钢结构施工方案（11页）

1、钢结构施工方案1、索桁架椭球钢结构施工概况1.1、酒店主楼正东方位临*西餐厅，为实现大跨度、大开间的功能要求，采用索桁架椭球钢结构（钢结构位于5.10m现浇结构楼板上），采用Q345及Q345B钢，其长轴92m，短轴66m，纵轴20m。索桁架由中心压力环、18榀主桁架、18榀主檩、18根钢索及型钢檩条构成，外装饰为白色陶瓷涂层铝合金属板与玻璃幕墙相结合。1.2、索桁架椭球穹顶结构是运用整体张拉概念开发的一种实用大跨度大空间结构体系，其成形分析过程与结构的实际张成过程密切相关，因为索桁架椭球穹顶的刚度依赖于桁架拱的水平力及张拉索系统的预应力。在施工过程中，索桁架穹顶随预应力的施加逐渐成形的，伴随

2、预应力分布及结构外形不断更新的自平衡来调整。1.3、索桁架椭球施工难点为：测量放样、钢构件组拼焊接。2、索桁架椭球施工部署2.1、总体施工部署施工准备工厂加工运输卸车现场配对组拼现场安装施工2.2、施工准备钢结构图纸深化送审通过，材料、人员、机械、加工车间准备，构件加工制作。钢结构现场施工时于椭球周边布设一台塔吊负责分段构件的转运吊装，塔吊不能覆盖处采用吊车施工。2.3、现浇结构施工5.10m现浇砼结构施工完成，斜柱预留结构钢筋索桁架椭球穹顶测量准备：控制点的测设标志，将18榀主桁架ZHJ及18榀主檩条ZL的中心线投影在结构楼面上现浇砼斜柱施工，地脚螺栓预埋5.10m现浇砼楼板用钢管顶托进行结

3、构加固，便于钢结构制安施工2.4、索桁架椭球结构施工2.4.1、主桁架ZHJ预安装压力环（上下环及腹杆）加工完成，组对拼装完成于5.10m现浇砼结构板上在椭球中心原点搭设临时塔架，将中心压力环吊置其上，在楼面上将拉索、连接件及上节点安装好，然后将拉索连于下压力环上将主桁架ZHJ按设计不同截面分段制作完毕，截面开坡口主桁架ZHJ共18榀，在椭球未成型、结构体系无刚度前，为保证安装安全并使中心压力环不位移，在主桁架位置搭设支撑架在安装ZHJ（注：同一条轴线上两榀ZHJ对称安装，则支撑架对成搭设）首先施工ZHJ底节，通过地脚螺栓与现浇斜柱预埋铁件相连ZHJ各分段通过坡口焊连接（注：同一条轴线上两榀Z

4、HJ在压力环处合龙时必须严格同步以防止结构内力不均造成结构位移）重复以上工序直至所有18榀主桁架ZHJ预安装完成2.4.2、主檩ZL预安装工序同主桁架ZHJ预安装2.4.3、主檩ZL预安装2.4.4、拉索安装拉索一端已与压力环连接主桁架ZHJ拉索连接件安装全部拉索下端与ZHJ连接每根拉索设二名操作工人、一个千斤顶进行张拉，按照设计要求施加张力，速率、张力必须完全一致，保证索、环位于同一平面内，内力均匀一致2.4.5、檩条LT安装檩条安装顺序：LT20(下半球)LT1 (上半球)，采用坡口焊接连接3、索桁架椭球钢结构重点施工方案3.1、索桁架椭球测量放样3.1.1、测量放样方法选择椭球由于长短轴

5、尺寸不同，纵切面及横切面曲率不相同，测量难度较高。由于索桁架的结构形式，要求安装非常精确，如偏差超规范，则结构实际内力与设计计算不符，造成安全隐患。施工规程规定：纵横向偏差允许值为长度1/2000且不大于30mm，中心偏移允许值为跨度1/3000且不大于30mm。为了精确测量、优质施工，我司采用双经纬仪（为了适应放样的需要，经纬仪必须配备弯管目镜），实现椭球结构精密空间定位的新方法，具有精度可靠、操作简便、三维控制同步一次完成的优点。3.1.2、施工控制基准的建立现场施工控制坐标系的设计：根据钢结构施工图纸，以椭球纵轴铅垂线在5.10m结构板上的投影点为平面控制坐标系的原点，以过原点短轴为X轴

6、方向，长轴为Y轴方向，XOY即构成现场施工平面控制坐标系。以过原点O向上的椭球纵轴为Z轴方向，则XOYZ即构成现场施工三维控制坐标系。现场施工控制基准点设置：在选定的X、Y、Z轴正方向依次各设置4个定位基准点（按长度均分）A、B、C、D，与原点构成网架施工控制基准，此5个基准点为保证施工过程种的精确性，采用在砼结构板上植14钢筋，钢筋头顶面用钢锯加工十字花线，交点即代表基准点，要求通过AC铅垂面与过BD铅垂面在O点处严格正交。现场施工控制基准点三维坐标的确定：用鉴定过的钢尺准确丈量OA、OB、OC、OD的水平距离dA、dB、dC、dD，则A、B、C、D4个点的平面坐标为（dA、O）、（O 、d

