现代城劲性混凝土钢柱施工方案

第一章工程概况1工程简介现代城A座为钢筋混凝土结构,共38层,标准层截面尺寸为42M42M,所有边柱均为的劲性混凝土钢柱，总计38根，共分13节施工，钢柱底标高为479M。钢柱为钢板拼焊“H”型钢及不对称“十”形柱，并焊接栓钉。钢板最厚60MM，材质为Q235B,总计重量1600T。钢柱分段制作，以两个楼层的高度为一节钢柱的长度，现场对接安装，对接采用全熔透焊接。2本工程施工的难点21工期非常紧。按工程需要，平均2天完成1节钢柱的安装。22钢柱调整难。由于钢柱的布置均为边柱，钢柱朝建筑外的一侧调整困难。3施工方案编制依据31钢结构设计图纸和施工说明32钢结构工程施工及验收规范GB502059533钢结构工程质量评定标准GB502219534建筑钢结构焊接规程JGJ819135钢结构焊接规范ANSI/AWSD119436高层民用建筑钢结构技术规程JGJ998837气体保护焊用钢丝GB/T1495838钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析GB113458937圆柱头栓钉GB10433第二章施工准备1施工设备施工主要机械设备配置序号设备名称型号单位数量功率KW用途1塔式起重机H3/36B台175吊装2塔式起重机F0/23B台1吊装3汽车吊16吨台1辅助吊装、现场卸货4板车日野辆18吨现场倒运5空压机6M3台212碳弧气刨6电焊机交流300A台428附件焊接7电焊机CO2气体保护焊焊机台1450结构焊接8栓钉焊机台2栓钉焊接9碳弧气刨台450焊缝修补施工主要小型机具配置序号机具名称型号单位数量功率KW用途1磨光机125MM台815打磨2花篮螺栓20个40调整3千斤顶2吨个12调整4手动葫芦2个10调整5测温笔把12层间温度测试6气焊套5切割7防坠器个388扳手M20把6临时固定工艺梁高强螺栓M24把6临时柱接柱高强螺栓9电箱台4500A10电箱台815A主要辅助材料序号机具名称型号单位数量用途1钢丝绳215MM根8L3M吊装钢柱13MM根8L3M吊装钢梁2卡环M22MM个8吊装钢柱M14MM个8吊装钢梁3圆钢12MMM1200调整用4焊丝12MMT6结构焊接5电焊条40T2附件焊接6钢管脚手架T7平台搭设6爬梯7M个20吊装使用7高强螺栓M2485套720临时固定8防坠器个389缆风绳根40调整2人员组织21钢结构项目管理人员项目经理王忠生产经理余鹏技术负责人邓飞质量监督王文杰焊接负责夏烈安装工长赵旭安全员王新华材料负责夏烈超声波探伤北京冶金研究院22劳动力配置现场安装劳动力配置表工种电工安装工电焊工力工司机信号工架子工合计人数181613251661劳动力分组配置表安装工电焊工力工司机信号工架子工第一组（安装）48428第二组（安装）48428倒运521其中电工设置1人为安装服务3焊接工艺的准备进入现场安装前，进行焊接工艺评定，确定本工程焊接的各项工艺参数。4工装梁的制作由于钢柱均为独立钢柱，柱间没有梁与支撑，因此必须制作工装梁，将钢柱进行刚性连接，以保证钢柱安装的精度。工装梁采用I25的工字钢制作，制作数量满足两节钢柱安装的需要，并在现场倒用。5现场锚固环的预埋现场在楼板钢筋或梁钢筋上预埋地锚换，以便在钢柱安装时锚固缆风绳使用。地锚采用16钢筋制作。与结构钢筋焊接。6施工机械现场采用两台塔吊进行钢结构吊装,一台为H3/36B型塔吊,55M臂长一台为F0/23B型塔吊,45M臂长,起重性能见附图。第三章现场安装1现场平面布置见平面布置图2现场分区见现场分区图3平面吊装顺序平面吊装顺序东区1段2段西区1段2段4施工计划工期见工期计划表5钢柱进场、验收51钢柱进场钢柱按现场吊装的需要分批进场。