建筑工程钢结构施工应用技术总结

钢结构施工应用技术一、工程概况XX交通枢纽新航站楼工程由前端主楼、中间连廊、后侧三个"半岛"式候机厅等部分组成，总建筑面积约为157700.0平方米，是XX省迄今为止最大的钢构桁架结构单体工程，钢结构用量约15000吨，建成后将通过连廊与老航站区同时使用。本工程地下二层（开敞式），地上二层（局部夹层），总建筑高度为39.9米，采用空间钢结构桁架组成受力体系，设计分为A、B、C、D、E五个区域。A、B区标高8m以上为大空间钢结构，柱为钢管混凝土柱，屋顶为钢管桁架结构，且A、B区屋盖、钢柱以1/29轴为中轴对称。C区标高8.0m以上、D区标高7.5m以上、E区7.0m以上均为钢管混凝土柱＋屋顶钢管桁架结构。E区标高7.0m以下，除底板为钢筋混凝土结构外，其他均为钢管混凝土柱＋组合楼板结构。各区房中房为全钢结构。本工程采用Q345B材质的钢管通过相贯线焊接，组成立体桁架，主桁架之间通过次结构连接，组成稳定的空间结构体系。在焊缝重叠较多、受力集中区域的节点采用钢铸件，确保受力合理、结构安全。本项目钢构件须抛丸除锈、涂防腐漆，受力构件须按照设计要求做防火处理，并且按照设计要求做防雷措施。二、工程重点难点分析及对策1工程重点难点分析本钢结构工程重点难点见表2.1-1。表2.1-1重点难点分析表编号内容分析1施工分区较多，钢钢结构安装区区域较大本工程共分为A、B、C、D、E五个分区，施施工长度较长长，施工区域域广，面积大大，如何合理理的组织钢结结构安装流水水施工，直接接关系到总包包方的工期计计划能否顺利利实现。2多管相贯节点杆下下料多管相贯的节点很很多且形式复复杂，有两管管、三管、四四管、五管……相贯；在这这些节点的制制作中，切割割相贯线管口口的相贯性、杆杆件的长度、焊焊接收缩等因因素直接影响响到工程的整整体质量。3铸钢件的焊接本工程在V形柱部部分采用了铸铸钢节点。因因此存在了Q345B与铸钢ZG3340-6440异种钢间间的焊接，如如何选择适当当的焊接工艺艺，保证焊接接质量，是本本工程的重点点。4钢桁架拼装及吊装装本工程钢结构主要要结构体系为为空间桁架结结构，主桁架架存在单榀重重量较重、桁桁架本身长度度过长等特点点，因此如何何避免在吊装装过程中桁架架产生永久变变形等不利因因素是本工程程的一大重点点；而且吊装装方法的选择择直接决定结结构的拼装精精度、拼装焊焊缝质量等，是是决定工程质质量的优劣关关键因素之一一。5支撑架卸载后钢结构位移控制本工程出发大厅主主桁架跨度60多米，安装装过程中需搭搭设支撑架，该该区域钢桁架架结构由施工工状态过渡到到设计状态时时，支撑架设设置位置在结结构卸载过程程中自然下挠挠，其余结构构也相应产生生变形，完工工后结构状态态与设计状态态是否相吻合合是衡量施工工质量优劣的的重要指标。6工期紧张，如何保保证拼装进度度满足吊装的的需要、施工工顺序的确定定本工程结构杆件数数量多，其中中出发层大厅厅有纵向桁架架4榀，次桁架32榀，以及若若干榀檐口桁桁架；指廊结结构共有34+2榀平面管桁桁架；C、E区指廊各有平面面管桁架12榀，三角管管桁架16榀；D区指廊有三角管管桁架16榀；除空间间桁架结构外外，另还有钢钢管混凝土柱柱、实腹柱、钢钢梁、钢檩条条、钢支撑、钢钢梯、钢栏杆杆等结构件约约5530t，钢结构现现场安装约8个月左右，现现场安装工期期紧张，如何何保证招标方方的工期要求求，是本工程程的重点之一一。