厂房期项目钢构吊装施工方法及工艺要求

1.1技术参数 11.2圆钢管柱吊装 26.2.1地脚螺栓预埋 26.2.2首节钢柱固定与安装 36.2.3二节以上钢柱固定与安装 46.2.4吊装设备选择 46.2.5操作要点 51.3钢桁架吊装 76.3.1桁架概况 76.3.2桁架吊装方案 96.3.3整体提升工艺 91.4验收标准 141.5验收程序 161.6验收内容 161.7验收人员 171.8冬雨季施工 176.8.1冬季施工措施 176.8.2雨季施工措施 18技术参数1）原材料选用根据设计要求，本工程中主钢框架梁柱采用Q345B碳素结构钢，次钢构均采用Q235B碳素结构钢。其质量标准应符合我国现行国家标准《碳素结构钢》(GB700-2006)的规定。2）原材料检验检测（1）原材料的检验流程，见下图。图6.1-1原材料检验流程图圆钢管柱吊装6.2.1地脚螺栓预埋第一节钢柱安装定位尺寸的好坏，直接关系到后续柱梁的安装定位质量，而第一节钢柱的轴线安装定位精度取决于预埋地脚螺栓的预埋精度。在预埋螺栓预埋前，为了保证各定位螺栓的相对位置稳定，一般采用钢套模定位，地脚螺栓示意图如下：图6.2.1-1地脚螺栓示意图螺栓预埋很关键，柱位置的准确性取决于预埋螺栓位置的准确性。预埋螺栓标高偏差控制在+5mm以内，定位轴线的偏差控制在±2mm。地脚螺杆的预埋位置精度要求：a、预埋件中心线的允许偏差：±3mmb、支承面标高允许偏差：±1mmc、相邻两柱支承面高差允许偏差：3mmd、最高与最低支承平面高差允许偏差：5mme、预埋钢板的平面度允许偏差：1mmf、砼浇注过程中，安排专人负责监控。发现轴线偏移立即配合土建，进行纠偏。g、砼浇注完成后，立即进行二次测量。一旦发现偏移超过允许偏差，作好记录。通知加工厂家进行柱底板修孔或在现场进行柱底板扩孔处理，确保首节钢柱的轴线定位精确度。6.2.2首节钢柱固定与安装（1）钢柱吊装之前，在每个钢柱地脚螺栓群的每一个螺栓上拧进一个螺母和一个盖板，同时对称摆放四组调整垫铁，用于调节钢柱的安装标高。在钢柱吊装之前，调节好垫铁组的标高及调节螺母的标高，每组内标高误差控制在1.0mm以内。（2）钢柱吊装就位以后，先对准钢柱中心线与基础中心线，确定钢柱的平面位置。由于地脚螺栓孔与地脚螺栓之间有6mm的调整余量。因此，可以将钢柱中心线与基础中心线的误差控制在规范要求的范围以内。然后，将地脚螺栓的螺母微微拧紧。（3）钢柱的垂直度调整通过钢柱底板下的螺母和垫铁组调节。如图所示。通过微微调节螺母的高低可以控制钢柱的垂直度。要求钢柱在自由状态下，两个正交方向的垂直度偏差校正到零，然后拧紧地脚螺栓。钢柱的标高可能会发生微小变化，正常情况下不会超过2.0mm。（4）待首节钢柱的平面位置、标高和垂直度调整完毕，拧紧柱脚底板上下的地脚螺栓和调节螺栓，调整后每个柱脚板各用4组垫铁塞实、点焊固定。然后进行二次灌浆。（5）钢梁安装过程中，用经纬仪监视钢柱的垂直度变化，如果在规范允许范围内，则不做调整。如果超过规范允许误差，应该分析原因：可能是轴线误差，可能是钢梁制造长度误差。针对不同情况，分别处理。若钢梁尺寸存在问题时可采取更换连接板或修改钢梁螺栓孔位等方法；若放线有误差则需要重新放线纠正误差。6.2.3二节以上钢柱固定与安装（1）用钢管在第一节劲性混凝土柱的周围搭设施工平台，其高度低于第一节型钢顶部50cm左右。平台宽1.2m，外侧为1m高的护身栏杆，平台上铺有脚手板，作为安装及焊接第二节型钢的操作平台，遇大风和寒冷天气则在护身栏杆外侧围挡塑料布。（2）用塔吊将第二节劲性柱型钢吊装就位后，在四面用钢丝绳及花篮螺栓与地锚拉接，用线坠控制劲性柱内型钢的垂直度。（3）劲性柱内型钢的标高、位置和垂直度调整完毕，在型钢的加宽翼缘两边加钢夹板，用螺栓连接固定上下两节型钢，在四个角处点焊，再校核一遍垂直度，确认无误后正式焊接。