每批进场的构件的编号及数量提前3天通知制作厂。现场钢柱临时堆放按平面布置的位置摆放。构件的堆放场地进行平整，保证道路通畅。52构件验收构件验收分两步进行。第一步进行厂内验收，由制作厂与公司驻厂监造工程师检验。构件运抵现场后，再由现场专职质量员组织验收，验收合格后报监理验收。验收内容包括A实物检查构件外观尺寸、焊缝外观质量、构件数量、栓钉数量及位置、孔位大小及位置、构件截面尺等。B资料检查原材材质证明、出厂合格证、栓钉焊接检验报告、焊接工艺评定报告、焊缝检测报告等。53对于构件存在的问题应在工厂修正，进行修正后后方可运至现场施工。对于运输等原因出现的问题，工厂应在现场设立紧急维修小组，在最短的时间里将问题解决，确保施工工期。6钢柱吊装61吊装流程62吊装准备吊装前检查各个吊索用具，确认是否安全可靠。准备地脚螺栓专用扳手及加力杆。在柱头绑好防坠器，并将防坠器的挂钩段拉至钢柱的根部固定好。在钢柱临时连接耳板上挂好缆风绳并固定好。在钢柱两翼缘板上焊接16圆钢，并以圆钢为支撑点，挂好爬梯，并固定。构件进场构件验收吊装机具准备确认基础安装轴线吊装第一节钢柱临时固定安装工装梁地脚螺栓拧紧拉缆风绳测量校正搭设焊接平台第二节钢柱安装临时固定测量校正焊接安装工装梁拉缆风绳连接板固定焊缝检测下一节钢柱安装检查首节钢柱柱脚基础的就位轴线，并在钢柱柱脚板上划出钢柱就位的定位线。并在柱头位置，用红色油漆标出钢柱垂直度控制标记，标记应标在钢柱的一个翼缘侧和一个腹板侧。同时在柱头位置划出钢柱翼缘中心标记先，以便上层钢柱安装的就位使用。将地脚螺栓的调整螺帽的垫片上表面的标高调整到钢柱柱脚板下表面的就位标高。63钢柱吊装631首层钢柱吊装当以上准备工作落实后，吊装钢柱。钢柱吊装机械利用现场的两台塔吊。吊装采用单机起吊。起吊前，在钢柱柱脚板位置垫好木板，以免钢柱在起吊过程中将柱脚板损坏。钢柱起吊时，吊车应边起钩，边转臂，使钢柱垂直离地。（如图示意）就位调整及临时固定当钢柱吊至距其就位位置上方200MM时，使其稳定，对准螺栓孔，缓慢下落，下落过程中避免磕碰地脚螺栓丝扣。落实后专用角尺检查,调整钢柱使钢柱的定位线与基础定位轴线重合。调整时需三人操作,一人移动钢柱,一人协助稳定,另一人进行检测。就位误差确保在3MM以内。钢柱标高调整时，先在柱身标定标高基准点，然后以水准仪测定其差值，旋动调整螺母以调整柱顶标高。钢柱垂直度校正采用水平尺对钢柱垂直度进行初步调整。然后用两台经纬仪从柱的两个侧面同时观测，依靠千斤顶或缆风绳进行调整。如图调整完毕后，将钢柱柱脚螺栓拧紧固定。安装临时连接的工装梁。搭设与上层钢柱对接焊的操作平台。操作平台可以预先搭设，待工装秒梁安装完毕后，用塔吊吊装。（如图示意）灌无收缩沙浆（如图示意）灌注收缩沙浆时，一边灌入，一边搅动，防止产生气泡。632首层以上的钢柱吊装钢柱在吊装前应在柱头位置划出钢柱柱顶安装中心标记线，以便上层钢柱安装的就位使用。如果钢柱为变截面对接，应划出上层钢柱在本层钢柱上的就位线。同时将临时连接板绑在钢柱上，与钢柱同时起吊。钢柱起吊方法同首层钢柱。钢柱就位采用临时连接板。当钢柱就位后，对齐安装定位线，将连接板用高强螺栓（充当临时螺栓）固定。（如图示意）钢柱调整采用千斤顶或缆风绳。调整前在下层钢柱上的相应位置焊接千斤顶支座，在上层钢柱相应位置上焊接耳板。用两台经纬仪在成直角的两个方向观测，通过千斤顶调节钢柱的偏差。7钢结构测量校正71钢结构校正过程控制平面控制网测设，竖向投测确定螺栓偏差，确定柱顶偏差高程基准点确定，竖向传递钢柱几何尺寸检测柱顶抄平，并与下节钢柱综合比较钢柱就位临时固定焊前检测施焊过程中跟踪监测焊接后垂直度测量成果输出72钢柱垂直度控制721作好各个首吊节间钢柱的垂直度控制。