钢结构工程专项施工方案

第七节、钢结构专项施工方案一、钢结构工程概况本工程由九个子项建筑组成：A中学教学实验楼、B行政图书楼、C艺术楼、D体育馆、E女生宿舍（含食堂）F男生宿舍楼、G看台、H地下车库、J大门门卫和围墙。其中含有钢结构的部分为：C艺术楼、D体育馆。1、艺术楼钢结构概况本工程艺术楼二层结构中包含局部钢结构，钢结构部位为：3轴-5轴之间、C轴-F轴之间交叉部位，工程结构采用H型钢梁及压型钢板组合楼板，H型钢梁采用材质为Q345B，总重量为57.56T；压型钢板选用型号YXB54-185-565(B)，厚度1.0，材质选用Q345，总面积为365.67m2。2、体育馆钢结构概况本工程体育馆钢结构屋面主体结构由三种桁架拼装完成，桁架与桁架之间采用焊接节点形式，桁架底标高为13.8，桁架顶标高为18.81m，桁架总重量为71.12T，材质选用Q345。钢结构的水平投影长度方向为38.4m，宽度方向为35.7m。钢结构屋面总体平面图HJ1桁架立面图HJ2桁架立面图HJ1桁架立面图二、钢结构工程施工方案1、现场安装主要思路本工程含有钢结构的部分为：C艺术楼、D体育馆。钢结构按照常规方法进行安装，根据土建各区快施工进度进行施工安排，钢结构安装主要分为以下几步。1.1、体育馆的钢结构吊装步骤第一步：预埋件预埋第二步：主桁架（HJ1）吊装第三步：主桁架（HJ2）吊装第四步：次桁架（HJ3）吊装第五步：屋面檩条、拉条施工第六步：屋面板安装。1.2、艺术楼的钢结构吊装步骤第一步：预埋件预埋第二步：钢梁安装第三步：压型钢板安装第四步：钢筋绑扎第五步：混凝土楼面浇筑。2、吊装机械的选型2.1、艺术楼钢结构吊装机械的选型本工程部分所有构件单体重量不大，现场塔吊完全满足吊装要求，所以本部分钢结构的吊装机械选用现场塔吊。2.2、体育馆钢结构吊装机械的选型本工程体育馆钢结构屋面主体结构由三种桁架拼装完成，桁架与桁架之间采用焊接节点形式，桁架底标高为13.8，桁架顶标高为18.81m，桁架总重量为71.12T，材质选用Q345。本工程部位最大重量构件为HJ1，单品桁架（HJ1）的重量约为9.5T，吊装高度为18.81m，所以本司选用两台QY30汽车吊完全钢结构屋面桁架的吊装，每台汽车吊吊装重量为4.75T，经计算，QY30完全满足吊装要求。表：QY30汽车吊性能参数表主要技术参数主臂起重性能工作半径（m）支腿全伸不用支腿名称参数10.00m17.00m24.00m31.00m10.00m全车总重32.2t3.0030.0020.008.00最大爬坡能力31%3.3530.0020.007.00最大提升高度34.00m3.5028.1020.006.40吊臂全伸时长度31.00m4.0024.2020.005.10吊臂全缩时长度10.00m4.5021.4020.0013.004.20最小转弯半径11.50m4.820.0020.0013.003.70最大仰角805.019.2019.2013.003.4030t吊钩重0.35t5.517.5017.5 013.002.8012t吊钩重0.20t6.016.0016.0013.002.304t吊钩重0.10t6.514.6014.6013.009.001.9010m吊臂时钢丝绳数8根7.013.5013.5012.009.001.6010-17m时钢丝绳数5根7.512.0012.0011.209.001.3024m时钢丝绳数4根8.010.5010.5010.509.001.0031m时钢丝绳数3根8.59.409.409.009.87.207.207.7010.06.956.957.5011.05.805.806.4012.04.904.905.5514.03.453.454.2016.02.503.2018.01.802.4520.01.301.9022.00.851.5024.01.1026.00.7527.00.65注：图中框选位置为汽车吊符合吊装要求区域。