国家体育场钢结构施工组织设计终版

国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA1目录1编制说明32工程概况521建筑造型522结构组成及截面形式523工程特点624施工技术难点63施工部署931项目部的建立932钢结构制作部署1233钢结构安装部署1534工期目标及计划安排2235质量目标2236施工用电计划224施工图设计235钢材采购与验收286钢结构制作工艺3161总则3162箱形截面构件制作工艺流程3763桁架制作3864钢柱制作507钢结构安装方案5571安装前准备5572格构柱安装5573屋盖中心部分整体安装5874井字架外及主桁架外段、次桁架安装70国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA275开启屋盖安装748钢结构焊接工艺规程7981焊接工艺评定7982焊接849钢结构施工检测方案9410高强螺栓施工要求10611防腐方案10812成品运输与保护11013工期保证措施112131工期保证管理措施112132工期保证技术措施113133工期保证经济措施11414工程质量保证措施11515施工安全健康保证措施11716冬、雨季施工措施12017现场文明施工12418工程验收126国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA31编制说明11根据2003年12月10日与北京城建集团沟通意向，特编制国家体育场钢结构工程施工组织设计初稿。12由于设计资料有限，很多细节问题不能深化，待有详细设计资料后再作进一步完善。13编制依据131本施工组织设计根据2003年11月版北京国家体育场屋盖结构说明而编制。132依据现行国家施工规范、标准及规程编号名称GB700碳素结构钢GB/T1591低合金高强度结构钢GB5313厚度方向性能钢板GB5117碳钢焊条GB5118低合金钢焊条GB/T14957熔化焊用钢丝GB/T14958气体保护焊用钢丝GB/T12281231钢结构高强度大六角头螺栓、螺母、垫圈与技术条件GB5780六角头螺栓C级GB36323633钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副JGJ8291钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程GB5002693工程测量规范GBJ1788钢结构设计规范JGJ9998高层民用建筑钢结构技术规程CECS10298门式刚架轻型房屋钢结构技术规程JGJ812002建筑钢结构焊接规程GB503002002建筑工程施工质量统一标准国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA4GB502052001钢结构工程施工质量验收规范GB1134589钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级GB3323钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级法GB500715高层民用建筑设计防火规范GB8923涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级JGJ332001建筑机械使用安全技术规程公司企业标准、工法及质量管理手册国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA52工程概况21建筑造型国家体育场为2008年奥运会主场，整体结构形式被称为“鸟巢”，互相编织的立面单面形成了一个完整的曲面，由规则的箱形截面钢构件相互连接而组成，所有的钢结构构件自然裸露在外，不加幕墙或其他外墙的粉饰，形成建筑物独有的外观特点。22结构组成及截面形式整个结构分为三个主要部分。221主结构由24根三角形分别为两根方形及一根五角形构件组合柱构成，这些柱沿体育场外围等距布置，每个柱顶均作为主桁架至内环的起点，主桁架及内环由上下弦杆和腹杆组成，结构形式均为箱形。上下弦杆最大断面尺寸为1200120090，钢柱最大断面为1200120090，最大腹杆为75075065。222次结构由与主结构相同的箱形截面构件组成，且交叉布置在主结构之中，断面最大尺寸为1200120028。223开启屋盖外形为二块，这两部分以富有特色的“阴阳八挂”曲线形状在中间吻合，开启屋盖的下表边缘与固定屋盖弧度一致，使活动屋盖开启时可流畅地与固定屋盖溶为一体，每片屋盖跨度为75M，长度约70M，由5块不同的三角形板块组成，钢结构量约900T，材质为Q345，结构包括主桁架、次桁架、边桁架。国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA623工程特点231工程规模大，构件吨位重。屋盖为椭圆形，长轴33920M，短轴29155M，中心环体长轴14224M，短轴745M，开启屋盖跨度75M。