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文档简介
1、铜陵雨润国际广场屋顶钢构架施工方案中建三局集团有限公司2014年11月23日 目录1 工程概况41.1 钢结构概况41.2 设计概况62 施工部署72.1 施工思路72.2 施工资源投入计划72.2.1 施工管理组织机构72.2.2 施工措施材料计划82.2.3 劳动力计划92.2.4 机械设备投入计划103 钢结构制作与运输方案103.1 钢结构制作总体思路113.2 构件加工制作113.3 构件的包装和运输154 钢结构施工方案164.1 钢构件验收及堆放164.1.1 钢构件进场管理164.1.2 钢构件验收164.1.3 钢构件堆放174.2 屋顶钢构架安装流程184.2.1 施工概述
2、184.2.2 预埋施工方法184.2.3 外悬挑结构施工方法194.2.4 塔吊盲区处施工方案284.2.5 施工验算304.2.6 钢结构吊装过程354.2.7 屋顶钢构架整体施工流程385 钢结构测量方案415.1 测量内容415.2 二级平面控制网的布设415.3 钢结构测量方法426 高强螺栓施工方案446.1 高强螺栓概述446.2 高强螺栓施工机具456.3 高强螺栓安装工艺467 钢结构焊接467.1 焊接方法的选择467.2 焊接设备的选择477.3 焊接材料的选择477.4 焊接工艺流程478 钢结构防腐施工489 施工安全管理保证措施499.1 安全管理目标499.2 建
3、立现场安全管理制度499.2.1 安全生产责任制度499.2.2 安全生产与文明施工管理教育培训制度509.3 安全生产与文明施工管理及交底制度509.3.1 项目安全方案交底制度:509.3.2 班前安全技术交底制度:509.3.3 每周安全活动509.3.4 项目安全与文明施工管理检查制度509.3.5 项目安全生产与文明施工管理奖罚制度519.3.6 高空作业安全管理519.3.7 施工用电安全管理措施519.3.8 起重设备安全管理措施529.3.9 消防保证措施539.3.10 易燃易爆品安全保证措施539.3.11 高空焊接安全防护措施549.4 应急预案559.4.1 现场施工主
4、要应急事件559.4.2 应急救援组织体系559.4.3 应急路线579.4.4 物资和设施准备579.4.5 高空坠落应急预案589.4.6 触电应急预案589.4.7 火灾应急预案609.4.8 伤亡事故应急预案601 工程概况1.1 编制依据(1)经有关部门审批的有效施工图纸上海联创建筑设计有限公司设计的铜陵雨润国际广场项目施工图纸(2)依据规范、规程序号标准名称标准编号1钢结构设计规范GB50017-20032建筑结构荷载规范GB 50009-20123钢结构工程施工质量验收规范GB50205-20014钢结构工程施工规范GB50755-20125建筑施工起重吊装工程安全技术规范JGJ
5、276-20126钢结构焊接规范GB50661-20117空间网格结构技术规程JGJ7-20108建筑结构用钢板GB/T 19879-20059热轧H型钢和部分T型钢GB/T 11263-201010厚度方向性能钢板GB/T 5313-201011钢管混凝土工程施工质量验收规范GB50628-201012钢结构防火涂料应用技术规程CECS24:9013钢结构高强螺栓连接技术规程JGJ82-201114建筑机械使用安全技术规程JGJ33-201215直缝电焊钢管GB/T13793-200816钢管结构技术规程CECS280:201017钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈技术条件GB/
6、T 1231-200618钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法GB/T 11345-20131.2 钢结构概况钢构架位于塔楼屋面,主要用于支撑屋面幕墙结构以及擦窗机轨道。主要由钢柱、钢梁、弧形梁、水平支撑、斜撑、竖向支撑以及撑杆组成。钢柱底座连接于塔楼劲性柱上,钢梁连接于核心筒与钢柱之间,与核心筒采用预埋件连接。屋顶钢构架三维效果图构件截面参数如下表所示:名称构件名称型号材质GZ-1钢柱40020Q345BGL-1钢梁H7003001224Q345BGL-2钢梁H7003001016Q345BGL-3钢梁H7003001224Q345BHL-1轨道弧形梁H7004001224Q345BHL
7、-2弧形梁口300200812Q345BHL-3弧形梁口300200812Q345BHL-4弧形梁20312Q345BSC-1水平支撑1596Q345BSC-2水平支撑1336Q345BSC-3水平支撑180208Q345BXC-1斜撑1216Q345BXC-2斜撑1216Q345BXC-3斜撑1216Q345BZC-1竖向支撑27312Q345BZC-2竖向支撑1216Q345BZC-3撑杆1808Q345B1.3 设计概况设计相关参数要求如下表所示:连接材料手工焊接用焊条Q345BE50高强螺栓螺栓10.9s级扭剪型高强度螺栓(M24及其以下)大六角头摩擦型高强度螺栓(M24以上)螺杆、螺
