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文档简介
PAGEPAGE1圆厅钢结构施工方案目录TOC\o"1-3"第一章编制说明 2第二章工程概况及特点 2第三章吊装方案的选择和施工部署 3第四章钢结构制作 9第五章钢结构吊装 20第六章高强螺栓安装 28第七章钢结构现场焊接 29第八章工程质量管理 33第九章安全生产、文明施工与环境保护 37
编制说明1.1编制依据1.1.1根据总包提供的施工图纸(结施157~163)。1.1.2现场实际情况。1.1.3相关的施工规范、标准、规程。1.2本工程施工采用的主要标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001《建筑钢结构焊接规程》JGJ81—2002《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》GB11345《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82—91《工程测量规范》GB50026—93《建筑施工安全检查标准》JGJ59—99其他现行标准、规范、规程、规定。工程概况及特点2.1工程概况UT斯达康研发项目是一座建筑面积250000m2,集科研、生产为一体的现代化厂房。我公司主要施工其Ⅱ段圆厅的劲性墙中连梁、二层和三层的钢梁制作与吊装。钢梁的最大跨度为34.1m,截面为3250mm×600mm×40mm×60mm,最重为57.3t。2.2工程特点2.2.1大梁跨度大,为34.1m,单根重达57.3t。安装高度高,精度控制严,且跨河安装,增加了难度。,截面大(3250mm×600mm×40mm×60mm)2.2.2焊件钢板厚(30~60mm),焊缝多,焊接标准要求高(全熔透),现场条件差,增加了确保质量的难度。2.2.3工期紧,吊装不能连续进行,并与土建交叉作业,现场吊装条件差,增加了施工组织和安全生产的难度,必须采取特殊的安全技术措施,确保安全生产万无一失。吊装方案的选择和施工部署3.1吊装方案的选择选择一台150t履带吊作为主吊设备,一台50t汽车吊作为辅吊设备,采用自下而上,从中间向两侧分层分段吊装的方法。其中大型钢梁采用地面整体预拼装,再分段吊升到高空支承架上就位组装的方法进行。3.2施工部署3.2.1施工顺序Ⅱ段圆厅的施工主要集中在四个劲性混凝土墙中的钢梁和二、三层钢梁的施工,四个劲性混凝土墙部分按顺时针方向将其分为A、B、C、D四个小区域进行施工。垂直方向上按常规吊装方法进行,即第一层梁吊装完成后进行校正、高强螺栓连接和焊接作业,经检查(含探伤)合格认可后向土建移交工作面,同时进行第二层梁吊装,第二层梁吊装完成,经校正认可后进行高强螺栓连接和焊接作业,经验收(含探伤)合格认可后向土建移交工作面进行混凝土作业。作业顺序如下:5.4m处劲性混凝土墙中柱间连梁吊装→校正、焊接→+9.85m处劲性混凝土墙中柱间连梁吊装→+9.85m标高处钢梁吊装→校正、高强螺栓连接、焊接→+16.550m劲性混凝土墙中柱间连梁吊装→+16.550m标高处钢梁吊装→校正、高强螺栓连接、焊接。3.2.2施工准备(1)技术准备施工前组织有关工程技术人员认真学习施工图纸,了解设计意图,并组织图纸会审,及时解决图纸中的有关问题。积极组织图纸深化工作,与设计单位进行沟通,确保深化图纸在满足设计规范要求的前提下便于构件加工制作和现场安装。拟定焊接等有关工艺评定试验计划,报总包、监理认可后组织实施。(2)物资准备
编制材料、施工设备、工索具计划;签订物资供货合同,组织施工设备、工索具进场。(3)现场准备认真勘察现场,与总包协商,保证现场道路满足大型起重机进场及吊装作业的要求。与总包等有关单位联系,进行测量控制网的交接并办理交接手续。根据总包移交的测量控制网,复测钢柱的轴线、标高及垂直度,若偏差过大,要及时提交有关单位处理。3.2.3吊装设备、机具计划本工程中主要施工机具计划如表3-1。施工机具计划表3-1序号名称规格数量备注1150t履带吊SC15001台250t汽车吊TG-500E1台325t汽车吊TR-250M1台4钢丝绳φ28/φ34.55CO2电焊机YD-600KH14台6直流电焊机AX-5002台7空气压缩机0.62台8碳弧气刨机2台9高强螺栓枪扭剪型2把10高温烘箱0~500℃1台11保温筒150℃4个12钢爬梯15个自制13枕木20根14气割设备3套15角磨机8把16导链2T/3T/5T12个17千斤顶16T/25T/32T6个18经纬仪J21台19水准仪DS31台20塔尺5m1把21钢卷尺50m1把3.2.4劳动力计划(表3-2)劳动力计划表3-2类别数量类别数量管理人员3人测量工2人起重工12人电焊工10人架子工4人电工1人铆工4人3.2.5施工进度计划和工期控制措施(1)施工进度计划(略)。(2)工期控制措施,主要做好以下几大方面的措施:1)组建一个优秀的项目班子,协调统一,对工程进度、质量、安全等进行全面控制。与业主、监理、总包进行协调,密切配合,在组织上确保进度的实现。2)严格实行例会制度,每周开一次生产例会,主要为工程进度、质量、安全等内容,检查上一次例会以来的实际施工效果,纠正不足。管理员每日碰头,及时协调生产中存在的问题。3)抓好施工配合,各班组之间相互为对方提供工作面,杜绝推诿扯皮。4)主要的工序,组织多个班组不间断连续作业。3.2.6组织机构图(图3-1)项目经理项目副经理项目技术负责施工计划项目经理项目副经理项目技术负责施工计划资料统计质量安全构件验收测量安全组机操与维修高强螺栓焊接工段吊装工段钢结构制作4.1图纸深化设计深化图纸在满足设计要求及国家现行规范的前提下,同时满足加工及现场安装的工艺要求。为满足本工程工期要求,我们将在收到设计图纸后10d内完成深化设计工作,并及时报设计师审批。4.2钢构件制作4.2.1材料本工程结构均采用Q345-B钢材。焊条的型号、规格必须与焊接母材相匹配。所有材料必须满足相应规范的规定,而且相关资料必须齐全。钢板下料前应进行平整度检查,对超标的钢板进行校平处理。专材专用,施工人员严禁随意代用,确需要进行材料代用时,必须要得到监理和设计的书面认可。4.2.2放样与下料按照细部设计图纸和施工工艺的要求,对梁进行1﹕1的放样,以确定各个构件的精确尺寸,同时做有关样板,供施工和检验时使用,放出的样板应保留到整个工程结束。在排板时应满足以下几点要求:(1)板应尽量纵向排列,以减少横向对接焊缝(二级焊缝);(2)两条平行焊缝之间的间距应大于10倍的板厚;(3)与一条横向焊缝相交的两条纵向焊缝的间距应大于10倍的板厚;(4)角焊缝与对接焊缝之间的间距不小于100mm,图上注明除外;(5)H型钢构件的上、下面板及腹板的对接接头应相互错开250mm,成阶梯形。