3、测量定位测量工作是钢结构施工的关键技术工作之一, 测量工作的好坏，直接影响整体钢结构的安装质量和进度。（1）安装测量控制的总则序号测量控制总则1负责工程施工所需的全部施工测量放线工作及钢结构安装过程中的测量控制工作，并配合监理工程师测量检验的辅助工作和一切方便条件。2工程开始前，由土建提供现存基准点和测量点的标高和坐标，如果认为土建提供的资料有问题，则要在土建提供资料后的5日内书面向监理工程师反映。3接受土建提供的测量基准点后，应校测其基准点（线）的测量精度，并复核基准点资料和数据的准确性，向监理工程师书面反映。4以土建提供的测量基准点（线）为基准，按国家测绘标准和本工程施工精度要求，设定用于工程的控制网。5施工基线、定位点、控制点和施工基准点的标桩，经测量后都要进行检查，测量及定位点的精确度要符合相关规程规定。6保护好测量基准点、基准线和水准点及自行增设的控制网点，并提供通向网点的道路和防护栏杆。测量网点的缺失和损坏，应及时修复。7预埋件的精确定位后，必须对预埋件进行固定，与混凝土梁连成一体，并在混凝土浇筑过程中进行监测。（2）测量主要内容1）控制网复核和钢结构施工控制网的建立；2）预埋锚栓定位、平整度及标高复测；3）钢柱的定位及垂直度、标高的控制；4）钢梁的定位及标高、跨中垂直度的控制；5）现场吊装测量监测；6）施工过程中对钢柱进行沉降观测。（3）测量控制准备工作测量准备工作是保证施工测量全过程顺利进行的重要环节，所以必须充分做好测量前各项准备工作。1）测量器具的准备测量的精度直接影响到施工安装质量，而测量器具的精度质量问题又直接影响着测量结果的好坏。为了保证测量质量，特准备了以下科学精密的测量仪器：全站仪1台：用于轴线测设、钢柱垂直度的控制等；水准仪2台：用于钢柱、网架、桁架标高的复测等所有测量器具在作业前必须经技术监督部门进行检定，保证这些仪器的实际测量精度合格有效，并报监理工程师验证。2）测量人员的配备本工程配饰专职测量员1人，主要负责施工全过程的测量技术工作，保障工程顺利有序施工。3）测量方案的拟定在进行本工程测量前，测量专组由测量工程师组织、所有测量人员参加，经过讨论拟定初步测量方案，指导后面具体测量工作的展开实施。（4）平面测量控制网的布设1）平面控制网设计准备工作测量人员熟悉所有的设计图纸和设计资料，并在进行平面控制网设计工作之前，必须先了解建筑物的尺寸、工程结构内部特征和施工的要求，熟悉施工场地环境以及与相邻地物的相互关系等，熟悉施工场地环境以及与相邻地物的相互关系。2）控制网的复核根据土建提供的控制网基准点和测量数据，以及杭州市一级控制点的标高和坐标，对所提供的基准点进行复测，验证基准点数据资料的准确性。具体方法：平面基准点复测应按国家四等导线测量要求，用电子经纬仪和全站仪对导线进行角度观察四测回，观测控制网精度，记录并做出偏差计算，符合规范要求；最后做出报验资料并报给监理与土建单位复核审批。复测过程必须是与土建、监理三方共同进行。3）钢结构施工控制网的建立根据土建提供的控制网基准点和测量数据，对施工现场观察，选好点用全站仪做后方交会设计基准点，然后再用四等导线测量方法对所做控制网进行复测，平差后做出报验资料报与监理和土建单位复核审批。平面控制网的基准点设置在现有平台面，由激光铅直仪分层向上传递到各个楼层并组成多边形，经多边形条件闭合复测，用于楼层放线控制。