面板间应紧密贴实，对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙，应按下表规定处理。接触面间隙处理项目处理方法1t1.0mm 时不予处理2t=1.03.0mm 时，将厚板一侧磨成15的缓坡，使间隙小于1.0mm3t3.0mm 时加垫板，垫板厚度不小于3mm，最多不超过三层，垫板材质和摩擦面处理方法应与构件相同5.2.4 安装临时螺栓：高强度螺栓连接安装时，连接处应采用临时螺栓或冲钉固定，在每个节点上应穿入的临时螺栓和冲钉数量，由安装时可能承担的荷载计算确定，并应符合下列规定：1)不得少于安装总数的1/3；2)不得少于两个临时螺栓；3)冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%。4)组装时先用冲钉对准孔位，在适当位置插入临时螺栓，用扳手拧紧。5)不准用高强螺栓兼作临时螺栓，以防螺纹损伤引起扭矩系数的变化。5.2.5 安装高强螺栓：1)高强度螺栓的安装应在结构构件中心位置调整后进行，其穿入方向应以施工方便为准，并力求一致。高强度螺栓连接副组装时，扭剪型高强螺栓的垫圈安在螺母一侧，垫圈孔有倒角的一侧应和螺母接触，不得装反（大六角头、高强螺栓的垫圈应安装在螺栓头一侧和螺母一侧，垫圈孔有倒角一侧应和螺栓头接触，不得装反）。2)安装时高强螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打。如不能自由穿入时，不得用气割扩孔，应用绞刀进行修整，修孔时需使板层紧贴，以防铁屑进入板缝，修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。绞孔后要用砂轮机清除孔边毛刺，并清除铁屑。3)螺栓穿入方向宜一致，穿入高强螺栓用扳手紧固后，再卸下临时螺栓，以高强螺栓替换。不得在雨天安装高强螺栓，且摩擦面应处于干燥状态。5.2.6 高强螺栓的紧固：高强度螺栓的拧紧分为初拧、终拧，对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。1)大六角头高强度螺栓的初拧、复拧和终拧，均用定扭矩扳子进行，并且只准在螺母上施加扭矩，不准在螺杆上施加扭矩，防止扭矩系数发生变化。初拧扭矩为施工扭矩的50%左右，复拧扭矩等于初拧扭矩。初拧或复拧后的高强度螺栓应用颜色在螺母上涂上标记，然后按下面规定的施工扭矩值进行终拧。终拧后的高强度螺栓应用另一种颜色在螺母上涂上标记。大六角头高强度螺栓的施工扭矩可由下式计算确定： Tc=kPcd式中 Tc施工扭矩；（Nm）k高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值；Pc高强度螺栓施工预拉力（kN），见表6.2.1；D高强度螺栓螺杆直径（mm）。大六角头高强度螺栓施工预拉力（kN） 螺栓性能等级螺 栓 公 称 直 径 （mm）M12M16M20（M22）M24（M27）M308.8S457512015017022527510.9S601101702102503203902)高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时，为使螺栓群中所有螺栓均匀受力，连接处的螺栓应按一定顺序施拧。一般接头：应从螺栓群中间顺序向外侧进行紧固。从接头刚度大的地方向不受约束的自由端进行。从螺栓群中心向四周扩散的方式进行。 梁与柱的螺栓连接 梁与梁的螺栓连接3）为了防止高强度螺栓受外部环境的影响，使扭矩系数发生变化，一般高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成。4）当气温低于-10和雨、雪天气时，在露天作业的高强螺栓应停止作业。当气温低于0时，应先做紧固轴力试验，不合格者，当日应停止作业。5.2.7检查验收：5.2.7.1施工操作中的工艺检查。在施工过程中检查施工工艺是否按施工工艺要求进行，具体工艺检查内容有以下几项：1) 是否用临时螺栓安装，临时螺栓数量是否达到1/3 以上。2) 高强螺栓的进入是否自由进入，严禁用锤强行打入。3) 高强度螺栓紧固顺序正确与否，紧固方法是否正确。4) 抽检测定扭矩扳手的扭矩值，是否在设计允许范围之内。5) 检查连接面钢板的清理情况，保证摩擦面的质量可靠。5.2.7.2大六角头高强度螺栓的质量检查：1) 用0.3kg小锤敲击法，对高强螺栓进行普查，防止漏拧。2) 进行扭矩检查，抽查每个节点螺栓数的10%。