6.2.4吊装设备选择（1）汽车吊的选用：通过对钢柱钢梁单重就现场场地分析，选用50T汽车吊所有钢构件即能满足起吊起重要求。表6.2.4-150T汽车吊吊性能参数如下（49米臂长）（2）钢丝绳的选用：钢构件最大单重在4.21吨，采用2根钢丝绳同时施吊，选择φ21.5,6*19的钢丝绳，2根钢丝绳允许拉力：2[Fg]＝2αFg/K＝2*0.85×298/7＝72.37kN，能满足吊装要求。（3）卡环的选用：钢柱最大单重4.21吨，采用2个卡环，卡环选用型号为M36,单个使用负荷34.3KN。6.2.5操作要点6.2.5.1吊装准备1）钢柱吊装前对所有参与现场施工的人员进行一次针对性技术安全再交底，明确安装责任人、安装分工、安装部位、安装顺序、安装注意点，确保安全、高效、高质完成安装施工。2）按照图纸对待安装构件的截面、尺寸、编号等进行复核，确认无误后标记待用，如有不符及时向技术员反应解决。3）第一节钢柱吊装前，首先检查地脚螺栓埋设情况。检查内容包括：地脚螺栓轴线偏差、螺栓间距偏差、螺栓标高偏差、螺帽是否齐、螺纹是否损坏等。如符合安装要求，则按照编号将钢柱吊装至相应位置，第一节钢柱调节示意图如下：图6.2.5.1-1钢柱调节示意图4）后续钢柱就位后，按照先调整标高、再调整扭转、最后调整垂直度的顺序，采用设计标高控制方法，利用塔吊、钢楔、垫板、撬棍及千斤顶等工具将钢柱校正准确。形成框架后不再需要进行整体校正。钢柱校正采用无缆风绳校正方法，参见图。标高调整时利用塔吊吊钩的起落、撬棍拨动调节上柱与下柱间隙直至符合要求，在上下耳板间隙中打入钢楔。扭转调整的方法很简单：在上下耳板的不同侧面加垫板，再夹紧连接板即可达到校正扭转偏差的目的。垂直度通过千斤顶与钢楔进行调整，在钢柱偏斜的同侧锤击铁楔或微微顶升千斤顶，很快便可将垂直度校正至符合要求。6.2.5.2吊装顺序按照现场统一安排，从一个方向向另外一个方向流水施工，不往返施工即可。6.2.5.3吊装注意事项1）钢柱钢梁吊起后，缓缓起钩，吊到离地面200mm时，吊起暂停，检查吊索及吊机工作状态。检查无异常后，继续起吊。2）钢柱钢梁安装前应对下部结构(基础或下节柱)的标高与轴线进行复验，超出规范的偏差应立即修正。3）安装前，应对钢柱钢梁的长度、断面以及挠曲进行预验，发现问题即向技术部门报告，以便及时采取措施。4）安装前，应在地面上把钢爬梯等装在钢柱上，供登高作业用。5）钢柱采用双面就位，二点吊装。吊装采用旋转回直法，严禁根部拖柱，吊耳设置在柱顶。6）钢柱安装就位后，进行初校(垂直度、位移)。底节柱用地脚螺栓固定，上层接柱用夹板与螺栓拧紧固定。然后才能拆除索具。拆除索具采用钢爬梯。7）钢柱对接焊接完成、且验收合格后，再将耳板割除。以上工作完成，再经过一系列测量校正、现场焊接的常规钢结构施工方法，完成钢柱钢梁的安装。钢桁架吊装6.3.1桁架概况本项目钢结构桁架主要位于B2#B3#区域及C7#C8#区域。各HJ分段计算如下：项目名称部位规格单位计算书工程量THJ-1上弦杆□150*8T35.67*37850/10000001.350腹杆1□80*5T11.78*35116/10000000.414腹杆2□60*4T7.03*28763/10000000.202下弦杆□150*8T35.67*37850/10000001.350小计3.31HJ-2上弦杆□220*10T65.94*37650/10000002.483腹杆1□120*6T21.48*12532/10000000.269腹杆2□100*6T17.71*12986/10000000.230腹杆3□60*4T7.03*21303/10000000.149下弦杆□220*10T65.94*37650/10000002.483小计5.614HJ-3上弦杆□200*8T48.23*37850/10000001.826腹杆1□100*6T17.71*23030/10000000.