8、母及垫圈螺杆采用35VB或40B或20MnTiB钢螺母和垫圈采用45号钢普通螺栓C级,螺栓、螺母及垫圈采用Q235B钢材除锈及防腐要求除锈等级喷砂除锈 Sa3.0级防腐做法50m无机富锌底漆,130m环氧云铁中间漆,80m丙烯酸聚硅氧烷面漆2 施工部署2.1 施工思路本工程钢结构主要分布于塔楼屋顶,构件由北侧大门进入施工现场,主要采用T1塔吊ST7030完成施工作业。辅助以汽车吊完成卸车、转运等施工作业。根据施工平面图所示,在南侧有部分塔吊盲区,需采用搭设承重胎架的方式施工。根据核算,本工程单根构件均较轻,塔吊可满足直接吊装的要求。塔吊盲区1#-3#库房钢结构施工平面图2.2 施工资源投入计划
9、2.2.1 施工管理组织机构施工管理组织机构图2.2.2 施工措施材料计划序号措施项目截面型材长度/m数量合计/Kg1钢柱焊接操作平台L100x651.4810560L50x61520圆钢4.95mm花纹钢板2*33mm钢板153mm石棉布62地面拼装胎架1611.8248760槽钢16b6.83滑移承重架口180x1052.845696016a144L90X10142.8L70X888.948*3.546.85mm花纹钢板81.23mm钢板48.43mm厚石棉布81.24滑移轨道槽钢14b1132646420mm钢板0.48化学锚栓M20868(套)868(套)5安全爬梯L45x412126
10、32.420圆钢86接火盆3mm钢板1.2838.220圆钢47承重架配重型钢4200008吊笼20圆钢1482769细砂细砂5m10卷扬机卷扬机88(台)11千斤顶10t88(个)12加固脚手架48*3.518600米顶托2156个扣件8624个垫块2156块木方(60mm*100mm)2156米2.2.3 劳动力计划时间2014年10月11月12月工种起重工444焊工888测量工222铆工888电工111涂装工333探伤工222普工101010小计3838382.2.4 机械设备投入计划根据本工程施工部署及进度计划,以满足现场施工为原则,制定以下主要施工机械投入计划与测量及检测仪器投入计划
11、。(1)施工机械设备、仪器投入配置计划机械设备名称型号规格数量国别产地制造年份额定功率(kW)生产能力交直流电焊机ZX-4002中国201314.4KW良好二氧化碳焊机OTC-XD600G5日本201336KW良好砂轮切割机400型2南京20142.0KW良好空气压缩机YJ600WS1上海20133.3KW良好角向磨光机1502南京20140.75KW良好半自动切割机CG1-301南京20131KW良好等离子切割机LGK-1001广州201327.7KW良好电焊条烘箱YGCH-X-4001南京20146KW良好磁力钻13321上海20130.7KW良好电加热设备DJR1上海2013360KW良
12、好对讲机建伍10上海2013/良好手拉葫芦1t/5t/10t10上海2013/良好超声波探伤仪CTS-221德国2013/良好全站仪Leica TC20031日本2014/良好经纬仪TDG2E1上海2014/良好(2)施工机械进出场及使用计划本工程主要使用1台16吨汽车吊完成卸车及转运工作,进出场时间根据整体施工进度计划进行安排。序号型号规格数量进出场时间用途1汽车吊16t12014.10-2014.12卸车、转运、吊装3 钢结构制作与运输方案3.1 钢结构制作总体思路本工程加工制作的主要构件包括H型钢梁、圆管、箱型梁等。钢构件工厂制作前,根据现场安装分区及安装进度计划,制定各区构件加工制作进
13、度计划,科学安排材料、人员及加工设备投入。3.2 构件加工制作(1)圆管构件制作工艺制作工艺流程制作流程照片制作工艺要点第一步:两侧预压圆弧制作压模并安装,两端部压头,至少压三次,先在钢板端部150mm范围内压一次,然后在300mm范围内重压二次,以减小钢板的弹性,防止头部失圆,压制后用样板检验。第二步:成形将压好头的钢板吊入三辊轧车后,必须用靠模式拉线进行调整,以保证钢板端部与轧辊成一直线,防止卷管后产生错边;然后按要求徐徐轧制,直至卷制结束。第三步:钢管纵焊缝焊接管体内外侧均采用自动埋弧焊进行焊接,先焊内侧后焊外侧面。焊前预热温度100150,加热时需随时用测温仪和温控仪测量控制加热温度,
14、不得太高。第四步:环缝焊接、内环板组拼相邻管节拼装校正圆度,纵缝应相互错开大于300mm,拼接后在所有管体上弹出0、90、180、270母线,并用样冲标记。先焊管体内侧焊缝,外侧清根后再焊管体外侧焊缝。第五步:端部铣平圆管检测合格后进行端铣,未经检测、矫正合格的箱体不得进行端铣端铣时圆管应卡紧、固定,避免加工时发生窜动,并且保证圆管端面与刀盘平行。第六步:外形尺寸检查严格按照规范对构件进行复测。(2)焊接H型钢制作工艺制作流程工艺制作流程照片制作要点第一步:下料下料钢板矫平,火焰多头直条切割机切割时进行多块板同时下料,防止零件切割产生侧弯。核对钢板的材质、规格、尺寸是否正确。钢板表面的铁锈、油
