扩建工程钢结构施工工艺（16页）

1、扩建工程钢结构施工工艺 摘要 本文着重从*扩建工程钢结构的加工、拼装、吊装等方面来阐述*扩建工程钢结构的施工工艺，并通过图文记载实际施工过程关键词 钢管桁架、角钢桁架、轻钢结构、预拼装、高空散装1、工程概况*扩建工程是坐落在美丽的深圳大工业区内，是由中韩合资建设的显示器生产加工基地，共分为主厂房、配料厂房、管廊、包装车间、控制室等，主体结构采用钢筋混凝土结构加钢屋架结构，最大跨度为32m，最高高度为30m，钢结构总重约10000t。 图 一 *扩建工程总平面2、工程特点及关键技术本工程主厂房、配料厂房的屋面主结构为梯形钢管桁架和梯形角钢桁架，主厂房屋面有3个轻钢异形气楼，下面主要介绍一下桁架和

2、气楼的施工难点。2.1 精度要求高由于本工程为钢筋混凝土结构加钢桁架结构，基础为预制桩基础，上为混凝土承台，柱子为混凝土牛腿柱，通过牛腿柱上安装的预埋件和钢桁架相连，所以钢筋混凝土结构的精度和钢桁架的加工精度成了钢桁架能否顺利安装的先决条件。2.2 施工高度高本工程牛腿柱高为18m，上面屋架高度为23m，上面的气楼高度为12m，所以最高点高度33m左右，下面为中空结构。施工安全措施是钢加工安装的重中之重。2.3 吊车站位困难工地的塔吊由于覆盖不到一些屋架且起重量有所限制，塔吊吊装屋架也不很安全。由于高度较高，使用汽车也很难进行站位。所以要分区详细的设计不同的吊装方案。2.4 施工工期特别短本工

3、程整体工期由2003年3月2003年12月，由于钢结构边设计边施工，6月才开始加工钢构件，在短短几个月里，要将钢结构深化设计完成、钢构件加工安装完成、屋面板安全完成，这简直是不可能的。3、施工方法3.1 钢桁架的施工方法3.1.1 吊装施工部署3.1.1.1施工区概况本工程钢结构施工中，由于钢结构施工与土建施工交叉作业，钢结构吊装作业面有限，使得本工程的钢结构吊装有一定困难。但是在本工程四个区的划分中，由于第一施工区（1）轴-（13）/（D）轴-（H）轴为一区的土建结构的层高的变化以及本区钢桁架的跨度（48m）、重量（28T）比其它四个区都大，所以本区钢结构施工难度最大。可以这样说，解决了第一

4、区钢结构吊装施工，其它三个区的安装也就应刃而解了。为此，本安装方案将以第一区为重点，详细叙述我公司在本区中采用的安装措施，其他三个施工区仅作简要叙述。3.1.1.2第一施工区施工段划分进入安装工作施工阶段，根据现场能够提供的工作面情况及业主要求的施工进度安排，考虑到本区钢结构桁架跨距不一致的特点，现将第一区分为（1）轴-（9）/（D）轴-（H）轴和（9）轴-（13）/（D）轴-（H）轴两个施工段。（3)轴-(8)轴/(E)轴-(H)轴施工方案在(3)轴-(8)/(E)-(G)轴之间搭设满堂红脚手架，脚手架高度为11.05m(所有搭设的胎架比其要吊装的桁架的标高要高5cm)。此脚手架的高度与两侧

5、砼楼板的标高+11.00m一致。此脚手架作为上面滑动胎架的滑动底板。每个胎架的滑道为5条,间距为三米。（9）轴-（13）轴 / （D）轴-（H）轴桁架施工方案由于（9）轴-（13）轴 / （D）轴-（H）轴工程结构与（1）轴-（8）轴/（D）轴-（H）轴结构不同，桁架跨度从8轴跨度48m的MT6B变化成9轴跨度32m的MT4，并且桁架轴线也有所变化。这样连续滑移吊装就进行不了。为了保证施工工期和施工质量，我们准备把此部分划分为一个独立的施工部分，在本施工部分设置4台30mx16mx8.6m移动胎架用于本段桁架的施工吊装。本部分在（D）-（H）轴上分为两块主桁架MT4，共有10榀主桁架，MT4重

