广州某超高层(第二高楼)建筑钢结构工程施工组织设计(斜撑框架混凝土核心筒结构)

1、第一章 概述1.1 工程概况广州 * 广场位于 * 广场附近，总占地面积约 1 万平方米，建筑面积约 16.1 万平方米，地上高度达 302.7 米，建成后将成为珠江新城内仅次于西塔的广州第二高楼。建筑上另一个显特点是 * 首层的大堂高度将达到 37.8 米，浩大空间给室内设计和人们的视觉感受将带来巨大的冲击，这样大堂的尺度概念在目前全球超高层建筑中尚属首创。图 1：建筑效果图该工程建筑总高度 302.7m，使用高度 268.8m，地下五层，底板标高 - 20.34m，建筑面积 29400 平方米。地上共 63 层，总建筑面积 117903 平方米，五层以上为标准层，层高4.2m，标准层内筒2

2、3m23m ，外筒 45m 45m，单层建筑面积 2025 平方米。建筑效果图如图1 所示。1.2 结构特点本工程为斜撑框架 +混凝土核心筒结构体系。总用钢量 8000 多吨。主体结构采用混合钢结构系统，外筒四周设置了9 层一跨的对角支撑，与外筒钢管柱形成了支撑筒体，不仅提供了竖向承载体系，同时也增加结构抗侧刚度，取代核心筒体，提供建筑的抗侧体系。1内筒采用混凝土剪力墙楼层部分钢梁结构体系。从立面上看，在15 层、 30 层、 45 层处有加强层，层高为8.2m。核心筒剪力墙内设有箱型劲性钢梁，以提高核心筒楼层平面的刚度。截面尺寸为口。核心筒内箱型钢梁平面布置如图2 所示箱型钢梁图 2：核心筒

3、钢梁平面布置图2结构的四个角柱和跨越9 层结构斜撑，作为最主要的受力结构。作为最主要受力结构的四根角柱和结构斜撑分别采用圆钢管和箱型钢管形式，斜撑构件与圆钢管柱通过相贯连接，并在钢管内增设加劲板，连接节点如下图 3 所示。圆钢管柱的截面形式由地下室的 1800 x30 到结构屋顶的 1000 x12，构件截面几乎是以9 层为一段过度变化；斜撑箱型截面首层为口1200 6007070，顶层为口 800 60040 40，单段斜撑最重的有37.6t。图 3：斜撑与钢管柱连接节点3楼层梁作为连接内外筒的次结构，增加结构的平面刚度。本工程中，楼层钢梁有两种规格，角柱与混凝土核心筒连接的钢梁为上下两根

4、H 型通过中间连接板组成的组合钢梁，中间连接板是间断分布，形式如图所示。图 4：组合钢梁截面形式其他楼层钢梁采用常规的热扎H 型钢梁。4主要受力钢柱采用钢管柱。本工程所有钢柱截面都是圆形截面，钢管柱都是由地下室层一直贯穿至顶层屋面钢架，钢管内浇注混凝土，钢管截面从地下负五层的 1800 x30 变化到顶层的 800 x12，两钢管截面变化连接沿钢管长度直径范围内设置了剪力钉，以增加混凝土与钢管的粘结力。支撑结构次支撑结构所有支撑结构1.3 施工重难点分析及解决方案钢结构深化设计方面本工程结构形式独特，节点构造复杂，尤其是钢管柱斜撑节点内部加劲板的纵横布置，同时本工程外框筒钢管采用钢管混凝土结构

5、，钢管内部需浇注高强度混凝土。深化设计过程中必须充分考虑工厂加工及现场混凝土施工。加工制作方面本工程构件的加工制作方面存在以下难重点项：1钢材的采购加工制作重点本工程有着钢材用量较大，材质要求高（Q345B、 Q345GJC、 Q345GJC-Z25）、钢板厚度厚（最厚达70mm），钢材规格多（钢板670mm 计 23 个规格、热轧H 型钢计13 种规格）等特点，板厚大等于40mm 钢板占工程总量近一半，且有Z 向性能要求的钢材占工程总量的35。2钢管柱斜撑节点的加工制作具体构件制作难重点钢管柱斜撑节点构造复杂，钢管从下至上1800800mm 不等，节点内部加劲板的纵横布置及加劲板在节点内部的

6、大纵深（最大1370mm）、截面上小间距（最小约150mm），使节点在加工制作中存在着焊接可达性的制作难重点。同时，厚壁箱型牛腿（4060mm）和节点劲板（ 4060mm）与钢管（最薄壁厚12mm）的全熔透焊接不但焊接变形大，影响节点的制作精度，同时全熔透的焊接，较大的热输入量还容易产生薄壁钢管烧穿现象。因此牛腿、劲板与钢管的焊接也是钢管柱斜撑节点加工制作上的一个工艺难重点。3超宽构件的运输工艺及管理重点公路运输的限制条件为3*4.5*16m ，通过初步统计，本工程节点宽度最宽约 3900mm，数量 16 个；宽度 3400mm 节点数量 8 个，宽度 3200mm 节点数量个，超宽节点如何运

7、输，是本工程工艺及管理的重点。 现场施工及管理协调1节点重量大，其它构件重量相对较小，如何选用合理的施工方案，配置合适的施工机械，保证本工程施工的经济性是施工中的一个重点。2在斜撑未连接前，钢框架结构的抗侧、抗扭刚度小，结构的稳定、构件精准定位和施工精度控制难。3斜撑外挂在钢筒体外侧，高空吊装安全防护和焊接作业难度大。4结构采用外钢框筒，内混凝土核心筒的体系方案，施工过程土建与钢结构交叉作业面多，且由于高层施工中钢结构与土建施工使用同一垂直运输机械，施工过程中垂直运输机械的分配使用是协调的关键，尤其是在工期紧张的情况下。1.4 施工条件分析从现有的钢结构图纸上看，该工程地处珠江新城城市中线轴上