总重量约45000T，主要分布如下主桁架21674T；钢柱10300T；次结构12759T。232设计新颖,节点复杂2321钢结构外侧无装饰结构,构件交叉编织即组成建筑外造型，屋面设置大跨度可开启屋盖。2322主结构均为大截面箱形结构，杆件相交节点复杂，一个节点在三维空间汇交多根杆件，为营造“鸟巢”效果，屋面次结构节点更是复杂多变，规律性很少。233施工难度大。24施工技术难点241设计难点钢结构图设计完成后，必须进行详图设计，钢结构的制作与安装在详图设计的指导下进行施工。本工程详图设计的主要难点2411本工程建筑造型奇特，结构复杂，目前尚无成熟的详图节点形式。2412由于结构制作工艺、拼装工艺、安装工艺复杂，详图设计时必须有针对性的进行综合考虑。242制作技术难点2421焊接技术大型中厚板箱形截面构件的焊接，一直是钢结构加工行业的难题之一。其中主要包括钢材的焊接性能评定、焊接方法及焊接工艺参数的选择、防国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA7止层状撕裂的措施、焊缝质量检测方法与标准、焊接变形、焊接应力、小夹角节点的焊接技术措施等。2422曲线箱形构件制作及其组装的变形控制本工程超大跨度格构式门式刚架多数为不同的曲线形，柱和刚架上下弦杆均为曲线箱形构件，部分构件为弯扭外形。因此其零件加工、组装和焊接偏差控制难度大，需要制定相应的质量和精度控制标准。需要设计制作胎架和优化焊接工艺，以减少焊接变形。2423大跨度结构预起拱量的确定由于本工程结构跨度巨大，在世界上尚无先例，因此无可借鉴的施工经验，如此大跨度的结构，预起拱量的过大或过小，都可能导致严重的后果，轻者影响结构的使用性能，重者影响结构的安全性能。2424小夹角30时，采用腹板不对称坡口形式，背面清根，先焊里侧。盖板采用加垫板形式，手工CO2焊。3同设计部门协商要求在此部位开人孔，这样人在里侧焊接有操作空间，而且操作位置也很好，在留间隙的情况下，能达到焊缝质量要求，而且焊接中排烟容易。国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA374可采取在此部位增加补强板的方法（需同设计部门协商认可）。618小夹角节点的制作如下图所示相交处的翼缘板与腹板均作成圆弧过渡形式，过渡半径约R400MM，腹板的接口焊缝均放在直段，以便于施焊。619焊接变形的控制6191焊接时采用较小的焊接热输入方法进行焊接，如采用药芯焊丝CO2焊。6192对于主缝焊接，采用多丝埋弧焊技术。6193采取分部组装焊接，分别矫正变形后再进行总装焊接或连接。6194箱形构件的接口焊缝，必须采取多名焊工同时对称焊接，并应连续焊完。6195对于大型箱形构件的内隔板，建议从中间开设人孔，一则可便于国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA38隔板焊接操作尽量减少电渣焊，二则可减轻结构自重，三则可减少焊接内应力及焊接变形。62箱形截面构件制作工艺流程不合格摩擦面处理探伤修整组对牛腿切割焊接钻孔不合格不合格隔板组焊不合格隔板加工隔板、衬板切割下料矫正电渣焊箱型组装U型组装修整端铣包装运输涂装标识检查焊接二次装配探伤焊接钻孔探伤焊接接料腹板、翼缘板切割下料检验、矫正材料进场国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA3963桁架制作631按设计的总体分段图进行详细的分段划分，按每个分段及来料情况进行配料。因环梁高12M，公路无法运输，工厂制作只能是单件出厂，即、组成一体，、组成一体，、单体。632划线号料6321号料前必须核实所用钢材与设计图纸相符，钢材材质必须符合相关规范要求；如有代料应有代料通知单；做到专料专用。严格按照材料使用部位表进行号料，避免长料短用，宽料窄用。6322当钢材表面有锈蚀，麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负偏差值1/2，否则不得使用。6323在施工过程中，无论划线号料、气焊、还是铆工等工序都必须认真检查钢材是否有重皮、裂纹等缺陷，如发现应及时会同技术人员及检查人员研究处理。6324号料时长度方向必须留焊接收缩量，宽度方向留切割余量。6325号料时，翼板及腹板焊缝不能设置在同一截面上，应相互错开200MM以上，并与隔板错开200MM以上。接料尽量采用大板接料形式。6326接料坡口形式国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA40对接坡口6327号料的允许偏差，如表1。表1项目允许偏差MM零件外形尺寸106328弧形盖板及腹板用计算机编程，在数控切割机上进行切割加工。6329号料必须注明坡口的角度和钝边及取圆方向。63210斜杆接头即、号先号成长箱形梁，然后在其上截取。633切割6331切割气体1氧气气割用氧气纯度应在995以上，并有厂家产品合格证且符合国家标准。2乙炔气用乙炔气纯度应在965以上，并有厂家产品合格证且符合国家标准。