某国际展览馆钢网架结构工程施工管理

某国际展览馆钢网架结构工程施工管理由箱形和H形钢组成的钢柱支承正交正放与正放四角锥网架结构体系，构成长161m、跨度68m，顶标高为23.157m、底标高为13.550m的波浪形网架结构。针对钢网架在混凝土二层平台上施工，计算确定吊车在楼面上行走路线、吊装的荷载要求。介绍了在事前规划、专项技术方案的编制和审查、轴线放样控制、钢网架构件制作与检查方面的管理措施。对用滑动脚手架进行网架施工方法、控制要点等施工难点进行分析，保证了工程质量。1工程概况某国际展览馆地面以上建筑面积161500㎡，一层为一座钢筋混凝土框架结构平台，作为地面室内停车场，二层平台上为四个钢网架结构的国际会展展馆（及钢结构风雨棚），南侧二层钢筋混凝土框架结构管理中心及管理中心塔楼、管理中心入口走廊、管理中心接待大厅、南区雨棚、中心会议室、中心雨棚、人行通道等附属钢结构建筑。每个展馆为波浪型网架结构，长161m，跨度为68m，顶标高为23.157m，底标高为13.550m，由96根钢柱组成，其中箱形柱42根，H形抗风柱54根，最高柱为14.5m，最低为8m，最重的箱形柱为8T。整个展馆室内无柱，适应了各种可能的展览要求，同时可以适应多种经营的宴会、典礼，体育室内比赛等需要。展馆车库容纳2600个车位，拥有展位最小单元共计2376个（每个场馆594个展位）。设计定位具有高度都市化的建筑和规划形态，建成后将成为该市的新地标。展览馆屋面网架结构采用正交正放与正放四角锥组合形式，下弦柱点支承，为曲面网架，跨度较大，下弦支撑点少，网架层高最高为4m，最低2.2m，呈波浪形，结构形式复杂，施工难度大。图1某国际展览馆鸟瞰图2工程特点2.1作业条件复杂由于本工程占地面积大，钢结构地脚螺栓预埋与土建一层混凝土平台施工穿插进行，既要考虑钢结构施工，又要考虑土建混凝土结构的搭接施工，确保关键节点的完成。2.2吊装难度大由于本工程跨度大，跨度为68m，钢结构吊装在二层混凝土平台上进行，吊装时吊车和钢柱的总重量必须保证在混凝土楼面设计荷载的允许范围内。由于每个展馆的部分柱间距较大，混凝土平台上有许多设备洞口、两侧三层钢结构夹层处还设有楼梯和电梯井洞口。因此，吊车在二层混凝土楼面上行走前，必须计算吊车的行走荷载、起重荷载、吊车支腿的位置，吊车行走时必须绕开部分禁行区域的楼面，沿着设计允许的行走路线行走以及标示好的吊车支腿位置支腿。2.3测量精度要求高由于本工程面积大，施工区块划分多，上部结构为钢网架结构，因此必须保证控制网的精确、统一，确保网架杆件能准确安装就位。焊接质量及工艺要求高本工程中所有钢柱、钢梁工厂制作和现场安装的坡口全焊透焊缝以及网架杆件制作焊缝均为二级焊缝，贴角焊缝为三级焊缝，外观质量需符合GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》中二级焊缝的要求。3施工管理措施3.1事前规划本工程在开工前，由业主牵头召集各单位管理人员进行部署，由于此工程面积大，考虑施工过程的分段流水组织，而将工程分成A、B、C三个大区，每个区又分成若干个小区，进行分头并进。根据土建的总体进度要求，要求钢结构施工单位编制钢网架的总进度工期表，依次进行各个场馆的施工。事前的合理规划一方面保证了钢结构和土建施工单位的良好配合，使得工作安排能够井然有序，同时也满足了工程的进度要求以及对质量的控制目标。3.2各施工专项技术方案的编制和审查为了保证工程的质量，建立严格的质量管理控制程序非常重要。工程施工前，要求钢结构施工单位根据工程实际情况编制切实可行的施工组织设计方案，并由其技术负责人审批后报送给业主和监理单位进行审查，业主和监理审核后提出书面的修改意见，在方案确实可行后，才能批准指导施工。在钢结构和网架施工过程中，针对各项不同的施工环节，以及工程部位的技术难点，同样要求施工单位编制相应的、具有针对性的施工方案，如施工测量方案、地脚螺栓预埋方案、钢结构吊装专项方案、网架安装专项方案、网架脚手架搭设施工专项方案、檩条安装方案、屋面板安装方案等。