8、，交通较便利，但施工用地较紧张，尤其是可供钢结构施工用地有限，在地下室施工阶段，要着重考虑构件的进场后临时堆放问题。1地下室钢管施工在进行地下室施工时，基坑全部开挖，东侧基坑边线到用地边线距离不足2m，南侧基坑边线到用地边线近10m，在如此小的闲置用地中，可供钢结构构件堆放场地的几乎没有，考虑到在用地范围内找一块钢结构构件堆放场地几乎不可能，而地面以下的构件数量不是很多，我们想在离工地较近的地方租赁一块地，面积为15mX20m，供构件临时堆放，在施工时，利用平板车倒运至施工现场，构件堆放场地处放一台30t 的汽车吊，现场内设置一台50t 履带吊。在地下室内放另一台平板车，做构件在基坑内的水平运

9、输。2地面以上结构施工当结构施工至 0.000 标高后，为解决现场构件堆放问题，保证工期进度计划，减少构件的二次搬运，而由于土建结构设计时没有考虑堆放构件时偶然荷载，故需对本区域内进行临时加固，待主体工程完工后拆除。对钢结构构件临时堆场的地下室顶板进行计算分析，其承载能力不足时对其进行加固，加固方式为对地下室框架梁采用工具式钢管加固支撑进行加固和在地下室顶板上铺设路基箱。地下室顶板的加固、铺设路基箱示意图当主体结构施工时，土建工程施工、机电工程施工与钢结构工程施工存在交叉作业较多，各工作面要协调配合，总体上是土建核心筒施工快于外框架钢结构施工 4-6 层。满足相互间的平行作业。第二章 钢结构加

10、工制作方案2.1 加工制作分析钢结构构件分析1钢结构加工构件分析本工程钢结构主要包括钢管混凝土柱、斜撑、环梁组成的塔楼斜撑框架，楼层梁，屋顶钢架及雨棚、检修道等。钢结构工程总量约8400 吨，构件具体分类分析如下：塔楼斜撑框钢架结构构楼层梁件组成屋顶钢架其他构件钢管柱约 2450 吨，管结构斜撑约 1820 吨，箱型结环梁约 750 吨，箱型结构约 3000 吨， H 型钢 +箱型结构约 280 吨，管结构 +箱型结构雨棚约 26 吨，箱型 +管结检修道约 10 吨，型钢 +预埋钢结构构件的组成分析上述构件中，主要的制作构件类别为钢管柱、斜撑、环梁、楼盖体系及屋顶钢架等，其占总加工量的比较饼图

11、如下：重量构件类别（约）t钢管柱2450斜撑1820环梁750楼层梁3000屋顶钢架280其他构件（雨棚、检修道、预埋件36等）主要构件加工量比较分析从构件制作类别上分主要有管结构， H 型钢结构和箱型结构形态为主的构件，具体分类分析见下表：构件制作类别分析表结构构件重量规格占总加工量类别名称（约） tmm比例管结构外框钢管柱2450800*12 1800*12形态为1800*25、1800*30主的构屋顶钢架柱2301000*25 等件雨棚柱10500*25HN248*124*5*8 HN800*300*14*26 、H 型钢H346*174*6*9 结构形H 型楼层梁2830H912*30

12、2*18*34态为主HM582*300*12*17 的构件HM594*302*14*23HW200*200*8*12 等检修道构件10T400*75*10*10600*800*40*40 斜撑1820600*1200*70*70600*800*20*20 环梁750箱型结600*1000*50*50构形态150*100*13*13 箱型楼层梁170为主的 250*100*16*16构件屋顶钢架箱 300*600*12*1250型梁 180*460*10*10 (75-500)*50*13*13雨棚箱型梁16 100*50*4*4从构件制作类别分析中，本工程钢材规格较多，钢材的规格、品种、用量统

13、计如下：序号规格重量约 t材质序规格重量材质号钢板16mm3Q345B28 mm368Q345B39 mm30Q345B410163Q345Bmm5121228Q345B613574Q345Bmmmm71428Q345B8155Q345Bmmmm91659Q345B10182Q345Bmmmm111922Q345B1220147Q345Bmmmm13236Q345B14247Q345Bmmmm1525m620Q345B1630384Q345Bmmm34m2Q345B1835mm96Q345B17m40m379Q345GJ2045mm114Q345GJ19CCm50m533Q345GJ2260m

14、m1449Q345GJ21C+Z25C+Z25m70m324Q345GJ23C+Z25m热轧H型钢序号截面规格重量约 t材质1HN248*124*5*848Q345B2HN298*149*5.5*8102Q345B3HN496*199*9*1424Q345B4HN600*200*11*1711Q345B5HN606*201*12*20248Q345B6HN692*300*13*20249Q345B7HN700*300*13*24238Q345B8HN792*300*14*2299Q345B9HN800*300*14*263Q345B10HM582*300*12*1781Q345B11HM588

15、*300*12*20109Q345B12HM594*302*14*23105Q345B13HW200*200*8*12443Q345B矩形管序号截面规格重量约 t材质1100*50*4*41Q345B2152*127*6.4*6.437Q345B原材料对比分析比较饼图分别如下：钢材类型对比饼图钢板材质对比分析饼图厚板比例分析饼图2主要节点形式分析本工程的塔楼斜撑框架由四个侧面构成，同一个面上箱型斜撑、环梁与钢管柱的相贯和相邻两个面的斜撑、环梁在角部钢管柱的交汇，分别形成相对复杂的钢管柱斜撑节点，节点形式如下：节点参数钢管柱箱型斜撑箱型环梁1800 x600 x1000600 x1200 x50