3丙烷类气体切割用丙烷纯度在98以上，并有厂家产品合格证且符合国家标准。6332多头直条火焰切割操作方法。1将待切割的钢板放在切割平台上、并使其定位。2根据排版图调整切割咀的间距，使其达到板宽尺寸，并按工艺要求放出切割余量（切割余量按板厚预留）。3清除切割线50MM范围内的铁锈、油污。避免由于铁锈污物等在受国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA41热时发生飞溅物堵塞割咀熄火而造成切割边缘的缺陷。4平行切割主材切割时，确保火焰切割嘴头的平行度及整条板的两面同时受热。采用龙门式火焰切割机，同一箱形结构的盖板，腹板在同一版面上切割。切割时应注意以下几个要点A确认板材合格B确定盖板及腹板宽度时应在割嘴切割量基础上加1毫米。C边缘切割不得低于10MM。E切割50MM后应确认板宽及直角度。5切割后断口上不得有裂纹，并应清除边缘上的熔瘤和飞溅。6切割后钢板不得有分层。发现分层要作出标识，并向技术部门报告处理。7气割时应控制切割工艺参数，见表2表2自动、半自动工艺参照系数割咀号码板厚（MM）氧气压力（MPA）乙炔压力（MPA）气割速度（MM/MIN）161006907803650450210200690780350035032030069078034503004304006907803400300国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA425406006907804350250660100069078043002008切割中割咀的芯距工件表面高度不宜超过10MM。9割咀喷出的火焰应符合下列要求A喷出的纯氧气流网线应笔直而清晰，在火焰中没有歪斜及出叉现象。B喷出的纯氧气流网线周围和全长应均匀。C如发现不正常时，宜用透针修理，并将嘴孔处附着的杂质毛刺清除掉。10坡口加工采用半自动切割机并且应两侧对称切割，减小变形。11主材的坡口加工，根据不同板厚确定割嘴及速度。坡口加工时应注意以下几点A坡口形状及角度应根据焊接方法和条件做依据。下图以36MM板为例图示说明12所有外露零部件均采用半自动切割。13弧线箱形的上、下盖板用CAD/CAM数控火焰切割机进行编程切割，其切割要求与多头切割相同。14切割质量标准项目允许偏差零件宽度、长度10加工边直线度L/3000，且不应大于20国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA43相邻两边夹角6加工面垂直度0025T,且不应大于05加工面表面粗糙度634辊弧在卷板机上进行曲弧，用不小于15米的弧度样板进行检查，其间隙不得超过1MM，局部可用火焰法进行矫正。635组装6351组装总体要求1组装人员必须熟悉图纸、加工工艺及有关技术文件，检查组装用的零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度是否符合图纸和工艺要求，确认后进行装配。2下料、装配、净料用的钢尺必须经计量检测合格，并且使用前统一校尺，组装平台必须平整。3构件组装要按工艺流程进行，零件连接处焊缝两侧各3050MM范围内的油污、铁锈等清理干净，并显露出钢材的金属光泽。4装配时要认真控制好各零件的安装位置和角度，避免使用大锤敲打和强制装配。5对于在组装后无法进行涂装及焊接的隐蔽面应在部件或构件整体组装前进行，经检查合格后方可组合。6352上、下环梁及腹杆的直段箱形梁的组装在日本进口箱形梁生产线上进行。1隔板组对隔板组对采用以下措施A隔板加工图国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA44B隔板组对加工精度应满足以下要求其中L05MMH05MM|D1D2|15MMC隔板组对应注意以下几点隔板与垫条之间的毛刺应清除干净隔板组对时,必须保证90夹角斜隔板应采用机加工的方法保证倾角国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA45不同隔板做好标记以免混乱D组对隔板用胎具如图所示隔板组对示意图2装配隔板A盖板修理，由于切割产生的弯曲应修直后划线，包括隔板位置、封板位置，以及隔板外引线，以便电渣焊钻孔。弯曲度E1MM/3M。B打磨盖板、腹板氧化皮及杂物。C加设封板是为了保证箱形结构端部的稳定性。国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA46隔板装配示意图3U型组对A两侧腹板组在专门的U型组对机上进行，盖板、腹板以200MM基准线对齐。BU组立机压紧后，测量上、下高度、左右宽度一致后方可焊接。隔板引出线误差应在05MM内。C盖、腹板偏移1MM，柱扭曲量6H/1000MM，腹板与隔板间隙05MM，腹板与垫板间隙05MM。4箱形组对A箱形组对同U型组对，上下、左右夹紧，外侧坡口内均匀点焊。B端头约100MM校正平行度后方可点焊。加上盖板时，盖、腹板紧密贴合05MM。