桁架钢结构施工方案

1、工程概况

1.1总体简介

1）工程名称：某体育馆改建工程

2）工程地点：南环路南侧

3）工程规模：建筑面积：22556.11Itf,建筑高度：柱顶高60m,屋顶高：m

4）建设单位：某体育局

5）设计单位：某设计院

6）合同工期：555天。

7）质量目标：确保“市优”，争创“鲁班奖”

1.2建筑物形式与结构情况

本工程此次将其改建成为综合性体育馆。采用新颖的石材和玻璃幕墙，

共享空间铝板和贝姆板钢屋盖，加之原有的椭圆形造形，配以周围优美的绿

化和开阔的庭院，馆内具有齐全的多功能设施。

本工程是改建工程，需要拆除和加固的部分较多，如原有的自行车赛道,

南北两侧部分看台，部分外露的框架梁以及西侧的看台顶拆除，对原有碎柱

要进行一些加固施工。在拆除和加固施工中，要保证原有结构的受力不受影

响，确保结构安全。

改建项目中，钢结构施工项目难度大，其中：

1）钢结构均为异型构件，钢材的型号和规格多，加工和运输的难度大，现场

拼装的工作量也很大。

2）钢桁架的高度较高，其中HJ-1和HJTa最大高度达到11米，现场拼装和

吊装的难度较高；钢柱和桁架梁的单棍重量和长度大，现场吊装要根据结构

特点采取分段的形式进行空中拼装。由于部分构件的重量大，即使所分吊装

段较多，仍需采用300吨履带吊等大型起重设备，同时辅以其它不同吨位的

汽车吊共同作业。

3）预应力吊索安装的跨度和自重均较大，而且需分几次施加预应力，在张拉

时需严格控制应变和应力，所以该部分的施工应与设计和生产厂家共同配合,

制定严密的施工方案，确保工程质量和施工安全。

4）四根60米高的钢柱共重600余吨，每米重达2.5吨，屋面以下还需浇注

混凝土，在施工时应重点予以考虑。

1.3本工程中主要构件的材料与加工制作要求。

详见“图名：结构设计总说明，图号“FY66.O1G1T~5”中有关要求。

1.4主要工程量一览表

主要钢构件的截面尺寸和重量（构件的具体吊装分段位置见图）

单根长件数单件重总重吊装分段

构件编号截面尺寸（mm）备注

度（m）（根）（t）约（t）段数每段重（t）

HJla、HJ13000*40001392409.8819.611每段37.3t立体桁架

HJ22500-350092.9276.1152.28每段9.5t平面桁架

2212.97425.95

HJ31200-10395134.8579每段24t平面桁架

4

HJ42500—400038.15539.6428.922每段4.8t

HJ5-P3250021.69233.47210.412每段4.8t

最长18最重94.28「3分1段

HJ6T~62500

21.9265.2384-6分2段

最长16最重106平面桁架

HJ7-「161200-4000均分2段

37.9336.627

最长16最重461、4分1段

HJ8-ri61200-4000

23.7322.8782、3分2段

最长24最重152.4

HJ9-P241200-4000均分3段

45.1506.349

钢圆柱02000*5061.3m41561245段

合计2460

2、施工部署

2.1钢结构加工厂选择：

根据近几年国内钢结构工程的施工情况，初步计划与甲方、

监理、设计共同考察，在以下钢结构加工厂（不限于）中选择适合

本工程的钢结构加工厂。

构件加工厂一览表

序号厂名r址备注

1冠达尔金属结构厂上海

2江苏沪宁钢机股份有限公司江苏宜兴

3江南造船厂上海

4中远川崎金属结构厂上海

5浙江绍兴精工金属结构厂浙江

6萧山精工金属结构厂萧山

7二十二冶金金属结构有限公司唐山

2.2主要钢结构用材料选择：

根据各材料厂多年的质量、信誉情况，结合本工程主要钢结构原

材料的情况，初步计划与甲方、监理共同在以下厂家中（不限于）

选用。

主要钢结构用材料厂选择一览表

序号名称生产厂家备注

1钢板材舞阳钢铁厂

2热轧H型钢马钢

3方钢管、圆钢管鞍钢

4高强螺栓①天津标准件三厂②上海申光