16、12、x60600 x80025、 30 x 50、 45600 x800 x351600 x12600 x1000 x60600 x800 x301400 x12600 x800600 x8001200 x12x25x50600 x800600 x800 x201000 x12x50、40除了上述的复杂的钢管柱斜撑节点 800600 x800600 x800外，本工程中有梁柱节点、钢管柱对接节x12x40 x20、40点、梁与斜撑节点及梁梁节点等多种类型节点，节点构造、类型均较常规。如斜撑节点下所示：（一）节点类型节点构造形式示意梁柱节点典型梁柱节点钢管柱对接节点等径钢管对接变径钢管对接斜撑

17、节点（二）梁与斜撑节点铰接节点刚接节点梁梁节点通过对构件及节点的分析，本工程钢构件加工制作特点可以归纳为“薄、厚、难、高、大、多”等加工制作特点。薄壁钢管、厚壁箱型构件、复杂的钢管柱斜撑节点的制作难度大、厚壁箱型牛腿与薄壁钢管焊接、高强钢的应用、节点超大的外形尺寸、构件截面规格形式多等诸多特点。对加工制作厂家的工艺技术、管理能力、制作设备等要求均较高。加工制作难重点通过对本工程钢结构构件分析和加工制作特点的归纳，本工程钢构件加工制作的难重点主要集中在以下几方面。1钢管柱斜撑节点的加工制作具体构件制作难重点钢管柱斜撑节点构造复杂，钢管从下至上1800800mm 不等，节点内部加劲板的纵横布置及加

18、劲板在节点内部的大纵深（最大1370mm）、截面上小间距（最小约150mm），使节点在加工制作中存在着焊接可达性的制作难重点。同时，厚壁箱型牛腿（4060mm）和节点劲板（ 4060mm）与钢管（最薄壁厚12mm）的全熔透焊接不但焊接变形大，影响节点的制作精度，同时全熔透的焊接，较大的热输入量还容易产生薄壁钢管烧穿现象。因此牛腿、劲板与钢管的焊接也是钢管柱斜撑节点加工制作上的一个工艺难重点。厚壁牛腿、加劲2）加工制作难重点示意钢管柱斜撑节点（类型板与薄壁钢管焊施焊空间不足接钢管柱斜撑节点（类型1）加工制作难重点示意解决措施：厚（壁牛1腿）、针加对劲施焊空间的不足，通过对节点构造的优化、工艺分板

19、与薄壁钢管焊施焊空间不足段、采取合理的组焊顺序、先进可靠的焊接机器人技术以及在与设计部门沟通接后开设人孔等工艺技术、设备及措施，解决节点的焊接可达性问题。具体解决措施示意如下：（组焊顺序详节点加工制作工艺）节点构造优化建议建议竖向劲板贯通节点焊接可达性的实现1、对横向劲板工艺2、施焊空间容（2）针分对段厚，壁内牛部施腿焊和完加劲板与薄壁钢管的焊接，将根据我司许多时，年采的用焊接经毕后再施焊对接焊机器人施焊。验积累和建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）的有关规定，结合节点焊接实际工况，进行具有针对性的焊接工艺评定，通过焊接工艺评定制定与工程实际相适应的焊接工艺参数，控制热输入量，减少焊

20、接变形，防止管壁烧穿。同时，对厚壁牛腿和加劲板与薄壁钢管的全熔透焊接接头，采用我司多年积累并应用成熟的窄间隙小坡口焊接技术，降低焊接填充量，进一步降低热输入量，既防止管壁烧穿和减少焊接变形，又使焊缝组织晶粒得到细化，提高焊缝质量。节点的焊接均采用CO2 气体保护焊， CO2 气体保护焊具有电弧热量集中，受热面积小，焊接速度快，且CO2 气流对焊件起到一定冷却作用，可防止管壁烧穿和减少焊接变形。2超宽构件的运输工艺及管理重点本工程部分节点形位尺寸超大，通过对本工程斜撑框架的钢管柱斜撑节点外形尺寸的初步统计（节点牛腿的长度按规范许可和施工条件取最小值时）见下表。钢管柱斜撑节点外形尺寸的初步统计序节

21、点尺寸（类型节点尺寸（类型钢管柱管斜撑牛腿截面尺号1）2）径寸1约 2850 x2850mm约 3900 x1800mm 1800mm 600 x1200mm2约 2500 x2500mm约 3400 x1600mm 1600mm 600 x1000mm3约 2300 x2300mm约 3200 x1400mm 1400mm 600 x1000mm4约 2100 x2100mm约 3000 x1200mm 1200mm 600 x1000mm5约 1960 x1960mm约 2720 x1200mm 1200mm600 x800mm6约 1755x1755mm约 2510 x1000mm 10

22、00mm600 x800mm7约 1550 x1550mm约 2300 x800mm800mm600 x800mm公路运输的限制条件为3*4.5*16m ，通过初步统计，本工程节点宽度最宽约 3900mm，数量 16 个；宽度 3400mm 节点数量 8 个，宽度 3200mm 节点数量个，超宽节点如何运输，是本工程工艺及管理的重点。对于此类超宽节点，采取构件分段方式，将节点在工厂进行截面上的分段，一侧牛腿单独制作，在现场与钢管柱整体拼焊，控制节点的运输宽度不超过公路运输的限制条件。同时制定后备运输方案，在现场施工条件不能满足工厂分段制作，现场拼焊时，对超宽节点采取整体制作，采用特别通行证的方

