钢柱施工方案.doc

泰兴市体育中心体育场看台工程型钢砼组合结构柱、钢管柱钢结构工程施工方案江苏广宇建设集团有限公司二零零九年十月二十八日19目录1 工程概况21.1型钢柱21.2钢管柱21.3施工特点21.4型钢钢柱及塔吊布置32 施工总体布置和准备工作42.1施工总体布置及思路42.2技术准备42.3材料准备62.4施工机具：见下表63 施工工艺及技术保证措施63.1施工工艺流程63.2主要的施工工艺和技术保证措施74 施工工期要求145 质量标准145.1焊材的选用及管理145.2钢柱安装允许偏差及检查方法：155.3质量保证措施155.4质量记录155.5焊缝探伤166 安全文明施工167 成品保护171 工程概况泰兴市体育中心体育场看台工程位于泰兴市体育中心内，紧邻泰兴市职教中心，看台AC轴从基础到主体共有25根900的柱采用型钢混凝土组合结构柱形式，A5、C2轴/AC-AD轴有4根700钢管柱，为看台顶部钢网架支撑点，其钢筋绑扎与钢结构施工穿插的施工管理，对钢筋工程质量、钢结构焊接及安装质量要求较高。1.1 型钢柱25根型钢混凝土组合结构柱中的型钢钢柱（以下简称钢柱）截面为630630mm，外围为12根25的柱筋，钢柱顶标高分别为9.15m、10.13m、11.3m、12.6m、13.9m、15.7m、17.3m、18.35m、19.45m、20.32m、20.9m、21.36m、21.5m，斜度为8-9度。钢柱翼缘板宽210mm，板厚36mm，钢柱腹板板厚为20mm。钢柱底标高为-2.25m，插入承台600mm，通过预埋铁件现场焊接连接。钢柱现场对接位置在柱梁连接节点上大于1000mm处，全熔透全焊接连接。钢柱与混凝土间连接通过在钢柱翼缘板外侧焊接1990mm栓钉，横向双排90mm，竖向通长200mm。钢柱与砼梁钢筋间通过在腹板上开穿筋孔贯通；钢柱外翼缘板外侧在梁柱节点上下位置加焊T21013525mm的连接板，用于连接未穿过钢柱梁钢筋，同时加焊25厚加劲板。1.2 钢管柱4根钢管柱分别在看台的南侧和北侧，底标高为-1.65m，直接搁置在承台上部，顶标高为+6.8m，两根钢管柱顶部间距为1800mm，钢管柱为Q345B型材，壁厚30mm，基础部分在住外侧焊接2290mm栓钉，竖向通长200mm。1.3 施工特点1.3.1型钢钢柱柱子穿筋孔较多，截面尺寸较大，腹板、翼缘厚度大，焊接质量要求高，为一级焊缝。而劲性柱设计深度不能满足施工要求，因此制作前将穿筋孔的标高、位置、孔数绘制出施工详图，按详图尺寸钻出各孔。柱组装前要检查翼缘板、腹板上的编号一致，不将不同轴线的柱的翼板、腹板混用，同时要注意检查翼板、腹板的组装方位，并检查穿孔同心度及孔的方位以及柱的倾斜角度。1.3.2型钢柱和钢管柱拼接吊装高度平均6.5m以上，每米重量达到450kg,钢柱的稳固、吊装后钢柱的垂直度、轴线位置、顶标高是施工重点。1.4 型钢钢柱及塔吊布置型钢柱沿看台的A3-C4轴/AC轴弧形布置，弧长达到300m，钢管柱分别布置在建筑物的两侧，即A2、C5轴/AC-AD轴位置；现场南北两侧各布置一台QTZ40塔吊，作为钢结构施工的辅助垂直运输工具。2 施工总体布置和准备工作2.1 施工总体布置及思路2.1.1施工部署：工程钢结构构件的制作、加工均在工厂内进行，由公路运输至现场进行安装施工。2.1.2组织机构设置：我单位具有钢结构施工一级资质，且有同类型工程的施工经验，具备本工程钢柱的制作与安装能力，无需专业分包，只需安排本单位专业钢结构作业班组进行施工，但需增派专人到本工程对钢结构施工进行专项管理，实行工厂和现场两点钢结构专业施工的全面管理。