15、污等杂物清理。第二步:组立标出翼板中心线与腹板定位线。先进行T型组立,然后将T型与翼缘板组立成H型。组装用平台和胎架装配精度、强度和刚度经专人验收合格后方可使用。第三步:焊接焊缝引出长度不应小于50mm。焊接前用陶瓷电加热器将焊缝两侧100mm范围内进行预热,预热温度为80120。焊接方法采用龙门式埋弧焊接机进行自动焊接。第四步:矫正焊接完成后应进行矫正,矫正后的钢材表面划痕深度不得大于0.5mm。弯曲、扭曲变形采用火焰矫正,矫正温度控制在800-900,且不得有过烧现象。第五步:数控制孔端部连接用螺栓孔采用数控三维钻床进行制孔。第六步:复测严格按照规范对构件进行复测。(3)箱型构件制作工艺制
16、作工艺流程制作流程照片制作工艺要点第一步:装配下面板、弹出隔板位置线从下端坡口处开始划线;按每个隔板收缩0.5mm、主焊缝收缩3mm均匀分摊到每个间距;然后划隔板组装线的位置,隔板中心线延长到两侧并在两侧的翼板厚度方向中心打上样冲点。第二步:装配隔板保证隔板的垂直度以及电渣焊衬垫板与下面板的间隙,当隔板间距较窄时,应将焊接坡口朝外。当隔板较密集时,应从中间向两侧逐步退装退焊,即先装中间两块隔板,装好后即行焊接,然后依次向两侧装焊。第三步:装配两侧腹板、焊接U型组立是为了提高柱子的刚性及抗扭能力,在部分焊透的区域每1.5mm处设置一块工艺隔板。隔板定位合格后,组装箱体腹板,组装时将腹板与翼缘板下
17、端对齐,并用千斤顶和夹具将腹板与下翼缘板和隔板顶紧靠牢。第四步:装配上面板、箱体隔板电渣焊组装时用外力将上面板与腹板及隔板顶紧靠牢,点焊固定,检测合格后转入电渣焊工序。焊接前焊丝矫直,调整焊接参数至工艺要求。使设备调整、引弧造渣、正常焊接及焊缝收尾等关键环节连续完成,中间不宜中断。焊接结束后割除多余焊缝并修磨与母材平整一致。第五步:断面铣平箱体检测合格后进行端铣,未经检测、矫正合格的箱体不得进行端铣端铣时箱体应卡紧、固定,避免加工时发生窜动,并且保证箱体端面与刀盘平行。第六步:外形尺寸检查严格按照规范对构件进行复测。3.3 构件的包装和运输本工程需要运输钢构件主要有十字型劲性柱、钢梁及其它小件
18、等。由安徽合肥加工厂运至铜陵雨润项目现场,运输距离约180公里,运输时间3小时。根据本工程结构形式进行分段分节,无超长超高等构件运输。(1)钢结构的包装与运输由于本工程施工现场周边环境较复杂,工地堆场狭小有限,因此构件的运输要严格按运输计划,分批、分节地进行。同时,对每批构件统筹安排,对构件的运输方式、运输道路等做出缜密的计划,并安排足够的运输工具装运大型构件,安排好运输所需的配套措施。捆绑钢带防护木方钢梁包装效果图钢柱运输示意图钢梁运输示意图(2)运输成品保护措施钢结构运输时绑扎必须牢固,防止松动。钢构件在运输车上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均能保证构件不产生变形、不损伤涂层且保证运输安
19、全。钢构配件分类标识打包,各包装体上作好明显标志,零配件应标明名称、数量、生产日期。专人负责汽车装运,专人押车到的构件临时堆场或工地,全面负责装卸,发现问题及时解决,具体保护措施见下表:序号保护措施1构件与构件间必须放置垫木、橡胶垫等缓冲物,防止运输过程中构件因碰撞而损坏。2同类型散件集中堆放,并用钢框架、垫木和钢丝绳绑扎固定,杆件与绑扎用钢丝绳之间放置橡胶垫之类的缓冲物。3运输过程中,构件绑扎或固定处用软性材料衬垫保护,避免涂层损坏。4运输过程中,车辆运行保持平稳,超宽、超高运输须由培训过的驾驶员、押运人员负责,并在车辆上设置明显标记。5吊运杆件设专人负责,使用合适的吊夹具,严格遵守吊运规则
20、,以防吊运过程中发生撞击、坠落引起损坏、变形。6装载时有专人监管,清点上车的箱号及打包号,车上堆放固定稳妥,增加必要的捆扎,防止构件松动。7根据构件的重量、外形尺寸,检查吊马、索具,严禁野蛮装卸。8构件到达施工现场后,及时组织卸货,分区堆放。4 钢结构施工方案4.1 钢构件验收及堆放4.1.1 钢构件进场管理序号钢构件进场1根据安装进度将钢构件用平板车运至现场,构件到场后,按随车货运清单核对构件数量及编号是否相符,构件是否配套。如发现问题,制作厂应迅速采取措施,更换或补充构件,以保证现场急需。2钢构件及材料进场按日计划精确到每件的编号,构件最晚在吊装前两天进场,并充分考虑安装现场的堆场限制,尽
21、量协调好安装现场与制作加工的关系,保证安装工作按计划进行。3构件的标记应外露,以便于识别和检验,注意构件装卸的吊装、堆放安全,防止事故发生。4构件进场前与现场联系,及时协调安排好堆场、卸车人员、机具。构件运输进场后,按规定程序办理交接、验收手续。4.1.2 钢构件验收现场构件验收主要是焊缝质量、构件外观和外形尺寸检查以及制作资料的验收和交接。构件到场后,按随车货运清单核对所到构件的数量及编号是否相符,针对外框钢柱、钢节点等重型构件,应在卸车前检查构件尺寸、板厚、外观等。按设计图纸、规范及制作厂质检报告单,对构件的质量进行验收检查,做好检查记录。进场构件验收方法1.使用直尺、卷尺测量构件尺寸2.
