中建超跨多角度异型钢结构施工方案

项目专项施工方案

中心项目

超跨多角度异型钢结构施工方案

（格式最终版）

中国建筑一局（集团）有限公司

2023年5月

项目专项施工方案

目录

第一章编制依据...........................................................................................................................................4

1.1法律法规.......................................................................................................................................................4

1.2国家及行业标准...........................................................................................................................................4

1.3施工图纸.......................................................................................................................................................5

1.4设计软件.......................................................................................................................................................6

第二章工程概况...........................................................................................................................................6

2.1工程简介.......................................................................................................................................................6

2.2钢结构概况...................................................................................................................................................7

2.3工程重、难点及应对措施.........................................................................................................................17

第三章施工部署.........................................................................................................................................19

3.1施工管理目标.............................................................................................................................................19

3.2钢结构施工整体思路.................................................................................................................................19

3.3项目管理组织机构及岗位职责.................................................................................................................21

3.4施工平面布置图.........................................................................................................................................23

第四章施工进度计划..................................................................................................................................26

4.1钢结构施工计划.........................................................................................................................................26

4.2施工进度保证措施.....................................................................................................................................26

第五章施工准备与资源配置计划...............................................................................................................28

5.1施工准备.....................................................................................................................................................28

5.1.1技术准备.............................................................................................................................................28

5.1.2新技术推广应用计划.........................................................................................................................30

5.1.3场外加工及运输准备.........................................................................................................................31

5.1.4现场准备.............................................................................................................................................32

5.2施工资源配置计划.....................................................................................................................................35

5.2.1材料准备.............................................................................................................................................35

5.2.2劳动力配置计划.................................................................................................................................39

5.2.3机具及设备配置计划.........................................................................................................................39

5.2.4现场措施材料配置计划.....................................................................................................................43

第六章施工方法及工艺要求......................................................................................................................44

6.1钢结构测控.................................................................................................................................................44

项目专项施工方案

6.2现场焊接方案.............................................................................................................................................51

6.3提升工艺介绍及吊装工况分析.................................................................................................................58

6.4预埋件安装.................................................................................................................................................63

6.5管桁架安装方案.........................................................................................................................................66

6.6单层网格（中央聚宝盆）安装方案.........................................................................................................79

6.7拱形采光顶安装方案.................................................................................................................................88

第七章质量管理保障措施........................................................................................................................100

7.1质量控制体系...........................................................................................................................................100

7.2钢构件进场验收.......................................................................................................................................100

7.3构件的吊装验收.......................................................................................................................................101

7.4焊接质量控制措施...................................................................................................................................102

7.5测量控制措施...........................................................................................................................................103

7.6涂料质量控制措施...................................................................................................................................106

第八章安全保障措施................................................................................................................................106

8.1安全生产管理体系...................................................................................................................................106

8.2安全生产管理措施...................................................................................................................................114

第九章绿色施工措施................................................................................................................................126

9.1防治环境污染措施...................................................................................................................................126

9.2防治噪声污染措施...................................................................................................................................126

9.3防治光污染的保证措施...........................................................................................................................127

9.4防治大气污染的保证措施.......................................................................................................................127

第十章特殊环境施工工艺........................................................................................................................127

10.1雨季施工措施.........................................................................................................................................127

10.2冬期施工措施.........................................................................................................................................129

第十一章应急管理措施............................................................................................................................132

11.1火灾事故应急措施.................................................................................................................................132

11.2高空坠落、物体打击事故应急措施.....................................................................................................133

11.3触电事故应急措施.................................................................................................................................134

11.4起重机倾覆事故应急处置措施.............................................................................................................135

11.5应急救援路线.........................................................................................................................................135

第十二章附录...........................................................................................................................................136

12.1管桁架安装计算书.................................................................................................................................136

项目专项施工方案

12.1.11区、4区管桁架安装计算.............................................................................................................136

12.1.2利用1区桁架提升钢柱计算.........................................................................................................147