7、B）、（dC、O）、（O、dD），钢尺量距的精度要优于1/8000。用水准仪根据0的高程HA、HB、HC、HD，则A、B、C、D4个点的三维坐标为（dA、O、HA）、（O 、dB、HB）、（dC、O、HC）、（O、dD、HD）。3.1.3、桁架构架节点定位放样数据的采集：对于第象限内构件节点利用A、B定位，象限利用B、C定位，象限利用C、D定位，象限利用D、A定位。根据构件节点在现场施工三维控制坐标系中的设计坐标（x、y、H）及基准点A、B、C、D的三维坐标即可得到球节点的定位放样数据、。平面放样数据采集： 假设基准点为Q、Z，节点为P，则Q、Z与P点的平面位置关系见下图：假设Q、Z、P的平面

8、坐标为（XQ、YQ）、（Xz、Yz）、（XP、YP），则QP、ZP的象限角RQP、RZP为：RQParctg|yQP/xQP| RZParctg|yZP/xZP| 其中： yQPyPyQ xQPxPxQ yZPyPyz xZPxPxz 根据yQP、xQP、yZP、xZP的正负判别现象，根据象限及象限角R计算QP、ZP的方位角QP、ZP，计算式如下：Q点放样角为: =Qz-QPZ点放样角为: =ZP-ZQ上述计算式应用之前首先对、进行处理，当或大于180度时应用（360）或（360）作为新的或；当或小于180度时应用（360）或（360）作、为新的或。然后判别P点位置，判别方法是当、均小于180

9、度且、均为正值时证明P点位于QZ方向左侧；当、均为负值时证明P点位于QZ方向右侧；当或有一个为180度时证明P点位于QZ线上。3.1.4、立面放样数据采集首先丈量Q、Z点上架设经纬仪的仪器高度LQ、LZ（必须从经纬仪横轴2侧同时铅垂丈量取平均值），要求丈量误差小于1mm，然后根据Q、Z、P三点的高程HQ、HZ、HP及QP、ZP的水平距离DQP、DZP计算点经纬仪的竖角及Z点经纬仪的竖角，计算式为：arctg(HP- HQ- LQ)/DQP arctg(HP- HZ- LZ)/DZP上式中：DQP（xPxQ）2（yPyQ）2 DZP（xPxZ）2（yPyZ）2构件节点空间定位：将Q点经纬仪瞄准Z

10、点根据P点与QZ的左右关系转动照准部标定出平面放样角后制动照准部，然后转动望远镜标定出立面放样角后制动望远镜。将Z点经纬仪瞄准Q点根据P点与QZ的左右关系转动照准部标定出平面放样角后制动照准部，然后转动望远镜标定出立面放样角后制动望远镜。Q、Z两点望远镜视线的交点即为球节点P的空间位置。由于仪器误差及放样误差的存在，确定P点位置时2经纬仪十字丝交点在构件节点上投点位置可能重合（无误差）也可能不重合（有误差），若不重合则取2投点的中点作为构件节点的中心位置。3.2、钢结构车间加工制作3.2.1、施工顺序材料检验报验材料矫直放样号料切割加工（矫正、成型、制孔）对接（焊接）超声波检验校正组装焊接校正

11、划线制孔除锈试装装配质量检验涂层编号、验收发送现场3.2.2、主要施工机械的选择:表46序号机械设备名称规格型号功率(KW)备注1型钢自动组立机5.5钢结构焊接2H型钢矫正机5钢结预拼装3气割枪J01-30钢结构切割4台式砂轮切割机S3SL-2502.2切割钢材5八头抛丸除锈机DG*90*18094.6钢结构焊接6数控平面钻床钢构件钻孔7水准仪TGJ-1000测量、校正8经纬仪J2测量、校正9移动式卷扬机5吊装10吊车LDA18t吊装钢结构11交流电焊机AX4-300-115钢结构焊接12手推车自制运输13扭矩扳手紧固螺栓3.2.3、主要分部分项工程施工方法钢结构加工制作:材料检验：钢结构制作

12、需用的钢材，必须由供应部门提供合格证明及有关技术文件。钢结构所用钢材的质量必须严格遵守国家有关的技术标准、规范和设计要求的规定。并按照有关的实验操作规程进行试验，提出准确可靠的数据，确保工程质量。配件、连接材料（焊条、焊丝和焊剂，高强度螺栓、普通螺栓及铆钉等）和涂料均应具有质量合格证，并应符合设计要求和现行国家技术标准的规定。 材料矫正：钢结构制作工艺中矫正是关键的工序，是确保钢结构制作质量重要环节。对于各种型材，如变形超标，下料前应以矫正。制作钢结构的钢材矫正应用平板机、型钢矫直机矫正和人工矫正，矫正后钢材表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不大于0.5mm。人工矫正钢板时，应根据变形情况