22、直接肉眼观察构件外观3.根据清单对照实物清点构件4.核对构件进场资料5.使用测厚仪测量厚度4.1.3 钢构件堆放(1)钢构件堆放原则序号堆放层次、顺序及规格1构件堆放按照节点、主杆件、次杆件及其它连接件分四类进行堆放,主构件单层堆放,间距为1.0m;次构件堆放两层为宜,上下层之间用木枋支垫在同一垂直方向。2构件堆放时应按照便于安装的顺序进行堆放,即先安装的构件靠近吊机堆放,后安装的构件紧随其后堆放在便于吊装的地方。3构件堆放时一定要注意把构件的编号、标识外露,便于查看。4钢结构施工时,装饰及机电安装等其他专业同时在施工,钢构件材料进场时间和堆放场地布置应兼顾各方,由总包单位统一协调。5构件卸货
23、到指定场地,堆放应整齐,防止变形和损坏。构件堆放根据其编号和安装顺序来分类。6所有构件堆放场地均按现场实际情况进行安排,按规定的要求进行支垫,避免构件堆放发生变形;钢构件堆放场地按施工作业进展分阶段布置。7现场施工场地需硬化处理,构件堆场的排水要畅通。(2)钢结构堆场设置本工程钢构件均堆放于场内环形道路旁边,根据施工道路及现场工况进行调整。构件堆放示意图4.2 屋顶钢构架安装流程4.2.1 施工概述在屋顶塔楼施工时,配合完成钢柱柱脚以及核心筒上钢梁预埋件的施工。待钢构件进场后,钢柱及钢梁根据设计要求采用塔吊单根吊装;外悬挑梁以及支撑系统在钢结构拼装场地拼装为整体后,分片吊装,塔吊盲区及补装位置
24、的悬挑结构采用滑移承重架安装。4.2.2 预埋施工方法(1)柱脚节点施工流程根据设计图节点要求,此柱脚节点应为整体预埋,在圆管柱下方的劲性柱施工时,将圆管柱底部与其下方十字劲性柱焊接为整体,并完成混凝土浇筑。待混凝土达到强度后,进行后续圆管柱的施工。柱脚设计图柱脚三维效果图(2)钢梁预埋件施工流程钢梁与核心筒结构采用预埋件连接,预埋施工过程如下图所示:埋件上放线安装钢梁连接板及定位板钢梁连接示意图钢梁安装完成效果图4.2.3 外悬挑结构施工方法(1)拼装方法外悬挑结构由于在屋顶高空施工较为困难,因此现场选择在地面分片拼装,以每两榀钢柱间的悬挑结构以及支撑系统为整体,分片吊装就位,每两片桁架之间
25、需补装的散件在滑移承重架上拼装。在施工时,需要搭设图示拼装胎架。以下图所示拼装胎架及临时连杆作为一组,共设置四组拼装胎架用以备周转使用。拼装时需在拼装胎架范围内用脚手架搭设操作平台,便于施工人员组装校正和焊接。拼装时采用现场塔吊配合施工。地面拼装三维图拼装胎架设计图(2)需补装杆件平面图每两片桁架间需补装的杆件如下图所示,补装杆件需待两侧桁架安装完成后补装。补装杆件平面图(3)滑移承重架设计根据本工程结构特点,需补装的外悬挑结构悬挑出楼层约4米,为保证补装位置结构焊接的质量与施工过程中的安全,需搭设一个滑移式承重架,作为补装杆件的临时支撑以及施工过程中的安全操作平台。滑移式承重架全长11米,宽
26、7米,高4.4米,操作架底部设置滚轮,在塔楼顶部楼面拼接为整体后,采用千斤顶由内推向外部,悬挑出外框柱5米。每条滑移轨道全长11米,每个滑移承重架需布置4条轨道,轨道采用槽钢倒扣于楼板上,并在楼板上后植化学锚栓埋件,用以焊接固定槽钢轨道,滚轮需专业厂家定制,每个滑移承重架需布置12个滚轮。滑移就位后,将立柱与预埋件通过马板焊接。另在其上搭设一个杆件的支撑架,作为补装杆件的临时支撑。承重架后部均匀放置5吨型钢配重,用作平衡悬挑部分荷载。滑移承重架每使用一次后,需拆除成三片后,分别使用塔吊吊装至下一个使用位置后,重新组装为整体后使用,滑移承重架重复利用三次。承重架平面布置图,滑移承重架设计图如下所
27、示。滑移承重架平面布置图一般滑移承重架三维图一般滑移承重架设计图滑移承重架立面图顶部平面布置图(4)顶部支撑架体设计支撑架体做法与地面拼装胎架类似,作为补装处外悬挑梁的支撑架,固定于滑移承重架上,架体布置位置根据现场放样确定,每个滑移承重架上需布置3个支撑架。待补装杆件完毕后,先行拆除顶部支撑架,然后将滑移承重架滑移回楼层,最后拆除滑移承重架并转运至其他位置使用。顶部支撑架设计图顶部支撑架平面布置图(5)滑移轨道设计滑移承重架需在楼层内拼装完成,然后通过滑移轨道将其滑移至其悬挑位置,在向外滑移时采用千斤顶缓慢滑移就位,待施工完毕后,向内滑移时,采用卷扬机将滑移承重架拉回楼层。滑移立面示意图滑移