722钢柱校正分四步进行初拧时初校；终拧前复校；焊接过程中跟踪监测；焊接后的最终结果测量。初拧前可先用长水平尺粗略控制垂直度，待形成框架后进行精确校正。焊接后应进行复测，并与终拧时的测量成果相比较，以此作为下一步施工的依据。73钢柱标高控制731高程基准点的测定及传递高程的竖向传递采用钢尺，通过预留孔洞向上量测。每层传递的高程都要进行联测，相对误差应2MM。732柱顶标高的测定确定各层柱底标高50CM线及梁标高的10CM线，应从柱顶返量确定，通过控制柱底标高来控制柱顶及梁标高。8高强度螺栓施工81高强度螺栓先进行初拧。82高强度螺栓初拧合格后应作出标记。83高强度螺栓紧固顺序从中间向两端依次紧固。84高强度螺栓平面施工顺序高强度螺栓穿入方向应以便于施工操作为准，同一节点穿入方向一致。85连接孔的处理方法高强度螺栓的连接孔出现偏孔，采用微型砂轮磨光机修正或人工挫销。第四章焊接1焊接节点概况北京SOHO现代城A座劲性钢柱钢柱总重量约1600T,现场安装对接焊缝长度约为5796M，其中60MM板焊缝长度1896M,40MM板焊缝长度390M。钢柱柱柱翼缘板处对接焊缝为全熔透焊缝，腹板处对接焊缝为部分熔透焊缝，所有焊缝均为一级焊缝，100超声波探伤。11施工依据钢结构焊接规程JGJ8191钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB1134589碳钢焊条GB51179531钢结构工程施工及验收规范GB5020595埋弧焊用焊剂GB529385气体保护焊用钢丝GB/T14958圆柱头栓钉GB10433碳素结构钢GB7008812主要截面形式本工程钢柱有焊接工字形柱和十字形柱两种，工字形柱翼缘板和腹板最大厚度均为60MM,十字形柱腹板和翼缘板最大厚度均为40MM。工字形柱截面尺寸工字形柱截面尺寸地下一层至设备层800MM400MM60MM60MM,L4层至L9层600MM400MM60MM40MM，L10层至L24层600MM400MM40MM40MM。十字形柱截面尺寸600MM400MM60MM40MM柱与柱对接翼缘板熔透焊和腹板部分熔透焊，焊口形式如图。焊接操作平台示意图2焊接准备21构件预检211检验柱、梁接头截面几何尺寸及构件长度。212检查焊口几何尺寸及清理情况。22焊接操作平台准备由于本工程钢柱设计无牛腿，为便于安装和焊接，设计了专用操作平台。按平均每天焊接20根柱考虑，需38个平台周转使用。23焊接设备及辅助设备序号名称型号规格单位数量用途备注1CO2气体保护半自动焊机KR500500A台14钢柱焊接包括送丝机构2硅整流焊机ZX500A500A台2钢柱、钢梁焊接3交流弧焊机300A台4辅助结构焊接4碳弧气刨630A台8返修，清根5特制氧乙炔枪把20预热，后热6空压机061M375KW台4碳弧气刨风源7电热干燥箱YZH210076KW台1烘干焊接材料8电动角向磨光机（日产）YZH240100125台30修磨清渣9电热保温筒5KG个5焊条保温按需增补10风速仪台1测风力11测温计500600个14测温12放大镜10倍个3焊缝检查13高压氧气管8MMM600切割，气刨,预热14乙炔管8MMM60015电焊铜缆线50MM2M200手工电弧焊专用16电焊铝缆线50MM2M200手工电弧焊专用17石棉布053MMM500保温18帆布M500挡风19电闸分箱380V、220V个10电弧焊机、CO2焊机、角向磨光机箱内配套使用20焊机房个12两台焊机共用1个21氧气表块20气焊专用22乙炔表块20同上23氧气瓶个50预热、切割换气周转24乙炔瓶个50同上同上25CO2气瓶个50同上同上26干湿温度计只2同上3焊接施工组织钢结构焊接工程专业性很强，劳动强度大，要求焊工有较好的技术素质，焊工需按钢结构工程施工及验收规范（GB5020595）和建筑钢结构焊接规程（JGJ8191），参照美国钢结构协会钢结构焊接规范（ANSI/AWSD1194）的规定执行。