2.1.3主要吊装设备：现场安装施工的主要起重机械采用现有的两台QTZ40塔吊和两台60T的轮式汽车吊。根据塔吊的起重性能和覆盖范围进行钢柱的分段，汽车吊用于弥补塔吊覆盖范围和起重能力外的钢柱吊装，然后按照分段要求进行型钢柱的制作加工和安装施工。2.2 技术准备2.2.1图纸会审：在业主的组织下，对钢结构工程中存在的图纸疑问和难点，由项目部联合公司钢结构作业班组分别对钢结构专业和与之有关的土建问题与设计单位进行沟通、处理，并详尽了解设计意图，并形成书面记录。2.2.2分段分节方案：结合现场塔吊性能、覆盖范围以及汽车吊的性能，我们对每个轴线的钢柱进行分段分节制作加工。各轴线钢柱分段分节方案见表1。2.2.3图纸深化设计：根据设计图纸和上述的图纸会审资料、钢柱分段分节方案，首先由项目技术人员对钢柱上的穿筋孔的定位位置、大小及连接板和加劲板的位置进行放样，并交设计院对此进行审核、确认。然后由厂家组织技术人员对钢结构图纸进行施工详图的深化设计，并交设计院对施工详图进行审核、确认，经过设计院审核、确认后的施工详图方可下发进行施工。2.2.4编制型钢混凝土组合结构柱、钢管柱钢结构工程施工方案，并对作业班组进行书面技术及安全交底。为保证工程的安装质量，各安装环节应严格按设计及施工工艺规范执行，每道工序经项目监理组验收合格后方可进入下道工序，确保施工质量。2.25复核现场轴线、标高控制点，并依据钢柱位置及时增设控制点，便于钢柱吊装时的轴线控制和标高控制。表1： 钢柱分节方案表轴线编号柱名底标高（m）顶标高（m）分节方案备注分节数分节顶标高（m）单节长度（m）A2、C5轴GGZ-1.65+6.81+6.8008.450A3、C4轴XGZ-2.25+9.152-0.6501.650+9.15010.149A4、C3轴-2.25+10.132-0.6501.650+10.13011.093A5、C2轴-2.25+11.32-0.6501.650+11.30012.230A6、C1轴-2.25+12.63-0.6501.650+6.2507.030+12.606.470B1、B17轴-2.25+13.93-0.6501.650+6.2507.055+13.9007.821B2、B16轴-2.25+15.73-0.6501.650+8.1949.000+15.7007.639B3、B15轴-2.25+17.34-0.6501.650+5.756.527+13.4307.834+17.33.947B4、B14轴-2.25+18.354-0.6501.650+6.7507.532+14.2007.581+18.354.266B5、B13轴-2.25+19.454-0.6501.650+6.7507.518+15.228.589+19.454.298B6、B12轴-2.25+20.324-0.6501.650+6.7507.508+15.228.594+20.325.175B7、B11轴-2.25+20.904-0.6501.650+7.7507.502+14.677.016+20.906.317B8、B10轴-2.25+21.364-0.6501.650+7.7508.511+14.677.012+21.366.779B9轴-2.25+21.504-0.6501.650+7.7508.511+14.677.011+21.506.9202.3 材料准备1、本工程型钢柱和钢管柱材质均为Q345B低合金钢板，柱身板材厚度分别为36mm 、20mm、30mm，其它连接板、加劲板、底板等板材厚度有25mm、10mm、16mm、80mm等规格。