28、轨道设计图(6)滑移承重架焊接防护与安全防护承重架由于外部悬挑出楼层约5米,且本工程位于铜陵市中心地带,需做好安全防护,为保证施工过程的安全,在承重架周边采用脚手管拉设立面围护,1.21.5米一道,根据现场放样情况确定,并采用3mm厚钢板作为立面围护。同时,为防止焊接火花以及施工过程中的安全,在承重架上满铺5mm厚花纹钢板,其上再满铺石棉布,外悬挑部分在焊接时处于全封闭状态,以防止焊接过程中的火花飞溅引起安全事故。施工人员在承重架平台上施工和行走时,必须系双钩安全带,作业时始终保持有一个安全钩系在防护立杆上,并且按照标准保持高挂低用。同时在承重架后部布置配重,平衡悬挑部分的荷载,配重采用5吨重
29、型钢均匀铺设在承重架后部;并拉设揽风绳,与核心筒拉为一体,作为承重架体的安全措施。详细设计图如下所示:承重架安全防护及焊接防护做法(7)满堂脚手架搭设根据复核,原设计楼板不满足施工过程中的荷载,因此考虑在其下满搭满堂脚手架做为加固。脚手架搭设横距与纵距均为1米,步距1.8米。搭设平面为整个楼层平面,立面高度为4米。如下图阴影区域所示:满堂脚手架搭设区域示意图(8)焊接操作平台根据前述考虑,需搭设下图所示的焊接操作平台,用作钢柱及斜柱的高空焊接。施工人员在操作平台施工时,必须系双钩安全带,作业时始终保持有一个安全钩系在外围防护立杆上,并且按照标准保持高挂低用。在操作平台下方,有焊接作业时,配备专
30、职看火人和两个灭火器。针对本工程,共布置8个操作平台,每个操作平台重复利用一次。焊接操作平台设计图4.2.4 塔吊盲区处施工方案根据施工平面图所示,图示区域有一榀外悬挑结构位于塔吊盲区内。因此需针对此部分结构单独考虑。塔吊盲区处构件在滑移前采用塔吊吊装至滑移承重架上,采用前述的支撑架支撑并临时固定,安装完成后,与滑移承重架一同滑移就位。详见下图所示。根据平面结构,塔吊盲区处滑移承重架需避开风管等障碍物,因此塔吊盲区处滑移承重架与其他承重架略有区别,设计图如下图所示:塔吊盲区滑移承重架设计图滑移承重架立面图顶部平面布置图塔吊盲区处外悬挑结构分段示意图塔吊盲区外滑移示意图4.2.5 施工验算(1)
31、滑移承重架验算采用MIDAS GEN8.0软件进行计算。计算模型信息如下:荷载信息:考虑外悬挑部分1KN/m2的施工活荷载,考虑满铺花纹钢板及石棉布恒荷载1KN/m2,考虑外悬挑部分支撑架及外悬挑梁荷载,考虑滑移承重架后部5t配重荷载,按均布荷载2.5KN/m2分布于操作架后部考虑。约束信息:考虑12根立柱与混凝土楼板面铰接,采用焊接形式与楼板面预埋板连接。当操作架移动至要求位置后,底部滚轮设置限位板固定。结构信息:立柱采用口18010圆管,主框梁采用16#工字钢,次梁采用L9010角钢,支撑采用L708角钢。计算模型图(1)应力比根据计算,最大应力比0.261,位于操作架斜撑处,立柱最大应力
32、比0.151,主框梁最大应力比0.21,满足使用要求。(2)支撑反力最大支撑反力位于前肢处,支承反力为压力,最大支承反力66.6KN;后肢竖向最大反力为10.8KN,最小反力3.4KN,支承反力为压力,需采用马板将立柱与预埋件焊接,并采用揽风绳与核心筒连接,作为辅助安全措施。(3)变形最大变形1.4mm,位于提升架位置,满足要求,其余位置变形均较小,可满足要求。(2)加固脚手架验算由于需在楼板上增加滑移承重架,根据原设计人员意见对楼板承载力进行验算,楼板原设计荷载不满足要求,因此考虑下层采用满堂脚手架回顶。脚手架加固范围为整体加固。1)楼板承载力复核设计荷载:恒荷载5.6 KN/m2;活荷载3
33、.5 KN/m2。 荷载信息:根据结构支承反力,所有支承反力合力为274.4KN。考虑1.2的荷载系数,以反力为328KN计算。考虑荷载全部作用于跨中进行计算。根据本工程楼板分布,按双向板计算,以10*10米矩形板进行简化计算。支承反力图根据建筑结构荷载规范附录C等效活荷载的确定方法,双向板的等效局部荷载可按单向板相同的原则,按四边简支板的绝对最大弯矩等值来确定。查静力手册,均布荷载作用下双向板的最大弯矩为: 由可得:系数=0.0368,l=10m.查静力手册,集中荷载作用下双向板的最大弯矩为:由可得:系数=0.146,P=328KN.由两者最大弯矩等值原则可得:,设计荷载不满足滑移时的荷载要
34、求,需考虑搭设满堂脚手架进行加固。2)满堂脚手架加固验算考虑上层楼板承受荷载分散,传递至脚手架上的均布荷载为:(1) 脚手架参数横向间距或排距(m):1;纵距(m):1;步距(m):1.8;脚手架搭设高度(m):4;钢管(mm):483.0 ;扣件连接方式:双扣件;(2) 荷载参数 恒荷载:脚手架自重: (计算立杆)均布活荷载: (活荷载不与其同时考虑)(3) 立杆轴力恒荷载:NG1 = 0.14040.56KN均布活荷载: (4) 立杆稳定计算不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式。 其中 N - 立杆的轴心压力设计值(kN) : - 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 Lo/i 查表得到; i