13、，确定锤击顺序。 放样： 放样前应该核对施工图、熟悉工艺标准、掌握各部件的精确尺寸严格控制尺寸精度；度量工具必须经法定计量单位校验；放样应以施工图的实际尺寸1:1的大样放出有关的节点，连接尺寸，作为控制号料、弯制、剪切、铣刨、钻孔和组装等的依据。放样样板制作：样板采用厚度0.4mm的薄铁皮制作，应考虑切割、焊接、铣、刨及火煨等加工余量。样板上应标记切线、孔径、上下、左右、反正的工作线和加工符号（如弯曲、铲、刨等），注明规格、数量及编号，标记应细小清晰。放样应在放样平台上进行，平台必须平整稳固。放样平台严禁受外力冲击，以免影响平台的水平度。放样时首先应在平台上弹出垂直交叉基线和中心线，依次放出构

14、件各节点的实样。 号料：号料前应详细熟悉样板上的符号和号料的数量。板材号料应号出基准检查线；号孔应号规孔线。号料后应在零件上注明零件的编号、数量、加工方法等，并应根据零件不同的材料统一采用不同颜色标注。号料应依据施工工艺要求预留切割和边缘加工的余量，以及焊接收缩余量。 切割：本工程钢板切割均采用气割的方法。在气割钢板和型材时，厚度在14mm以下时缝宽为2mm；厚度在1620mm以下时缝宽为2.5mm，气割后的钢板和型钢的气割面的平面度和割纹深度以及局部缺口深度都必须符合钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）的规定。 加工：为了消除切割后钢材硬化或产生淬硬层，以保证构件连接接触严

15、密、平整和其焊接坡口的加工质量。所以需要对切割后钢材的边缘进行加工，以确保加工的精度。边缘加工的宽度、长度、边直线度、相邻两边夹角、加工面垂直度以及加工面表面粗糙度都必须符合钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）的规定。 制孔：采用钻孔的方法。钻孔是在钻床上进行。为了确保指控的质量应预先在零件上冲成或钻成小孔，待结构装配时，将孔扩钻至设计孔径，确保孔壁不受损伤达到孔壁光滑。为了确保群控制作的质量，应预先制成钻模，严格控制孔群的位置，制孔时将钻模覆在零件上钻孔。所有制孔的质量应符合钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）的规定。 焊接： 严禁使用药皮脱落或焊芯生锈的

16、焊条、受潮结块的焊剂。焊丝、焊钉使用前应清除油污、铁锈。需要弯曲的槽钢和钢管用滚板机滚制，滚制的槽钢和钢管弧度应符合图纸要求，如果弧度有偏差，应进行矫正。 组装：钢结构组装前,应按施工图、施工方案及其下料单,清点和检查加工件的材质、规格、数量和加工质量,并将组件连接接触部位和沿焊缝边缘每边3050mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等清除干净。组装平台及拼装模具应经测平,组装平台平面高低差不应超过4mm,并加以固定.构件的组装应在部件的组装、焊接、矫正后进行,以保证构件组装的精度。组装时应进行零件组装的调整定位，以防止过大的外力强行组对，避免构件内产生附加应力、产生疲劳或裂纹等缺陷。组装时应防止焊接变

17、形。为了保证焊接结构的质量，防止焊接产生应力、变形和裂纹等缺陷，所以本工程在组装焊接时，选择对称法的施焊顺序，焊缝布置的位置采用两边对称，尽量减少焊缝和不等规格或异种钢材相焊；采用较大的夹具将焊件固定以增加罕见的刚度；采取反变形的措施，即在焊前进行组装，先将焊件向与焊接后产生变形相反的方向进行人为的适量变形，以达到焊后抵消变形的目地。 矫正：组合H型钢因焊接产生的变形，本工程采用机械和高温加热矫正调直，进行热矫正时，加热温度不应超过9000C，加热矫正后应自然冷却，在矫正过程中，不得损坏钢材材料组织。 除锈、施涂: 本工程采用机械抛丸除锈。除锈采用专用除锈设备，进行抛射除锈可以提高钢材的疲劳强