12.1.3剩余环形桁架安装计算.................................................................................................................152

12.1.4剩余直桁架安装计算.....................................................................................................................159

12.1.5桁架拼装胎架验算.........................................................................................................................169

12.1.6提升架处地库顶板承载力计算......................................................................................................172

12.2聚宝盆安装计算书.................................................................................................................................178

12.2.1聚宝盆结构提升验算.....................................................................................................................178

12.2.2提升架处地库顶板承载力计算......................................................................................................187

12.3采光顶安装计算书.................................................................................................................................193

12.3.1A区采光顶安装计算.......................................................................................................................193

12.3.2B区采光顶安装计算.......................................................................................................................201

12.3.3利用采光顶结构提升钢柱计算......................................................................................................209

12.3.4提升架处地库顶板承载力计算......................................................................................................213

12.4其他计算书.............................................................................................................................................218

12.4.1钢爬梯验算.....................................................................................................................................218

12.4.2挂笼验算.........................................................................................................................................219

12.4.3钢丝绳.............................................................................................................................................219

卡环...........................................................................................................................................................222

12.4.550t吊车由场外作业地库承载力计算............................................................................................224

12.4.612t吊车场地内吊装地库顶板承载力计算....................................................................................230

项目专项施工方案

第一章编制依据

1.1法律法规

序号法律法规名称名号

1《中华人民共和国合同法》国家第九届主席令第15号

2《中华人民共和国环境保护法》国家第十二届主席令第9号

3《中华人民共和国建筑法》国家第十三届主席令第29号

4《中华人民共和国劳动合同法》国家第十届主席令第65号

5《建设工程质量管理条例》国务院令第279号

6《建设工程安全生产管理条例》国务院令第393号

7《生产安全事故应急条例》国务院令第708号

8《安全生产许可证条例》国务院令第653号

9《生产安全事故报告和调查处理条例》国务院令第493号

关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规

10建质办（2018）31号

定》有关问题的通知

11《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部第37号令

12《建筑业10项新技术》（2017年版）建质函[2017]268号

1.2国家及行业标准

序号规范名称规范编号

1《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

2《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

3《钢结构设计规范》GB50017-2017

4《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018

5《工程测量规范》GB50026-2007

6《钢结构工程施工规范》GB50755-2012

7《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2023

8《建筑施工安全技术统一规范》GB50870-2013

9《建设工程施工现场消防安全技术规范》GB50720-2011

项目专项施工方案

序号规范名称规范编号

10《钢结构焊接规范》GB50661-2011

11《建设工程施工现场消防安全技术规范》GB50720-2011

12《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017

13《重要用途钢丝绳》GB8918-2006

14《焊接与切割安全》GB9448-1999

15《钢结构防火涂料》GB14907-2018

16《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》GB11345-2013

17《起重机械安全规程》GB6067.1-2010

18《碳素结构钢》GB700-2016

19《大型铸钢件通用技术规范》GB/T37681-2019

20《低合金高强结构钢》GB/T1591-2018

21《建筑结构用钢板》GB/T19879-2015

22《低合金钢焊条》GB/T5118-2012

23《建筑变形测量规范》JGJ8-2016

24《钢结构高强螺栓连接技术规程》JGJ82-2011

25《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010

26《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011

27《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011

28《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012

29《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016

30《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005

31《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》JGJ276-2012

32《建筑钢结构防腐蚀技术规程》(JGJ/T251-2011)