35、 - 计算立杆的截面回转半径(cm) :i = 1.59 cm; - 钢管立杆受压应力计算值 (N/mm2); f- 钢管立杆抗压强度设计值 :f =205.000 N/mm2; L0- 计算长度 (m);参照扣件式脚手架规范,由下式计算 立杆计算长度 L0 =kuh =1.1551.551.8 = 3.22;L0 / i = 3220/ 15.900=202;由长细比 lo/i 的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数= 0.196 ;立杆稳定稳定性:, 满足要求。经过计算,加固后的满堂脚手架可满足支撑要求。4.2.6 钢结构吊装过程(1)钢柱吊装准备1)钢柱吊装准备为了保证吊装平衡,在吊钩下挂
36、设4根足够强度的钢丝绳进行吊运,为防止钢柱起吊时在地面拖拉造成地面和钢柱损伤,钢柱下方应垫好枕木,钢柱起吊前绑好爬梯,爬梯要用双股12号铁丝绑扎。钢柱吊装到位后,钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线对齐吻合,并四面兼顾,连接上下节柱之间对应的安装耳板,用螺栓固定双夹板。钢柱吊装钢柱测量校正及安装2)钢柱吊耳及临时连接板设置钢柱吊耳及临时连接板设置需考虑吊装简便、稳定可靠、还要避免钢构件的变形。钢柱吊点设置在钢柱的顶部外侧,直接在临时连接板上预留吊装孔。钢柱吊点设置圆管柱连接板及吊耳示意图钢柱对接示意图3)钢爬梯及操作平台钢柱吊装前在钢柱一侧设置钢爬梯,顶部安装防坠器,作为施工人员到达柱顶操作平
37、台的垂直通道。钢柱吊装时,为方便钢柱的安装校正和保证操作人员的安全,钢柱顶部采用可装配式操作平台。钢柱吊装时装配在柱顶,中间孔根据柱截面尺寸大小调节,待吊装焊接工作完成后,将操作架拆卸为两部分吊至地面,循环使用。钢爬梯示意图爬梯挂设示意图4)测量校正钢柱吊装前在柱顶部划出钢柱柱顶安装中心标记线,以便上层钢柱安装的就位使用。校正时,钢柱的中心线应与下节钢柱的中心线吻合,定位轴线应从基准线直接引上,不得从下层柱的轴线引。钢柱校正分四步进行:初装时初校、土建绑扎钢筋后复校、混凝土浇筑过程中跟踪监测、焊接后的最终结果测量。钢柱调整采用千斤及倒链,调整前在下层钢柱上的相应位置焊接千斤顶支座,在上层钢柱相
38、应位置设置耳板,采用两台经纬仪在成直角的两个方向观测,通过千斤顶调节钢柱的偏差。钢柱千斤顶校正措施(2)钢梁吊装准备为方便现场安装,确保吊装安全,钢梁在工厂加工制作时,应在钢梁上翼缘部分开吊装孔或焊接吊耳,吊点到钢梁端头的距离一般为构件总长的1/4,具体见下:钢梁吊耳示意图为提高吊装效率,在塔吊起重性能允许的范围内对部分钢梁进行钢梁串吊。钢梁吊装方式如下所示:单根钢梁吊装钢梁串吊钢梁就位时,及时夹好连接板,对孔洞有少许偏差的接头应用冲钉配合调整跨间距,然后用安装螺栓拧紧。安装螺栓数量按规范要求不得少于该节点螺栓总数的30%,且不得少于两个。为保证钢梁的精确定位、安装便利和安装安全性,在钢梁吊装
39、前与梁上翼缘安装防护夹具式立杆,下翼缘安装安全网挂扣,钢梁焊接时挂设接火盆。钢梁上翼缘安装夹具立杆梁上行走防护立杆示意详图钢梁安装吊篮设置示意图(3)外挑安全网根据以往类似工程经验,由于外悬挑过大,需要搭设外挑安全网,外悬挑长度3.5米,间隔2.5米一道,并采用钢拉索与顶层砼柱固定,如下图所示。4.2.7 屋顶钢构架整体施工流程第一步:使用现场ST7030塔吊配合,完成钢柱及斜撑的安装 第二步:使用现场ST7030塔吊完成滑移承重架组装和配重的放置,并分片吊装外悬挑结构。第三步:使用现场ST7030塔吊依次安装外悬挑结构并转运滑移承重架。第四步:现场ST7030塔吊拆除后,安装与塔身碰撞外悬挑