23、式，利用超宽车辆运输至施工现场。3钢材的采购加工制作重点通过对用钢情况的统计，本工程有着钢材用量较大，材质要求高Q345B、 Q345GJC、 Q345GJC-Z25）、钢板厚度厚（最厚达 70mm），钢材规格多（钢板 670mm 计 23 个规格、热轧 H 型钢计 13 种规格）等特点，板厚大等于 40mm 钢板占工程总量近一半，且有 Z 向性能要求的钢材占工程总量的35。厚板采购周期长，且在本工程中占有较大的体量，因此保证钢材的及时供应和质量的保证是本工程的重点。解决措施：公司有着成熟完善的采购网络，公司与舞阳钢铁有限责任公司、邯郸钢铁集团有限责任公司等多家国内知名厂家或大的钢材供应商均有

24、良好的合作关系，在公司的一些重大项目上，其将优先给予供货保证。对于采购有一定难度的材料，如厚度在5070mm 之间的 Q345GJC+Z25 材料，待中标后应立即进行价格锁定，签定采供合同，交纳相应预付款，按以住工程经验，此类材料供货周期基本在3045 天左右。这类材料在广州新电视塔，珠江新城西塔，国家体育场等工程中广泛使用，本公司有成熟的采购经验，完全能够保证材料的及时到位和原材料的质量。加工制作分段方案本工程钢构件的加工制作分段以现场安装分段原则和公路运输条件限制为原则，对构件进行工厂加工制作的分段。1本工程楼层梁、屋顶钢架等钢构件均不存在超宽、超高、超长等运输条件限制，均按结构节点自然分

25、段。2斜撑框架钢结构分段原则如下：环梁按结构节点自然分段；每两轴线之间的斜撑分成两个加工制作段；钢管柱地下室至八层楼面以两层为一个加工种子分段，八层至顶部以三层为一个加工制作分段，分段位置设在结构楼面标高以上 1200mm 处。3超宽节点截面上的分段，采取一侧牛腿单独制作，另侧牛腿与钢管柱整体制作。一起发运现场后拼焊为整体。分段示意如下：节点整体超宽节点截面分段示意图形式节点分段2.2 钢管斜撑节点的加工制作制作形式工程中斜撑主要采用箱型截面形式的构件。主要截面尺寸有单独制作600*800*40*40 600*1200*70*70 等，的主牛腿要连接方式是与钢管混凝土柱刚性相贯连接。节点形式主

26、要有两种，一种相邻两个面的斜撑、环梁在角部钢管柱的交汇，另一种是斜撑在平面内直接与钢管柱连接。其连接示意图如下所示：钢管柱钢管柱钢管斜撑节点类型1钢管斜撑节点类型2斜撑牛腿斜撑节点的主要特点是钢管柱的壁厚与各斜撑牛腿壁厚相差比较大，焊接环梁牛腿斜撑牛腿时需要制定严格的焊接工艺并控制焊接热输入以保证焊缝质量和防止焊接变形过大。同时钢管内节点区域加劲板布置复杂，需要解决焊接可达性的问题。而对于超过运输限制的部分斜撑节点（类型2），还需要考虑节点整体宽度超宽的问题，采取一侧牛腿单独制作，另侧牛腿与钢管柱整体制作，一起发运现场后拼焊为整体。总体而言斜撑节点结构相似却不相同，但在加工制作工艺却有相似之处

27、。下面以斜撑节点（类型1）为例介绍其制作工艺。1钢管斜撑节点（类型1）加工制作工艺第一步：下料（1）下料第二步：节点内部加劲板拼焊（1）划线（2）装配、焊接加劲板第三步：牛腿的拼焊（1）牛腿的拼焊1、下料下料前对钢管进行检验，合格后方可下料，加劲板、牛腿零件下料前用钢板矫平机进行矫正。防止钢板不平而影响切割质量。钢管采用数控相贯线切割机下料，加劲板、牛腿零件采用数控切割机下料。1、划线钢管放置在胎架上，调平固定。首先划出钢管十字平分线。以十字平分线及端部基准线为基准，在内壁划出劲板各装配定位线。2、装配、焊接加劲板依据已划好的装配定位线，分步装配节点内部加劲板，出于焊接可达性的考虑，焊接工作与

28、装配工作配合同步进行。焊接采用CO2 气保焊施焊，施焊时严格按照焊接工艺所制定的焊接工艺参数执行，防止烧穿和减少焊接变形。焊时加设临时刚性固定，控制焊接变形。栓钉焊依时机插入进行，避1、牛腿的拼焊免因焊接操作空间不足而无法牛腿在拼焊平台上进行装施焊或无法保证施焊质量。配、焊接，牛腿开设坡口是留设定位基点。第四步：牛腿与节点的拼焊（1）胎架设置（2）钢管柱与胎架定位1、胎架设置在平台上划节点地面放样线，标出钢管中线和管口、牛腿中线和边线投影在平台上的X 、（3）一侧牛腿的装配、焊接（4）另一侧牛腿的装配、焊接。第五步：标识存放Y2、坐钢标管点柱。与根胎据架地定面位投影设置胎架，将需内保部证加胎劲

29、架板具组有焊足好够的刚钢性管及精柱度吊上胎架进行定位，定位时保证端面垂直度、轴心线的水3、一侧牛腿的装配、焊接平度及各控制点与地面放样线装配顺序为先组焊斜撑牛的吻合度。确认无误后与胎架腿，再组焊环梁牛腿。进行临时固定。依据已经在钢管表面划好的装配定位线定位牛腿根部，已经地面投影线，采用三维坐标法，通过垂线控制牛腿端部在4、另一侧牛腿的装配、焊接最后根据工厂的标识规定和本工程的特点所编制X、的Y标上识的要位求置进，用行水标准识仪，控并制钢管柱翻转 90 度后重新定严格按照成品保护措施存放节点。牛腿在 Z 上的位置。位，定位方法同上。焊接采用 CO2 气保焊施2主要加工工艺、工装及加工设备另一侧牛