2、由钢结构厂家根据确认的施工详图编制材料需用计划和采购计划。分批采购钢材原材料和辅材进厂。3、结构使用钢材应有材质证明书，焊接材料、螺栓等辅材也应有材质保证书。进厂材料应按照材质证明书进行核对，并进行外观和量尺检查。对混批钢材原材料组织监理单位进行见证取样，并及时送检。所有原材料及时报验。复验不合格材料及时退库，以免混淆而错误使用。2.4 施工机具：见下表表2：主要施工机具表序号机具名称数量序号机具名称数量1H型钢矫正机1台8空压机2台2摇臂钻床2台9水准仪2台3仿型切割机1台10CO2气体保护焊机8台4自动埋弧焊机4台11焊缝检验尺6把5数控多头切割机2台12烘干箱2台6半自动切割机3台13超声波探伤仪1台7直流电焊机2台14自动坡口机23 施工工艺及技术保证措施3.1 施工工艺流程钢结构施工图深化设计原材料检验矫正钢结构厂内制作、穿孔地脚螺栓复测验收钢构件验收钢柱支撑脚手架搭设钢结构吊装就位临时固定测量校正地脚螺栓固定组织验收土建穿插施工现场组装、焊接下一工序。钢柱吊装对测量定位要求较高，在吊装过程中随时进行校正，流程如下图2。图 2 钢柱吊装校正流程图3.2 主要的施工工艺和技术保证措施3.2.1 矫正1、合格原材料在下料前必须进行矫正，并经检验合格后方可使用。2、原材料钢板使用平板机矫正。3、对接钢板在对接焊缝处的变形采用火焰加热校正，加热温度不得超过900，并缓慢冷却。3.2.2 接料1、超长钢板的接料在下料前采取整板对接。2、钢板顺轧制方向接料。3、接料长度和宽度不小于500mm，并避免出现组装时对接焊缝在同一断面上的情况，要求相互错开250mm以上。3.2.3 放样、号料1、号料前对钢材规格、材质进行检查，并进行标记移植。2、加劲板、连接板采用铁皮样板号料，必须号出检查线，号料所用钢尺必须是经过计量校核过的钢尺。3、各杆件、零件尺寸应考虑焊接变形影响，校核无误后再下料。4、放样、号料必须预留余量，预留余量按以下计算：、气割缝宽度：板厚16mm25mm 3.0mm、需进行端头加工的板料考虑焊接收缩余量、热校收缩余量、切头余量，长度方向不少于100mm。、考虑焊接收缩余量、少量热校收缩余量，板料宽度方向预留余量。按每条焊缝收缩余量计算如下：贴角焊缝 0.5mm全熔透焊 1.0mm3.2.4 下料、切割1、板厚12mm小零件板如焊接衬板等的下料使用剪扳机下料；其余板料切割一律用数控多头切割机和半自动切割机下料，不允许用手工切割。2、切割机的轨道必须平直，弯曲度小于万分之一，轨道的高低差控制在1mm以内。3、切割所需氧气和乙炔气必须保持稳压，采取用几瓶氧气或乙炔气并联的措施解决。当气压低于9.8105Pa压力时，停止使用。4、为减少切割受热不匀产生变形，一条切割缝必须一次切割完，不允许中途停止。5、切割前对钢材表面切割区铁锈、油污等清除干净。切割后清除边缘的熔瘤和飞溅物等。6、下料后的板料尺寸和切割断面质量必须符合规范要求。各种构件必须放1：1大样加以核对，尺寸无误后再进行下料加工。7、钢柱端面为留有余量的二次切割，采用半自动切割机进行切割，加工坡口，不允许用手工切割代替，切割完打磨光滑。3.2.5 边缘加工1、焊接坡口加工采用半自动切割机。坡口加工时用样板控制坡口角度和各部分尺寸。2、厚薄板对接，厚板边缘在组装前按1：3的比例放坡，刨薄与薄板等厚。3.2.6 制孔1、为保证钢构件制孔质量采用钻模钻孔,孔位号完后，进行规孔，以便检查孔位的正确。