放样和下料时,应根据结构的特点以及焊接的顺序等因素,适当加放焊接收缩余量。(6)板件下料应尽量采用数控切割或半自动切割,所有零件校平直后才可以进行组装。对于H型钢梁上、下面板应压适量的反变形,反变形的数值应通过实验确定。1)对于个别零件确实无法采用自动切割而采用手工切割时,切割自由边须磨平、磨光、边角倒圆。2)高强度螺栓孔应采用数控钻孔或钻模钻孔,以保证孔的尺寸精度及位置精度。4.2.3厂内制造板的拼接应采用自动焊,拼接并校平后再进行组装。H形梁组装前,板件坡口应根据设计院施工图预先开好。架设船型胎架,将翼板、腹板、横隔板吊上胎架精确定位,可采用靠模、夹具等辅助设施对焊缝进行定位焊并装焊横隔板,外型尺寸检验合格后进行T型焊缝打底焊,最后采用埋弧焊自动焊进行盖面,层层敷焊到设计要求的焊缝尺寸。在组装过程中,应不断进行自检、互检,以便根据所测数据对焊接位置、顺序、方法及时进行调整,保证制造精度满足设计要求。组装结束后,对长度、宽度、高度、拱度等项目进行验收,合格后吊离台架。4.2.4焊接H型钢的两条主焊缝采用埋弧自动焊焊接,在正式焊接前,进行焊接工艺评定,确定最佳电压、电流和焊接速度,以保证焊接质量。栓钉焊接采用栓钉熔焊机进行焊接,并按规范进行弯曲实验。(1)施焊前检查以下部位
检查焊机设备是否有异常情况;检查焊机升降、送丝轮转动、旋钮位置等是否正常;检查管焊条孔是否堵塞、药皮是否完好、送丝盘是否绞丝;焊剂是否按规定烘干;结晶器水冷管是否畅通(通水实验)调节水源;检查电渣焊孔位与盖板孔(φ28mm)中心是否一致。(2)焊前准备
在引弧结晶器内倒入15mm厚的铁粒(引弧剂);点动“向下”按钮,使焊丝端抵触引弧结晶器底部;将焊剂从上孔倒入,并由上至下轻轻敲打,使焊剂均布;预调好引弧电流。(3)施焊按启动钮起弧,同时调节送丝速度,使其由慢渐快进入造渣过程;当表针趋于小范围摆动时,搬到快丝挡送丝,调整电流。当电流电压值达到规定值且稳定时,并没有电弧爆裂声,此时已进入电渣过程。焊接过程中,出现弧异常崩渣时,要正确判断钩动管焊条或下降管焊条,适当加少量的焊剂,适当调节电流电压。注意观察电流表和电压表,当听到电渣焊声音突然异常,若非管焊条打火,应按漏渣处理;不得任意停焊,确保每条焊缝一次成功。(4)施焊结束当渣池面接近引出结晶器的上口面时,按“停止”按钮,切断电源,焊接停止。按(向上)钮,并向上抽丝,同时迅速提升管焊条脱离渣池。卸下管焊条,引弧及引出结晶器,焊接全过程完成。焊接结束首先关闭控制箱开关,而后将电源闸刀拉下。(5)焊条的保护焊材置于干燥的储存库内,施焊前必须对焊条、焊丝、焊剂进行烘烤,烘烤温度为:焊条:烘烤温度350~400℃烘烤时间1h焊剂:烘烤温度250℃烘烤保温时间2h焊条焊剂烘烤后置于二级箱内100℃恒温,随用随取。现场用的焊条必须在保温筒内储存,当天未用完的焊条允许退库,进行一次重新烘烤。(6)坡口焊接Q345B钢板厚度δ<30mm,接料采用单面坡口形式,焊接反面清根后施焊,δ>30mm钢板,接料采用X型坡口,焊接反面清根后施焊,清根采用碳弧气刨工艺。凡大于30mm厚的钢板焊接前对工件进行预热,预热温度70~120℃,在焊缝中心两旁各100mm范围内用氧—乙炔焰进行预热,点温计测温,焊后进行后热,后热温度200~300℃,保证良好的焊缝金属组织。多层焊时,每焊完一道焊应进行检查,发现有质量问题缺陷必须清除,经处理检查合格后,再施焊下一道焊缝。焊道层间应平缓过渡或错开。焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,经技术部门研究定出修补措施方可处理。对同一部位的焊缝返修次数不超过两次。定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。对接焊缝必须加弧板和引出板。(7)焊接其他要求人员要求:所有焊工必须持有效证件上岗,且从事与证件中内容相符的焊接工作。现场焊接检验人员由专职焊接质检员担任,且有有效的岗位合格证书。施焊前,技术人员对焊工作好技术交底,组织焊工学习焊接作业指导书及操作规程。焊接工艺评定,按《建筑钢结构焊接规程》的规定进行,若不合格,应重新评定至合格,包括手工电弧焊、半自动焊、埋弧自动焊等焊接方法。无损检测人员由持有有效无损检测证书者担任。4.2.5端头处理(1)构件端头处理必须在半成品焊接、校正完成后进行。(2)构件第一端端头处理以构件长度方向的轴线为基准线进行。在经过处理的第一端端头符合要求后,才可以进行另一端的端头处理。(3)如果需要,构件的第一端的端头处理采用铣削的方法进行,另一端端头采用型钢切割机进行加工。4.2.6编号涂装完毕后,在构件上用不同的油漆(如白漆)标注构件的编号、轴线标记及长度、重心位置。4.2.7焊接H型钢制作(1)焊接H型钢的组装
焊接H型钢的组装胎具如图4-1示。固定钢架平台钢板图4-1组装胎具(2)焊接H型钢的施焊顺序如图4-2所示。图4-2施焊顺序1)焊完2/3;2)焊完2/3;3)气刨清根后焊完;4)气刨清根完后焊完;5)焊完(盖面);6)焊完(盖面)。(3)校正焊接H型钢塌肩采用翼缘校平机进行校正,其旁弯、歪脖、扭曲采用火焰加热校正。(4)工艺流程图
焊接H型钢制作工艺流程见图4-3。图4-3焊接H型钢制作工艺流程图4.2.8钢结构制作质量控制计划表钢结构制作质量控制计划表表4-1序号作业程序名称质量控制内容1原材料检验材料品种、规格、型号及质量符合设计及规范要求2放样、号料各部尺寸核对3切割、下料直角度、各部尺寸检查、切割面粗糙度、坡口角度4钻孔孔径、孔距、孔边距、光洁度、毛边、垂直度5成型组装钢材表面熔渣、锈、油污等清理,间隙、点焊长度、间距、焊脚、直角度、各部位尺寸检查6焊接预热温度、区域、焊渣清除、焊材准备工作、焊道尺寸、焊接缺陷、无损检测7端面加工修整长度、端口平直度、端面角度8包装编号必要的标识、包装实物核对9装运装车名细表、外观检查4.2.9出厂验收(1)构件进场前应进行预拼装并满足设计要求。(2)对于所有的一级焊缝按要求进行100%的超声波探伤和所有的二级焊缝按要求进行20%的超声波探伤,具体应符合GB50205—2001的要求。(3)对于所有焊缝均应按GB50205—2001的相关要求进行外观检查,测量焊缝焊接尺寸,并做好记录,并交监理部门复检。4.2.10运输构件装车起吊时应用钢瓦片对构件锐边进行衬垫,保护钢丝绳,确保安全。构件装、运过程中应采取措施,防止构件变形。钢结构吊装5.1.钢构件进场、验收与堆放根据现场吊装进度需要,构件进场计划提前一周通知制作厂,使制作厂随时掌握现场安装进度及所需构件的进场时间。制作厂应严格按计划将构件运送至安装现场指定地点,避免二次搬运。