408项目名称部位规格单位计算书工程量T腹杆2□80*5T11.78*9244/10000000.109腹杆3□60*4T7.03*21457/10000000.151下弦杆□200*8T48.23*37850/10000001.826小计4.32HJ-10上弦杆□150*6T27.13*37000/10000001.01腹杆□60*4T7.03*58520/10000000.412下弦杆□150*6T27.13*37000/10000001.01小计2.432HJ-11上弦杆□200*8T48.23*37000/10000001.785腹杆1□120*6T21.48*18956/10000000.407腹杆2□100*6T17.71*23749/10000000.421腹杆3□80*5T11.78*22157/10000000.261下弦杆□200*8T48.23*37000/10000001.785小计4.656HJ-12上弦杆□150*6T27.13*37000/10000001.01腹杆□60*4T7.03*58520/10000000.412下弦杆□150*6T27.13*37000/10000001.01小计2.432YHJ上弦杆□120*6T21.48*37301/10000000.801腹杆□60*4T7.03*70494/10000000.496下弦杆□120*6T21.48*37301/10000000.801小计2.098通过对钢柱钢梁单重已经现场场地分析，选用50T汽车吊所有钢构件即能满足起吊起重要求。6.3.2桁架吊装方案根据结构物特点及施工现场实际情况，将钢桁架上下弦水平支撑、竖向支撑等拼装成整体，一次进行吊装，有利于保证其吊装稳定性。吊装时桁架上应绑扎木方等，作为临时加固措施，绑扎时垫上破布，防止损伤桁架表面漆膜。为使桁架掉气候不发生大的摇摆，起吊前应在桁架两端绑扎稳绳，以保持其正确位置。在桁架吊装就为前，必须将门架上安装部位的预埋件清理干净。当标高或水平度不符合要求时，可采用垫铁或咆削预埋件支座底面的方法来调节。桁架在起吊前应进行试吊。即将桁架平行起吊到距地面200~300mm的高度，检查各钢丝绳受力是否均匀，持续5min后，再看有无下沉现象，如情况良好，可正式起吊。桁架起吊的速度应均匀缓慢，当桁架逐渐落到结构安装位置上时应特别小心，此时可以查看桁架制作底板中心线与结构上预埋件的中心线是否吻合，并在桁架悬吊状态下进行调整。校正无误后，立即用电焊旱牢作为最后固定。6.3.3整体提升工艺6.3.3.1提升注意事项（1）提升前要进行全面细致地检查，保证钢桁架与安装胎架完全脱离。（2）试提升，钢桁架脱离钢板凳或抬价200mm后锁定，观察一整夜或12小时，测量钢桁架的变形。（3）连续提升到位后，锁定千斤顶，然后进行水平方向的调整并加临时固定，合龙时要先外侧后内侧、先上弦后下弦。（4）提升速度控制在小于3.0m/h。6.3.3.2整体提升测量控制（1）试提升时桁架变形的测量钢桁架拼装、焊接完毕，经检验合格后，进行试提升。桁架离开胎具200mm后，锁定所有千斤顶，停留一夜或12小时，观察桁架的变形情况。根据规范要求和本工程的实际情况，测量桁架的垂直度和侧向弯曲，并和试提升前的结果对比。（2）整体提升过程中各点的监控。试提升时要求采用逐渐上调油缸压力的方法进行分级加载，避免桁架产生过大的应力集中。在整体提升过程中，为防止发生意外，每个提升点位下安排一名人员监视该点的行走情况，发现有点位偏移、钢绞线切断、脱锚等现象时，及时通知操作人员发出指令停止提升，进行全面检查和维修后再继续提升。在提升过程中，配备经纬仪、水准仪、全站仪随时观测桁架的位移及标高情况，确保提升过程的安全。（3）整体提升到位后水平位移的调整提升到位后，在钢柱上焊接耳板，用5吨手拉葫芦拉桁架调整位移，使其符合设计状态，顺利与钢柱的牛腿合拢。