30、腿的装配、焊接及焊，焊接时加设临时刚性支要求同上。撑。，（1）钢管柱的下料采用数控相贯线切割机，零件牛的腿下焊料接采完用成后数进控行切外割形机尺施焊完毕进行矫正和焊缝无相关设备如下图。寸检验和焊缝无损检测，并对损检测。超标部位进行矫正。对钢管柱端部采用端铣机进数控火焰切割机行端铣。数控相贯线切割机（2）胎架应具有足够的刚性，一方面保证承载超重构件，另一方面焊接时利用其进行刚性固定，减少变形；有微调功能，便于装配时，调节高度。（3）牛腿的定位采用三维坐标法定位。在拼装平台上放节点控制点的投影点，标出控制点的 X、 Y 坐标， Z 值利用水准仪进行测量，通过控制牛腿控制点的 X 、Y 、 Z 值控

31、制装配精度。（4）厚壁牛腿与薄壁钢管的焊接是节点制作的一个重点，必须从预留焊接收缩量、装配定位、焊前防护、清理、焊接、焊后工艺措施等工序严格控制，确保焊接质量及控制焊接变形。5）焊接采用 CO2 气保焊施焊，按合格焊接工艺评定所制定的焊接工艺执行，焊接时控制热输入量，防止薄板的烧穿和控制焊接变形。（6）焊接时对称焊接，先焊接受压焊缝，再焊接受拉焊缝，焊接时设置临时刚性支撑，控制焊接变形。（7）节点内部加劲板施焊时，存有施焊空间不足的情况，针对临此时类刚情性况，支撑将采取节点结构进行优化，工艺分段，以及考虑采用焊接机器人施焊的可能性，以及同设计部门协商开设人孔等技术和措施，保证节点内部的焊接可达

32、性和焊接质量。（8）节点的端铣采用端面铣床进行，相关设备如下：端面铣床2.3 箱型构件的加工制作本工程箱型构件主要为斜撑和环梁构件以及部分楼层梁、屋顶钢架等。加工制作主要采用BOX 生产流水线，无法采用BOX 生产流水线制作箱型构件在拼焊平台上制作。具体制作工艺如下。1箱型构件加工制作工艺1、下料、拼接2、隔板组立3、腹板组立、隔板焊接4、上翼板组装1、零件下料、拼板钢板下料前采用钢板矫平机进行矫平，防止钢板不平影响切割质量和下料精度。2、横隔板、工艺隔板的组装规则零件采用直条切割机、非规则横隔板、工艺隔板四周采用铣加零件采用数控火焰切割机精切下料，坡工，确保外形尺寸，作为箱体组立的内口采用半

33、自动切割机精切，下料后进行胎；二次矫平。横隔板组装前在内隔板组立机上组拼接焊缝余高需磨平。3、腹板组立、隔板焊接立垫板。在 BOX 生产流水线上采用 BOX 组在 BOX 生产流水线上依翼板上的定立机组立腹板。位基准线组立隔板、工艺隔板。采用 CO2 气保焊施焊隔板与腹板焊缝。4、上翼板组装隐蔽焊缝验收合格后进行上翼板组装，上翼板的组装采用 BOX 组立机进行。5、焊接、矫正5、焊接、矫正根据板厚按焊接工艺要求进行焊前预热。焊接采用双丝双弧气保焊打底，三6、端面加工丝三弧埋弧焊填充和盖面焊对称焊。采6、端面加工用电渣焊机焊接隔板与翼板焊缝。采用端铣机对箱型构件两端铣加焊后对构件进行修整及焊缝无

34、损检工。测。7、标志、入库7、标志、入库将构件编号、定位标记等参数按工艺规定进行标注。入库存放时应注意保护，枕木垫撑、控制堆放层高，以防止变形。2主要工艺、工装及设备（1）零件的矫平、下料设备如图所示。钢板矫平机火焰多头直条切割机（2）箱型的组装采用BOX 生产流水线上的箱型组立机自动组装，焊接采用 CO2 自动打底焊和双弧双丝埋弧焊，采用对称施焊法和约束施焊法等控制焊接变形和扭转变形，如下图所示：箱型组立机双丝双弧气保焊打底机三弧三丝埋弧焊机电渣焊机（3）采用端面铣床对箱体两端面进行机加工，保证构件的几何长度尺寸，从而提供钻孔基准面，有效地保证钻孔精度，如下图所示：端面铣床2.4 H 型构件

35、的加工本工程 H 型构件主要采用热轧H 形钢加工而成，即热轧H 形钢的下料、钻孔、拼装及焊接。 H 形钢的下料、钻孔在H 形钢加工线上进行，拼装及焊接在拼焊平台上进行， H 型构件的加工工艺如下。1热轧 H 型钢加工工艺流程工艺文件原材料检查型钢梁制作原材料矫正号 料筋板制作连接板制作落 料号 料号 料坡口加工落 料落 料缺口加工钻 孔钻 孔矫 正装 配劲板焊接矫 正精度检验除 锈涂 装检 验包 装发 运2热轧 H 型钢梁的加工注意事项（1）型钢加工流水线测量精度必须与校验过的尺寸一致a.根据排版图，对 H 钢进行外观检查；b.对图纸上有起拱要求的钢梁，对起拱高度进行计算，确定是否要用机械或火

36、工的方法进行起拱；c.在型钢加工流水线上进行钻孔、切割、开坡口以及各类通孔加工。我公司拥有国内最先进的钻孔、切割、开坡口流水线，这些设备可确保各类机加工精度；d.对加工好的 H 型钢进行检查；e.对部分有摩擦面要求的端部进行喷砂处理，要求达到图纸要求；深化的过程中，要特别注意坡口的角度及方向。（2）基准的选择a.高度方向：梁的上表面b.长度方向：中心线c.宽度方向：中心线3主要工艺、工装及加工设备（1）H 形钢的下料采用数控锁口机或数控锯床，如下图所示数控锁口机数控锯床（2）H 型钢的钻孔采用数控三维钻床，拥有精密度测量系统及软件和H 钢标记系统，重复定位精度达0.01mm。如下图所示。AMA