已经培训合格的焊工，到现场后还需按本工程的实际情况，进行岗前模拟焊接试验，合格后方可上岗正式焊接。4焊接施工顺序及焊接工艺41安装焊接顺序411根据本工程劲性钢柱无连接梁的特点，焊接顺序同钢柱安装顺序。412柱柱节点焊接时，工字形柱的对称两翼,应由两名焊工同时焊接。十字形柱焊接时，应由两名焊工先焊腹板再焊翼缘板的对称焊接法。42焊接施工工艺421安装焊接准备工作针对工程中具有代表性的接头形式进行相应焊接方法的工艺试验评定，焊后经外观检查及超声波检测应符合设计要求。焊接材料和焊接设备之技术条件应符合国家标准，性能优良。用于清渣、加热、气刨、打磨、焊条保温、温度测量等的装置应齐全有效。422CO2气体保护焊焊材和设备焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。CO2气体应选用高纯度优质气体，瓶内气体压力低于1MPA时应停止使用，焊接前要先检查气体压力表上的指示，然后检视气体流量计并调节气体流量。电焊机之电压应正常，地线压紧牢固、接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞现象。43焊接程序及一般规定431程序焊前检查预热装焊垫板及引弧板测温再预热焊接保温或后热检验填写作业记录表。432一般规定焊前检查接头坡口角度、钝边、间隙及错口量，均应符合要求。坡口内和两侧之锈斑、油漆、油污、氧化皮等均应清除干净。预热焊前用气焊特制烤枪对坡口及其两侧各100MM范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化。预热温度5080。装焊垫板或引弧板，其表面应清洁，要求与坡口相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。重新检查预热温度，如温度不够应重新加热，使之符合要求。焊接第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板之连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。每道焊接层间温度应控制在5080，温度太低时应重新预热，太高时应暂停焊接。焊接时不得在坡口外的母材上打火引弧。一个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，再焊以前应重新按规定加热。焊后冷却到环境温度时进行外观检查和超声波检测。焊工和检验人员要认真填写作业记录表。44典型节点的焊接顺序和工艺参数441十字形柱柱焊接第一象限第二象限第四象限第三象限先由两名焊工在腹板的1、3象限焊接，焊至1/3板厚时换至2、4象限焊接，依次循环焊接至焊满。然后由两名焊工焊接两翼缘板，焊至1/3板厚时切去耳板，继续焊接至焊满为止。焊接工艺参数CO2焊焊丝直径12MM，电流220320A，电压2934V，焊速350450MM/MIN，层间温度5080，焊丝伸出长度约20MM，气体流量2080L/MIN。442工字形柱柱焊接先由两名焊工同时对称焊接两翼缘，焊缝的加强高度达到要求，焊接过程中要注意检测层间温度。然后由两名名焊工对称焊接腹板焊缝直至完成，从腹板板口内起，引弧板比要求的超出1020MM，不要在坡口外的母材上打火引弧。