国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA47箱形组对示意图C组立完成后将隔板位置与基准线及隔板厚度标示在左右腹板及上下盖板上，用透明漆保护。5角部焊接箱形结构四条主焊缝焊接采用先进的三电极埋弧焊技术，2090MM厚钢板角焊缝可以一次成型，效率高，变形小，左右对称施焊，减小了手工作业造成的焊缝质量问题。根据不同的板厚，采取不同的电极个数和不同工艺参数。焊丝为64的H08MNA焊丝或日本进口KW50C，焊剂为HJ431或日本进口KB501。对1015MM采用单丝埋弧自动焊，焊丝为4MM。工艺参数详见焊接部分。6隔板非熔嘴电渣焊角部焊缝完成以后，应进行初步修理，修理后进行平面钻孔及非熔嘴电渣焊。非熔嘴电渣焊采用直径16，H08MN2SIA实芯焊丝，能率高。焊丝导管上升驱动是由设定的电流值自动控制，操作简单。单电极时可焊接1665MM隔板。工序如下所示检查焊口确认焊机上下、左右、前后调整导管矫正焊丝焊丝位置确认打开冷却循环水确认焊接条件开始焊接安装引出板再次检查焊接条件和导管位置焊接结束处理焊接突头关机结束。A几点注意事项钻孔时，应核对隔板位置，划线的偏移量1MM，根据不同隔1板厚度选择不同钻头形式。国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA48钻孔以原200MM基准线为准。2焊前应仔细清理焊口。3焊接引弧下部20MM，上部40MM。4焊丝为H08MN2SIA，焊剂SH331。5调整电压时A、起弧为4042VB、加入焊剂后54VC、正6常焊接后5051VD、接近表面约10MM时降为48V。焊接为100超声波检查。7非熔嘴电渣焊采用左右对称，6台同时施焊。86353弧形箱形梁的组装1设置弧形箱形梁组装平台及胎架，胎架设置要牢固，水平高差不大于3MM。如图所示弧形箱形梁组对示意图2弧形箱形梁的隔板组装A将下盖板放置在组对装置上。B在下盖板上号隔板的组装位置，将隔板放在此位置上，用角度样板确定隔板的定位，然后点焊固定。3弧形箱形梁的U型组装用弧度样板检查两块腹板的弧度，符合要求后将其放在组对装置中，并用液压夹紧装置将腹板与隔板顶严，点焊固定。4弧形箱形梁的箱形组装A将隔板的手工焊缝焊完并在24小时后经过探伤检查，合格后方可进国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA49行箱形组对。B将上盖板放在U型梁上，用液压顶紧装置将盖板与隔板顶严，点焊固定。636焊接6361为减少焊接变形应采取如下措施1下料装配时预留焊接收缩余量。2装配前，矫正每一构件的变形，保证装配公差要求。3使用必要的装配胎架、工装夹具。4同一构件上尽量采用热量分散，对称分布方式施焊。5先组焊成部件再组成构件，来减少焊接应力集中。6362首先对隔板的两条手工焊缝、进行一次焊接6363箱形封盖后对、号主缝进行三丝焊。6364对、号主缝进行三丝焊。6365对隔板剩下的二条电渣焊缝、进行电渣焊接。6366对不采用电渣焊（有人孔）的箱形梁其焊接顺序为先焊、。637矫直6371箱形结构矫正非常困难，通常采用火焰矫正，采用三面固定的方法，三面加热，在固定胎具上用侧向千斤顶，根据厚度不同加热时间不同6372弯曲EL/1500且在5MM以下；扭曲B/1000MM，测量弯曲时以隔板位置为主，加热在隔板位置以外。638端铣6381二次划线，国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA50标出端铣线和检查线，每节预留3MM的焊接收缩余量。6382调平端铣平台，保证端铣平面与梁垂直度不大于1MM。6383端铣加工端铣加工采用FM1520型端面铣床，根据不同形式结构端面形式不同。1结构端面不得有气孔凹痕。2确定总长度时应校核温差。3长度有出入时，以隔板位置为准。4进刀量以板厚为准。6384端铣后进行检查。1垂直度与水平度均在05MM以内，必要时以水平仪校核。2工件长度L2MM，端面直角度15H/10000639二次装配6391设置装配12M宽环梁的组对平台,要求不平度不大于3MM,平台面积不小于15M20M。组装台离地面800MM高，便于操作。6392将号件放在组装台上,并标出中心线及与斜腹杆的中心线及定位线。6393将斜腹杆放在胎架上,一端与号件上的定位线对齐,另一端与胎架上的斜腹杆定位尺寸对齐。6394在件上同样标出中心线及与斜腹杆的中心线及定位线并放在胎架上,与斜腹杆的定位尺寸对齐。6395检查各部位的尺寸，符合要求后将、与、件分别点粘在、构件上，并将焊缝焊接二遍后再将号号与、定位板拆开。国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA51桁架装配示意图6310三次装配631011将号、号件水平放置在胎架上。631012在号构件上划出次结构的箱形牛腿与其相连接的位置。631013将箱形牛腿四条中心线与其号或号件上的四条中心线对齐，同时再用角度样板进行复验，确认符合要求后进行点粘固定。6311进行各节点焊接63111同一节点要2名焊工同时对称焊接。