构件到场后,按装箱单或运货清单检查所到构件的数量及编号是否相符,发现问题及时在回单上注明,反馈到制作厂,以便更换或补齐构件。按图纸和规范及制作厂质检报告单对构件质量进行检查验收,做好检查记录,为使不合格构件能在厂内及时修改,确保施工进度,也可直接进厂检查。制作超过规范误差和运输中变形的构件必须在安装前,在地面修复完毕,减少高空作业。钢构件在堆放时,要用枕木垫平,防止构件变形。5.2.钢梁吊装5.2.1大型钢梁的吊装大型钢梁的吊装是本次施工的重点,也是难点,要求所有分段(分段及分段处节点的处理需经设计认可)的大型钢梁都要在工厂进行预拼装。现场吊装前都要进行试吊。吊装就位后,要拉缆风绳临时固定。本工程中跨度大、重量重的钢梁统计如表5-1、表5-2。二层(9.750m标高)表5-1钢梁编号跨度(m)单件重(t)GKL105(1根)30.226.8GKL105a(1根)30.226.8GKL106(2根)30.226.8三层(16.550m标高)表5-2钢梁编号跨度(m)单件重(t)GKL205(1根)31.448.6GKL205a(1根)34.157.3GKL206(2根)30.247以钢梁GKL205a为例说明本工程针对大跨度、重量重的钢梁所采取的施工方法:使用150t履带吊时,选用吊车的主臂长为45.70m,工作性能如表5-3:工作性能表表5-3作业半径(m)202224262830323638额定起重量(t)32.428.525.622.820.71917.314.713.9该梁采用工厂分段运至现场后,利用吊车将分段的构件吊至已搭设好的钢支承架上,高空拼接安装。钢梁GKL205a分段点及分段后各段情况见图5-1。钢梁GKL205a分段后节点处理见图5-2。吊装钢梁GKL205a的施工平面见图5-3。吊装钢梁GKL205a的吊装示意图见图5-4。钢梁GKL205a分段高空拼接见图5-5。其他大型钢梁的吊装方法与钢梁GKL205a的吊装相同。各钢梁的分段点及分段后的情况见图5-1和图5-2,经验算,150t履带吊主臂长45.70m时满足大型钢梁的吊装要求。GKL204的吊装方法与钢梁GKL205a的吊装相同,其分段位置见图5-2,用一台50t的汽车吊作为吊装设备。5.2.2其他钢梁的吊装除大型钢梁外,剩余的其他钢梁的特点是:单件长度短,重量轻,而且都靠近临时道路旁,根据现场实际情况,结合吊车的停车位置、起重性能以及钢梁的平面位置,劲性墙处的柱间连梁由一台25t的汽车进行安装,剩余的其他钢梁由一台50t的汽车吊进行安装。5.2.3测量与控制根据总包移交的测量控制网,经复核满足后,以此测量控制网作为钢结构安装的测量控制网。钢结构的测量控制严格按照《工程测量规范》GB50026—93的标准来执行。图5-1钢梁GKL205a分段点及分段后示意图图5-2钢梁GKL205a分段后节点处理图图5-3吊装钢梁GKL205a的施工平面图图5-4吊装钢梁GKL205a的吊装示意图图六:GK205a分段高空拼接图图5-5钢梁GKL205a拼接图高强螺栓安装高强螺栓的规格型号及性能必须符合设计及规范要求,存放时应按规格型号,分类妥善保管,避免因受潮、生锈、污染而影响其质量。摩擦面的抗滑移系数由制造厂按规范提供试件按工地条件进行试验。摩擦面不允许有铁屑、浮锈等污染物。高强螺栓不能自由穿入螺栓孔位时,不得硬性敲入,应用铰刀修正扩孔后再插入。雨天不得进行高强螺栓安装,摩擦面及螺栓不得有水及其他污物。高强螺栓拧紧应分初拧和终拧,初拧扭矩经计算确定为终拧值的50%~80%。终拧以螺栓梅花头剪断为准,终拧值与标准预拉力的偏差以不大于±10%为合格。施拧顺序应为从中间向四周进行。同一高强螺栓的初拧和终拧时间间隔不宜超过一天。装配和紧固接头时,应从安装好的一端或刚性端向自由端进行,高强螺栓施工完成后,应按有关规范进行检验,并且做好记录。安装中出现板厚差时:δ≤1mm不作处理1<δ≤3mm将厚板磨成1:5缓坡,使用间隙δ<1mmδ>3mm加设填板,填板制孔,表面处理与母材相同钢结构现场焊接7.1焊接方法与工艺参数本工程焊接采用CO2气体保护半自动焊为主,手工电弧焊为辅。焊接工作有两个方面的特点:①板厚;②梁高大截面。施焊要求高,在施焊方法上和控制焊接质量方面应做到以下几点:①焊接坡口处理;②30mm以上板预热;③层间控制;④焊接参数合理选择和应用。7.1.1预热本工程主要针对30mm以上板厚施焊的预热,焊缝预热沿焊缝中心向两侧至少各100mm以上,并按最大板厚3倍以上范围实施,均匀加热。采取氧气、乙炔火焰加热方式,要求温度不低于150℃,经测定达到预定的温度值后,恒温20min以上。7.1.2层间控制厚板焊接焊缝分层堆焊,在掌握好施焊速度的情况下,焊缝间的层间温度应始终控制在85~110℃之间,每个焊接接头应一次性焊完,施焊前应注意收集气象预报资料,恶劣天气应放弃施焊,若已开始焊接,在恶劣天气来临时,至少焊完板厚的1/3方能停焊,且严格做好后热处理工作。后热处理,规范中无明确规定。本工程对40mm以上的厚板焊后采取后热处理,后热温度为200~250℃之间,并用石棉布保温。7.1.3焊接工艺参数
本工程安装所有焊接参数要根据焊接工艺实验确定。7.2焊接工艺流程图(图7-1)图7-1焊接施工工艺流程图7.3焊接顺序本工程为层间梁吊装,相邻结构构件均安装就绪,焊接工作为梁对梁的对接焊和柱、梁焊接。本工程焊接的梁高达2800~3250mm,在焊接顺序上坚持所有焊接均应遵循对称焊接的原则。焊接顺序:(1)梁对梁分段处对接焊缝:a、腹板,b、上下翼缘;(2)梁、柱焊接(同一梁不可以两端同时开焊)。栓焊接头:1、高强螺栓安装拧紧;2、上下翼缘焊接。2800~3250mm大梁由于高度尺寸长,焊接量大,采取以梁中性轴为对称轴,具体实施对称焊焊接顺序:(1)腹板焊接(以梁中轴分界上下对称焊)(2)上下翼缘焊接。7.4焊接施工注意事项(1)焊接工作开始前,焊缝处的水分、脏物、铁锈、油污、涂料等应清除干净,垫板应紧密无间隙。(2)定位点焊时,严禁在母材上引弧收弧,应设引弧板。(3)雨、雪天施焊,必须设有防护措施,否则应停止作业。(4)采用手工电弧焊,风力大于5m/s(三级风)时;采用气体保护焊,风力大于3m/s时,均要采取防风措施。(5)焊接顺序应从中心向四周扩展,采取结构对称、节点对称和全方位对称焊接。(6)焊接完毕后应进行自检,目视观察或用焊缝检验尺检查,查看焊缝是否成型良好,焊道间过渡是否平滑,焊渣飞溅物是否清理干净。(7)结构单元焊接完毕后应按设计要求进行超声波探伤或内表面磁粉探伤,确保探伤合格率100%。工程质量管理8.1质量计划根据GB/T19000-ISO9000标准及总公司质量手册、程序文件的要求,编制项目质量保证计划,并认真组织实施,确保工程质量达到优良等级。