同时，根据建筑法规对于安全及功能的要求，相应的技术方案还需要请专家进行评审，如本工程的网架脚手架平台搭设方案。3.3轴线放样控制由于本工程面积大，必须保证整个柱网尺寸、标高的准确和统一。因此，本工程在业主、监理、土建、钢结构技术负责人共同参与下，根据某市测绘中心在同丰路引测的控制点，用全站仪将轴线和标高引测到场地内，做好展馆主轴线点的桩位控制网，同时对桩位做好固定和保护，做好书面测量记录，进行定期的检查。在施工过程中，要求钢结构施工单位对每个施工测量环节做好书面测量及验收记录。预埋螺栓时，要求施工单位对每个柱位的地脚螺栓位置、轴线、标高进行测量、记录和报验，经业主、监理共同验收合格后方可浇筑砼。砼浇筑过程中，要求钢结构施工单位派专人旁站，防止地脚螺栓受振动泵的影响出现跑位。吊装钢柱前，要求施工单位对地脚螺栓逐个进行复测，作好复测记录，对出现和设计图纸位置有偏差的地脚螺栓，要求设计出书面处理方案，即：对偏差值不大的地脚螺栓，采取对钢柱底板进行扩孔，并将柱底板上的垫板围焊补强；对于偏差值较大的地脚螺栓，将实际偏差值记录下来提供给钢构件加工厂，根据实际偏差位置，在工厂内进行柱底板钻孔，将孔位调整过来。3.4钢网架构件制作与检查本工程的钢结构和网架材料全部为施工单位提供，为了保证工程的质量，对于进场材料，业主、监理制定了严格的材料把关措施。钢结构和网架构件加工前，要求构件制作单位提供详细的材料加工计划。构件加工过程中，业主、监理组织专人去钢结构和网架加工厂进行构件质量检查，中间还不定期的到工厂进行抽查，及时发现问题并提出检查意见，要求制作单位整改处理，确保构件按设计图纸和规范要求制作加工，保证构件制作质量。构件进场时，严格审批施工单位的进场材料报验单，各种规格的钢板、钢管、高强螺栓、螺栓球、封板、锥头、套筒、焊材、油漆等材料均要求提供原材料质保书、出厂合格证，所有钢板、焊接材料抽样复验、高强螺栓预拉力、扭矩系数复验、摩擦面抗滑移系数试验、焊缝探伤试验、网架节点承载力试验。业主、监理、施工单位共同对进场构件进行检查测量，待所有构件验收通过以及质保资料全部齐全后方可签批进场报验单，允许其施工。主要检查内容如下：3.4.1螺栓球（1）螺栓球选用《优质碳素结构钢》GB699-1999规定的45号钢。要求施工方提交制造螺栓球节点的钢材出厂合格证、试验报告。（2）检查螺栓球观感质量，不得有过烧、裂缝及隐患。一旦发现裂纹，要求施工方立即更换，并逐个进行检查。（3）检查螺栓球的螺纹尺寸。（4）根据规范要求，要求施工方送成品球至检测中心对螺栓球的最大的螺孔进行抗拉强度检验，检查检验报告。3.4.2高强度螺栓（1）高强度螺栓根据设计要求选用：《合金结构钢技术条件》（GB3077-1999）中的40Gr或20MnTiB钢。检查高强度螺栓出厂质量合格证和试验报告。（2）高强度螺栓应采用国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》规定的性能等级10.9s，并符合国家标准《普通螺栓基本尺寸》粗牙普通螺纹的规定。其硬度值要求必须达到HRC32-36的标准。3.4.3封板、锥头、套筒（1）封板、锥头选用Q235B钢。套筒选用Q235B（少于M36）或45号钢（大于M33）钢锻件。（2）封板、锥头、套筒外观不得有裂纹、过烧及氧化皮。3.4.4杆件（1）网架用钢管选用高频焊管，选用国家标准《碳素结构钢》（GB700-88）中的Q235B钢。焊接用的焊条、焊剂、焊丝和施工用的保护气体，必须符合设计要求和钢结构焊接的专门规定。观察检查和检查出厂合格证、试验报告。（2）根据网架翻样图编号抽查各种杆件的下料尺寸，要求下料长度必须准确，其长度允许偏差±1mm，用钢尺检查。