7对已完工建筑物成成品的保护在钢结构施工时，屋屋面下方的混混凝土结构已已经成型，如如何对已完工工的建筑成品品进行保护和和防护，并在在钢结构施工工过程中如何何确保该部分分施工荷载不不会对混凝土土结构造成不不可逆转的破破坏，也是关关乎本工程最最终成败的一一个重要问题题。2重点难点解决对策针对本钢结构的重点难点，采取如下解决措施。见表2.2-2表2.2-2重点难点对策表编号内容解决对策1施工分区较多，钢钢结构安装区区域较大施工按A、B、CC、D、E五个分区组组织流水施工工，并为每个个区域配备相相应的施工机机械设备和独独立的施工班班组，采用合合理的施工方方案，细化各各个分区的施施工工期，并并明确各个分分区的控制节节点，确保总总工期控制达达到总包方或或业主要求。2多管相贯节点杆下下料用X-steel或或AUTOCCAD软件建立三三维线框模型型，将此模型型转换成DXF格式，将此此文件输入WIN3D设计软件对对相贯杆件进进行相贯线分分析。将分析析后的数据在在PIPE--COASTT软件中将各各种杆件事先先确定好的焊焊接收缩余量量及机械切割割余量输入；；再按照制作作要领书选择择正确的加工工设备，切割割速度、坡口口角度等工艺艺元素，生成成单根管件的的加工指令，后后再根据材料料规格进行合合理的套料，将将放样程序下下发车间，分分批切割下料料。3铸钢件的焊接通过对铸钢ZG3340-6440及Q345B进行碳当量量分析，选择择适当预热温温度、焊接材材料、焊接电电流、焊接电电压的焊接工工艺参数，并并根据以上参参数，进行工工艺评定，如如果不能满足足设计要求，将将继续选择焊焊接工艺参数数，直至满足足需要，在施施焊过程中严严格按照焊接接工艺卡（根根据焊接工艺艺评定报告制制定）进行施施工，以此来来保证焊接质质量。4钢桁架拼装及吊装装在本工程中，由于于钢桁架构件件存在长度过过长，截面高高度较高等特特点，构件出出厂前必须在在车间内预拼拼装检验合格格，部分桁架架为散件运往往现场，部分分桁架采取分分段运往现场场的方案；为为确保桁架的的拼装精度和和质量，我司司针对本工程程桁架特点专专门设计了拼拼装胎架，并并且在其上设设置微调装置置。在现场拼装并对接接完成后，桁桁架吊装主要要采用现有7台塔吊和1台150t履带吊3台50t汽车吊配台台安装。桁架架吊装过程中中采取现场高高空散件拼装装和搭设支撑撑架分段安装装相结合的方方案。5支撑架卸载后钢结构位移控制在卸载前对支撑架架卸载过程进进行计算机模模拟计算，对对结构各部位位位移值进行行整理分析。在安装前支撑架搭搭设时，对搭搭设高度进行行预加高，调调整值根据计计算结果确定定。在卸载过程中，必必须严格控制制循环卸载时时的每一级高高程控制精度度，设置测量量控制点，在在卸载全过程程进行监测，并并与计算结果果对照，实行行信息化施工工管理。以保保证最终完工工时结构状态态与设计状态态相符。6工期紧张，如何保保证拼装进度度满足吊装的的需要、施工工顺序的确定定结合我司在类似工工程中的施工工经验，根据据本工程实际际情况我们采采用以下几点点以确保工程程的顺利完成成：1、选择合理的施工方方案，增加施施工作业面和和机械设备数数量，加快施施工速度。钢框架结构施工过过程中按照A、B、C、D、E五个分区，每每个施工分区区配备独立的的施工班组，主主要采用土建建总承包方现现场提供的7台塔吊进行行安装施工。