5C02焊丝锦泰

2.3施工区段的划分

1）施工区的划分：（见图1,钢构件吊装施工的分区）

e

2）大型构件吊装段的划分：（见图2）

（1）圆管柱：每根3段；4根共12段。

其中：每根柱的第1段全长28.2m重70t0

第2段全长19m,重47t。

第3段全长18m,重44.5t。

（2）主体桁架HJT、HJTa的分段（见图2）

20512）^（62132629631

|/\||

2TI1OT

位置27年嫂置：位置3位置3位置3

7▽

>

位置2位置1位置3

吊车要求：吊重35t吊车要求：吊重42t

采用300T履带吊采用300T履带吊

图2主体桁架HJ-1/HJla的分段

（3）平面桁架HJ-2、HJ-3的分段（见图3、图4）

位置1吊车要求：吊重25t位置2

采用300T履带吊

图3:平面桁架HJ2的分段

位置3

吊重29t

均采用300T履带吊

图4平面桁架HJ3的分段

（4）其它平面桁架全长在30m以内做成整棉，布4个吊点，直接吊装。在

30m以上做成半根，布2~4个吊点由两台45t吊车抬吊，空中拼接。

2.4施工方法的选择

本工程四根圆管柱截面尺寸为①2000X60000mm,与圆管柱纵向相连的

HJ-1、HJ-la主体桁架:最大外形尺寸为3000X4000mm,跨度达98000m,重

约410t；而横向连接的HJ-2平面桁架最高为4000mm,跨度达52000m,重约

76to与此组成屋盖结构的其它桁架有的也是高、长、重，在工厂制作，道路

运输，现场场地和吊装等都十分困难。本着便于施工的原则，本工程选用如

下施工方法。

1）构件制作：

（1）工厂按整根桁架的安装分段制作，分别在工厂预拼装好，经验收合格后,

做好标记再解体分段运至安装现场。对于个别桁架由于道路运输所限，工厂

可以制作成部件和散件运至现场组拼成安装段，交安装单位。

（2）工厂按安装段制作桁架梁时，应放焊接收缩量，另外还应放出现场拼焊

接头的收缩量，每个口应放2~2.5mm，接口处的上下弦杆接头应按规定错开，

不能设在同一个截面上。

（3）桁架拼接口处相连的腹杆上应设安装孔，在工厂预拼装经检查验收合格

后，编好构件号，在解体后用螺栓或铅丝连接在接口的一端，以便现场拼装

时，准确就位。

2）现场安装：

（1）分两个阶段进行：第一阶段用“分件流水法”安装圆管柱一柱间支撑一

框架主桁架梁等在高空分段拼接；第二阶段用“分区综合法”安装屋盖系统。

（2）圆管柱、主桁架、拉索、场内结构，东西方向的次桁架及相应区域的支

撑联系构件，均在场内采用300吨履带吊车进行吊装；125热轧型钢柱、封

边桁架及外侧支撑杆件、南北方向次桁架及相应区域的结构采用50吨履带吊

车进行吊装。

2.5劳动力配备计划

现场施工人员配备一览表

其

电

汽

\工种信吊架佛安测看无普电小

气

它

车

序人数\号车子工装量火损工工计

焊

人

司

工工工工检

号员

机司TT

机测

1卸货配料组111159

2临时设施组3030

3第一作业组2212101330

4第二作业组2212101330

6测量校正组325

7检测组112

8防火涂料涂装此项工作由专业施工队施工

9临电维护22

10施工管理1212

11合计（人）511305243202114212120

3、施工进度计划

4、施工准备

4.1主要资源准备

起吊、运输设备一览表

序

型号与规数量

号名称来源使用部位

格（台）

圆管柱和桁架、HJ1-

1履带式吊车300t1台租赁

HJ3及结构范围内构件

1履带式吊车160t1台租赁

现场卸车、拼装和周边

2汽车吊45t「2台自有

构件吊装

3载重汽车14.5t1台备用现场构件倒运

吊索具一览表

一

单

序

位

号名称型号与规格数量备注

1钢丝绳6X19+1；<l>40Xllm根8

2钢丝绳6X19+1；<1)43X1.5m根8

3钢丝绳6X19+1；640X1.5m根8