37、DA数控三维钻床BDL1250/9 数控三维钻床（3）H 型钢的拼装、焊接在拼焊平台上进行，长度方向以型钢顶面锯切面为装配基准，宽度方向以型钢截面中心线为装配基准，根据此原则，对各零件的装配位置进行划线，节点板以端孔中心线为定位准装配，装配合格采用气保焊焊接。2.5 运输方案工程构件分类为适应公路运输的要求和现场安装需要，钢结构构件再进行了工厂的分段制作，工厂制作完成后主要有以下几种构件形态：第一类构件：单个在尺寸限制范围内的单根构件，如钢管柱、箱型梁、 H 型梁等构件。H 型构件箱型构件钢管柱第二类构件：带牛腿形状不规则的节点，如本工程的斜撑节点，其中包括部分由于超过运输限制需在现场牛腿拼焊

38、的超宽节点。斜撑节点 1斜撑节点2超宽斜撑节点2第三类构件：其他散件和节点板主要包括连接件、螺栓或标准件以及节点板、安装用耳板、定位靠板及油漆等。包装形式1钢结构的包装方式有：包装箱包装、裸装、捆装和框架包装等形式。1）包装箱：适用于外形尺寸较小、重量较轻、易散失的构件，如连接件、螺栓或标准件等。如本工程的第三类构件。箱包装示意图（2）裸装：适用于重量、体积均较大且又不适合于装箱的产品如本工程的第二类构件；3）捆装：适用于 H 型钢梁、箱型钢梁、钢管、屋面梁类钢结构，每捆重量不宜大于 20 吨，如本工程的第一类构件；捆装示意图2包装要求（1）包装依据安装顺序、分单元配套进行包装；（2）装箱构件

39、在箱内应排列整齐、紧凑、稳妥牢固，不得串动，必要时应将构件固定于箱内，以防在运输和装卸时滑动和冲撞，箱的充满度不得小于80%。构件主要运输方式1运输方案确定本标段构件的运输采用公路运输。原则上配合现场安装计划，工厂加工制作完成并检验合格后即装车发货。根据构件尺寸和施工现场需求，本标段将力求快、平、稳的将构件运抵施工现场。装车时构件与构件、构件与车厢之间应妥善捆扎，以防车辆颠簸而产生构件散落。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全。根据广州市交通管理规定，货车进入市区的时间为每晚 20 点以后。前一周提供出货清单，根据钢结构出运清单量安排

40、车辆，一般在下午两、三点钟到达我公司装货地点装车；当构件进入广州市区时，执行广州交通管理的规定，较大构件运输进入广州时，选择晚上 12 点后入城。2构件主要运输方式箱型构件汽车运输型构件汽车运输节点构件汽车运输3后备运输方案当本工程现场施工条件不能满足工厂分段制作，现场拼焊而对超宽节点采取整体制作时，采用特别通行证的方式，利用超宽车辆运输至施工现场。超宽构件采用公路运输，本公司在国家体育场“鸟巢”、广东博物馆新馆和广州西塔等项目中均有超宽构件的运输，其中广州西塔项目最宽运输构件达4m。公司在超宽运输方面积累了丰富的经验。超宽构件的运输除了在供货要领等其他方面遵循常规运输的要求外，主要有几个方面

41、需要作专门的计划：对超宽构件设置专人管理，负责公路运输过程中相关手续的办理，确保构件在运输过程中不应人为关系导致构件的延期。对超宽运输车辆所需要经过的路线，实地考察，并对所经过的路段在整个运输期间的整修状态进行跟踪，确保车辆的顺* 过。对于超宽构件的公路运输过程进行严格管理，除遵守交通管理部门审批的运输路线外，必要时将提请交通管理部门给予协助，确保构件顺利运输。构件在装车后的示警设置如下图所示：装车后的示警设置超宽外侧设置警示灯成品保护措施本工程中钢管柱由于壁厚小，直径大在生产过程中，制作、运输等过程中容易发生变形。本工程种所有构件均需制定详细的成品、半成品保护措施，防止变形及表面油漆破坏等，

42、任何单位或个人忽视了此项工作均将对工程顺利开展带来不利影响，因此制定以下成品保护措施。超宽外侧设置警示灯1工厂成品保护措施（1）成品必须堆放在车间中的指定位置；（2）成品在放置时，在构件下安置一定数量的垫木，禁止构件直接与地面接触，并采取一定的防止滑动和滚动措施，如放置止滑块等；构件与构件需要重叠放置的时候，在构件间放置垫木或橡胶垫以防止构件间碰撞。（3）构件放置好后，在其四周放置警示标志，防止工厂其它吊装作业时碰伤本工程构件。（4）在成品的吊装作业中，捆绑点均需加软垫，以避免损伤成品表面和破坏油漆。2运输过程中成品保护措施（1）构件与构件间必须放置一定的垫木、橡胶垫等缓冲物，防止运输过程中构

43、件因碰撞而损坏。如下图：（2）散件按同类型集中堆放，并用钢框架、垫木和钢丝绳进行绑扎固定，杆件与绑扎用钢丝绳之间放置橡胶垫之类的缓冲物。（3）在整个运输过程中为避免涂层损坏，在构件绑扎或固定处用软性材料衬垫保护。3现场拼装及安装成品保护1）构件进场应堆放整齐，防止变形和损坏，堆放时应放在稳定的枕木上，并根据构件的编号和安装顺序来分类。2）构件堆放场地应做好排水，防止积水对钢结构构件的腐蚀。3）在拼装、安装作业时，应避免碰撞、重击。4）减少在构件上焊接过多的辅助设施，以免对母材造成影响。5）拼装时，在地面铺设刚性平台，搭设刚性胎架进行拼装，拼装支撑点的设置，要进行计算，以免造成构件的永久变形。第