63112环梁最小的箱形截面是750750，人可以在箱内部焊接，因此对全熔透的坡口焊缝要选择外侧清根。6312进行焊缝的外观检查及探伤检查（UT）。64钢柱制作除以下说明外，直、弧箱形制作均执行桁架制作工艺内容。641钢板下料外侧上端弦杆四块板用滚床辗压成形，保证弧度同设计要求。642组装6421五角形钢柱组装6422T型组装国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA52五角柱组装示意图A将号零件与零件组装；12B检查其垂直度；C采用埋弧自动焊进行焊接；D焊后24小时无损检测；E用矫正机矫正盖板的焊接变形；F用火焰及360吨液压机矫正“T”型侧弯及挠度。6423二次装配1组装工装隔板、零件保证几何尺寸公差土2MM，、零件7878每3M一组。2在平台上组装零件。3456643焊接6431焊接方法采用三丝埋弧焊具体详见箱形工艺6432焊接顺序123456国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA53五角柱焊接顺序示意图6433在施焊时，主缝焊接在保证其顺序的前提下，必须保证连续施焊。6434外侧主弦杆组装焊接（详见桁架制作焊接工艺）。645构件预拼装6451构件制作完后，应在平整的平台上对柱、中心环、主桁架、次桁架进行预装，并对预装过程中发现的误差或存在的问题进行校正，合格后，方可进入下一道工序。6452预拼装的目的工厂内发现所有制作误差或其它问题并得到校正。6453预拼装前的准备工作大致如下预拼装方案的提出、业主及监理的认可、钢构件的完好性、场地的准备、施工器械、管理和操作人员的到位。6454预装场地必须夯实，预拼装应在坚实、稳固的平台及胎架上进行。6455预拼装中的有利条件应按施工图尺寸控制尺寸，各杆件的重心线应交汇于节点中心，并完全处于自由状态，不允许有外力强制固定，单杆件支承点不论柱、桁架、支撑，应不少于二个支承点。6456预拼装构件控制基准，中心线应明确标示，并与平台基准线和地面基准线一致。6457在胎架上预拼装全过程中，不得对构件动用火焰或机械等方式进行修正、切割或使用重物压载、冲撞、捶击。国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA546458高强度螺栓连接件预拼装时，可使用冲击定位和临时螺栓紧固。试装螺栓在一组孔内不得少于螺栓孔30，且不少于2只。冲钉数不得多于临时螺栓的1/3。6459预装后应用试孔器检查，当用比孔公称直径小01MM的试孔器检查时，每组孔的通过率为85，试孔器必须垂直自由穿落。64510按上述条款的规定检查不能通过的孔，允许修孔（铰、磨、刮孔）。修孔后如超规范，允许采用与母材材质相匹配的焊材焊补后，重新制孔，但不允许在预装胎架进行。64511桁架预装1节点段桁架装配是难点也是重点，控制好三维方向尺寸，确保精度要求。2行架装配宜在专用胎具上，胎具可作成可调式，以适合各种弯曲箱形结构。3以出厂段三段为一个预装单元。4将三段预装环梁吊放在预装平台上，并把它们组装成一体，调整接口尺寸、各节点的间距及长度和弧度。5经检查符合预装要求后焊接定位装置，标识各位置的相关尺寸线及构件的编号等。6拆开定位装置，对接口部位进行防护处理。留下端头的一段作为下一预装单元的连接段。以此类推，直至整个桁架预装完。桁架预装示意图64512格构柱整体拼装国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA551将三根弦杆与腹杆焊接后，进行格构柱予拼装。予拼装必须在专用胎具上进行。2拼装胎具设置A拼装胎架基础承载力58T/M2B胎架水平误差小于05MMC胎架划出纵横轴线标高用样冲打上中心线及边线，检查中心线，对角线误差小于2MM；D胎架支撑固定牢固，支撑设置根据拼装高度而定E胎架组装后，经自检验收合格后方可使用。3拼装顺序。124356A各杆件定位固定后，经检查验收合格后，方可拆开散件出厂；B腹杆与主弦杆采用单铲坡口加衬板焊接；C拼装时特别注意个杆件口型是否合适，如有问题必须进行返工处理。64513预拼装允许偏差见下表构件类型项目允许偏差（MM）跨度最外端两安装孔或两端距离L/5000,50接口错边20桁架拱度设计要求L/5000国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA56设计未要求L/2000,0节点处杆件轴线错位30桁架各预装段对角线差50预拼装单元总长50预拼装单元弯曲矢高L/1500且不大于80接口截面高、宽尺寸20铣平顶紧面至至任一牛腿20多节柱单元柱身扭曲H/200,且不大于50国家体育场钢结构工程施工组织设计中国第二十二冶金建设金属结构工程公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA577钢结构安装方案71安装前准备711办理进场手续，提出开工申请，办理开工报告。712做好施工机械机具及人员的落实和调运工作。713做好技术准备工作，组织项目部技术人员熟悉图纸及相关的规范、规程，并认真编制作业指导书和安全措施计划，作好技术交底工作。