（3）钢管杆件与封板或锥头连接，其连接焊缝应与连接的钢管等强度。根据规范要求施工方委托检测中心进行现场二级焊缝超声波无损探伤。3.4.5除锈、涂漆油漆、稀释剂、固化剂及防腐、防火涂料的品种、规格、质量、涂层厚度必须符合设计要求和相应技术标准。检查出厂合格证或复验报告。螺栓球节点网架安装后，要求施工方必须将所有接缝用油腻子填嵌严密，并将多余螺孔封口。严禁漏涂。4施工难点分析4.1吊车行走路线及支腿位置由于本工程钢结构安装是在二层砼楼面上，且最重的箱形柱为8T，因此砼楼面的保护、吊装的安全尤为重要。现场采取措施如下：根据砼楼面的设计允许荷载以及箱形柱的最大重量计算，采用25T的吊车进行吊装，吊车的每个支腿立在长*宽*高=80㎝*80㎝*20㎝的钢板垫块上，且钢板垫块必须放在楼面下砼柱上，施工单位在楼面上用红漆标注出放钢板垫块的位置，吊车必须按规定的吊装路线行走。楼面通道上只允许不超过30T的货车上楼面卸货，超过30T，必须在地面上卸载构件，用吊车或叉车运至楼面。4.2箱形柱安装精度控制由于箱形柱上为网架结构，箱形柱位置是否准确直接影响到网架安装的精度。另外，最重的箱形柱为8T，高有14.5m，保证钢柱吊好后的安全也是本工程控制的重点。吊装过程中，要求施工单位用经纬仪和水准仪对轴线和标高随时做好测量，发现偏差及时校正。每个钢柱立好后，及时在钢柱底板四角用垫铁垫实并用缆风绳拉好，以保证安全。业主、监理在吊装过程中跟踪旁站，要求施工单位对每个钢柱都要作好校正记录，偏差必须控制在规范允许的范围内，且所有工序报验资料必须齐全，否则不予验收。4.3网架施工及滑移脚手架本工程网架呈波浪形，上弦最高点离地面18.6m，根据网架整体的跨度及高度，采用在二层楼面上搭设四块滑移脚手架作为作业平台进行网架施工，从一侧往另一侧滑移，高度从7.3m-12.9m，进行升架和降架。网架下方钢平台处采取搭设固定脚手架进行施工。由于网架下弦支撑点位较少，因此，保证安装过程中不发生大的偏移，即网架支座定位放线是控制的重点。另外，由于网架的跨度及外悬挑长度较大，安装时对架体的临时支撑非常重要，它是网架挠度控制的基础，网架安装到位的保证。同时，由于网架的高度较高，而且中间有4.0m高的夹层，网架分层部位接口处处理得好坏，也将直接影响网架安装的进度和整体尺寸。对于以上控制的要点，要求施工单位在网架施工前申报《网架施工专项方案》及《脚手架搭设施工专项方案》，并请专家进行论证，提出专家评审报告，并按方案要求进行落实。在网架施工前，要求网架施工方与钢结构施工方对所有柱位的垂直度和轴线进行测量、复核、移交。同时，要求网架施工方提出《网架施工的质量控制和施工工艺》。在施工网架起步架时，要求施工方严格按照规范要求定位，保证轴线和标高准确性。在滑移脚手架进行施工过程中，对落在每个箱形柱顶的网架支座定位的情况进行跟踪检查验收，一旦发现偏差，及时找出原因并落实整改，避免累积误差。施工过程中，及时检查网架架体是否垫木方或加短钢管支撑到脚手架基层上进行临时支撑固定。每一步升高和降低网架脚手架，必须验收合格后方可使用，确保脚手架的整体安全稳定。同时，对网架的挠度进行跟踪检查，做好验收记录，挠度值必须控制在设计允许的范围内（本工程网架设计挠度值最大允许值为27.2㎝）。在网架安装过程中，经常检查网格的尺寸、螺栓的紧固程度、螺栓球、杆件的标号，严禁螺栓球和杆件的代用、套筒松动、螺栓闪缝等情况。高强螺栓的拧入螺栓球内的螺栓长度不得小于1.0d（d为螺栓直径）。每次移架前，及时与施工方进行现场验收，确保网架质量。在网架脚手架移动施工过程中，对网架安装进度、安装方法的总结分析，作了一定的改进。原来安装方法是一跨安装完成后，下面的四个脚手架再同时移架、升架、验收、施工。使得网架安装人员在移架、升架过程中窝工。后考虑两边的夹层网架是落在箱形柱上的，可以先行施工，再向中间进行网架拚装施工。这样可以先移动两边的脚手架，再移动中间的脚手架进行施工，节约了时间