2、制孔过程中孔壁保持与构件表面垂直；制孔完毕后孔周围的毛刺、飞边用砂轮打磨平整。3.2.7 组装1、焊接型钢所有零、部件组装前在进行接料、焊接、校平，并除去表面锈蚀、毛刺和油污等杂物方可进行组装。2、组装采用专用组装胎具，胎具置于装配平台，平台必须牢固、平整，其表面高差不大于2mm。胎具必须平整，其交角严格控制在905度。当组装完毕，应用对角线卡尺检查尺寸，并每隔400500mm焊定位焊。3、柱的四个面用白油漆标出中心线（并打洋冲眼）、行列线、相关行列线和柱的标号。4、组装完毕的十字形钢或十字形柱高度（腹板中心线处）允许偏差0+3mm，腹板中心偏移允许1.5mm以内。3.2.8 焊接1、十字形型钢的主焊缝采用埋弧自动焊焊接，在正式焊接时，进行焊接工艺评定，确定最佳电压、电流和焊接速度，以保证焊接质量达到一级焊缝要求。2、栓钉焊接采用栓钉熔焊机进行焊接，并按规范进行弯曲试验。3、根据结构的特点，十字型钢柱身及连接板、加劲板焊缝均采用坡口焊，用自动埋弧焊机施焊。4、坡口焊接：板厚30mm钢板，接料采用X型坡品，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70120，在焊缝中心两旁各100mm范围内用氧-炔焰进行预热，焊后进行后热，后热温度200300，保证良好的焊缝金属组织。5、主要焊缝和长焊缝采用埋弧焊或CO2气体保护焊焊接，次要焊缝和短焊缝采用CO2气体保护焊或手工焊，对于腹板厚度小于或等于6mm，且要求与翼板熔透焊的必须采用自动埋弧焊，以确保焊缝达到设计要求。6、焊接检验外观检验，所有焊缝必须进行外观检查，不得有裂纹，未熔合夹渣、未填满弧坑等缺陷。对接接头焊缝的检测按施工图的要求及钢结构工程施工验收规范（GB50205-2001）的规定执行，无损检测在焊接后24小时进行。7、焊接质量保证措施(1)焊前准备工作检查接头及坡口装配加工精度，背面衬垫紧贴度，对不合格要求的接头及坡口应进行修补处理。除去接头及坡口两侧铁锈、氧化铁、油污及水分等。外场焊接应有防风、雨措施，二氧化碳气体保护焊应有可靠挡风装置。(2)定位焊定位焊用与正式焊接采用相同的焊条，定位焊一般长是25mm，定位焊不要在焊缝交叉处，定位焊不应有裂纹、气孔等缺陷。(3)焊接程序复查组装质量、定位质量、焊件接头质量和焊区处理情况。构件焊接采用对称焊接法，施焊时由双数焊工同时进行。长焊缝采用由中间向两端的分中焊接法及分中步退焊法，也可由数名焊工分区同时进行。(4)主要零部件焊缝组装后24小时内焊接。(5)定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，施焊之前应检查，如有裂纹应铲除重新定位焊。对接焊缝必须加引弧板。施焊时严禁在非焊缝母材处引弧。(6)焊工在每焊完一层后均应清除熔渣、飞溅、熔瘤、夹渣等缺陷。(7)焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，经技术部门研究制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。(8)二级以上焊缝和贴角主焊缝上需打上焊工施焊钢印号，以备存查。3.2.9 端头处理1、构件的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，才可以进行另一端端头的处理。3.2.10 除锈、编号1、构件验收合格后，表面用钢丝刷清除浮锈和杂质。构件制作完毕后，进行防锈处理。