4钢丝绳6X37+1；634.5X22根4

5钢丝绳6X37+1；*40X1.5根4

6钢丝绳6X19+1；*13X100根16

7钢丝绳6X19+1；613X50根32

8钢丝绳6X19+1；613X50根32

9钢丝绳6X19+1；巾7.7根2000

10卸扣16#选用绳径4>43.5M64个48柱、桁架允许荷载16t/个

11卸扣L4#选用绳径613M20个104柱、桁架允许荷载16t/个

12卸扣0.5#选用绳径M13个100安全保险绳上用

13钢丝绳卡子Y-15M14个104

14花篮螺栓CC型0.2#M16根100安全保险绳上用

15起重滑车单输开口HQGK116t个2

16起重滑车双输开口HQGK28t个1

17螺旋千斤顶普通型QL20个4最低325,起升180,18kg

18螺旋千斤顶普通型QL16个16最低320,起升180,17kg

19八角锤10磅把4

20圆头锤10磅把16

21过孔冲22"<|)26根

22电动较孔钻配4>22~4>26钱刀套1

23环链手拉葫芦HSB22t个104

24扳手250X13X19M12把8

25撬棍1.5m根4

26半圆铿刀粗齿12"把10

27白棕绳616m200

28单面眼镜扳手M20~M24把各8

TC扭剪型电动

29M20~M24把各2

扳手

30钢楔块100

31多功能金属线坠GD52-45045m个6

测量仪器及计量器具一览表

序

名称型号单位数量检定日期

号

1全站仪12004.02

2经纬仪TDJ2台22004.02

3水准仪DS3ZA12004.02

4激光铅垂仪台12004.02

5钢卷尺50m把22004.02

6钢卷尺5m把62004.02

7塔尺5m把32004.02

8水平尺60cm把32004.02

9管形测力计把2

10墨斗个2

11线坠50、25g个2各1

12记号笔白色只20

13铁水平尺600mm把2

磁性铝合金水

14双向水准1.5m把2

平尺

15钢直尺1.0把2

16直角尺315X500把4

17游标尺150mm代深度把1

18塞尺长100mm,17片把2

焊接设备与检测仪器一览表

单

序数

位

号名称型号与规格备注

量

1硅整流弧焊机ZX-500AZA4

2CO2半自动焊机NBC-500(SD-5001CY)A12

3自控焊条烘干箱YZH2-100台1

4电焊条保温筒W-3个8

5空气压缩机V-1.05/10型台2

6碳弧气刨炬W-500型把4

7射吸式割炬套2

8型材切割机J3G-400台1

9半自动切割机41

10等离子切割机MAX20台2

11超声波探伤仪CTS-22台1焊缝无损检测

12焊口检测器HCQ-1型个4

13楔形塞尺0-15mm个10

14放大镜5-10倍个2

15数字测温计1-900℃个4

16多用钳形电流表MG36个2

17电动角向磨光机6125mm把8

18压线钳把1

19钳丝钳160~200mm把6

20活动扳手200mm把4

21焊工清渣工具套16

22CO2焊嘴防堵剂盒30

23钢字码英文字母,字高12.7mm盒1

24碘鸨灯200V,1000W个6

25氧气、乙快、CO2瓶90各30

26配电箱内设300A/380V,总开关1个个接焊接设备

内设300A/100V,分开关4个6

27手提式配电箱内设60A,总开关1个接手动工具

内设25A,分开关2个4

28橡套电缆软线m

安全防护与其它用具一览表

一

序

号名称型号与规格单位数量备注

1防坠器TXS3-20个4圆管柱用

2安全带根100

3安全帽顶120

4帆布工具袋个40

5爬梯长58m套4

6帆布桶个12装高强螺栓用

7对讲机对3

8安全网m2

4.2施工现场准备

1）施工现场的总平面布置

N

①

大门

----X----------

绿地

钢筋加工棚X

制作分段及杆件修场

制作分段及杆件用场X

居

火

民

-临.