8.2质量管理机构成立以项目经理为组长、项目生产、技术、质检负责人为副组长的质量管理领导小组,负责项目全过程质量体系运行的策划、组织与协调。项目质量管理组织机构如图8-1。项目经理项目经理项目生产副经理项目技术负责人结构安装工长焊接工长测量工长材料员内业技术员质检员结构安装队电焊班检钉焊接班测量校正班构件验收图8-1项目质量管理组织机构8.3质量改进认真执行三检制度,对关键工序严格把关。并针对施工过程中薄弱环节或易出现问题的地方,积极开展QC活动,运用PDCA原理,找出主要、次要原因并加以解决不断进行质量改进。8.4质量保证措施(1)严格按照设计要求,《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)逐级进行技术交底,精心组织施工。(2)认真执行质量责任制,明确各级质量责任人,制定完善的各项质量管理制度,并严格遵照执行。实行质量奖罚制度,坚持“谁施工,谁负责质量”,在施工部位打上操作者的编号,以便明确质量责任。(3)认真做好技术交底工作。开工前应逐级进行书面技术交底,技术交底中除说明施工方法,技术操作要领外,必须明确质量标准及质量要求。把好原材料质量关。进场材料必须有合格证(材质证明)或检验报告。不合格材料不得进场使用。对进场的材料应妥善保管,防止变质和损坏。(5)严把构件质量关,设专人负责构件质量验收,并认真做好记录,不合格构件禁止进场。(6)特殊工种,坚持“持证上岗”制度。(7)加强计量管理,统一计量器具。定期对施工中使用的仪器、仪表进行校正和检验,结构吊装和钢构件制作应统一检定的钢尺。(8)加强工序质量管理,针对钢结构吊装、焊接、压型钢板铺设与栓钉焊接及测量校正等编制相应的施工作业要领书,并以此指导施工,各道工序严格执行“自检、互检、交接检”三检制,上道工序验收合格后,方可进行下道工序施工。安全生产、文明施工与环境保护9.1控制目标杜绝重大伤亡事故、重大机械设备事故、重大火灾、中毒、中暑、高空坠落等事故的发生,年工伤率控制在15‰以内。严格执行杭州市标化工地和文明工地管理标准要求,配合总包进行安全标化工地管理。9.2安全管理组织体系成立以项目经理为组长,项目生产、技术负责人为副组长的安全生产领导小组,项目配专职安全员,各班组设兼职安全员,项目安全管理组织体系见图9-1。项目安全生产领导小组工程部项目安全生产领导小组工程部材料安全综合办公室技术部各施工班组技术部€图9-1项目安全管理组织机构9.3安全生产、文明施工与环境保护保证措施(1)认真贯彻执行《建筑安装工人安全技术操作规程》等有关安全生产法规及局有关安全管理制度。执行杭州市有关建筑施工的安全生产法规,同时结合工程实际,制定项目安全管理制度,并认真执行。(2)坚持“安全第一,预防为主”方针,加强对职工的安全生产教育,增强职工的安全生产意识和自我保护意识,做到安全生产、警钟长鸣、常抓不懈。(3)坚持用好安全“三件宝”。进入现场必须戴安全帽,高空作业人员必须系牢安全带,穿软底防滑绝缘鞋,吊装区设安全绳或挂网。(4)认真做好安全技术交底工作,做到班前有交底,班中有检查,班后有总结,定期召开安全生产例会。(5)把好高空作业安全关。高空作业人员应经体检合格才能上岗,严禁酒后上岗及工作期间打闹,小型工具、焊条头子等应放在专用工具袋内,使用工具时要握持牢固,防止物件失落伤人,施工尽量避免直线垂直交叉作业。(6)严格执行《建筑机械使用安全技术规程》,加强机械设备的维护及保养。各种施工机械应编挂安全操作规程和操作人员岗位责任制。(7)特种作业人员,坚持“持证上岗”。(8)加强现场临时用电管理,严格执行《建筑施工现场供用电安全技术规范》确保用电安全,夜间施工应做好现场照明工作。抓好现场防火工作。氧气、乙炔气应按规定存放和使用,焊接区域上下周围应清除易燃物品,施工现场应配备足够数量的消防器材。(9)做好防台风、防雷雨工作。台风、雷雨季节,要有专人掌握气象资料,安装风速测定仪,作好记录随时通报,以便合理安排施工及采取预防措施。雷雨、台风来临之前,应尽量安排固定完成一个吊装单元,无法完成时,应采取临时加固措施。台风到来时,要及时将高空人员撤离到安全区,保护好电源、机具、设备、材料等。(10)认真执行有关环保的规范、标准和文件,确保有一个良好的生产、生活环境。施工工艺及施工方法5.1施工总流水如前吊装作业区共划分为五个作业区,除第一吊装区为顶环梁吊装,其他四个作业区的吊装均为梁架节间吊装。根据吊装作业区划分,壳体吊装顺序按四个步骤进行:第一步骤:顶环梁的吊装;第二步骤:梁架节间吊装从壳体四个斜撑区同时开吊。四个区域第一榀吊装的梁架分别是位于E18轴、E56轴、W18轴和W56轴四榀梁架。然后,以此为中心对称进行相邻梁架的吊装。斜撑区十个梁架节间完成后,进行斜撑吊装。连杆安装随梁架同步进行,以形成稳定体系。至少在完成1/3连杆的固定工作后,才能开始相临梁架的吊装工作。第三步骤:斜撑区域吊装完毕后,四个作业区继续同步作业,以斜撑区为中心,对称进行其他梁架节间吊装,最终四个作业区分别在W01轴~E01轴、E37轴~E38轴、W37轴~W38轴梁架节间收尾。第四步骤:拆除SK560塔式起重机,同时补缺W70、W71、W73和W74轴的下段梁架,使壳体最终合龙。第五步骤:所有构件全部吊装完毕,按经过计算的卸载顺序进行整体卸载。第六步骤:待屋面恒载全部作用在壳体上后,对梁架柱靴下进行细石混凝土(C60)浇筑。施工整体顺序流程图(见图13、图13-1)。图13施工整体顺序流程图技术准备技术准备定位测量施工准备吊装单元检验顶环梁吊装柱靴安装梁架节间吊装结构验收壳体卸载柱底灌砼竣工验收扫尾退场结构预检构件拼装拼装设施搭设场地处理构件制作机械进场SO网架支撑安装螺孔压浆S1、S2网架支撑安装支撑拆除图13-1施工整体顺序流程图5.3钢结构吊装5.3.1吊装构件说明5.3.1.1主要吊装构件分段(1)顶环梁圈周环梁分段除南北二侧,环梁平面呈折线型椭圆,总长度约160m,环梁截面为Φ1117.6×25.4mm钢管,总重量约为500t。根据设计对环梁分段的要求和环梁制作、运输、吊装要求,环梁和其内的箱形梁共分为14段,分段位置及尺寸要求见图14。图14顶环梁分段分段重量及吊机性能表见表5-1:顶环梁分段重量及吊机性能表表5-1施工编号图纸编号长度重量设备半径起重量1aBC-W35m30t86m44t1bBC-E35m30t86m44t2aTB-00116m30t66m53t2bTB-01216m30tCC280066m53t3aTB-00216m44t600t76m49t3bTB-01116m44t履带吊76m49t4aTB-00312m33t60m主臂90m42t4bTB-01012m33t84m副臂90m42t5aTB-00410m27tSFSL工况98m35t5bTB-00910m27t带300t98m35t6aTB-00510m27t超起配重100m33t6bTB-00810m27t100m33t7aTB-00610m18t100m33t7bTB-00710m18t100m33t(2)梁架分段根据设计对梁架分段要求,结合具体施工时的需要,长轴、短轴均分为四段,分段位置:柱靴:柱靴底向上1.2m处断开;下段:柱靴分段线—R13;中段:R14—R26;上段:R27—R40。