合拢后测量整个桁架的标高和位移，记录桁架最后的安装值。6.3.3.3整体提升合拢提升到设计标高后，千斤顶的上、下锚盘全部锁定，进行桁架的合拢工作。为防止水平方向上由于风的影响可能会发生微小的摆动的发生，提升到位后，利用倒链固定桁架，然后进行合拢。桁架合拢时，如果桁架偏移，利用千斤顶调整侧向位移，利用倒链调整长度方向的位移。合龙过程中可通过倒链调整各杆件的松紧程度，现场根据实际长度决定两端的焊缝间隙。桁架合拢后拆除临时圆钢管，安装和垄断斜腹杆，拆除地面临时支撑。6.3.3.4同步提升控制提升的同步性控制是提升法施工的关键。本工程设备简单，主要从一下几个方面进行同步提升的控制：（1）在钢绞线上做好刻度标记，每隔1m做一标记，并在提升前记录下各个千斤顶上夹片到最近刻度的距离，作为同步性控制的基准；（2）油泵控制人员采用对讲机，在统一的指挥下进行提升。提升时，每个千斤顶位置均有施工人员观测千斤顶上度量尺，油缸提升200mm后及时通知油泵控制人员关闭油阀；（3）夹具的回缩量因千斤顶而异，在提升一定数量的缸数后（1m刻度再次出现时），测量夹片到刻度的距离，依据提升前的记录分析各提升点的同步性，对存在偏差的提升点进行个别调整；（4）采用一台油泵同时给4~6台千斤顶输油，另一台油泵同时出油，这样油泵的出油速度和油泵压力相同，4~6台千斤顶的提升速度可以完全一致。6.3.3.5桁架的卸载（1）桁架卸荷的前提条件a钢桁架系统的焊接工作全部完成；b各种施工资料齐备，经四方验收合格；c卸载必须在HJ4，5及六层四层的次梁安装完成后，HJ1，2，3现场拼装之前进行。（2卸荷方法卸荷过程中总的原则是：要充分考虑到系统均匀受力——接近自由状态下增加荷载，要求对称同时卸荷，卸荷分级卸载，每次卸荷25%。a提升桁架卸荷采取每提升单元统一卸荷一次。在钢桁架系统整体卸载前，应先测量各支撑点的标高。b卸荷顺序采取千斤顶同时卸荷。③卸荷过程中的注意事项。a在卸荷时桁架两边各架一台水平仪，随时对主桁架变形进行观测，若出现不正常（主桁架标高偏差过大）要及时报告技术及生产主管领导，并停止作业，情况分析后，报监理、设计及业主单位（卸荷时业主将组织设计单位到现场，以便出现特殊情况能及时进行处理）确定方案后，继续进行施工；b每提升单元卸载要在一天内完成，并于12小时后进行整体观测；c钢桁架系统卸荷事关重大，施工前我方必须提前备好卸荷需使用的工具、材料，并对全体参与卸荷人员进行详细交底，施工人员严格按照方案执行，听从现场卸荷总指挥协调，保证卸荷过程安全有序下进行，确保成功完成卸荷。6.3.3.5安装质量的控制（1）安装前，应对构件的产品合格证、设计文件与预拼装记录进行检查，并复验记录构件的尺寸。钢结构的变形、缺陷超出允许偏差时，应进行处理。钢结构安装前，应进行详细的测量和矫正工作，厚钢板的焊接应在焊接安装前进行模拟产品结构的工艺测试。对拼装好的屋架应预设一定的起拱度，HJ-1、HJ-2、HJ-3的跨中起拱50mm，HJ-5的跨中起拱75mm。钢结构吊装就位后，应对构件定位轴线、标高等设计要求控制点进行测量做好标记，对吊装对接接头质量进行焊前检查。安装好临时支撑及钢浪索以使钢屋架在施工过程中安全稳定。钢结构安装时，施工单位应提交每榀构件吊装后的标高尺寸、焊接、涂装等分别向监理提交验收。（2）高强螺栓施工质量控制对于通过高强螺栓进行连接的钢结构，制作时必须首先注意高强螺栓摩擦面的加工质量及安装前的保护，并应按标准要求对每两千吨、每种规格、每种加工工艺的高强螺栓摩擦面进行抗滑移系数试验。钢构件角度偏差将严重影响构件组装时的高强螺栓穿孔率。构件的扭曲会影响连接面间的间隙。因此在钢结构制作时应准备一定的胎架模具以控制其变形，并在构件运输时采取切实可行的固定措施以保证其尺寸稳定性。钢结构安装单位在安装高强螺栓摩擦面前，必须将摩擦面保护好，防止污染、锈蚀。并在安装前进行高强螺栓摩擦面的抗滑移系数试验、检查高强螺栓出厂证明、批号，对不同批号的高强螺栓定期抽做轴力试验。对高强螺栓安装工艺、包括操作顺序、安装方法、紧固顺序、初拧、终拧进行严格控制检查，拧螺栓的扭力扳手应进行标定等。（4）现场焊接应力及结构安装误差的控制①焊接变形控制焊接顺序控制不当易产生变形和应力集中，根据经验和反复论证，采取以下的技术措施来控制和减少焊接变形:a焊接由中间向两边进行；b先焊焊缝少的部位再焊焊缝多的部位；c先焊端部再焊根部。焊内应力主要采用以下的方法来控制和消除：