1.3施工图纸

序号文件名称出图单位

1钢结构设计图纸哈尔滨工业大学建筑设计研究院2023年8月19日

项目专项施工方案

2钢结构深化设计图纸徐州圣泽钢结构工程有限公司2023年7月6日

1.4设计软件

序号软件名称版本用途

1SAP2000结构设计分析

2Tekla19.0钢结构深化设计

3MidasGEN2019V2.1施工验算

第二章工程概况

2.1工程简介

xx中心项目是集商业、办公于一体的综合办公大楼。为2019年黑龙江省立

项的“百大项目”之一，项目作为xx商务区组成部分，建成后将成为辐射全国

的金融汇聚地。xx中心项目共计包含四栋主楼单体，均为综合办公楼，A栋19

层、B栋22层、C栋22层、D栋33层，整体地库1层（局部带夹层），底部由3

层裙房相连，是集办公、商业、休闲、健身为一体的城市综合体。项目占地面积

5.17万㎡，总建筑面积22.20万㎡。各主塔建筑高度分别为83.4m、96.0m、

96.0m、142.5m，裙房高度21.6m。

图2-1-1项目整体及十字步行街中空区域

商业街将建筑自然划分为四个区域，通过处于中心区域的十字步行街公共空

间联系成一个整体，商业街的顶部由极富建筑结构美学之感的弧形天窗覆盖，阳

光投过天窗在商业街内部空间形成丰富的光影效果，层层叠退的外廊、自动扶梯

与景观电梯精心设计的景观。商业街的中心位置是一个钢结构与玻璃幕墙构筑的

漏斗极具视觉冲击力，形成整个区域视觉的焦点，隐喻汇聚财富，异彩鎏金。

项目专项施工方案

图2-1-2本项目中央步行街及聚宝盆效果图

表2-1项目信息

序号项目内容

1工程名称

2工程地址

3建设单位

4设计单位

5监理单位

6施工总包中国建筑一局（集团）有限公司

7质量标准黑龙江省龙江杯，争创鲁班奖

2.2钢结构概况

2.2.1钢结构设计荷载取值如下：

序号荷载取值

1荷玻璃屋面恒荷载标准值1.5kN/m2

2载轻质发泡混凝土屋面恒荷载标准值2.0kN/m2

3标屋面活荷载标准值0.5kN/m2

4准吊顶及设备0.5kN/m2

5值基本风压0.55kN/m2（50年一遇）

6基本雪压0.50kN/m2（100年一遇）《建筑结构荷载规范》GB5009-

2012取值,积雪分布系数1.4。

场地地震基本烈度:7(0.10g)度。

7地震作用场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，场地特征周期

为0.35s。

项目专项施工方案

8使用阶段温度作用-20°~20°设计基准周期50年

9结构安全等级二级设计使用年限50年

10本工程所有钢结构均位于地库顶板上，地库顶板设计荷载5kN/㎡

2.2.2钢结构总体概况

本方案提及的钢结构位于A、B、C、D栋主楼中间，是项目商业街中心，钢

结构投影建筑面积为7565㎡，钢结构总重量约950吨，主要材料材质为Q355B，

材料规格为矩形钢管及圆钢管。结构形式为空间单层网格结合管桁架结构，包含

管桁架钢结构、单层网格结构、拱形采光顶结构。

请管

采管

光桁

顶架

结结

构构

请请

中单

央层

聚网

宝格

盆结

构

项目专项施工方案

（1）管桁架结构：为环形、直线型圆钢管倒三角桁架，总重量约为550t

（含钢柱），其中桁架重约500t，钢柱共计6根重约50t。投影面积约5500m2，

安装标高最高19.906m，长宽为83.992m×92.4m。构件总数量288件，最大单

构件HJ-48重量27t。位于16轴~22轴交D轴处桁架最大跨度为50.4m。根据

《建办质〔2018〕31号文》、《住建部第37号令》规定，此处施工为超危分部，

需进行专家论证。

表2-2-1材料规格表

序号截面（mm）材性长度（M）重量（Kg）

1φ89x41-Q355B2419.1520284.3

2φ114x41-Q355B1351.1514661.4