焊接工艺参数CO2焊焊丝直径12MM，电流220320A，电压2934V，焊速350450MM/MIN，层间温度5080，焊丝伸出长度约20MM，气体流量2080L/MIN。5焊接质量管理措施焊接质量受材料性能、工艺方法、设备、工艺参数、气候和焊工技术及情绪的影响。安装尺寸精度的影响因素则有安装方法、顺序、设备仪器、构件制作、构件自重、焊接变形、气候光照等，因而必须各个环节紧密配合，并以完善的制度和组织作保证，做好质量管理工作。现场专业人员要按管理制度施工，对施工人员进行技术交底，并编制焊接工艺卡，便于每个焊接人员明确操作要领、材料的使用和质量要求，严格按预定工艺施工焊接。每焊完一道焊缝都应清理铲磨，这样才能保证整个焊接接头质量。施工中认真执行三检制，焊工应做好焊前和焊接中的记录，专职人员检查时应逐条焊缝检查验收，作好记录，经超声波检测人员检验合格后填写评定表。第五章钢结构施工质量保证措施1质量保证体系钢结构项目经理部根据公司质量保证手册和程序文件的要求编制质量计划，并由技术主管组织质量体系运行。钢结构安装过程质量控制2组织保证体系建立由项目经理领导，现场经理中间控制，质量总监基层检查的三级管理系统，从项目经理到生产班组逐一落实责任。3质量检查控制程序班组自检专职质检员项目质检总监现场监理；测量放线构件复验钢结构安装专职质量检查员主框架校正垂直度测量安装验收申请专职质量检查员工艺准备结构焊接专职质量检查员无损探伤4质量控制主要依据及要点41质控主要依据钢结构设计图纸和施工说明书。钢结构工程施工及验收规范（GB5020595）。建筑钢结构焊接规程（JGJ8191）。钢结构工程质量检验评定标准（GB5022195）。42质量控制重点构件加工的质量控制构件安装前对构件的质量检查；现场安装质量控制；测量的质量控制；焊接的质量控制5施工准备阶段质量控制51进入现场的施工人员必须经过专业培训，技术工人必须持证上岗。52构件加工运至现场后，要对构件进行外观和尺寸检查。重点检查构件的型号、编号、长度、螺栓孔数和孔径。6现场安装的质量控制61严格按照安装施工方案和技术交底实施。62严格按图纸核对构件编号、方向，确保准确无误。63安装过程中严格工序管理，做到检查上工序，保证本工序，服务下工序。64钢结构安装质量控制重点构件的垂直度偏差、标高偏差、位置偏差。要用测量仪器跟踪安装施工全过程。钢结构安装工程质量程序控制焊条焊丝质量报告书焊接设备及机械准备焊工考核及执证上岗构件检验标准及返修方案吊装机械性能的熟悉及说明钢柱测量校正,拼装拼装检验自检合格率100专职检验合格率100监理公司检查合格率100文明施工,现场整理创优评比钢构件材质证明产品出厂合格证工程测量报告书及构件校正报告熟悉掌握施工图的技术标准构件进场计划及构件复验出厂报告专项施工方案交底说明会予埋地脚螺栓定位检查及质量保证焊接件实验检验构件安装几何尺寸标高位置检查构件焊接接头质量检查超声波UT检查国家标准学习国家规范及质量验收标准施工准备工作质量检验评定安装工程测量放线校正安装方案交底安装技术说明会临时工程安装交底7焊接质量保证措施结构焊接工程质量程序控制焊材合格证与设计要求相符焊接工艺确定及评定焊工考试合格焊接寄机具准备及检测设备准备焊接作业平台及防火设施确认坡口形状及引弧板垫板准备工作焊接作业技术交底学习操作规程和质量标准学习图纸和相关工艺标准焊接人员作业区域划分及编号焊接方案技术说明会焊接外观检查操作方式及规程标准焊接中检查焊接预热及焊条烘干记录焊接质量及作业区维护保证钢构件安装自检记录钢结构质量评定报告及记录钢结构安装施工记录不和格品返工修理再检验工程资料报告书71焊前检查接头坡口角度、钝边、间隙及错口量，均应符合要求。坡口内和两侧之锈斑、油漆、油污、氧化皮等均应清除干净。