屋屋顶钢结构施施工时主要采采用采用现有7台塔吊和1台150t履带吊3台50t汽车吊配台台安装进行拼拼装及安装。2、加强管理，做好深深化、杆件制制作、现场拼拼装和安装的的协调工作，制制定预警方案案，对会造成成整个流程脱脱节，延误工工期的环节提提前预警，保保证工程按期期完工。3、我们遵循左右对对称的施工原原则，并对全全过程用大型型有限元程序序进行施工模模拟，监测其其施工阶段的的内力变化。在在现场施工时时，做好及时时地检测，并并于计算结果果进行比较，确确保施工的安安全，保证最最终成形的结结构受力符合合设计的要求求。7对已完工建筑物成成品的保护人员教育：在钢结结构安装人员员进场后，全全员进行保护护已有结构物物保护专题教教育，强化人人员对已有结结构物的保护护意识；尤其其加强一线施施工安全员和和施工调度、机机械操作指挥挥人员在该方方面的意识；；通过奖惩手手段激励员工工对施工成品品和半成品的的保护积极性性。加强物、料、机管管理：在钢结结构构件运输输、拼装以及及安装过程中中，通过建立立完善的针对对已完工建筑筑物的管理制制度以及建立立责任人制度度加强物、料料、机管理，以以尽可能减少少可能对结构构物造成破坏坏的主动因素素。三、钢结构现场安装分段1V形柱按柱子实际长度单根制作运输，单根整段安装。主体框架结构钢柱每层分为一段进行吊装，一共分为四段。为了便于现场安装，钢柱分段位置在超过结构层梁顶面2米的高度。每安装一根钢管柱接着安装其它柱与该柱相连的钢梁，或者施工其附近的楼层梁板结构，以固定钢管柱。2A、B区屋顶钢桁架结构分段在工厂加工制作完成预拼装合格后，纵向桁架散件运往现场，其中26~33轴纵向桁架主要采用搭设满堂脚手架，高空胎架上散件拼装安装的施工方案；其它桁架均搭设支撑架按12m左右一段分段吊装安装。次桁架分段运往现场，拼装成24m左右每段分段吊装安装。3C区、E区屋盖桁架分三角桁架和平面桁架，主桁架均按24m跨分段进行安装次桁架按主桁架跨间逐段安装。4D区屋盖桁架形式均为三角桁架，主桁架均按24m跨分段进行安装，次桁架按主桁架跨间逐段安装。5桁架分段时杆件对接位置不宜在同一平面上，而宜错开≥500mm。加工时杆件的分界面在两相邻节点的1/3处附近，分段处的腹杆采用现场后装，在现场高空焊接。序号内容1平面桁架构件分段段均在工厂完完成分段，分分段按工厂加加工及运输能能力及结构受受力特点进行行分段，对部部分桁架按现现场吊装要求求进行分段。2对接位置杆件不应应在同一平面面上，而应错错开600mmm。加工时时管件的分界界面在两相邻邻节点的1/3处附近，且且各弦杆应错错位，安装时时对接的间隙隙是两侧各占占一半。腹杆嵌补腹杆嵌补桁架分段界面标准准示意图3平面钢桁架，根据据材料的长度度，某一弦杆杆节点间最多多设一个接头头，桁架腹杆杆一般不得拼拼接，当壁厚厚相等和不等等时分别按下下图进行分段段连接。四、钢结构现场焊接1钢管相贯线节点焊缝分区表4.1-1钢管相贯线节点焊缝分区图序号内容1Y型节点焊缝位置分分区2Y型节点各区焊缝形形式3T型节点焊缝位置分分区4T型节点各区焊缝形形式2焊缝的检验措施焊接完成后，清理表面的溶渣及两侧飞溅物，进行焊缝检验，检验方法按照DBJ08-216-95及JGJ81-2002进行。