股fl圻跖新i分马y时X

v通

道

*eo吨汽M-X

口1--2r

*

I

积

®X

二I

9氐

W

X

X

X

X

X

\/

住宅楼K

■X----■X-----X----X----X-----又xX，

图5钢结构施工现场场地平面布置

2）现场临电计划与用电设备的布置位置

施工现场临时用电量汇总表

备

单

序数功率总

注

位

号设备名称规格型号

量单台合计容量

TC扭剪型电动扳手M20-24把61.5KW12KW

电动钱孔机D32台11.5KW1.5KW

磁座钻T3C-AD01-32台11KW1KW

型材切割机J3G-400台11.5KW1.5KW

半自动切割机台10.75KW0.75KW

电动角向磨光机6125台80.75KW0.75KW

硅整流弧焊机ZX-500A台442KVA

C02半自动弧焊机NBC-500台828.4KVA

空气压缩机V-1.05/10型台27.5KW15KW

远外自控焊条烘箱YZH2-100分17.6KW7.6KW

电焊条保温筒W-3个40.12KVA

其它30KW

合计

3）现场拼装支架的搭设

（1）高空拼装支架的搭设：

①平面位置：（见图2、图3、图4）

②立面搭设的形式:

EE

EO

9O

O

一

Z〜(>*l

Io

股z

里

黑-<

汨

图6高空平面桁架拼装支架的搭设

a.平面桁架两侧为操作平台面高底应以操作方便而定。

b.桁架通过螺旋千斤顶调整好位置后，用道木或短节型钢以及调整垫

铁将桁架垫实。

c.平面桁架两侧用2道缆风绳加以固定，同时也将桁架之间连接板用

安装螺栓加以紧固。

d.桁架稳固后可以拆除千斤顶用于下一个安装段构件调整。

b.立体桁架的拼装支架

操作平台

图7高空立体桁架拼装支架的搭设

a.立体桁架的拼装支架的搭法与要求，同平面桁架的拼装支架基本相

同，不同的就是支架台右长宽有所加大。(因立体桁架宽3米高4米)

b.桁架就位到支架顶部，经调整符合要求后，将桁架之间连接板用安

装螺栓加以紧固，可以不拉缆风绳。

(2)地面拼装支架的搭设

对于个别桁架因加工、运输所限，不能按安装段直接在工厂制作好。

需根据实际情况在工厂做成部件和散件运到现场再组装成安装段，交

安装单位安装，但到安装现场拼装的一切需厂家自行解决。

地面拼装可参照图8设置道木或用一定数量的铁凳（采用工字钢制

作）把工件架起来，进行拼装，不论道木或是铁凳，上平面要抄平直,

下部基础要根据地基情况，地基压实后铺道渣工或定点灌破地梁。

r

“1

小1

<••/,-1

，

\--1

.，

^■ix,-1

一1

】-

\汗-1

一

、rrT-

T、

A十

/A'一/

一--I/

—

/*，

••、

/，.~1一

，

▼—1/

一

一

.、L"

一

Tf/，-I

、1

-\>、1

Q心

、

一

-//V一

//l、H-r

&.！XH4

一tn/

eH

...!nR

.

」.)

钢路基板

说明：

1.图示为钢屋盖主桁架HJT地面分段拼装胎架示意.

2、支架设置均距节点600mM,单榴主桁架分10段-胎架模板最多设置该图的

一半即可.

3,设置要求稳固，且须设置斜撑；支点面水平度谈差不大于1.5mnu

4、弦杆对接处必须保证施焊空间.

图8地面拼装（HJ-1主桁架）支架的搭设示意

（3）拼装支架搭设的要求；

①采用碗扣工钢管（048X35）脚手架搭设，由多个600义600X600mm

单元体组成所需拼装支架（如图6、图7所示）其结构稳固、可靠。

②平台顶部用钢板满铺在立杆顶上，增大承载力，因支架立

杆连接是同轴心承重，横杆同立杆靠碗扣接头连接，各杆件轴心交于

上点，节点在框架平面内，接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力性能,

作用于横杆上荷载通过下碗扣传递给立杆，下碗扣具有很强的抗剪能

力,最大为19。即20.29”

③立杆底部装设在钢座上，底部用垫木支垫（垫木采用长2.0〜2.5m,

宽不小于20cm,厚6〜15cm的木板或厚15〜18cm的道木），支垫下的

地基要坚硬或根据土质情况铺设10〜20cm厚的道渣上，地基耐力不宜

小于80~100K7n

④立杆垂直要求：架高40米以内，垂直偏差不大于架高的1/1000；

4）地脚螺栓的埋设

图9地脚螺栓埋设的形式

地脚螺栓的埋设精度对上部钢结构的安装质量起着至关重要的作用，

具体埋设方法如下：

(1)轴线确定：根据图纸要求，将轴线按规定弹在钢柱基础纵横

钢筋上，在此基础上，初步确定地脚螺栓的位置，再根据底板(或梁)