44、三章 钢结构现场施工方案3.1 钢结构施工总体思路钢结构施工内容根据现有的图纸和设计文件，本工程钢结构的施工内容包括有：外框钢管柱、斜撑、楼层钢梁、屋顶钢架、预埋件、压型钢板等施工，总用钢量约8500t。其中钢管柱有2450t，钢管柱从地下五层贯穿至屋顶，截面由1400X30变化至 800X12，首层为大空间结构，首层标高为37.8m，每 9 个楼层钢管变化一次截面。斜撑用钢梁为1820t，截面形式都为箱形截面，斜撑跨越九个楼层。如图3.1-1 所示。图 3.1-1 ：主结构立面图楼层钢梁有箱形和H 型两种截面形式，其中箱形截面的钢梁主要分布在核心筒内，用钢量为162t；外框架楼层梁有2716

45、t。八层楼面屋顶钢架是框架结构体系，总用钢量为275t。钢结构施工思路斜撑根据结构特点和施工的难点，确定以下的技术路线和施工流程1主体结构吊装采用内爬塔吊，塔吊附着在内筒中心上，对部分结构需要首层楼面加强。2钢柱八层以下以两层为一个为基本分段单元，八层以上按三层高度为一个基本分段单元，按照分段重量配备 M440D 塔吊。局部节点重量过大，节点可作为单独一段吊装。3内外筒结构同步施工，每次施工9 层 36m 爬升一次塔吊，塔吊共爬升8次。为了尽早回填土方，地下室底板浇筑完成后，履带吊下基坑进行M440D 安装，核心筒继续施工。当核心筒施工至地下2 层时，开始首段钢管柱的吊装。内核心筒与外筒钢柱同

46、步施工，八层以下两层为标准节，其中首层4.2m 高为一个吊装单元，八层以上三层一个标准节。分段节点高于楼层1.2m。6每施工完成一节钢柱，开始浇筑该节柱内混凝土。7压型钢板施工落后钢结构施工一个标准节，即落后钢结构三层。8内筒混凝土墙领先于钢结构4-6 层。9按照以上顺序等步距流水施工。10塔吊拆除需要由一台拆除另外一台，最后安装一台小型塔吊拆除，小型塔吊人工拆除。施工总体流程图流程图一流程图二流程图三流程图四流程图五流程图六流程图七流程图八流程图九流程图十流程图十一流程图一：履带吊流程图二：地下室首层钢管柱下基坑安装 M440D 塔吊吊装到位。吊装时，先安装角柱上的钢管，并用揽风绳临时固定，

47、接着吊相邻钢管柱，用钢梁与先吊的流程流图程三图：四首：层吊钢装管地柱面钢管柱连接。同理安装下一单元钢吊装以。上吊第装二时钢先管吊柱角单柱元再，吊，流程图五：吊装大堂中间并柱安，装柱两间柱用间钢的梁斜连撑接，。此另一侧钢管柱，接着安装时要先拆除临时连接梁。与之连接主骨楼层梁，形大堂侧没有楼层钢梁。成稳定体系，同时吊装斜流程图六：二层至八流程图七：八层以上层撑。，以两层为一吊装单以三层为一基本单元进行元，按照上述方法吊装。钢流柱程吊图装八，：其按相上互述间流关系程安如装图钢上结说构明至。顶层。当遇到加强层时，楼层板施流程图九：屋面钢架工将相应缓慢一层。吊装施工流，程主图体十结：构安施装工小型塔吊，

48、并拆除M440D 塔吊。流程图十一：人工拆除小型塔吊3.2 钢结构施工总平面图施工总平面图布置原则为保证施工现场布置紧凑合理，现场施工顺利进行，施工平面布置原则确定如下：（1）合理布置现场，规划好施工组装场地和进出通道，减少运输费用和场内二次倒运。（2）既要满足施工，方便施工管理，又要能确保施工质量、安全、进度和环保的要求，不能顾此失彼。（3）应在允许的施工用地范围内布置，避免扩大用地范围，合理安排施工程序，分期进行施工场地规划，将施工道口交通及周围环境影响程度降至最小、将现有场地的作用发挥到最大化。4）施工布置需整洁、有序，同时做好施工防噪措施，创建文明施工工地，工地应作为美化和宣传广州的窗

49、口，为广州市的城市建设添光彩。5）场地布置还应遵循“三防”原则，消除不安定因素，防火、防水、防盗设施齐全且布置合理。施工总平面图地下室部分钢结构施工总平面图M440D塔吊工作半径 32.5m钢 柱说明： 1此图为地下室钢结构施工总平面图。2地下室施工时，构件从场外需借助50t 履带吊吊入地下室板上。3地下室结构施工时，构件堆放场地需在场外租赁。地面以上钢结构施工总平面图塔楼结构边线说明： 1此总平面图尽为钢结构施工时的理想示意图。用地边线2塔楼结构边线以外，地下室边线以内的作为构件堆放场地时，需对地下时进行临时加固。50t 履带吊进构件堆放场地行构件倒运构件临时堆放构件堆放场地3此图未考虑土建