714勘察运输路线，落实运输车辆，对超长或超宽件的运输提前办理相应手续。715编制质量计划和质量检验计划，落实检测设备和计量器具，确认检测设备处于良好状态，计量器具在检定周期内。716按照土建专业提交的测量记录对基础及柱脚螺栓进行全面复测，主要内容有基础中心位移、标高、柱脚螺栓间距、伸出长度、对超差者以书面形式提出上报承包商。72格构柱安装721组拼7211组合箱钢柱重量计算，以每个桩基承台上的三根主钢柱及腹杆、次结构组成钢格构柱综合计算。计算最长柱长度暂按60米计算，三根钢柱重约420吨，腹杆重约70吨，次结构重约110吨，格构柱总重约600吨。计算短柱长度暂按40米计算。总重约400吨。7212拼装胎架设置要求1基础承载力58T/M22拼装平台表面不平度2550300400876定位焊后应及时清除焊渣并进行检查，若发现定位焊后有裂纹或气孔等影响焊接质量的缺陷应在正式焊接前清除干净后，并重新进行定位焊。88焊接引熄弧板的安装881对接、T型对接、角接焊缝、应在焊缝始、终安装焊接引熄弧板。882引熄弧板坡口应与主焊缝坡口吻合，也可用碳弧气刨刨出坡口。883引熄弧板应用与母材相同的钢材。884引熄弧板的长度手工焊大于35MM，自动焊大于100MM。885引熄弧板在去除时，应用氧乙炔气割，不得用锤击落。在距离母材13MM处割去后，然后用砂轮打磨光顺，与构件表面齐平。89焊接预热891针对本工程钢结构件的化学成份、板厚、拘束度、热输入量和焊接材料等要素，通过试验等手段决定每一种构件焊接的预热温度。892预热温度接头最厚部件的板厚TMM钢材牌号T80Q2356080100Q3456080100140电渣焊在环境温度为0以上施焊时，可不进行预热。893预热方法采用电加热和火焰加热两种方式，火焰加热仅用于个别部位且电加热不宜施工之处，并应注意均匀加热。电加热预热温度由热电国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA90仪自动控制，火焰加热用测温笔在离焊缝中心75MM的地方测温，测温点应选取加热区的背面。894预热范围预热区在焊缝两侧，每侧宽度不小于焊件厚度的2倍，且不小于100MM。810焊后缓冷低温Q345C焊接后，为减缓焊缝及热影响区的冷却速度，防止冷裂纹的产生，焊后将焊件及时保温，即把焊后的焊件立即加热到250350范围，保温26小时后空冷，可减少焊缝中含氢量，防止产生冷裂纹，其加热方法、宽度同焊前预热。811环境气候的影响8111当环境温度低于0时，不得焊接施工，但如果将焊缝两侧100MM范围，加热20以上时，允许施工，且在焊接过程中不得低于这一温度。8112在强风的环境中焊接，当手工焊超过8M/S，气体保护焊及药芯焊丝电弧焊超过2M/S时，应在焊接区域周围设置挡风屏。8113焊接区域的相对湿度不得大于90。812焊接工艺原则8121焊接规范参数将根据本工程开工前进行的焊接工艺评定试验而定，在焊接施工中，严格遵守焊接规范参数，保证焊接质量。8122焊接引熄弧注意事项A始焊时引弧应在引弧板上进行，焊接过程再引弧应在焊缝坡口内，不允许在非焊接区的母材表面上引弧，以防将母材划伤。B收弧时应将弧坑填满，避免收弧时出现弧坑裂纹。8123对接焊缝A要求熔透的双面对接焊缝，在一面焊接结束，另一面焊接前应彻底清除焊根缺陷至露出焊缝金属光泽，方可进行焊接，但采用埋弧自动焊并能保证焊透的情况下，允许不进行清根。国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA91B采用背面钢垫板的对接坡口焊缝，垫板与母材之间的接合必须紧密，应使焊接金属与垫板完全熔合。C不同厚度的构件对接，其厚板一侧应加工成平缓过渡形状，当板厚差超过4MM时，厚板一侧应加工成12514的斜度,对接处与薄板等厚。D对接焊缝，除特别指定以外，应使焊缝余高最小，余高值不得超过3MM，并平和过渡至母材表面。8124贴角焊接A贴角焊缝的两侧焊脚不得有明显差别，对不等角贴角焊缝要注意保证焊脚尺寸，并使焊趾处平滑过渡。B贴角焊缝一般成弧形圆滑过渡。C贴角焊缝在构件的端部转角处应有良好的包角焊。包角焊缝的高度应为12倍的焊脚尺寸，包角焊缝的起落弧点应距端部10MM以上。8125部分熔透焊接熔透焊缝的焊接，焊前必须检查坡口深度，以确保要求的熔透深度。8126厚板焊接A厚板焊接采用多层多道焊，每一焊道完工后应将焊渣清除干净，并仔细检查和清除缺陷后再进行下一层的焊接。B厚板焊接时应多层多道焊，严禁摆宽焊道，每层的焊缝始、终端应相互错开50MM左右。C厚板焊接应保证层间温度与预热温度一致。D厚板焊接应一次施焊作业完成，每条焊缝不可中途中断，转入下一班组施工。