6、为7.12吨，主桁架重为7.12X2=14.24吨,加上次桁架及联系杆,本工程的两轴间桁架总重为16.97吨。将主桁架分为三段吊装每段重约为2.4吨,次桁架重量不超过1吨重, 现场23B塔吊机械性能可以满足分段吊装要求。利用胎架滑移安装的方法如上面所述,此不在赘述.需要说明的是,为了保证施工的流水作业和进行成本控制,本段的胎架可以在第一部分施工完毕后进行倒运到此部分使用。测量仪器必须按国家有关的计量法规的规定定期送检核对进场的各种节点、构件及连接件的规格、品种、数量小拼或中拼单元验收报告原材料质量保证书和试验报告检查安装前的准备工作构件编号构件制作质量检验支点位置（纵横轴线支点标高）胎 架 搭

7、 设安装顺序：应从中间向两端拼装主桁架,然后按此顺序安装次桁架以及联系杆高空拼装第一屋架单元 (两轴线为一个单元)合 格胎架滑到另一个单元 施焊顺序从中间向两端或从中间向四周复核定位轴线和标高检查槽钢滑道横向的稳固性和标高安装方案深化复核枕木复核滑道复核千斤顶复核胎架的制动系统施 焊复核桁架纵横轴线位置、标高(调整胎架支点位置、标高)结构变形检查启动千斤顶系统复核胎架稳定性、维护措施焊 接 检 查桁 架 就 位第一施工区安装施工工艺流程3.1.2胎架搭设与桁架安装3.1.2.1材料要求主要施工材料是扣件式钢管脚手架1.扣件的铸件材料应采用GB94400中所规定的力学性能不低于KTH33008牌

8、号的可锻铸铁或GB11352中ZG230450铸钢件制作。扣件和底座应符合钢管脚手架扣件（GB158131995）标准。2.钢管应采用GB699中的08F、08、10F、10、15F、15、20钢和GB700中Q195、Q215、Q235等级为A、B的钢（沸腾钢，镇静钢）制造。常用钢管规格48*3.5。3. 胎架搭设主要材料需用计划表序号名称规格型号单位数量用途1钢管48吨435+200胎架搭设、支撑2螺旋式千斤顶20吨38桁架就位3枕木100X100 m32万轨道4木板2200X1220m22万楼板保护、胎架行走5槽钢12#m6000轨道3.1.2.2、胎架的设计组拼胎架需要进行设计，必须满

9、足以下要求：1、具有足够的强度和刚度，胎架应通过验算除满足强度要求外，还应满足单肢及整体稳定要求。2、具有稳定的沉降量，胎架的沉降往往由于支架本身的弹性压缩，接头的压缩变形以及地基沉降等因素造成。胎架在承受荷载后必然产生沉降，但要求胎架的沉降量在桁架拼装过程中趋于稳定。必要时用千斤顶进行调整。如发现胎架不稳定，应立即解决。3、由于拼装胎架存在产生水平位移和沉降的可能性，在桁架拼装过程中应经常观察胎架变形情况并及时调整。应避免由于拼装胎架的变形而影响桁架的拼装精度。4、用来高空拼装的胎架示意图如下：图 二 胎架示意图根据主桁架起拱的要求，组拼胎架时要进行胎架起拱的测量定位。在组拼成型的胎架上放上

10、经纬仪，针对不同桁跨0.2-0.3%的起拱要求，分别根据梁跨上不同的点计算出该点应该处的标高位置。同时在这些点上放置方木，使得桁架上的荷载均匀传递在的胎架上，避免楼板上产生应力集中，必须根据胎架的起拱要求定出相应木方的厚度。方木固定在下面的胎架上，防止其相对移动。方木的厚度可根据胎膜的各点设计值与实际标高值之差来确定。为了保证高空施工的安全性，在胎架的周围架设防护围挡，围挡高度为1.5m。胎架搭设及桁架拼装测量如下图示：图 三 胎架搭设及测量图3.1.2.3、胎架的轨道路线胎架轨道采用12#槽钢焊接，轨道的侧向通过加横撑的方式来保证其侧向的位移，并使轨道成为一个稳定的结构整体。横撑可以考虑与槽