分段图见图15、图16。图15长轴梁架分段图16短轴梁架分段环梁、箱形梁吊装单元段等。附表一为顶环梁吊装参数表,附表二为梁架吊装参数表。5.3.1.3吊装构件拼装由于受运输条件的限制,构件工厂制造时先加工成较小的单元件,运到现场后再拼装成构件或吊装单元件。除第五拼装区外,其余拼装区内构件均由50t履带吊卸车、就位。顶环梁中心区域的A类梁架(14榀,每榀重约9.7t),要求组装后吊装。14榀梁架组装成7大件,每件由2榀梁架在地面上组成大件,然后由CC2800吊机吊装到位,详见5.3.2.1顶环梁吊装步骤及工艺。所有下段梁架均采用立拼,先在拼装平台上将梁架拼装成吊装单元段,搭设操作及侧向稳定脚手,然后起吊安装。上、中段梁架采用平拼(第五拼装区内上、中段梁架亦采用立拼),起扳扶直后,搭设操作及侧向稳定脚手,然后用起重机吊装。拼装工作由钢结构制作方负责。5.3.1.4吊装构件预检构件吊装前须进行验收和预检。不需拼装的构件由加工厂供货时,同时提供质量保证书,构件吊装前须对构件进行预检;需拼装构件在现场拼装后经质量检验合格后,方可吊装。(1)验收标准按《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)的相关规定,同时结合本工程的特点,同建设单位、设计、监理、总承包部共同讨论确定的《国家大剧院壳体钢结构工程制作标准》,具体实施时以本标准为准,标准另详。(2)标识对进场构件必须进行状态标识。进入现场未检验或预检的构件,应作待检标识;已经过检验或预检的应作好记录,并在构件上作已检标识。对于构件的编号应当明显,符号大小适当、多处标识。安装单元件同时应当有准确的方向标识,特别应当将需要现场焊的部位,做好必要的防护。对于构件上的标识,发现缺失或模糊的应当及时予以修复。5.3.2钢结构安装工艺综合大剧院壳体的结构特性与施工条件,吊装方法选用跨外对称吊装。采用支架法施工,即吊装阶段在壳体内设置三道临时网架支撑作为构件空间定位的依托,并解决吊装阶段的结构稳定。网架支撑在壳体安装全部完成后,再卸载,拆除支撑。5.3.2.1顶环梁吊装步骤及工艺顶环梁吊装选用CC2800600t履带吊的SFSL(超起)性能;选用60m主臂加84m副臂,起重量为15~64t,起重高度为47~125m,作业半径为122~38m,可以满足顶环梁吊装要求。吊装作业时,起重机停于壳体北面短轴正交轴外侧(见图3、图11),进行跨外定点综合吊装(见图17-1)。构件拼装利用第一拼装区,拼装点应在起重作业半径内,以供其直接吊装。图17-1顶环梁分段安装示意图由于顶环梁分段吊装时,600t主臂局部碰S1支撑,采取的调整措施如下:网架支撑在顶环梁吊装时S1只安装至设计标高下2m,范围从W5—E5;待顶环梁安装完后,进行S1支撑的补缺。顶环梁分段吊装步骤:第一步壳体平面空间定位测量。吊装前先进行壳体平面空间定位测量,将顶环梁安装临时支撑S0支腿所在位置测点引到歌剧院屋顶及相关平面上;第二步进行S0临时支撑及转换层安装(网架临时支撑及转换层的安装技术要求详见实施细则)。支撑及转换层安装完毕后,在转换层平面上引出顶环梁平面和标高定位点,并安装定位支座。第三步进行中间的矩形框部分构件的安装。该部分主要由1a、1b,2a、2b与7a、7b组成(见图14);吊装顺序为1a→1b→7a→7b→2a→2b(见图17-2);箱梁(1a、1b)采用八点吊,其余构件采用三点吊,见图17-3。吊装索具配置见附表一顶环梁吊装参数表。起吊就位后,支承在安装支座上,进行标高和位置调整,达到要求后进行焊接固定。图17-2顶环梁吊装顺序示意图图17-3顶环梁构件吊装示意图第四步进行环梁两边半圆环部分构件吊装。该两部分分别由圆周环梁3a、3b、4a、4b、5a、5b、6a、6b段(见图14)。吊装顺序为6a→6b→5a→5b→3a→3b→4a→4b。所有构件均为曲线构件,采用三点吊,即两端设两点,中间设一可调节吊点,以防止构件起吊过程中发生倾斜(见图17-3),索具配置见附表一顶环梁吊装参数表。梁起吊就位后,支承在安装支座上。第五步进行半圆环部分环梁构件标高和位置的调整,达到要求后进行焊接固定。在进行环梁焊接固定的同时,进行矩形框内的14榀A类梁架及之间水平连杆的吊装。梁架在地面组装后再分块安装,共分7块,每块2榀;吊装时由两边对称向中间进行,块与块之间的连杆采用散装;梁架吊装采用八点吊,见图17-4,索具配置见附表一顶环梁吊装参数表。图17-4顶环梁区A类梁架吊装示意图第六步进行14榀A类梁架标高和位置的调整,达到要求后进行焊接固定。焊接固定的同时进行两个半圆环内辐射梁架的吊装,起吊就位后,调整构件的标高和位置至符合要求,再进行焊接固定。第七步所有构件吊装就位且复校合格后,进行顶环梁各构件连接节点固定。应按顺序:圆周环梁分段连接固定→纵向梁与圆周梁连接固定→矩形框内构件固定→两半圆环内构件固定。第八步顶环梁吊装结束。对顶环梁整体外形复测并进行记录。梁架节间吊装期间,顶环梁整体外形及整体标高需定期复测(每周一次),并根据复测结果,必要时对顶环梁进行标高补偿,以确保整个壳体安装精度。所有的焊接均遵循从短轴正轴线向东西两侧对称进行的原则。5.3.2.2梁架节间吊装步骤及工艺梁架安装示意图见图18-1和图18-2。(1)准备工作1)进行壳体平面空间定位测量,将梁架节间吊装用临时支撑S1、S2所在位置测点引到音乐厅、戏剧院屋顶及相关平面上。2)进行S1、S2临时支撑安装(详见《网架支撑安装实施细则》)。S1、S2临时支撑采用竖面空间网架结构,两支撑之间设数道柱面网架间的径向连接,以作为施工信道。其中S1支撑在R13和R14中间;S2支撑在R26和R27之间。3)由于网架结构只能在网格点受力的特性,而各榀梁架的分段点一般不会在网格点上,因此在网架支撑面层上设置支点的转换层将梁架各分段点处的竖向荷载传递到网格点上(详见《转换层安装实施细则》)。转换层安装完毕后,在其平面上引出各梁架定位点。4)安装梁架搁置用支座。梁架搁置支座作为梁架吊装的依托,其平面和标高需定位精确控制,误差不超过2mm,并有足够的刚度,以保证稳定可靠。5)对混凝土环梁预埋钢管位置预检。划分梁架底座控制中心线。预检过程中注意对预埋钢管管口及时覆盖,禁止杂物进入。