1）外观检查表-2外观检查表序号内容1所有焊缝需由焊接接工长100％进行目视视外观检查，并并记录成表。2焊缝表面严禁有裂裂纹、夹渣、焊焊瘤、焊穿、弧弧坑、气孔等等缺陷。3对焊道尺寸，焊脚脚尺寸，焊喉喉进行检查。4焊缝外形尺寸符合合现行国家标标准《钢结构构焊缝外形尺尺寸》的规定定，焊接接头头外形缺陷分分级符合现行行国家标准《焊焊接质量保证证，钢熔化焊焊接头的要求求和缺陷分级级》的规定。2）无损检测在完成焊接24小时之后，对焊缝进行探伤检验（如表6.8-6），其检验方法需按照JGJ81-2002《建筑钢结构焊接规程》和GB11345《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》规定进行。表-3无损检测序号内容1探伤人员必须具有有二级探伤合合格证；2所有测试项目在经经国家认可的的独立的测试试员监督下进进行；3局部探伤的焊缝，有有不允许的缺缺陷时，在该该缺陷的延伸伸部位增加探探伤长度，增增加的长度不不小于该焊缝缝的长度的10％，且不小小于200mmm，当仍有有不允许的缺缺陷时，对该该焊缝100％探伤检查查；4检验报告在一批钢钢构验收前一一个星期提交交；5根据现行的相关法法规和规范规规定，焊缝进进行外观检查查，并可以按按照规定采用用渗油试验对对焊缝表面进进行检查；6当工程师提出要求求时，还进行行贴角焊缝检检测试验和抗抗拉试验。3焊接工艺1）焊接顺序(1)以控制应力、应变为准则，详细制定焊接顺序，严禁将合拢焊口布置在杆件应力集中的地方。(2)焊接时根据杆件的对称布置的特点，选好自由端，避免焊接误差的积累。(3)焊接顺序一旦确定，一定要严格遵守，否则将造成返工和隐患。2）减少收缩量(1)在保证焊透的前提下采用小角度，窄间隙焊接坡口，以减少收缩量；(2)提高构件制作精度，构件长度按正偏差验收；(3)尽量扩大拼装块，减少桁架高空拼装接口的数量；(4)采用小热输入量，小焊道，多道多层焊接方法以减少收缩量。3）适当采取局部校正及补偿措施(1)地面组装时构件预留收缩余量，分段（块）矫正桁架，控制好拼装块的焊接变形。(2)设置部分后装段（块），在地面组装时留余量，待实测拼装接口坐标值后切除修正。五、钢结构防火施工1防火喷涂施工工艺流程钢结构防火涂料的施工必须有国家认可的具有专业施工资质的施工单位进行施工，防火涂料的施工前提条件是钢结构安装就位，并校正完毕,同时楼层面混凝土施工完成后再进行。1）施工前的准备本工程建筑的防火等级：标高0.000一下为一级，其它为二级。标高16.0m以下的钢结构涂防火涂料，其它钢结构不涂防火涂料，建筑物各承重构件的耐火极限及防火涂料要求见下表表-1各承重构件的耐火极限及防火涂料要求构件类型最低耐火极限（小小时）防火涂料类别涂料最小厚度（mmm）柱、柱间支撑±0.000以下下3.0厚型18.0±0.000以上上2.5超薄型3.0梁、桁架±0.000以下下2.0超薄型3.0±0.000以上上1.5薄型4.0压型楼板(楼层))1.0薄型4.0屋面支撑、系杆、檩檩条0.5薄型4.0疏散楼梯1.0薄型4.0注：防火范围及涂料经当地消防部门认可后方可实施。防火涂料的检查：防火涂料进场前对防火涂料送专业的检测机构进行检测。每使用100t薄涂型钢结构防火涂料抽样检测一次粘结强度，每使用500t厚涂型钢结构防火涂料抽样检测一次粘结强