11、钢焊接连接。本工程胎架在四个施工区行走轨道布置如下图： 图 四 施工区行走轨道布置图3.1.2.4楼面均布荷载计算。 第一施工区桁架的荷载比其它施工区的荷载都大，现以此区的荷载为例进行楼板均布荷载计算。1、荷载总重量主桁架:27.37X2=54.74T次桁架及联系杆:1.2X3+1.5X4+0.7X5+1.23X2=12.06T脚手架重:竖杆：31X11X14X2=9548m横杆：30X8X10=2400m纵柑：30X11X10=3300m斜撑：100X4=400m（9548+2400+3300+400）X25/6=65.525T总荷载:65.525X3+57.74+12.06=266.375

12、T胎架底面积:15X16X3=720 m2楼板每平米荷载值:266.375/720=0.37KN/ m2 厂房楼板受力设计值:(3.5-4)KN/ m2设计值与实际受力值比较:0.37KN/ m2 (3.5-4)KN/ m2 所以,本胎架满足要求。2、加固方法考虑到胎架通过时轨道下的楼板局部受力,为了保证混凝土楼板不受上面荷载的影响,应该对轨道下的楼板进行加固。加固的措施是在楼板的底部轨道经过处每隔1.5米加一道支撑。3.1.2.5桁架的高空拼装胎架移动到位并经检核后便进行桁架的拼装工作。为了减少焊接变形对结构产生变形的影响，不致于产生内应力，桁架拼装应有序进行。总的拼装原则是从中间向两边、从

13、中心向两边施焊。下面为高空拼装图，图中标有安装序号。在地面吊装前把此序号进行表识，以利于上部的拼装效率。桁架拼装完毕，把桁架放到胎架受力的方木上，使上部荷载能够均匀传到胎架上。如下图： 图 五 桁架安装顺序图 六 桁架就位调整示意图3.1.2.6、桁架的安装就位桁架从胎架安装到混凝土柱上是本工程的又一个难点。为了精确调整桁架的标高，在每榀主桁架两端放置两个20吨千斤顶位置如下图，在千斤顶的位置进行槽钢加固，防止桁架局部受力变形。千斤顶用来安装桁架、调整桁架的标高。放置在胎架上的桁架在其安装标高30mm处。先复测其标高并表上标记，然后按信号同步操作四个千斤顶向上顶升10mm，此时撤出临时拼装支撑

14、点（木撑、槽钢撑），然后再同步操作千斤顶下降，使得桁架精确放置在其设计标高上。第一施工区桁架就位示意图：图 七 第一施工区桁架安装就位示意图第二施工区安装方案简述本区结构形式和一区施工相似，而且跨度比一区已有所减小，两轴间桁架总荷载约为19.3吨。因此在（1）轴-（7）轴/（A）轴-（D）轴之间设置2个胎架,在（7）轴-（11）轴/（A）轴-（D）轴之间设置3个胎架,用于本段工程的施工吊装工作。胎架搭设和滑移的施工方法如一段所述。在第二施工区的结构里出现了（11）轴至（13）轴之间的变层结构，变层结构里出现了钢柱及钢梁。经过计算核实，钢柱及钢梁的的重量都不超过1吨重，吊装都可以由现场塔吊吊装进

15、行。但是对于本轴线内的单坡屋面结构，其详图在钢结构图里没有显示，只有在图纸深化以后进行吊装方案的确定。但是根据现场的施工条件，不论此屋面是桁架还是网架，我们都可以进行正常施工。如果是桁架，根据其跨度及荷载的设计估算，桁架的重量不会超过2吨，现场吊装可以依靠塔吊吊装；如果是网架，在下面搭设满堂红脚手架，或者搭设临时牛腿进行上滑依就位。第三施工区安装方案简述第三区是本工程钢结构施工量最大的部分，是本工程施工的重点。从施工图纸来看，本段建筑结构变化不大，可以按照一段所述的施工方法来进行。本区的胎架搭设以及滑移方法都和一段一样，不同的是胎架的高度和宽度需要根据本施工段的跨距来进行。本段的施工顺序是从（