4）平面控制网的施测方案及相关精度要求本工程定位测量的精密度应满足工程测量规范（GB500262007）工程测量基本术语标准（GB502282011）钢结构工程施工质量验收规范（GB502052001）的要求。II级和级平面控制网按照四等导线的精度进行观测。角度观测采用方向观测法，按照规范进行仪器操作和记录，其主要技术要求，应符合下表的规定：等级仪器型号测角中误差（）测回数两次读数差（）半测回归零差（）一测回2C互差（）各测回方向较差（）II级DJ1521696DJ25338139级DJ282-121812当采用全站仪测距时，应注意仪器的指标设置和检测，采用仪器的等级及测回数应符合下表的精度规定：控制网等级仪器分级总测回数II级II、精度4级II精度2三、预埋件施工本工程钢结构预埋件为钢梁预埋件，预埋件构件在土建主体结构施工过程中先行进场，同步施工。待土建完成混凝土梁钢筋施工后，将每组埋件支架放入钢筋笼中，根据原先测量做好的标记调整支架位置及标高，调整到位之后将支架与承台钢筋焊接固定，确保支架和埋件在混凝土浇筑过程中不会出现大的侧移偏差。埋件埋设完成之后，再利用轴线网对每组埋件进行轴线尺寸、标高进行复核，最后做好成品保护措施。土建混凝土浇筑之前，钢结构测量人员应及时进行地脚螺栓轴线尺寸和标高的复核工作，土建必须在复核无误后才能进行混凝土浇筑。1、预埋件安装现场施工员负责对对预埋件位置进行准确确定，这样，左右偏差控制在设计图纸允许的范围内；在柱钢筋上标出标高线，作为预埋件标高控制线。按照定位标记，将预埋件埋在梁侧的预埋件在柱方钢、角钢及钢筋绑完后即进行埋设，用电焊点焊于柱非主受力钢筋（如箍筋、加筋等）上，预埋件的锚固钢筋必须放在柱外排主筋的内侧。固定预埋件之前，必须复核预埋件的位置是否正确，以保证预埋件的施工质量。复核无误后，则将预埋件加固，焊接牢固（或铁钉钉牢、铁丝绑扎），避免焊接立柱时振捣脱落移位，加固过程中应保证预埋件的垂直度、平整度偏差均不大于3mm，水平标高偏差不大于10mm，预埋件位置与设计位置偏差不大于20mm。四、压型钢板组合楼板安装1、特点（1）由于压型板轻便，易于搬运和架设，大大缩短安装时间，又因压型板不需拆卸，工地劳动力可减少。（2）与木模相比，压型钢板施工时发生火灾的可能性大为减少。（3）压型钢板便于铺设通讯、电力、通风、采暖等管线；还能敷设保温、隔音、隔热、隔震材料；压型钢板表面直接做顶棚；若需吊顶，可在压型钢板槽内固定吊顶挂钩，使用十分方便。（4）在多高层建筑中采用压型钢板，有利推广多层作业，可大大加快工程进度。（5）压型钢板的运输、储存、堆放和装卸都极为方便。（6）压型钢板和混凝土通过叠合板的粘结作用使二者形成整体，从而使压型钢板起到混凝土楼板受拉钢筋的作用。施工中，压型钢板还可起到增强支承钢梁侧向稳定的作用。2、施工工艺（1）施工前应绘制压型钢板平面布置图，在图上注明柱、梁和压型钢板相互关系尺寸与连接方法，尽可能减少在现场的切割工作量。（2）根据压型钢板平面布置图，统计好板的型号、规格及数量，以便制造厂按订货单准确地生产。（3）铺设前的准备工作：铺设前要认真清扫钢梁顶面的杂物，并对有弯曲和扭曲的压型钢板进行矫正，使板与钢梁顶面的最小间隙控制在1mm以下，以保证焊接质量。（4）结构防锈：除焊接部位附近和灌注混凝土接触面等处外，均应事先做好防锈处理。（5）板的敷设：铺板工作按板的布置图进行，首先在梁上用墨线标出每块板的位置，将运来的板按型号和使用顺序堆放好，并按墨线排列在梁上，然后对切口、开洞的板做补强处理。（6）板的临时支撑：设计图纸如注明压型钢板在施工中需设置临时支撑时，在压型钢板安装以后，就应设置支撑。