2、防锈完毕后，在构件上标注构件的编号、轴线标记、长度、重量、构件重心位置和定位标记。3.2.11 校正焊接H型钢构件采用翼缘校正机进行校正，其旁弯、歪脖、扭曲采用火焰加热校正。3.2.12 现场构件验收和堆放1、制作方根据吊装顺序提供的进场计划，配套供应构件，且将构件运输到指定地点按要求堆放，相关技术资料要随构件送达。2、根据货运清单检查构件，核对构件数量、规格和编号，若发现有误及时回执清单，以便构件更换或补齐。3、检查构件的几何尺寸、节点、孔位、坡口等是否符合设计要求和规范规定，中线、标高等是否正确明显的标记。检查构件有无损伤、外观缺陷、变形。4、按吊装划分区域，将构件进行分类堆放，并堆放于便于吊装的位置。5、构件堆放应用垫木垫好，垫木的位置应正确，重叠堆放的构件上下垫木要对齐，以免构件变形。3.2.13 钢柱支撑脚手架1、 钢管柱本工程钢管柱在AA、AB轴线上，其中AA轴钢管柱倾斜2度，单独突在建筑物外侧6m，与型钢柱不在一个轴线上，且无土建排架可利用，必须独立搭设支撑满堂脚手架。按照上面的分节吊装方案表，钢管柱为从承台顶-1.65m到柱顶+6.8m一次性吊装到位，脚手架应搭设高度为10m，排架宽度为60006500（见下图），步距按1.5m设置,在排架外侧设置连续的竖向剪刀撑，每隔三步设置水平剪刀撑,并在内部搭设用于人员上下的钢爬梯。钢管柱每米重量为5Kn,沿步高紧靠柱加支撑水平杆与排架连接，形成如下图的受力形式：计算钢管的抗弯强度:公式M/Wf50.21000/5.08=196N/m205 N/m 满足要求单只扣件抗滑移荷载为8Kn,大于钢管柱产生的侧向压力，符合要求。2、 本工程型钢柱为斜向设置，倾斜角度平均为8度，在利用土建脚手架进行支撑的基础上，沿AC轴线增搭长264米、宽3米的外排架用于加固和连接各XGZ的支撑脚手架，并对支撑脚手架按照钢柱产生的侧向压力进行加固和调整，确保钢柱吊装安全和吊装精确度。土建搭设的脚手架立杆纵横间距为1000mm，步距为1500mm，排架径向长为8m，弧向宽3米，主要采取的加固措施为：1） 在钢柱两侧加设竖向间距750mm水平拉杆，与KZ12柱抱接，遇纵横杆用扣件连接。2） 在钢柱两侧立杆1000mm范围内加两根水平撑杆，同钢管柱（如上图）。3） 每隔两个步距加设斜向支撑，遇立杆用扣件连接，并增设间距4.5m的水平剪刀撑。4） 排架示意图如下： 钢柱吊装结束后进行柱钢筋和模板的安装，需先在钢柱顶部用钢丝绳斜拉，然后拆除支模部分的加固撑杆，确保钢柱不失稳定。3.2.14 劲性柱吊装 3.2.14.1 吊装顺序由于现场塔吊起吊能力有限，不能满足全部钢结构的吊装，我项目决定除利用现场已有的塔吊外另增2台汽车吊完成整体钢构的吊装。平面吊装顺序结合工程总体施工顺序，先中间，后南北两段，即先B6-B12轴为第一施工段，后北侧A1-B5轴第二施工段，最后南侧B13-C6轴第三施工段。3.2.14.2 主要吊装工艺1、吊装前的准备工作(1)吊装前仔细检查起吊设备、工具、钢丝绳等各种机具的性能是否完好，确保万无一失。(2)框架柱定位轴线的控制，采用建筑物外部设辅助线的方法。每节柱的定位轴线应从地面控制线引上。2、起吊与就位（1）检查柱顶面中心轴线及标高。（2）起吊：拼装好的钢架，经绑扎等准备工作后，作一次全面检查，检查无误后，先试吊，再开始起吊，起吊过程不宜过快。（3）就位：就位方法原则上是从上往下落放，当上层钢柱起吊到下层钢柱顶标高处时，作水平移动，按事先作好的就位标记，向下落放，落放时应缓慢，落放后吊绳不得松开，等待校正对口。