图18-1梁架(短轴)分段安装示意图图18-2梁架(长轴)分段安装示意图(2)柱靴安装1)测出梁架基础标高块下预埋件的标高及平整度。根据测得的资料修正标高块,将修正好的标高块焊接到对应的柱靴下。2)柱靴用M440D和SK560塔吊安装。3)为控制柱靴的位置,采用设置限位的方法,即在标高块下的预埋件上事先焊上限位(a)(见图19-1、图19-2),而标高块事先与柱靴焊接,安装时标高块对准下面的限位(a)就位后,根据柱脚基准十字线进行精确调整。图19-1柱靴底部施工示意图图19-2标高块限位(a)施工详图4)为防止柱靴轴线与梁架轴线的偏斜,在柱靴长边的两端设置限位(b)。在柱靴短边两端设置钢楔,以调整柱靴的水平度及侧向垂直度。5)根据柱靴的螺孔位置,逐一安装地脚螺栓。安装时注意螺栓的规格,不要装错。同时对螺栓丝牙进行保护,不要损伤。安装就位后,在螺栓与底板螺孔间衬硬纸护套,以确保螺杆和柱靴相对位移时不损伤螺纹。6)柱靴及地脚螺栓安装完毕,经检验合格后,即进行高强度水泥砂浆(C60)的浇筑(详见实施细则);当水泥砂浆达到强度后,将中间的两个地脚螺栓拧紧;其余螺栓不得拧紧。7)下段梁架安装前,应对柱靴位置及固定状况进行复测,合格后方可安装。吊装前,应利用限位(b)上预留孔洞,用Φ9钢丝绳及0.5t手拉葫芦进行侧向的固定,以保证下段梁架安装时柱靴与其在同一平面内(见图20)。8)壳体所有构件安装完成后,卸载前,必须先拆除钢锲。9)柱靴下细石混凝土浇筑的时间,需在屋面工程完成后进行。图20柱靴侧向稳定措施(3)梁架安装1)梁架安装的步骤梁架采用对称安装,从斜撑区开始,四个斜撑区同时、同步安装。安装从W18与W19轴、W56与W57轴、E18与E19轴、E56轴与E57轴开始。该八榀梁架称为起始梁架。起始梁架安装完成后,以起始梁架为中心,逐榀对称安装起始梁架两侧的梁架,直到完成全部斜撑区(包括连杆与斜撑杆)。斜撑区安装完成后,梁架的吊装还必须按中心对称的原则进行(见图13)。2)起始梁架安装梁架吊装的吊车性能及索具配置详见附表二:梁架吊装参数表。在所吊梁架对应位置的S1、S2网架内外两侧各设置两对浪索,通过手拉葫芦控制S1、S2的垂直度,提高其侧向刚度,必要时可作调整用。当梁架校正固定完毕,该浪索拆除、周转使用(见图21)。在柱靴与下段梁架的连接部位,事先安装临时定位装置,以方便梁架快速定位。(A)起始梁架采用两榀梁架交叉安装的工艺,以增强单榀梁架安装时的侧向刚度。对于梁架,由于其自身侧向刚度很差,所以在吊装前采取以下措施增加其平面外稳定:a、下段梁架弧度大,均采用立拼胎架拼装。待拼装完毕后直接在胎架上搭设脚手架,该脚手架一方面作施工操作脚手,另一方面用以增强梁架侧向刚度。b、中、上段梁架除5号拼装区外均采用平拼。待梁架拼装完毕、起扳垂直于地面时,在梁架上搭设脚手管,该脚手架一方面作施工操作脚手,另一方面用以增强梁架侧向刚度(详见图21)。(B)梁架下段安装a、下段梁架用M440D与SK560塔吊吊装。具体吊装方法:图21网架支撑及梁架侧向稳定措施示意图①下段梁架脚手搭设完后,有双机起吊;M440D吊装的梁架由M440D与下段拼装处的50t履带吊共同工作,SK560与QM18屋面吊共同工作。双机进行梁架姿态的调整,梁架调整在拼装胎架处进行,因此50t履带吊不需要开行至底环梁区;②下段梁架双机起吊时,主机采用两点吊,副机采用一点吊,吊点分布见图22。主机吊钩同时挂一根Φ32.5千斤,穿一10t神仙葫芦,种根于梁架副机吊点上;起吊前神仙葫芦放松;图22梁架吊装吊点示意图到位后锁住神仙葫芦,副机松钩,即转为主机单机三点吊(图23)。b、起吊就位后,梁架底部需用临时钢耳板与柱靴临时固定,不让底部转动,上端搁置在临时支撑S1上。对上端的位移和标高进行调整、校正。并测量梁架平面的竖直度。图23下段梁架吊装步骤c、第一榀梁架下段安装到位,进行初步校正并临时固定后,起重机松钩。梁架上弦的校正和临时稳定利用两边对称设置的拉索,一端与梁架上弦连接,另一端与S1支撑网架球节点连接。考虑到单榀梁架的侧向稳定,30m区段内至少对称设置两道拉索(见图24-1)图24-1梁架安装顺序示意图(一)d、相邻第二榀梁架下段吊装。吊装方法同第一榀,仅单榀梁架的侧向稳定改用工具式拉撑。(见图24-2)松钩前,必须安装一定数量(原则上间隔7m左右设置一道)的侧向稳定拉撑。并用此拉撑校正梁架的平直度。(C)梁架中段吊装。a、梁架中段采用单机通过铁扁担四点吊。示意图见图22。b、第一榀起吊到位后,梁架中段下端与下段的上端进行校正、临时固定;上端搁置在S2支撑上。梁架中间至少设置两道拉索,以增强梁架的侧向刚度,并可用于梁架的平直度校正(见图24-3)。图24-2梁架安装顺序示意图(二)图24-3梁架安装顺序示意图(三)图24-4梁架安装顺序示意图(四)(D)梁架上段吊装。a、梁架上段也采用单机通过铁扁担四点吊。吊装示意图见图22。b、梁架的两端分别与中段梁架和顶环梁起临时固定,与第一榀的中段梁架相同,梁架的中间至少设置两道拉索(见图24-5)。c、第二榀梁架上段吊装。吊装方法同第一榀,仅单榀梁架的侧向稳定改用工具式拉撑。(见图24-6)松钩前,必须安装一定数量(原则上间隔7m左右设置一道)的侧向稳定拉撑。并用此拉撑校正梁架的垂直度。(E)第一、二榀梁架整体线形复测、校正。校正利用浪索和梁架之间的拉撑进行。整体线型校正确认后,安装梁架之间的连杆,取代工具式拉撑。图24-5梁架安装顺序示意图(五)图24-6梁架安装顺序示意图(六)从第三榀梁架开始以后每榀梁架的吊装顺序应为:梁架的下段→中段→上段。(A)单段梁架吊装工艺可参照起始梁架相应段的工艺;(B)在每段梁架的上下弦分别设工具式拉撑,对梁架节间间距进行校正。(C)在整榀梁架安装完成且初校合格后,即可安装连杆。(D)梁架的最终校正应在夜间进行。经校正合格后,方可进行连杆的最终焊接固定。连杆固定可靠后,才能拆除临时拉撑。各榀梁架的吊装详细顺序见附表三。4)连杆安装(A)连杆安装前,应逐一核对编号,严禁代用;并将套管或铸钢件临时固定在连杆上。(B)为了提高效率,连杆吊装采用多头千斤作为索具,8~10根连杆一次起吊,逐一安装。(C)起吊到位后,连杆与套管或铸钢件必须保持在一直线上,同时与半球中心对合,用电焊点焊可靠固定,吊车松钩。(D)在梁架最终校正完成前,可进行连杆(铸钢件)与半球的连接,但连杆与套管及铸钢件与连杆的连接焊接不得进行,亦不准点焊固定,以免妨碍最终校正。(E)梁架最终校正完成后,立即将剩余接口点焊固定;然后再进行该接口的环焊。(F)为保证连续吊装,每榀梁架节间安装完成后的当天,应完成最终校正,第二天完成全部连杆的焊接。5.4壳体卸载5.4.1施工验算与卸载方案由于壳体钢结构在吊装时是采用支撑支承的平面结构体系,结构安装完成后是空间壳体结构体系,因此施工阶段的结构支承工况与最终的结构使用状态完全不同。