8127焊接工艺参数（1）手工电弧焊焊接方法焊接材料焊材规格焊接电流A焊接电压V焊接速度CM/MIN国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA92手工电弧焊E501532145150242520302CO2气体保护焊焊接方法焊接材料焊材规格焊接电流A焊接电压V焊接速度CM/MIN气体流量L/MINCO2气保焊E71T1121203002030151815253埋弧自动焊焊接方法焊接材料焊材规格焊接电流A焊接电压V焊接速度CM/MIN埋弧自动焊H08MNAHJ43140500600323445484三丝埋弧自动焊三丝埋弧焊焊接示意图角部三电极焊接条件如下表所示板厚MM项目20222528303538405060658090国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA93深度16182022252829303846516265钝边3456789101214141825幅度W1471010121314141821222527幅度W212111010121314141821222527坡口形状坡口角度5353534885125051650506494664444电流A1600185021002200230023002350240026002700275029002900先行电压V31323334343434343536363636电流A1280148016801760184018401880192020802160220023602360中间电压V42444546404040404242434444电流A147014701500154016601730176018601860后行电压V505050505152525353焊接焊速CM/分60606060605060604434272422先行0000777777777中间15151515000000000倾角后行121212121212121212先行25252525303030303030303030中间45454545404040404040404040伸出长度后行505050505050505050先行中间7080100105110110110115130140140145145电极位置极间距离中间后行808080901001101101151205非熔嘴电渣焊装配示意图国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA94T1MMT2MM电流A电压V焊丝送给量M/MIN摇动GMMT316380545095无202820380545095无202825380545095无2028202828380545095无252822380545185无202825380545185有252828380545185有25283232380545185有252820380545185无202825380545185有2528364036380545185有25284545380545285有2528609060380545285有25288128焊接顺序详见焊接工艺。8129焊缝完工的清理焊工焊接完工后，应对焊缝进行清理，去除焊渣及焊接飞溅后，仔细检查焊缝外观质量，合格后提交检验，并在合格焊缝附近打上焊工钢印。81210焊缝缺陷的修复A焊缝同一部位的返修次数，不宜超过2次，超过2次时，必须经过焊国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA95接责任工程师核准后，方可按返修工艺进行返修。B焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应及时报告焊接技术人员查清原因后，订出修补工艺措施，方可处理。C对焊缝金属中的裂纹，在修补前应用无损检测方法确定裂纹的界限范围，在去除时，应自裂纹的端头算起，两端至少各加50MM的焊缝用碳弧气刨刨掉后再进行修补。对其它焊接缺陷同样采用碳弧气刨刨掉。焊缝尺寸大小、凹陷、咬边超标，应进行补焊。对出现的焊瘤、焊缝超高，用砂轮打磨至与母材圆滑过渡。D补焊应采用与母材匹配的低氢型焊条进行。焊条直径不大于40MM，采用原焊接方法及工艺规定补焊。E对焊接变形可采用机械矫正或火焰矫正两种方法，但不论用何种方法，均以不损坏材质为原则，尤其是火焰矫正时，应严格控制加热温度，在650以下，严禁用水进行急冷。81211现场焊接接头的保护在钢结构件现场焊接接头及两侧50100MM范围内不得进行工厂涂漆。813检验项目和内容钢结构的焊接检验应包括检查和验收两项内容，因而焊接检验不能仅局限于焊接完毕后，应贯穿在焊接作业的全过程中，如下表所示检验阶段检验内容焊接施工前接头的组装、坡口的加工、焊接区域的清理，定位焊质量、引、熄弧板安装，衬板贴紧情况焊接施工中焊接材料烘焙，焊接材料牌号、规格、焊接位置国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA96外观检查焊接表面形状、焊缝尺寸、咬边、表面气孔、表面裂纹、表面凹凸坑，引熄弧部位的处理，未溶合、钢印等。焊接完毕内部检查气孔、未焊透、夹渣、裂纹等8131焊接前的加工及装配尺寸允许偏差要求”符合JGJ9998和GB502052001标准的有关规定执行。8132焊缝的外形尺寸及表面缺陷允许范围按设计图纸及技术要求有关标准之规定。