（4）固定：将柱与柱端安装完毕后，用缆风绳将钢柱固定。由于柱较高，在吊装过程中及构件就位后，应作好临时加固工作，以免构件扭曲、失稳。（5）脱钩：安装完毕后，再点动松吊绳，当确信钢架稳固后才能完全脱开吊钩。3、测量与控制测量与校正采用边安装，边测量，边校正的方式。具体方法如下图：施工控制网的加密及建立水准点钢柱顶标高和垂直度检核钢柱单段吊装安装搭建操作平台钢柱中心线测设钢柱沉降观测钢柱垂直度观测经纬仪测量钢柱高程控制4、劲性柱型钢吊装钢柱吊装前在柱身焊好吊耳，采用吊耳式吊装方法。钢柱吊装采用单机旋转直吊法。钢柱经绑扎等准备工作后，作一次全面检查，检查无误后，先试吊，再开始起吊，起吊过程不宜过快。钢柱吊装前，将基础就位轴线和柱中心线均正确有“”标志好，柱头四面均栓好一根缆风绳。钢柱吊点设置在柱顶部，通过专用吊具与柱侧面吊耳相连，起吊时柱底应垫好木板，避免损伤构件及混凝土结构楼板。钢柱就位后用螺栓临时固定，利用缆绳调整垂直度，在两台经纬仪监测下找正后最终固定。柱的安装应先调整标高，再调整位移，最后调整垂直偏差，直到柱的各项安装指标符合要求。采用缆风绳校正柱时，松开缆风绳，柱应仍保持垂直的状态。 4 施工工期要求本工程钢结构的施工工期严格按照整体工程的施工组织设计要求进行。工期的调整和具体工作安排，根据工程月计划和周计划进行调整。5 质量标准型钢所用钢材，必须出具质量保证书、批号、炉号、化学成分和机械性能等各项清单。不合格材料严禁使用。根据设计提供的焊材要求采购焊材，验收并入库。首次使用的焊材必须经过焊接工艺试验合格后才允许批量使用。5.1 焊材的选用及管理焊接方法焊条型号执行标准备注手工电弧焊E4303GB5117-95焊条埋弧用焊丝H08A+HJ431GB/T14957-94不低于相应手工焊强度CO2气体保护焊焊丝H08Mn2SiAGB/T14958不低于相应手工焊强度1、根据设计提供的焊材要求采购焊材，验收并入库。首次使用的焊材必须经过焊接工艺试验合格后才允许批量使用。2、焊材的领用应填具焊材领用单，领用数量以一天的消耗量为原则，逐日领取。5.2 钢柱安装允许偏差及检查方法：序号项目标准1对中5.0mm2柱高+5.0mm-8.0mm3挠曲矢高H/1000且15.0mm4垂直度10mm5.3 质量保证措施1、制作中使用的图纸及技术文件必须是经审查合格并签署完整的有效文件。未经审查和签署的图纸、技术文件不得使用。2、焊接质量控制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，且持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。无损检测工作由持有效证件的无损探伤人员担任。焊材由器材部门主管，质检员、专业技术人员配合。建立焊材进厂，验收、保管、发放制度，并严格执行。焊材质量符合国家标准，且具备有效真实的质量证明书或检验报告。焊材由专人保管、烘干、发放，建立台帐，以便跟踪。3、用于制作的材料（钢材、焊材、涂料）在制作全过程进行跟踪管理，保证可追溯性。4、工序控制必须严格按照各分部分项工程的质量控制程序进行控制，对关键工序、特殊工序应编制工艺操作规程和质量控制点文件，实施重点质量控制。5.4 质量记录1、检验批及子分部工程的划分：根据钢柱分段分节情况及楼层施工缝情况，本钢结构柱检验批按分段每节的平面内全部16根柱为一个检验批。+0.99米以下钢柱划分为地基与基础分部（钢结构子分部）；+0.99米至+40.01米钢柱划分为主体结构分部（劲钢混凝土结构子分部）。2、质量记录应着