如何进行结构体系转换是本工程的一大难题。体系转换方案的编制原则:以结构计算分析为依据、以结构安全为宗旨、以变形协调为核心、以实时监控为手段。施工过程应严格遵循上述原则。具体工艺如下:通过设置在支架或支撑顶上的可调节支承装置(螺旋式千斤顶),按多次循环、微量下降的原则,来实现荷载平稳转移。采用上述工艺,是鉴于以下原因:(1)各支承点的反力差异相对较小。(2)卸载过程中出现的最大反力,相对其他顺序要小得多。卸载前提:(1)壳体内所有构件全部安装到位。(2)所有节点的连接已经完成,且验收合格。(3)梁架底部的钢楔全部拆除。(4)螺旋千斤顶的支架(包括节点)全部按设计要求完成,且验收合格。(5)壳体外形已经设计、监理等验收合格。(6)卸载当天的风力不得大于4级。卸载步骤:根据计算机模拟施工工况的计算结果。我们选择了以下的卸载顺序:卸载按12轮进行。每一轮的顺序为——先S1,再S2圈,最后是S0。一次循环的下降值为5~10mm,原则上前4轮为5mm,后6轮10mm。经计算S1、S2经过10轮后已先后退出工作。其时,S0尚应该继续下降60mm。分二次进行,每次30mm。卸载采用的工具是螺旋式千斤顶,因为它可以有效地控制卸载的量值。在卸载工程中,壳体会发生少量平移,拟用千斤顶的交替作业来实现。支撑卸载完成后,即可拆除S1与S2支撑,根据屋面施工要求,决定S0支撑的去留。5.4.2卸载过程中劳动力安排卸载时至少安排16组人员,每组由4人组成,2人操作千斤顶,2人负责监控。卸载从椭球体的长、短正轴线与四个斜撑区开始,按照中心对称的原则作业。注意要有严密的组织管理措施和齐全有效的通讯联络手段,以确保16个小组同步操作。5.4.3卸载控制5.4.3.1为了控制卸载速度,规定每转动螺旋千斤顶半圈(180°)为卸载行程的控制单元,转动速度控制在约5秒完成,待检测,重新得到卸载指令后,方可开始下个动作。5.4.3.2卸载量值控制根据测定,本工程选用的16t螺旋式千斤顶,每转动一圈,行程约为4.5mm,具体操作如下:(1)测量未卸载前各千斤顶的螺杆的高度,并记录在案。(2)掌握各次卸载量,并以转数为初步控制量,以测量的螺杆高度为精确控制量。卸载量的允许误差控制在1mm以内。(3)每次卸载后,应测量卸载点的标高,以确定下一次卸载的调整值。5.4.3.3卸载监测(1)支架监测卸载过程中应有安全员和安全监控员全过程监测支架,尤其应监测千斤顶下水平横杆的挠度,应及时报告。同时应监测支架立杆的垂直度,发现异常情况及时报告。(2)壳体监测卸载时,应随时监测壳体各控制点的变形情况,并与计算值进行对照,监测的结果应及时向有关部门报告。5.5钢结构的测量和校正5.5.1测量总体技术路线国家大剧院壳体钢结构为空间超级椭球体,控制点多,精度要求高。其内部混凝土结构的密度大,且起伏错落,场外周边又缺少可资利用的制高点建筑物,通视条件差。为了保证钢结构安装精度,同时又简化测量方法,拟将空间壳体分解成1个水平平面构件(顶环梁)和148个竖直平面构件(梁架)实施控制,并结合原地面测量控制网,在混凝土结构顶面直接布设钢结构安装用测量控制网,进一步放样出所有必需的施工测量控制点,作为钢结构施工控制和校核的依据。5.5.2钢结构安装用测量控制网的设立5.5.2.1移交测量控制网的复验和选用(1)根据总承包部测量队移交的地面测量控制网的点位情况及前期土建施工情况的介绍,我们认为,通过结构中心的S3、Z3、S4、Z2四个平面控制点同前期土建施工控制较为一致,而且通视情况良好,有利于结构顶部控制网的布设,因此重点复测该四点,并依此作为结构顶部测量控制网测设依据。该网点精度为四等导线点。(2)考虑土建结构整体沉降的影响,高程控制网将采用土建±0.00标高处的四个高程点,地面高程点不再使用。高程控制点应复测无误后再使用。5.5.2.2施工平面测量控制网的建立(1)平面测量控制网的建立通过移交的S3、Z3、S4、Z2四个平面控制点,分别在戏剧院、歌剧院、音乐厅构件顶部加设测量控制点,组成施工测量控制网。点位的选择以避开临时支撑、梁架并尽量保证多方向的通视为准。南、北方向控制点基本位于中心轴线,以让开壳体梁架;西面点由中心向南平移8.9m,以保证通视;东面施测较困难,故拟设置两点,以保证通视。基准控制网见图25。图25基准控件网(2)强制归心支架的制作与安装平面测量控制网控制点设置为强制归心形式,其由角钢支架及支架底板和顶板组成。其中4只高度为1.5m,1只高度为2.8m,支架顶板为20cm×20cm钢板,中间加工成一个方向可调的滑槽,设一和进口仪器配套的螺丝,螺丝和面板相互垂直;支架底板分别为50cm×50cm钢板和70cm×70cm钢板,对角线方向各加工四个圆孔,共八个圆孔,以保证避开土建结构混凝土中钢筋位置。安装时先用四只膨胀螺丝将底板固定在混凝土面上,然后用电焊将支架和底板焊牢,焊接时调整顶板至水平,最后在底部浇筑混凝土以保证钢支架的稳定。对较高支架需搭设观测平台。强制归心支架具体形式见图26。图26强制归心点承台设置图(3)控制点测设实施1)观测前选择较佳位置固定强制归心连接螺丝,观测时,在各控制点上分别架设仪器,角度观测四测回;超过三个方向时,采用全圆观测;距离采用往返测;精测时间选用早上和傍晚两个温度大致相等的时间段进行;外业工作结束后,进行严密平差,成果交总包和监理验收,验收通过后,即完成混凝土顶部控制网的测设。2)高程控制点作为独立的一维坐标,其受点位通视情况的影响较小,可根据现场情况分别在歌剧院、戏剧院、音乐厅上选取2~3点固定物进行观测,在引点时,以精密水准仪直接引点或精密水准仪加钢尺进行传递,以全站仪三角高程测量、全站仪加弯管目镜天顶观测的方法校核,成果经验收合格后使用。5.5.2.3施工控制轴线放样放样的主要工作是将施工控制点投放到混凝土结构上,这些投影点包括临时支撑网格线、梁架轴线的投影点和顶环梁的中心线投影点三个部分。各部分的详细施工步骤如下:(1)临时支撑投影点1)放样使用的控制点为混凝土顶N1、E1、E2、N2、W1点加地面S3、Z3、S4、Z2点。2)详细施工顺序:由于临时支撑的投影点涉及到土建混凝土结构的很多层面,因此首先使用全站仪从控制点引出平面坐标到各层面上,然后根据网架本身的网格布置形式及已有的坐标点关系,投放网架的网格线。3)网格投影线的校核:由于网架网格投影线设置在不同的混凝土结构层面上,校核的主要内容一是每一标高上层面网格线引出点的坐标,在整个控制测量网中的误差,另一个就是每个标高层面上网格投影线的相对误差。(2)梁架径向线投影点1)放样使用的控制点为混凝土顶N1、E1、E2、N2、W1点加地面S3、Z3、S4、Z2点。