72预热焊前对坡口及其两侧各100MM范围内的母材进行加热取污处理。73装焊垫板或引弧板，其表面应清洁，要求与坡口相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。74焊接时不得在坡口外的母材上打火引弧。75第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板之连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。76遇雨天时应停焊，板厚厚于36MM时应按规定预热和后热，当风力大于3M/S时,构件焊口周围及上方应加遮挡，风速大于6M/S时则应停焊。77一个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，再焊以前应重新按规定加热。焊条合格证及烘焙记录焊接坡口尺寸确认记录焊接工艺评定报告书焊接记录焊接质量评定记录焊接自检记录质量评定工程资料报告不合格的处理返修措施焊工钢印代号及文明施工焊接UT检查及报告执行验评标准和规范要求下道工序质量回访及保证质量整改及措施78焊后冷却到环境温度时进行外观检查，超声波检测在焊后24H进行。79焊工和检验人员要认真填写作业记录表。710焊接施工前先做工艺试验，针对H形接头形式及相应的材质、板厚进行焊接工艺试验。711焊接材料和焊接设备的技术条件应符合国家标准和设计要求。712清渣、加热、气刨、打磨、焊条保温、温度测量等设备应齐全。713焊条应在高温烘干箱中烘干，并恒温存放小时后待用。714焊丝包装应完好，如有破损可导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分废弃。715二氧化碳气体采用含水量小的，避免焊缝内含量较大。瓶内气体气压低于1MPA时应停止使用。716装焊垫板及引、收弧板，其表面应清洁，坡口要求与焊接构件相同，垫板与母材应贴紧，引、收弧板与母材焊接应牢固。717正式焊接过程中，如发现定位焊有裂纹则应将之铲除以免造成隐患。718制作使用的焊条应符合经设计批准的焊接工艺规定使用的焊条。719低氢药皮焊条都应装在密闭容器里或在使用前230260C的温度至少干燥2小时。有特殊要求的低氢药皮焊条应装在密封容器里或在使用前以370430C的温度至少1小时。720低氢焊条在空气中暴露时间超过4小时的应重新烘培。焊条的反复烘培次数不宜超过2次。721所有采用埋弧焊的焊缝端部均要使用引弧、收弧板。选用合格的焊接人员从事焊接操作。焊接材料、工具、机械及其他辅助材料必须有产品合格证，并按技术要求使用。焊接前必须检查焊口尺寸及其清理情况，合格后方可施焊。原则上焊缝应一次施焊完毕。不合格焊缝应进行返修，返修次数超过两次的焊缝须制定专项返修方案。8测量质量保证措施81现场使用的测量仪器、钢尺必须定期检定。现场使用的钢尺必须与基础施工及构件加工时使用的钢尺进行校核。82柱、桁架安装前在地面做出明显的标识，以方便垂直度及标高测量。第六章钢结构施工安全消防文明施工1、现场消防措施11认真贯彻中华人民共和国消防条例，坚持预防为主、防消结合，施工人员的消防意识教育。12施工现场设专人负责防火工作，配备消防器材和消防设备，作到经常检查，发现隐患及时上报处理；现场施工作业，设备、材料堆放不得占用或堵塞消防通道。13严格执行现场用火制度，电气焊用火前必须办理用火证，并设专人看火，配备消防器材。电、气焊工作业前，清除作业范围内易燃物品或采取有效隔离措施。氧气、乙炔瓶严禁放在动火地点下方，并有专用的铁笼盛装顶部有防晒遮盖，严禁用明火检查漏气情况。电焊机不得接在建筑物、机械设备及金属架上，不得使用无柄的焊、割工