18、度和抗腐能力。对钢材表面硬度也有不同程度的提高，有利于漆膜的附和不需增加外加的涂层厚度。除锈使用的磨料必须符合质量标准和工艺要求，施工环境相对湿度不应大于85。经除锈后的钢材表面，用毛刷等工具清扫干净，才能进行下道工序，除锈合格后的钢材表面，如在涂底漆前已返锈，需重新除锈。施涂：本工程施涂的方法采用喷涂法。喷涂顺序为：先上后下、先难后易、先左后右、先内后外，以保持涂层厚度均匀一致，不漏涂。钢材除锈经检查合格后，在表面涂完第一道底漆，一般在除锈完成后，存放在厂房内，可在24小时内涂完底漆。存放在厂房外，则应在当班漆完底漆。油漆应按设计要求配套使用，第一遍底漆干燥后，再进行中间漆和面漆的涂刷，保证

19、涂层厚变达到设计要求。油漆在涂刷过程中应均匀，不流坠。 施工准备：根据设计图纸要求，选用油漆。准备除锈机械，涂刷工具。涂装前钢结构、构件已检查验收，并符合设计要求。防腐涂装作业在公司油漆厂区进行，油漆厂区具有防火和通风措施，可防止发生火灾和人员中毒事故。 工艺流程:基面清理 涂装。 涂装施工:基面清理：钢结构工程在涂装前先检查钢结构制作,安装是否验收合格.刷前将需涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物清理干净。为保证涂装质量，采用自动喷丸除锈机进行喷丸除锈。该除锈方法是利用压缩空气的压力，连续不断地用钢丸冲击钢构件的表面，把钢材表面的铁锈、油污等杂物清理干净，露出金属钢材本色的

20、一种除锈方法。这种方法效率高，除锈彻底，比较先进的除锈工艺。涂装：调合油漆，控制油漆的粘度、稠度、稀度、兑制时充分的搅拌，使油漆色泽、粘度均匀一致。刷第一层油漆时涂刷方向应该一致，接搓整齐。待第一遍干燥后，再刷第二遍，第二遍涂刷方向与第一遍涂刷方向垂直，这样会使漆膜厚度均匀一致。涂刷完毕后在构件上按原编号标注：重大构件还需要标明重量、重心位置和定位标号。 涂层检查与验收： 表面涂装施工时和施工后，对涂装过的工件进行保护，防止飞扬尘土和其他杂物。涂装后处理检查，应该是涂层颜色一致，色泽鲜明，光亮，不起皱皮，不起疙瘩。涂装漆膜厚度的测定，用触点式漆膜测厚仪测定漆膜厚度，漆膜测厚仪一般测定3点厚度，

21、取其平均值。 成品保护: 钢构件涂装后加以临时围护隔度，防止踏踩，损伤涂层。钢构件涂装后，在4小时之内遇有大风或下雨时，则加以覆盖，防止粘染尘土和水气，影响涂层的附着力。涂装后的构件需要运输时，要注意防止磕碰，防止在地面拖拉，防止涂层损坏。涂装后的钢构件勿接触酸类液体，防止咬伤涂层。需要焊接的部位留出50mm左右不用喷涂。 检验、编号：在钢结构制作加工完后，应立即组织有关单位进行检验，验收合格后方可进行编号装车发送。在吊装和运输过程中，应采取措施防止预制件变形和预制件表面油漆损坏。3.3、钢构件现场焊接：本钢结构工程构件材质Q345及Q345B，为高强度低合金钢，特性为：屈服强度及抗拉强度较高

22、，塑性韧性较低，焊接淬硬倾向大；焊接冷裂纹敏感性高； Ceq(碳当量)=0.49%，大于0.45%，焊接性能差于碳素结构钢。上述钢结构材质对焊接带来的影响是：焊接易产生裂纹；板材厚，其翼缘及腹板厚度分别达到35及20mm，焊接工艺要求高。对应措施：坡口选择：选择双V形坡口，确定坡口角度(5480度）、钝边（2mm）、间隙（3mm）等几何尺寸。双V形坡口相对V形坡口而言，节约焊接填充量，显著减小焊缝变形和内应力，对质量有利。确定焊接工艺工序:正式焊接前，组织试焊进行工艺评定，微调焊接参数，根据效果确认最终工艺工序。通常参考焊接工艺工序为：针对焊缝组织粗大，冲击韧性下降产生裂纹的问题，工艺措施为：小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道焊接，严格控制焊接电流，其中：13层采用3.2（E5015）焊条，电流100130A，49层采用4.0（E5015）焊条，电流120180A。确认焊接工序为：对称施焊，焊接电流、速度和层数保持一致里口13层焊完，背面碳弧气刨清根，然后打磨露出金属光泽，防止表层渗碳造成裂纹。外口一次焊完，最后再焊接里口49层焊接第2层时，焊接方向与第1层方向相反，以此类推。每层焊接接头错开1520mm。焊接热处理:为降低Q345B钢焊接应力，减小焊缝中的氢含量，消除冷裂纹，现场采取焊接热处理：焊缝两侧各15公分矿棉包裹，乙炔焰加温。表47措施处理温度持续时间预热