（7）浇灌混凝土：铺设的压型钢板即成为施工模板，在板上直接绑扎钢筋，浇灌混凝土。3、注意事项（1）布置压型板时，要注意凹凸角等问题，尽量避免特殊加工工序，将吊挂预埋件、开口补强等工序统筹考虑。（2）强边方向板的接头，原则上应设置在梁的上部，不要在跨中设置接头；若为连续板时，板的长度、重量等，应按其搬运、铺设等作业是否方便来考虑。（3）弱边方向板的布置，当其宽度不合适时，应在纵向挪动后将波形对准再切割；另外压型钢板宽度尺寸由于制造施工等原因引起的误差，也可以采用这种办法处理。（4）无外包装的压型钢板，装卸时应采用吊具，严禁使用钢丝绳直接捆绑起吊。（5）压型板的切割和钻孔，原则上应采用机械加工，不要损害压型钢板的材质和形状。压型钢板在切割之前必须矫正弯曲和变形，切割时产生的毛刺、卷边应清除掉。五、高强螺栓安装1、高强螺栓紧固工艺过程连接板摩擦系数试验合格构件安装校正完毕换装高强螺栓（HTB）HTB初拧（为终拧值3050%）HTB初拧（为终拧值3050%）HTB 终 拧检 查 合 格构 件 焊 接HTB轴力经抽检合格HTB枪检查合格2、安装方法高强螺栓分两次拧紧，第一次初拧到标准预应力的6080%，第二次终拧到标准预应力的100%。（1）初拧当构件吊装到位后,将螺栓穿入孔中(注意不要使杂物进入连接面)，然后用手动板手或风动板手拧紧螺栓,使连接面结合紧密。初拧力矩按终拧力矩的3050%确定。（2）终拧螺栓的终拧由电动剪力板手完成，其终拧强度由力矩控制设备来控制，确保达到要求的最小力矩。当预先设置的力矩达到后，其力矩控制开关就自动关闭，剪力板手的力矩设置好后只能用于指定的地方。3、安装注意事项装配和紧固接头时,应从安装好的一端或刚性端向自由端进行；高强螺栓的初拧和终拧，都要按照紧固顺序进行；从螺栓群中央开始，依次向外侧进行紧固。同一高强螺栓初拧和终拧的时间间隙，要求不得超过一天。当高强螺栓不能自由穿入螺栓孔时，不得硬性敲入，应用冲杆或铰刀修正扩孔后在插入，修扩后的螺栓孔最大直径应小于1.5倍螺栓公称直径，高强螺栓的穿入方向按照工程施工图纸的规定。雨天不得进行高强螺栓安装，摩擦面上和螺栓上不得有水及其它污物，并要注意气候变化对高强螺栓的影响。六、钢结构现场焊接1、焊前准备（1）人员准备本工程从事焊接作业的人员需有焊工证，严格禁止无合格证书人员上岗操作,焊工资质应与施焊条件及焊缝质量等级相适应。焊接作业开始后根据现场实际施工进度及人员安排计划，提前组织焊接人员进场。（2）主要设备机具本工程准备主要采用手工电弧焊及CO2气体保护焊，根据现场实际施工进度计划提前准备焊接设备进场，具体设备机具见主要设备机具计划表。（3）焊材的选用与管理焊材选用现场焊接采用手工电弧焊和CO2气体保护焊。用于焊接Q345B钢材的手工电弧焊焊条采用E5015（J507）型，CO2气体保护焊焊丝为ER50-6。用于不同强度的钢材焊接时，应根据低强度钢材相适应的焊接材料。焊材的管理焊材应按焊材管理制度严格管理，强调如下：a焊材要有齐全的材质证明，并经检查确认合格后方可入库。b焊材应由专人发放，并作好发放记录。c焊条要按规定烘烤，烘干焊条时，应防止将焊条突然放进高温炉内，或从高温中突然取出冷却，以防止焊条因骤冷骤热而产生药皮开裂现象。d焊条烘烤次数不得超过三次。e焊条应随用随取，领出的焊条应放入保温筒内，剩余的焊条应当天退回焊条房。（3）焊前技术准备焊前应进行技术和安全交底。不得使用药皮脱落或焊芯生锈的变质焊条。衬板和引弧板应按规定的规格制作加工，保证其尺寸，坡口要符合标准。在焊接前，将坡口表面、坡口边缘内外侧30-50mm范围内的油污、铁锈等杂物清除干净，露出金属光泽。