但不少于一个。检查时先在螺栓端面和螺母上画一直线，然后将螺母拧松约60，再用扭矩扳手重新扭紧，使两线重合，测得此时的扭矩应在0.9Tch1.1Tch可为合格。3) 如发现有不符合规定的，应再扩大检查10%，如仍有不合格者，则整个节点的高强度螺栓应重新拧紧。4) 扭矩检查应在螺栓终拧1h以后，24h之前完成。5) 用塞尺检查连接板之间间隙，当间隙超过1mm的，必须要重新处理。6) 检查大六角头高强度螺栓穿入方向是否一致，检查垫圈方向是否正确。7)高强螺栓接头各层钢板安装时发生错孔，允许用铰刀扩大孔。一个节点中扩大孔数不宜多于该节点孔数的1/3。扩大孔直径不得大于原孔径2mm。严禁用气割扩大孔。8)安装高强度螺栓时，应用尖头撬棒及冲钉对正上下或前后连接板螺孔，将螺栓自由投入，严禁用榔头强行打入或用扳手强行拧入。一组高强度螺栓宜按同一方向穿入螺孔。并宜以扳手各下压为紧固螺栓的方向。9)安装高强度螺栓时，构件的摩擦面应保持干净，不得在雨中安装。摩擦面如用生锈处理方法时，安装前应以细钢丝刷除去摩擦面上的浮锈。10)梁与柱接头为腹板栓接、翼缘焊接时，宜先栓后焊的方式进行施工。11)高强度螺栓拧紧的顺序，应从螺群中部开始，向四周扩大展，逐个拧紧。12)大六角头高强度螺栓施工所用扭矩扳手，班前必须校正，其扭矩误差不得大于正负5%。13)高强度螺栓的拧紧应分初拧和终拧，对于大型节点宜通过初拧、复拧和终拧达到拧紧，复拧扭矩等于初拧扭矩。终拧前应检查接头处各层钢板是否充分密贴。14)大六角头高强度螺栓初拧扭矩为施工扭矩的50%左右。终拧扭矩等于施工扭矩，施工扭矩按TC=k*Pc*d计算确定。高强度螺栓连接构件制孔允许偏差名称直径及允许偏差（mm）螺栓直径12162022242730允许偏差0.430.520.84螺栓孔直径13.517.522（24）26（30）33允许偏差+0.43，0+0.52，0+0.84，0圆度1.01.5中心线倾斜板厚的3%，且单层板2.0mm，多层板迭合3.0mm孔距的允许偏差（mm）项 目允 许 偏 差直 径+1.0，0.0圆 度2.0垂 直 度0.03t，且不大于0.35.3梁柱钢筋连接5.3.1柱内钢筋采用竖向钢筋电渣压力焊连接，经检验全程合格后绑扎箍筋；在梁柱节点部位由于梁纵筋需穿越型钢柱，压力焊不易操作，因而施工中采用钢筋机械连接一套筒挤压技术，方便施工，亦能保证钢筋连接质量，且质量较为稳定。5.3.2施工时为减少柱截面的破坏，柱、梁主筋采用套筒直螺纹连接，尽量避免主筋穿梁，主筋与型钢连接现场采用在型钢牛腿上焊接的方式，焊接时确保钢筋的锚固长度及焊接质量。6、安全劳动及成品保护6.1在钢结构吊装时，为防止人员、物料和工具坠落或飞出造成安全事故，需铺设安全网。6.2施工用的电动机械和设备均须接地，绝对不允许使用破损的电线和电缆。6.3高空施工，当风速为10m/s时，如未采取措施调转工作应该停止。当风速大于15m/s时所有工作均须停止。6.4在构件吊装前，应对构件重量和起吊能力进行核验，确保机械安全。6.5地脚螺栓外露丝扣在安装前应采取有效措施进行妥善保护，防止碰弯及损伤螺纹丝牙。6.6构件应分类堆放，构件堆放场地应平整、坚实，排水性好。确保不变形、不损坏。7、质量要求7.1主控项目7.1.1所有材料的品种、质量、性能应符合要求。7.1.2建筑物的定位轴线、基础轴线和标高、地脚螺栓的规格及其紧固应符合设计要求。7.1.3纵向受力钢筋连接方式符合设计要求。7.1.4钢筋安装时，受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。7.2一般项目7.2.1地脚螺栓尺寸允许偏差项 次项 目允许偏差(mm)1支承面标高2.0水平度L/10002支座表面标高1.5不水平度L/15003地脚螺栓中心偏移5.04地脚螺栓伸出支承面的长度+30.0,0.05地脚螺栓的螺纹长度+30.0,0.07.2.2钢柱安装允许偏差项 目允许偏差检验方法柱脚底座中心线对定位轴线偏移5.0用吊线和钢尺检查柱子定位轴线1.0用经纬仪和钢尺检查单节柱垂直度H/1000,且不应大于10.0用经纬仪或吊线和钢尺检查柱基准点标高+5.0,-8.0用水准仪检查弯曲矢高H/1200,且不应大于15.0用经纬仪或拉线和钢尺检查7.2.3现场焊缝相对间隙的允许偏差项 目允许偏差(mm)无垫板间隙+3.0,0.0有垫板间隙+3.0,-2.07.2.4钢梁安装的允许偏差项 目允许偏差检验方法梁的跨中垂直度H/500用吊线和钢尺检查侧向弯曲矢高L/