40、区域,先在承重架上拼装完成 ,整片滑移至原位进行安装。第五步:主体安装完成后,将承重胎架切割为散件,并人工搬运至施工电梯内,通过施工电梯运至地面。5 钢结构测量方案5.1 测量内容钢结构测量遵循“由整体到局部”的原则,其总体思路为:序号主要测量工作1首级控制网的复测及二级控制网的建立。2根据现场通视条件,先测设主轴线,加密各建筑轴线,建立三级平面控制网。3件拼装测控单元平面相对坐标与平整度,保证构件高空安装精度可控。4建立构件安装测控绝对坐标,确保竖向构件累积误差受控。5地下室柱脚安装精度、地下室、地上钢柱(十字型钢柱)安装精度,钢柱平面定位测量、安装、牛腿标高测量及竖向构件累计误差受控。6地
41、上各楼层钢梁安装测量,钢梁平面定位控制及梁顶标高控制。5.2 二级平面控制网的布设根据平面控制网基准点,在建筑物基坑周围建立总平面控制网,并用全站仪复测闭合。确定控制网精度后提请有关单位验收,合格后方可使用。地下室施工阶段的平面轴线控制采用“外控法”,在二级测量控制点架设全站仪,用极坐标法或直角坐标法进行细部放样。地上结构施工阶段采用“内控法”。5.3 钢结构测量方法1)柱脚锚栓测量定位柱脚锚栓作为钢结构安装的第一步工序,其安装定位的精度直接影响上部结构安装质量。首先通过内业计算,得出柱脚锚栓的空间坐标,然后在土建钢筋绑扎基本完成时,在基坑周边的二级测量控制点架设全站仪,测量放线确定柱脚定位环
42、板的轴线位置,安装好定位环板和锚栓;在土建钢筋绑扎好之后浇注混凝土前,对锚栓位置进行复测。锚栓及套板就位锚栓测量校正锚栓套板与主筋连接固定混凝土浇筑过程中监控,强度稳定后复测4)钢柱测量定位钢柱安装校正:钢柱吊装接近就位,根据柱壁内焊接衬板卡位滑入就位。穿入安装螺栓,临时固定。钢柱垂直度及倾斜度初校对于上部结构、片区连续安装的单件长细比较大的钢柱进行垂直度及倾斜度初校。钢柱安装就位后,柱顶拉设揽风绳。在与钢柱连线相互垂直的方向架设全站仪或经纬仪,整平水平刻盘后,竖丝对齐钢柱立边,锁定水平度盘,移动竖盘调整视准轴仰角进行钢柱垂直度及倾斜度初校。发现物镜竖丝与柱立边发生重叠或偏离后,在相应偏离方向
43、上用导链拉动揽风绳校正钢柱。钢柱垂直度及倾斜度初校钢柱垂直度及倾斜度精校先根据在测量观测平台上架设全站仪,后视定向。在柱顶立镜观测对角点坐标(或测量柱中心及牛腿中心坐标),比对柱顶设计坐标,校正钢柱垂直度、倾斜度及标高;比对观测数据XY坐标,校正钢柱扭转度。根据比对的坐标偏差及扭转度,松开安装螺栓螺母,用千斤顶侧向校正垂直度、倾斜度及竖向标高。校正完成,复核整体或片区标高无误后,移交焊接施工工序。钢柱在已施工结构平台对钢柱柱顶,牛腿控制点进行坐标定位。钢柱垂直度校正钢柱倾斜度校正钢柱焊接施工后复测每节钢柱焊接完成后,在一节钢柱顶端架设反光棱镜,整体复核钢柱柱顶标高,比对设计值,形成下节钢柱安装
44、标高预控数据。对于标高超差的钢柱,可切割上节柱的衬垫板(3mm内)或加高垫板(5mm内)进行处理,如需更大的偏差调整将由制作厂直接调整钢柱制作长度。5)钢结构安装允许偏差序号对象允许偏差1建筑总高度偏差-H/1000eH/1000且-30e302单节柱垂直度H/1000且e103上柱和下柱的扭转e34同层柱顶标高差e55柱底标高-2 e 26钢梁安装平整度L/1000且e107主梁、次梁表面高差(相平时)e38竖向构件累积误差H/1000且e306 高强螺栓施工方案6.1 高强螺栓概述本工程钢结构高强度螺栓主要采用10.9级的扭剪型,质量标准应符合钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程(J
45、GJ82-2011)和钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副、技术条件(GB/T36323633)的规定。普通螺栓主要采用C级(4.8级)螺栓,质量标准应符合现行国家标准六角头螺栓-A和B级(GB/T5782)和六角头螺栓-C级(GB/T5780)的规定。螺栓的表面处理应保证提供不低于结构各部分及各构件相应的涂层所达到的防腐要求。构件接触面采用喷砂(丸)处理,抗滑移系数:Q235时,0.45;Q345及以上时,0.50;值的确定须根据实验进行,其实验结果需提交监理工程师及建设单位技术负责人认可。6.2 高强螺栓施工机具电动工具名称扭矩型电动高强度螺栓扳手扭剪型电动高强度螺栓扳手角磨机图例用途用于高强度
46、螺栓初拧;用于因构造原因扭剪型电动扳手无法终拧节点。用于高强度螺栓终拧用于清除摩擦面上浮锈、油污等手动工具名称钢丝刷手工扳手棘轮扳手图例用途清除摩擦面上浮锈、油污等用于普通螺栓及安装螺栓初、终拧6.3 高强螺栓安装工艺(1)临时螺栓安装序号临时螺栓安装方法示意图1当构件吊装就位后,先用橄榄冲对准孔位(橄榄冲穿入数量不宜多于临时螺栓的30%),在适当位置插入临时螺栓,然后用扳手拧紧,使连接面结合紧密。临时螺栓安装2临时螺栓安装时,注意不要使杂物进入连接面。临时螺栓的数量不得少于本节点螺栓安装总数的30%且不得少于2个临时螺栓。3螺栓紧固时,遵循从中间开始,对称向周围的进行的顺序。不允许使用高强度