施焊前，应复查组装质量，定位焊质量和焊接部位的清理情况，如不符合要求，应修正合格后方可施焊。焊接作业区手工电弧焊风速大于10m/s、气体保护焊风速大于2m/s时，应设防风棚或采取其他有效的防风措施后方可施焊。雨、雪天气或相对湿度大于90%时，采取有效防护措施后方可施焊。施焊现场环境温度低于-5时，在始焊点附近100mm范围内采用火焰预热至30以上，方可施焊，且在焊接过程中均不应低于这一温度。现场施焊前应检查临时设施是否安全可靠。2、焊接施工（1）焊接顺序就整个钢结构框架而言，钢柱、网架、桁架刚性接头焊接，应从整个结构的中部施焊，形成整体框架后向四周扩展续施。施工中柱、梁施焊，应遵循下述原则：序号要 点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就整个框架而言，柱、梁等刚性接头的焊接施工，应先从整个结构的中间构件上施焊，形成框架后向左、右扩展焊接。3对柱梁连接的焊接而言，先焊接梁的下翼缘板与柱连接处，再焊接梁的上翼缘板与柱的连接；最后由两名焊工同时对称焊接梁的腹板，焊接梁的下翼板时，在腹板两侧坡口内轮换分层填充至填满坡口，下翼缘填充焊通过腹板圆弧孔时各道焊缝的熄弧点要适当错开，以避免夹渣、未熔合等缺陷集中在一处。（2）焊接要求应使焊接过程加热量平衡；焊接过程应注意清渣,彻底清除焊根缺陷；多层焊接应连续施悍，每一层焊缝焊完后应及时检查，如发现有影响焊缝质量的缺陷，必须清除后再焊。当焊缝有裂纹、未焊透、夹渣、气孔等缺陷，应将缺陷清除后重新焊接。全熔透焊缝宜设置衬板，否则必须反面清根。（3）焊接环境当焊接处于下述情况时，不应进行焊接：a室温低于-5时；b被焊表面处于潮湿状态，或暴露在雨、雪和高风速条件下；c焊接操作人员处于恶劣条件下时。（4）定位焊a定位焊焊缝所采用焊接材料及焊接工艺要求应与正式焊缝的要求相同；b定位焊缝距设计焊缝端部10mm以上，定位焊缝的焊接应避免在焊缝的起始、结束和拐角处施焊，弧坑应填满，严禁在焊接区以外的母材上引弧和熄弧；c定位焊缝不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷。定位焊焊缝有裂纹、气孔、夹渣等缺陷时，必须清除后重新焊接；对于开裂的定位焊缝，必须先查明原因，然后再清除开裂焊缝，并在保证杆件尺寸正确的条件下补充定位焊；不熔入最终焊缝的定位焊缝必须清除，清除时不得使母材产生缺口或切槽；d定位焊的焊脚尺寸不应大于焊缝设计尺寸的2/3，不宜小于4mm；e定位焊缝间距及长度按下表规定执行：母材厚度定位焊焊缝长度( mm )焊缝间距(mm)手工焊自动、半自动( mm )t2540-5050-60300-40025t4050-6050-60300-400（5）焊接操作流程序号焊接流程1、根部焊接根部施焊应自下部起始处超越中心线10mm起弧，与定位焊接头处应前行10mm收弧，再次始焊应在定位焊缝上退行10mm引弧，在顶部中心处熄弧时应超越中心线至少15mm并填满弧坑；另一半焊接前应将前半部始焊及收弧处修磨成较大缓坡状，并确认无未熔合及未熔透现象后在前半部焊缝上引弧。仰焊接头处应用力上顶，上部接头处应不熄弧连续引带到至接头5mm时稍用力下压，并连弧超越中心线至少一个熔池长度（1015mm）方允许熄弧。2、次层焊接焊接前剔除首层焊道上的凸起部分及引弧收弧造成的多余部分，仔细检查坡口边沿有无未融合及凹陷夹角，如有必须除去。飞溅与雾状附着物，采用角向磨光机时，应注意不要伤及坡口边沿。次层的焊接在仰焊部分时采用小直径焊条，仰爬坡时电流稍调小，立焊部位时选用较大直径焊条，电流适中