8133焊缝外观检查（MM）检查项目尺寸偏差焊脚尺寸偏差K6MM15，0K6MM3，0角焊缝余高K6MM15，0K6MM3，0（K为焊脚尺寸）对接焊缝余高3,05T型接头焊缝余高5,0焊缝宽度偏差在任意150MM范围内5焊缝表面高低差在任意25MM范围内25咬边T/20,且05在对接焊缝中,咬边总长度不得大于焊缝长度的10角焊缝中咬边总长度不得大于焊缝长度的20气孔承受拉力或压力且要求与母材等强度的焊缝不允许有气孔角焊缝允许有直径不大于10的气孔,但在任意1000MM范围内不得大于3个焊国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA97缝长度不足1000MM的不得大于2个8134焊缝内部缺陷检查A焊缝内部检查必须在外观检验合格后进行。B焊缝内部检查应在焊接24小时后进行。C焊缝的超声波检测100的所有全熔透焊。国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA989钢结构施工检测方案91钢结构测量的难点911测量距离大、高程变化大，且角度各不相同，测量工作难度大。912测量精度高由于测控工作在相当大的空间内进行，钢结构安装对测量的精度要求非常高。例如当使用高强螺栓连接时，最终闭合差要求仅为15MM左右，相对于环柱之间距离精度高达1/6万。913测量工作与各专业施工穿插进行，虽然测量仪器的精度可满足钢结构安装测量控制精度的要求，但受各种支架、各种平台等影响，测量视线必然为受到相当严重的阻碍，导致测量工作无法正常进行。914测量工作量大，不仅是钢柱的定位测量，还包括各种胎架的定位、各安装段的定位测量、各测量控制点的布设、倒点等工作，还要监测构件安装后各阶段在花载作用下的变形及温度变形等工作。915受处界环境影响大由于本工程钢结构跨度大、自重大，施工周期长，温度变形及荷载变形对钢结构的安装影响大，给测量及安装工作带来了很大的难度。92工作流程及内容921测量控制流程及工作流程9211测量控制流程9212测量工作流程国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA99测量工艺流程控制网测设准备工作仪器选型仪器自检仪器检定高程控制网平面控制网桩点保护桩点标识建立数学模型建立数据库人员培训编制方案变形测量验收测量安装测量预埋测量安装测量提升测量支撑架测量拼装测量钢结构变形基础沉降标高控制平面检查挠度测量状态测量校正测量提升同步控制状态控制支架高度支架垂直度平面位置拼装大样工作台平整度场地平整屋盖开合雨雪荷载风荷载施工荷载承重支架提升架独立柱即时测量跟踪测量922地脚螺栓测量定位它的作用是保证钢结构生根位置的正确性，它的特点是相对精度高，一般相邻两点的距离或方向误差1MM。拟采用全站仪坐标放样进行平面位置的测设，用数字水准仪进行高程控制。923安装过程控制测量它的作用是确保安装工作的顺利完成，它的特点是测量工作量大，需要即时测量来配合安装，拟采用激光导向、全站仪三维坐标测量和电子水准测量进行平面位置控制和高程控制。为提高工作效率，在施测过程中，均采用电子测量仪器进行测量和数据的采集，由计算国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA100机进行数据处理，解算出被观测点位式部件的即时位置，并为部件的安装校正提供数据。924变形监测它的作用是验证设计的合理性及结构和安装过程安全性，其特点一是监测精度高，需进行精密变形监测；二是监测频次密集，需进行时时监测。拟采用精密电子水准仪对提升架基础、承重支撑架基础和柱基础进行沉降变形监测，用自动跟踪高精度全站仪或GPS对钢结构进行三维变形观测。93测量的组织与管理931职责分工平面控制和高程控制网由施工方提出布设要求，由总承包负责测设，钢结构拼装的几何尺寸校核，拼装大样，安装控制测量由施工方负责；变形监测由总承包负责。932人员组织组建测量专业队伍，下设指挥协调组、测量组和检验复测组。9321指挥协调组负责测量数据计算、分析，编制测量作业指导书；协调与总包及相关单位的测量工作；测量成果、资料管理；统一协调测量与安装的调度、指挥和联络工作。由35名测量专业技术人员组成。9322测量组负责钢结构安装过程的全部测量工作，由1520名测量专业人员组成，并保证每个作业段不少于5人。9323复测组负责本单位测量工作的复测检验，组织协调监理及相关管理部门的复测检验工作，由3名测量专业技术人员组成。9324所有测量人员均持有相应资质或测量工作上岗证。933仪器配备国家体育场施工组织设计中国第二十二冶金建设公司THE22NDMETALLURGICALCONSTRUCTIONCOMPANYOFCHINA101序号名称精度数量用途1全站仪11PPM1安装控制2全站仪22PPM3安装控制、放样3经纬仪2”4方向测量4水准仪S12高程测量5激光铅直仪5”68铅直控制6激光平面仪10”1水平布控制7水准仪S254高程控制850M钢尺一级10量距9拉力器150N6配合钢尺量距10经外测温仪051