3φ140x41-Q355B925.4312415.4

4φ159x61-Q355B1117.7425304.8

5φ180x121-Q355B1441.8971687.5

6φ219x141-Q355B1495.73105865.3

7φ245x141-Q355B474.3837834.1

8φ299x161-Q355B655.4173187.7

9φ325x161-Q355B51.176238.4

10φ377x181-Q355B116.7618607.9

11φ402x201-Q355B142.9726937.5

12φ402x301-Q355B123.8334081.6

13φ600x301-Q355B151.3463821

合计10466.95510926.9

项目专项施工方案

图2-2-1管桁架结构形式图

（2）单层网格结构（中央聚宝盆）：为单层矩形管结构，总重量约为100t。

投影面积约700m2，安装标高26.038m，直径30m～4.624m。构件总数量5722件，

最大单构件重量60kg。

表2-2-2整体单层网格杆件截面尺寸表

序号截面材性长度（m）重量（kg）

1方60×4.01-Q355B3107.1620847.2

2矩200×150×5.01-Q355B2477.8264966

合计558585813

项目专项施工方案

图2-2-2单层网格钢结构形式图

（3）拱形采光顶结构：钢柱为钢管树形结构，屋面结构为单层矩形管相贯

焊接结构。拱形采光顶结构单层矩形管相贯型式，总重量约为350t（含钢柱），

其中桁架重约275t，钢柱共计6根重约75t。长宽为42m×47.6m，投影面积约2000

㎡，安装标高24.305m。构件总数量1359件，最大单构件重量GZ1-6重量

8.16t。结构最大跨度为16.6m。

表2-2-3拱形采光顶材料规格用量表

序号截面材性长度（M）重量（Kg）

1φ140×41-Q355B925.4312415.4

2φ159×61-Q355B1117.7425304.8

3φ180×121-Q355B1441.8971687.5

4φ325×251-Q355B144.9126803.1

5φ600×301-Q355B151.3463821

6矩150×100×4.01-Q355B902.213418.8

7矩200×150×5.01-Q355B2488.0365233.7

8矩300×200×6×61-Q355B572.6826325.7

11

项目专项施工方案

9矩400×200×8×81-Q355B348.4225556.8

10矩300×300×12×121-Q355B255.5127727.9

11矩500×200×16×161-Q355B689.83117265.3

12矩300×300×30×301-Q355B55.4114091.8

合计9093.39489651.8

图2-2-3拱形采光顶结构形式图

（4）钢结构的管桁架及拱形采光顶由钢结构及玻璃顶组成，钢下部由12根

树状钢柱支撑。树状钢柱分枝节点形状复杂，原设计为钢管加节点板焊接施工无

法实现，根据《哈尔滨工业大学建筑设计研究院设计工作技术联系函（2023-

0726）-1-LHF》中要求，树状柱分枝节点采用铸钢件，铸钢件材质G20Mn5N。变

更后具体详见下图示意。

焊接节点优化为铸钢件

12

项目专项施工方案

图2-2-4树状柱结构形式图

2.2.3钢结构主要节点

表2-2-4典型节点图

部位图纸/模型

（1）管桁架结

构典型节点：

本部分复杂节

点主要为管桁

架腹杆与弦杆

多管相贯焊接

节点。

13

项目专项施工方案

（2）单层网格

结构（中央聚

宝盆）典型节

点：本部分复

杂节点主要为

多矩形管相贯

焊接节点。

（3）拱形采光

顶结构典型节

点：本部分复

杂节点主要为

矩形管多管相

贯节点。

14

项目专项施工方案