钢筋的实际情况进行适当调整，达到螺栓能顺利通过进入钢筋网空隙

中。

(2)定位箍筋位置确定

定位箍筋是用来辅助固定地脚螺栓的，根据顶板结构标高和柱脚

底板标高以及地脚螺栓的平面坐标来确定其位置，箍筋高出底板标高

50mm为宜。

(3)箍筋定位

箍筋标高确定后，将箍筋绑扎在柱筋上，并根据螺栓位置再加绑

2根辅助定位箍筋，箍筋应保持水平，不得倾斜。

(4)法兰盘或固定支架的定位

箍筋定位后，将法兰盘或固定支架放置在箍筋上，检查其位置是

否合适，否则再作局部调整。

(5)地脚螺栓就位

将地脚螺栓插入柱或底板、或独立基础中，并套好法兰盘，根据

给出的轴线位置来确定螺栓位置。根据设计要求确定螺栓露出混凝土

面的长度。

(6)地脚螺栓最终定位

螺栓位置初步确定后，用经纬仪找准轴线无误后，将法兰盘与辅

助定位箍筋点焊，并将螺栓底部用四根或多根钢筋连成整体。混凝土

浇筑前将上部螺栓丝扣保护起来。

(7)混凝土浇筑

安装完毕后，等待浇筑混凝土，在浇筑顶板混凝土前，应检查锚

栓的轴线和垂直度(误差应在1mm内，相邻柱之间的中心距偏差1mm)

以及固定是否牢固。

严禁振捣棒接触螺栓杆，并派人负责看守，混凝土初凝后，沿法

兰盘中部插一短钢筋，钢筋高出法兰盘100mm,以便确定柱底板标高

使用。

(8)找钢柱底标高

混凝土浇筑后，在底板上弹出轴线，如发现螺栓有超过允许的偏

移，按1：6坡度调直螺栓，再将设计要求的柱底标高弹在法兰盘中

部插入好的钢筋上，以此作为无收缩混凝土标高，混凝土达到一定强

度后将插入钢筋高出部分切除，准备钢柱吊装。

5)现场地锚的设置

(1)埋设形式：

根据本工程实际初步计划设置角钢或钢管地铺，地锚数量要根据现场

地基坚硬情况和缆风绳的拉力而确定。

米

Z

W

9

.