47、螺栓兼作临时螺栓,以防损伤螺纹引起扭矩系数的变化。4一个安装段完成后,经检查确认符合要求方可安装高强度螺栓。2)高强螺栓安装序号高强度螺栓安装方法示意图1待吊装完成一个施工段,钢结构形成稳定框架单元后,开始安装高强度螺栓。高强螺栓初拧初拧后划线高强度螺栓终拧2扭剪型高强度螺栓安装时应注意方向: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。3螺栓穿入方向以方便施工为准,每个节点应整齐一致,临时螺栓待高强度螺栓紧固后再卸下。4高强度螺栓的紧固,必须分两次进行。第一次为初拧:初拧紧固到螺栓标准轴力(即设计预拉力)的60%80%;第二次紧固为终拧,扭剪型高强度螺栓终拧时以梅花卡头拧掉为准。5
48、初拧完毕的螺栓,应做好标记以供确认。为防止漏拧,当天安装的高强度螺栓,当天应终拧完毕。6初拧、终拧都应从螺栓群中间向四周对称扩散方式进行紧固。7因空间狭窄,高强度螺栓板手不宜操作部位,可采用加高套管或用手动扳手安装。8扭剪型高强度螺栓应全部拧掉尾部梅花卡头为终拧结束,不准遗漏。7 钢结构焊接7.1 焊接方法的选择根据本工程钢板的厚度、坡口形式和材质结合我们的施工经验和焊接技术水平,选用以下的焊接方法,其中:CO2气体保护焊GMAW;手工电弧焊SMAW。7.2 焊接设备的选择本工程主要焊接设备及辅助设备实物图如下所示:交直流电焊机二氧化碳焊机二氧化碳电弧焊枪等离子切割机焊条烘箱空压机半自动切割机
49、红外线测温仪超声波探伤仪焊缝检测工具箱焊缝量规二氧化碳流量计7.3 焊接材料的选择本工程主要钢构件材质为Q345B,焊接方式有手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊。焊接材料根据设计要求采用以下匹配焊材:焊接方式焊接母材焊接材料规 格备 注手工电弧焊Q345BE50系列3.2mm、4mm焊条CO2气体保护焊Q345BER50-31.2mm焊丝(药芯)7.4 焊接工艺流程序号焊接条件1下雨时露天不允许进行焊接施工,如须施工必须进行防雨处理,焊接作业区域设置防雨、防风措施。2在外界温度小于0时,需对焊口两侧75mm范围内预热至3050。3若焊缝区空气湿度大于85,应采取加热除湿处理。4焊缝表面干净,应无浮
50、锈、无油漆、无水分。5采用手工电弧焊作业(风力大于5m/s)和CO2气体保护焊(风力大于2m/s)作业时,未设置防风棚或没有防风措施的部位严禁施焊作业。8 钢结构防腐施工钢结构表面处理:钢结构在进行涂装前,应用喷砂机将钢表面的毛刺、铁锈、氧化皮、油污及附着物彻底清除干净,露出金属本色,喷砂除锈 Sa3.0级。本工程有部分焊接接头位置位于高空,需在滑移承重架拆除前完成油漆补涂。补漆前需将钢表面的毛刺、铁锈、氧化皮、油污及附着物彻底清除干净,露出金属本色,再完成补漆工作。防腐要求如下表所示:除锈及防腐要求除锈等级喷砂除锈 Sa3.0级防腐做法底漆80m无机富锌底漆,体积固体成份5070%,锌含量8
51、0%中间漆130m环氧云铁中间漆,体积固体成份6080%面漆80m丙烯酸聚硅氧烷面漆(颜色需设计确认),体积固体成份6080%本工程位于安徽省铜陵市,由于本地区雨水和空气酸性成分比较高,钢材易腐蚀。为了确保加工厂和现场拼装对接节点补漆质量,在防腐油漆涂装时,底漆、中间漆、面漆分别按两道进行涂装。底漆干膜厚度2*40m=80m,中间漆干膜厚度2*75m=130m,面漆2*40m=80m,每层的干膜厚度按照设计要求值的二分之一进行涂装。涂装施工工艺如下序号名称施工工艺1基面处理建筑钢结构工程的油漆涂装应在钢结构安装验收合格后进行。涂刷前,采用风动、电动工具进行涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等清理,抛丸除锈等级达到设计要求Sa2.5级。2涂装部位设计要求或钢结构施工工艺要求禁止涂装的部位,为防止误涂,在涂装前必须进行遮蔽保护。如地脚螺栓和底板、高强度螺栓结合面与混凝土紧贴或埋入的部位等。3油漆粘度
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