50、等其他分部工程所需用地。3.3 吊机的选择及布置吊机的选择本工程钢结构选用一台M440D 塔吊作为主要起重设备，并需要配备一台SC500-2 型 50t 履带吊和一台TL300M 型 30t 汽车吊进行塔吊安装与拆除、钢构件的倒运及装卸等。在地下室顶板浇注后， 50t 履带吊适时下到基坑就近安装 M440 塔吊。在地下室钢结构安装过程中，先利用一台 30t 汽车吊和一台 20t 平板车将构件从租赁堆场运输至工地，然后在塔楼西边基坑的外侧采用 50t 履带吊将构件转载到基坑里面的 20t 平板车上，再利用 20t 平板车将钢构件运至塔吊起重能力范围内，最后即可利用 M440D 塔吊起吊。在上部结

51、构施工过程中，将地下室顶板进行加固后可作为钢构件堆场。堆场设置在塔楼外框边线的东西两侧，并在塔吊的有效起重能力范围内，利用 50t 履带吊和 30t 汽车吊分别在两堆场进行构件的卸载。塔楼主体完工后，安装一台QM18 塔吊来拆除 M440D 塔吊，然后再安装一台 QW6 塔吊来拆除 QM18 塔吊，最后人工拆除 QW6 塔吊。1M440D 塔吊性能M440D 塔吊性能参数本工程将选择M440D 塔吊的 36.6m 臂长，具体如下述参数表：工作半径（ m）3.313.31520253032.5起重能力（ t）5043.330.824.019.417.72SC500-2 型 50t 履带吊性能本工

52、程将选择 SC500-2 型 50t 履带吊的 30.50m 臂长，具体如下述参数表：主臂工况（全周、配重17.2t），吊杆长 30.50m， 6 根绳索工作半径（ m）6.8789101214起重能力（ t）21.721.417.715.113.110.28.3主臂工况（全周、配重17.2t），吊杆长 30.50m， 6 根绳索工作半径（ m）16182022242627.5起重能力（ t）7.05.95.14.33.93.43.13TL300M 型 30t 汽车吊性能本工程将选择 TL300M 型 30t 汽车吊的 10.50m 臂长，具体如下述参数表：工作半径（m）起重能力（ t）主臂长

53、 10.50m5.06.07.03.03.54.04.55.58.030.0025.0022.9021.0019.4017.7016.2013.7011.40吊机的设置本工程拟在核心筒的正中央位置布置一台M440D 内爬塔吊。 M440D 塔吊在地下室底板做好后及时安装，塔身安装高度40m，待施工至 0.000m 时开始第一次爬升，以后每37.8m(九个标准层 )爬升一次，共爬升8 次。 50t 履带吊和30t 汽车吊在外框边线附近的堆场上进行构件装卸。吊机平面布置图3.4 钢结构吊装分段钢结构分段原则内筒部分的钢结构是箱形钢梁，线密度较较小，既不超长也不超重，可按结构节点自然分段。外框架钢结

54、构分段原则如下：水平箱形梁截面形式为“口600X1000X50”，最大长度约13.865m、重量约 17.96t，不必再分段；钢斜撑为箱形截面，线密度较大，每两轴线之间（水平跨度约14.3m、垂直高度约8.4m）的斜撑需要分成两段；钢管柱地下室至八层楼面以两层为一个吊装分段、每段长约8.4m，八层至顶部以三层为一个吊装分段、每段长12.6m，每段位置要避开牛腿，离结构楼面标高1200mm 以上，节点留在柱身顶部、与钢管柱一起吊装。分段重量统计由于建筑本身方正规则，东、南、西、北四个侧面的外框钢结构差别不大，下面以南侧（ A 轴）外框架的钢结构构件为例进行分段重量统计。1南侧（ A 轴）立面外框

55、架水平箱形梁分段表：楼层轴线截面规格 (mm)线密度长度重量吊装半径起重能力位置范围HBt（ t/m）（mm）（t）（m）（ t）126001000501.31386517.962722.21236001000501.31295416.782326.7346001000501.31386517.962722.212600800501.121386515.562722.2823600800501.121295414.542326.734600800501.121386515.562722.212600800451.021386514.122722.21623600800451.021295413

56、.192326.734600800451.021386514.122722.212600800350.81386511.152722.22523600800350.81295410.412326.734600800350.81386511.152722.212600800300.69138659.632722.23323600800300.69129548.992326.734600800300.69138659.632722.212600800250.58138658.082722.24223600800250.58129547.552326.734600800250.58138658.08

57、2722.212600800200.47138656.512722.25023600800200.47129546.092326.734600800200.47138656.512722.212600800200.47138656.512722.25923600800200.47129546.092326.734600800200.47138656.512722.2说明：表中黄色底纹的为该构件的最大重量。外框水平箱形梁重量分布示意图2南侧（ A 轴）立面外框箱形斜撑分段表：楼层轴线截面规格 (mm)长度线密度重量分段后重吊装半起重能位置范围HBt（mm）（t/m）（ t）量（ t）径（ m）力

58、（ t）12600120070185892.0137.3018.652722.21823600120070173952.0134.9117.452326.734600120070185892.0137.3018.652722.212600120060185891.7432.3616.182722.281623600120060173951.7430.2815.142326.734600120060185891.7432.3616.182722.212600120060185891.7432.3616.182722.2162523600120060173951.7430.2815.142326.

59、734600120060185891.7432.3616.182722.212600100060185891.5328.5114.252722.2253323600100060173951.5326.6813.342326.734600100060185891.5328.5114.252722.212600100060185891.5328.5114.252722.2334223600100060173951.5326.6813.342326.734600100060185891.5328.5114.252722.21260080050185891.1220.8710.432722.24250

60、2360080050173951.1219.539.762326.73460080050185891.1220.8710.432722.21260080040185890.9116.958.482722.250592360080040173950.9115.867.932326.73460080040185890.9116.958.482722.21260080040186880.9117.048.522722.259顶2360080040174880.9115.957.972326.73460080040186880.9117.048.522722.2说明： 1表中黄色底纹的为该构件的最大重