I

图11地锚埋设示意

(2)埋设和使用地锚时应注意的事项：

①地锚应埋设在土质坚硬的地方，地面不潮湿，不积水。

②钢丝绳要结孔牢固，不能有滑出或拉断、变形，并使受力方向与地

锚埋设方向一致。

③地锚埋设好后，应经过详细的检查，才能正式使用，使用时要指定

专人看守，如发现变形，应立即采取措施，以防发生事故。

5、钢结构安装

5.1定位轴线、标高施测

5.2钢柱基础与地脚螺栓埋设质量检查与验收

1）钢柱基础、地脚螺栓的埋设精度，直接影响钢柱安装速度和质量，在构件

吊装前，按本工程图纸和下表要求，对已完成施工的预埋螺栓的轴线位置、地脚

螺栓中心偏移、螺栓露出长度、螺纹长度、柱脚支承面标高和水平度，预留孔中

心偏移等进行检查、验收，并办理基础与地脚螺栓的隐检，验收手续。

支承面、地脚螺栓（锚栓）位置的允许偏差（mm）

项目允许偏差

标高±3.0

支承面

水平度L/1000

螺栓中心偏移5.0

+30.0

螺栓锚栓露出长度

地脚螺栓（锚栓）0.0

+30.0

螺纹长度

0.0

预留孔中心偏移10.0

2）对超规范不合格者，要与有关部门研究解决，对弯曲变形的地脚螺栓要进

行校正，对损伤的螺纹要进行修复，并对螺纹部分予以保护。

3）清除预埋件上的焊渣和飞溅物、杂物、拆除法兰盘固定支架等。

5.3进场构件的质量检查

1）进场构件应按现场吊装施工区段的安装顺序，分批配套进场，先安装的先

进场，每批进场构件的编号及数量，安装单位应提前3天通知生产厂家。

2）构件验收分两步进行，第一步由驻厂代表（或监理）检验，存在的问题应

在工厂修理合格后方可发运；第二步构件运抵现场后，由现场专职质检员先组织

验收，如发现缺少或损坏，质量不合格者，应在发运清单上注明，双方经办人在

交接清单上签字认可，并将验收情况通知生产厂家和安装现场施工负责人。凡验

收不合格的构件、配套件、由生产厂家或派驻现场的维修小组自行处理，但不得

延误钢结构的正常吊装，特殊情况可书面委托施工单位处理。其处理费用由加工

厂承担。

3)构件质量的检查要点：

(1)检查构件、配套件的出厂合格证、材质证明和材料的复试报告，焊缝外

观质量与无损检测报告，焊接工艺评定、施工试验报告以及同批交验的施工技术

资料。

(2)检查进场构件的外观质量、构件的挠曲变形，节点板表面损坏与变形、

焊缝外观质量、有摩擦面抗滑移系数要求的表面喷砂质量。

(3)检查构件的几何尺寸、特别是柱、桁架拼接接头处的断面尺寸偏差，构

件长度(应将焊接收缩值和压缩变形值计入构件的长度内)以及平面度、垂直度。

安装焊缝坡口尺寸精度，构件连接处的截面几何尺寸，孔径大小及位置等。

(4)在检查构件外形尺寸，构件上的节点板，螺栓孔等位置时，应以构件的

中心线为基准进行检查，不得以构件的棱边，侧面为基准线进行检查，否则可能

导致误差。

4)各种构件加工的外形尺寸的允许偏差：

见《钢结构施工质量验收规范》(GB50205-2001)中有关构件允许偏差要求。

5.4构件的安装顺序(见图12吊装工况一~十二)

20吨汽吊

2,分5段吊装钢管柱，最大构件重量约24吨。吊车工况：吊车工况：最大工作半径为16米,

理论起重量为49.6吨.

吊装工况一

说明：1、分11段依次吊装主桁架HJ-1.最电分段里量约41吨，吊车匚况：最大工作半径为10米.

理论起重量为小1.6吨（具体工况见图十四）。

吊装工况二

说明：1、分4段依次吊装主桁架南恻HJ-2.最更分段更散约24吨.吊车工况：最大工作半径为16

米，理论起更后为49.6吨（具体工况见图十五）.

吊装工况三

说明：I、依次吊装次桁架，坡市分段市量约10吨，吊车工况：炒大工作半径为28米，理论起重

量为41.8吨。

2,使用50吨汽车吊吊装封边桁架及支撑杆件，最空分段电量7吨.

吊装工况四

50吨汽车吊

说明：1、分7段依次吊装南恻主桁架HJ-3,报承分段重量约40吨，吊车工况：眼大工作半径为14

米，理论起重量为51吨（具体工况见图十六》.

吊装工况五

说明：1、分5个区间依次吊装南侧纵向次桁架HJ-4,最近分段一度约35吨。吊车工况:最大工作

半径为26米，理论起重做为8吨。

吊装工况六

50吨汽车吊

说明।1.依次吊装次桁架,金砍分段重盘约13电.吊车工况।最大工作半位为30米，理论超政

fit为36.8吨.

2、使用50a屯汽车吊吊笠封边桁架、支推杆件及柱间支推.量电分段更6U吨.

吊装工况七

50吨汽车吊

说明।1.分7段依次品装北主桁架HJ3双血分段联盘约40•电。吊车工况；最大工作半径为14

*.理论起成后为51吨（具体工况见图》.

2、吊装中间次桁架及杆件.

吊装工况八

50吨汽车m

说明I1.分4段依次吊装左桁架北恻HJ-2,呆市分段重埴约24魄.吊车工况：最大工作半径为16

米，理论起IR量为49.6吨（具体工况见图）.

吊装工况九

说明：L分5个区间依次吊袋北第纵向次桁架HJ4（向南恻）,最电分段垂成约35吨.吊车I：况

：最大工作半径为26