减少焊缝的尺寸：在满足设计要求的条件小，尽可能的减少焊缝尺寸。采取合理的焊接顺序：在焊缝较多的拼装条件下，应根据构件形状和焊缝的布置，采取先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝；先焊约束较大而不能自由收缩的焊缝，后焊约束较小而能自由收缩的焊缝的原则。

锤击法减少焊接应力：在每层焊道焊完后立即用小锤或电动锤击工具均匀敲击焊缝金属，使其产生塑性延伸变形，并抵消冷却后承受的局部拉应力。利用预热法来控制焊接残余应力：构件本体上温差越大，焊接残余应力也越大。焊前对构件进行预热，能减小温差和减慢冷却速度，两者均能减小焊接残余应力。

②现场安装误差的控制

本工程钢结构跨度大，必须对钢结构的安装误差严格控制，尽最大可能接近设计所要求的位形。

（a）平面轴线位置的控制：首先确保定位放线的准确。在构件就位时，应缓慢就位，一端先行就位并对接准确，而后另一端缓慢就位。就位后随时复测，确认无误后方可进行焊接固定。（b）标高误差控制：临时支撑是控制标高的关键所在。对于临时支撑进行详细的计算，确保其强度、刚度及稳定性符合要求。对于直接支承在地面上的支撑，还要验算地基承载力和沉降量；对于支承在看台混凝土结构上的支撑，要验算屋面混凝土构件的承载力。③检测

钢桁架施工完成后，焊缝采用超声波进行检测，自检合格后报监理、业主验收，业主方委托上海市建筑质量检测中心进行第三方检测，主要对钢结构焊接超声波探伤、外观质量和焊接尺寸、主要构件变形、主体构件尺寸等检测。钢桁架施工完成后，焊缝采用超声波进行检测，自检合格后报监理、业主验收，业主方委托上海市建筑质量检测中心进行第三方检测，主要对钢结构焊接超声波探伤、外观质量和焊接尺寸、主要构件变形、主体构件尺寸等检测质量保证措施为了本项目施工质量达到优良标准，必须对整个施工项目实行全面质量管理，建立行之有效的质量保证体系，按ISO9000-GB／T19000系列标准和本公司质量保证体系文件成立以项目经理为首的质量管理机构，通过全面、综合的质量管理以预控钢结构材料、制作、运输、安装、钢结构防腐等流水过程中各种不相同的质量要求和工艺标准。通过严密的质量保证措施和科学的检测手段来保证工程质量。验收标准根据《钢结构工程施工质量验收规范》8.2节，焊接的H型钢抽检3件，H型钢的允许偏差应符合下表规定。图6.4-1焊接H型钢的允许偏差焊接连接制作组装的允许偏差应符合下表规定。图6.4-2焊接连接制作组装的允许偏差表验收程序钢结构劲性柱完成之后，施工班组长自检合格后进行报验，总包该区域责任负责人组织项目部安全部、技术部及质量部进行验收。项目部验收合格后由项目负责人组织上诉验收人员进行验收，验收合格后经施工单位项目技术负责人及总监理工程师签字后，方可进入后续工序的施工。验收内容主要包括预埋件的定位、钢柱的标高、垂直度、焊接质量、拼装质量、切割质量等，并填写钢结构（钢结构焊接）分项工程检验批质量验收记录表。图6.6-1钢结构（钢结构焊接）分项工程检验批质量验收记录表验收人员总承包单位和分包单位技术负责人或授权委派的专业技术人员、项目负责人、项目技术负责人、专项施工方案编制人员、项目专职安生产管理人员及相关人员；监理单位项目总监理工程师及专业监理工程师。建设单位：王光辉监理单位：总监理工程师：廖晓坤专业监理工程师：田松涛总承包单位：技