16、15）轴至（33）轴进行，（D）轴至（F）轴与（F）轴至（H）轴两个施工部分同时按照以上施工方向进行。本施工段里出现了（13）轴至（15）轴之间的变层结构，变层结构里出现了钢柱及钢梁。经过计算核实，钢柱及钢梁的的重量都不超过1吨重，吊装都可以由现场塔吊吊装进行。但是对于本轴线内的单坡屋面结构，其详图在钢结构图里没有显示，只有在图纸深化以后进行吊装方案的确定。但是根据现场的施工条件，不论此屋面是桁架还是网架，我们都可以进行正常施工。如果是桁架，根据其跨度及荷载的设计估算，桁架的重量不会超过2吨，现场吊装可以依靠塔吊吊装；如果是网架，只有在下面搭设满堂红脚手架，以满足现场的施工工作面。本段施工吊装

17、的胎架可以考虑从第二施工区调运，提高工具周转速度。同时在本段的桁架吊装过程中进行屋面板和桁架的流水施工作业，提高工作效率和加速施工进度。第四施工区安装方案简述本施工段的结构特点与第三施工区结构特点比较相似，因此本段的胎架搭设、施工方法、施工顺序、流水作业等方面都可以参照第三施工区。在此不在详述。图 八 桁架安装完成的厂房图 九 屋面安装完成的厂房3.2 气楼施工方法3.2.1气楼主结构安装 图 十 气楼结构示意图3.2.1.1气楼主结构主要由P70S、B70S：2100X50X5X7.5，SG12、P12：H-200X100X5.5X8，SB20：H-194X150X7X10，B545：2L-

18、90X90X8，P525：2L-75X75X6组成，本部分最重构件P12，其单件重量为200KG，三个人可以抬动，所以本部分的施工方法主要采取高空散装。3.2.1.2现场气楼下面已经开始搭设砼柱子脚手架，这样想要通过气楼下汽车吊向上垂直运输构件有一定困难。现在准备利用（1）-（3）轴20m标高平砼台，作为构件倒运场地。构件运到现场后，由（1）轴处塔吊直接从汽车上吊到砼平台上，然后通过此平台与屋面钢梁之间搭设脚手架安全通道，运到安装点。水平运输可以采用人抬或者小车倒运的方式。3.2.1.3在塔吊能够覆盖的区域，塔吊辅助安装。本部分气楼主结构安装主要通过塔吊进行钢梁的水平和垂直运输，并进行钢构件的

19、垂直度矫正。塔吊不能覆盖的区域，主要通过搭设的脚手架通道进行水平运输，由手动葫芦和搭设的脚手架进行辅助垂直度矫正。钢构件的安装必须考虑结构整体的稳定性，钢柱安装后本节点的钢梁安装，进行矫正后，对结构进行固定。 图 十一 安装完成的CH1大气楼图 十二 全部气楼安装完成a) 安装顺序从（3）轴向（8）轴进行，安装构件依次为钢柱、钢梁、斜梁。钢柱与下面桁架的连接主要通过高强螺栓，部分接点为焊接。高强螺栓初拧后开始垂直度校核，之后进行终拧。b) 对于大部分吊车能够站位的区域，可以通过吊车进行垂直构件运输，协助高空水平运输。3.2.2气楼侧翼安装3.2.2.1气楼侧翼主要是单角钢90X90X7组成。对于塔吊能够覆盖的区域，侧翼可分成三段进行整体吊装，分段图见附图2。纵向分段以四米为一个节间，重量约为500KG，整体吊装。此分段从加工厂加工成型后运至现场，从车上直接吊到20m混凝土平台上，然后从此平台依次从（3）轴向（5）轴吊。安装顺序依次从下一段向上进行，安装时为保证安装的精度，在气楼侧翼内侧搭设简易脚手架。3.2.2.2塔吊覆盖不到的（5）-（7）轴侧翼，主要通过高空平台散装，然后整体吊装。平台主要搭设在B70S上，侧翼分三段组拼成型后依次安装就位。本区域内的垂直运输主要通过气楼下面的汽车吊车臂作为撑点，通过人工水平拉进行就位。3.2.2.3（7）-（8）轴气楼侧翼安装主要通过7.