2)选择在不同标高层上分别放样梁架中心轴线的径向线投影点,保证每根径向线上至少设置两点,并相互通视,以便沿径向线上、下延伸。为减少工作量,在同一标高层上先放样两侧点,中间点以钢尺量距的方式进行加密,根据不同情况,采用不同的测量方式进行。径向线放样后,以划线做标志,验收合格后,作为今后梁架吊装依据。3)径向投影线的延伸:将径向投影点相连主要是使用经纬仪将已经投放的点投放成在各个层面上的轴线,即得到径向投影线,为保证投影线不受施工各工序的影响,应将投影线弹设在混凝土面上,并延伸至场外,妥善保护。4)梁架中心投影线的校核:由于梁架中心投影线设置在不同的混凝土结构层面上,校核的主要内容是校核最远程投放的梁架轴线上的点与理论轴线上点的误差,并及时修正梁架轴线。(3)顶环梁投影点1)放样使用的控制点为混凝土顶N1、E1、E2、N2、W1点加地面S3、Z3、S4、Z2点。2)放样位置为临时支撑S0的顶面,由于临时支撑网架本身存在不稳定性,因此投放永久固定点的意义不大,但是为指导顶环梁安装阶段的定位,在前期我们仍然需要在顶环梁的支撑点位置投放顶环梁的圆管中心投影线。其中投影点主要是选择在顶环梁构件分段点的两侧和各分段的中点。另外在支撑S0的顶面还需设置一个整个壳体的中心点,该点设置后主要控制顶环梁系所有构件的相对位置。3)环梁中心投影线的校核:由于环梁中心投影线设置在支撑S0的顶面上,校核的主要内容是各个投影线控制点的坐标误差及投影线的相对位置。5.5.3测量实施的管理和技术要求5.5.3.1测量质量控制关键点——设计、勘察院的测量基准技术文件——现场钢结构工程测量方案——测量技术图纸确认——施工测量、隐蔽工程验收——施工测量、安装验收5.5.3.2工程测量顺序→测站设置→埋件检测→钢支座安装测量→梁架根部螺栓安装测量→临时支撑安装测量→顶环梁安装测量→梁架柱脚安装测量→梁架安装测量→安装完毕卸载前检测→安装完毕整体卸载后检测5.5.3.3工程测量管理机构项目主任工程师项目主任工程师测量专业小组钢结构安装测量工程师土建、安装埋件测量工程师验收-项目质量部门设计监理5.5.3.4安装测量技术措施(1)针对本工程的结构特点,制定专项测量技术培训。(2)落实主要钢构件的测量参数计算及测量资料表格设置。(3)全部施工测量仪器设备进场之前复验,并缩短检测周期。(4)主要记录资料对比分析,指导下步安装工作操作。(5)所有测量成果存盘,为壳体钢结构的结构理论分析准备实测资料,为大型壳体钢结构的设计工作提供工程实例资料。5.5.4施工测量校正工艺5.5.4.1钢支座的安装测量(1)利用场区控制网,将钢支座的理论坐标逐点放样至设计位置上。为提高工效,使用mini短棱镜杆进行平面放样工作,标高点放样采用水准测量,对观测困难的点使用短铟钢尺进行。放样完成后,检测相互关系,做到步步校核。在结构上做刻划线,以便支座安装。测点精度±2mm,钢支座安装精度±3mm,累积不超过规范的±5mm。(2)对钢支座所有的放样资料及校核的计算资料,应经计算和复算无误后,方可现场使用。5.5.4.2梁架根部的安装定位(1)在已完成的混凝土基础上放样各梁架投影点延长线(理论轴线),经闭合测量调整误差后,检验并调整各地脚螺栓。高程采用闭合水准观测调整。由于地脚螺栓是采用预埋管的埋设方法,因此在安装定位时是可以将地脚螺栓和梁架根部段同时安装,并采用限位块和钢楔调整水平位置和标高。(2)梁架根部的定位精度控制在水平位置±5mm,标高±5mm。5.5.4.3支撑系统的安装定位(1)利用施工测量控制网,分别在两道支撑环上放出各支撑段底部安放位置,在支撑段顶部预先做观测标志,支撑段安装好后精确调整其顶部XYZ坐标到理论位置。(2)支撑系统的定位精度控制在±5mm。5.5.4.4顶环梁安装定位(1)顶环梁安装定位精度是影响壳体整体安装质量的关键环节,需确定安装精度并严格执行。(2)顶环梁必须进行预组装,特别是与梁架安装时的对应点部位,以保证分段拼装到位后,对应点也同时到位。(3)顶环梁支承平台S0上设置16个基准点(见图27),保证构件精确定位。图27顶环梁测量控制点布置图(4)顶环梁采用分段安装,每段顶环梁设3~4个用型钢组成的临时支座。临时支座安装时必须经过精确测量定位(主要是平面位置与标高),安装精度为不大于3mm。分段的顶环梁吊装进行时,使用经纬仪在已经投放到壳体外围的梁架轴线上观测环梁上与梁架连接板的方向,保证顶环梁各个方向上精确到位。由于分段顶环梁较重(每段在30~50t),因此精调时必须在松钩前精确调整到位(参见图28)。图28顶环梁分段吊装校正方案(5)顶环梁全部安装到位后,还必须精确测定其平面位置和标高,与设计位置相对照,以作吊装梁架依据。(6)在梁架吊装过程中,应经常检查环梁位置。为减少环梁位移,环梁两侧梁架应对称吊装。5.5.4.5梁架安装定位(1)吊装梁架时,因梁架根部、顶环梁对应点、两道支撑环上支撑段的顶部控制点均已调整到位,因此在吊装每段梁架时将其头尾拼节点对准控制限位标志。(2)预先放样每榀梁架的轴线并行线并在单榀梁架上设置十三个观测点,每段五点,位置在每段的1/4处、1/2处与3/4处以及两端。通过标尺将测点引到梁架平面外侧(见图29)。对吊装好的梁架,使用经纬仪架设在轴线并行线上进行观测,进一步精确调整梁架位置,施工阶段梁架的侧弯应控制在±2mm。图29梁架安装测量示意图(3)梁架必须确保在同一垂直面上,可以采用悬挂线锤的方法来控制梁架平面与地面垂直。(4)对吊装到位的第一榀梁架使用浪风固定。(5)梁架的校正,分初校和最终校正。初校随吊装过程进行;最终校正在晚上9:00至凌晨6:00进行。校正要求及方法相同。5.5.5测量仪器设备的配置(表5-1)测量仪器设备配置表表5-1序号仪器名称型号精度单位数量产地1全站仪TCA20030.5〞1mm±10-6±台1瑞士2经纬仪J2-12”台6国产3经纬仪T2台1瑞士4电子水准仪DNA030.3mm/km台1瑞士5水准仪NA20.3mm/km台2瑞士6对讲机MOTOROLA只6美国7手提电脑IBM台1美国8钢卷尺100m把1中日合资9钢卷尺50m把4中日合资10拉力磅5kg把4国产11线锤只12国产12水平尺把8国产13角尺把8国产5.6焊接施工5.6.1焊接材料5.6.1.1本工程选用E5015焊条。5.6.1.2焊条应符合现行国标《低合金钢焊条》GB5118规定,并附有质量保证书。5.6.1.3焊条专人保管,不同的焊条分类堆放在干燥、通风的地方,并做好标识。5.6.2焊工资质从事本工程焊接工作的焊工(包括定位焊工)必须具有ZC或AWS颁发的合格证书,且在有效期内。5.6.3焊接设备焊机选用直流弧焊机,应具有良好的性能。其参数应稳定、调节灵活,显示仪表应
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