（4）树状柱典

型节点：本部

分需充分考虑

好铸钢件与钢

柱主杆件、分

铸钢件

枝杆件的对接

尺寸。

2.2.4超跨多角度异型钢结构典型剖立面

图2-2-5建筑立面图

15

项目专项施工方案

图2-2-5建筑剖面图

图2-2-6超跨多角度异型钢结构模型

16

项目专项施工方案

2.3工程重、难点及应对措施

表2-3重、难点分析及应对措施

序重点分析

号

重难点分析：本工程商业街的中心位置是一个钢结构与玻璃幕墙构筑的花坛式“聚宝

超

盆”。此部位的钢结构种类较多：包含管桁架结构、单层网格结构、树状结构、拱形采

跨、

光顶结构、平面采光顶结构。中心花坛钢结构最大跨度达50.4m，钢结构总重量980吨。

多

曲中心光景钢结构造型复杂、异型结构多、杆件数量多、拼装吊装数量多。各结构形式

1面之间衔接难度大、精度高。各杆件节点为三维空间点，施工难度大。

施应对措施：通过BIM建立钢结构模型，联动各系统进行深化设计，导出加工图纸、构

工件清单、模拟现场施工。利用BIM建模建立空间三维坐标，安装过程中通过三维扫描

难设备测量检查上下轴线、水平标高及挠度，确保偏差在允许范围内，三维扫描仪高机

度动性实时测量，有效解决高空拼装测量难度大，质量难控制的施工难题，适应现场对

大三维空间点的测控。现场安装采用基于BIM的3D激光测量定位系统，将BIM模型与智

能全站仪集成，从而解决多曲面三维空间点的较高精度的安装测控。

重难点分析：本工程管桁架、单层网格结构、拱形采光顶结构复杂节点主要为腹杆与

复

弦杆多管相贯节点，以及杆件与焊接球多管相贯节点。加工过程对节点的连接质量保

杂

证是对构件现场安装精度控制的重要条件。

节

点应对措施：

2质（1）利用自有的先进数控设备进行零部件加工、制作，确保构件零部件加工精度，

量

投入大量熟练铆工、焊工等一线作业工人，作业前对其进行详细交底，使其明确节点

保

制作重难点及控制要点，保证构件制作精度。

证

（2）管桁架多管相贯节点主要在现场桁架拼装时进行，根据桁架拼装工艺，按杆

措

施件拼装顺序进行依次定位，多管相贯时要先进行存在隐蔽焊缝的杆件拼装焊接，检查

合格后再进行后续杆件拼装。

重难点分析：本工程管桁架、单层网格及采光顶结构中部分为环形桁架、部分为直线

型桁架，桁架整体拼装精度控制是保证桁架顺利安装的重要前提。现场焊接量大，且

多为相贯节点，部分腹杆较多的位置存在隐蔽焊缝，焊接质量控制是保证桁架拼装质

量的重要前提。

17

项目专项施工方案

管

应对措施：

桁

（1）为保证整体结构的拼装精度，选择结构所在的安装区域范围作为拼装场地；

3架

设置4组卧拼胎架，其中3组环形胎架、1组直线型胎架，胎架固定在加固钢板上；定

现

场位安装时根据桁架弦杆分段位置的空间坐标布置；制定单榀桁架杆件拼装顺序（弦杆

拼按从一端向另一端依次拼装，腹杆按从中间向两端依次拼装）和焊接顺序（从中间向

装两端依次焊接）；每榀桁架上弦中间位置和1/3处设置6个测量观测点，下弦中间位置

设置1个测量观测点，桁架拼装过程中由测量小组进行测量并及时反馈数据纠偏，保

证主桁架整体拼装精度。

（2）施工前制定现场焊接工艺评定，选用专门的合格焊工组建桁架拼装焊接小组，

正式桁架拼装焊接前必须通过现场考核，按照从中间向两端，先焊隐蔽焊缝，通过现

场验收后再焊外围焊缝的顺序进行桁架拼装焊接，焊缝完成后打好钢印使其具有可追

溯性；现场焊接根据具体天气情况做好防风挡雨措施。

重难点分析：本工程管桁架整体拼装场地位于地库顶板位置，地库顶板设计荷载5KN/

构

㎡，无法使用载重车辆及大吨位吊车，桁架构件最远水平移动距离为90米，确保水平

件

倒运时地库顶板结构的安全是重点。

4水

平应对措施：桁架构件倒运采用现场3#塔吊及6#塔吊，塔吊无法覆盖处采用人力平板车

倒倒运或小型机动三轮车。采用吊车运输时，吊车行走地面铺设20mm厚钢板，增加地面

运

受力面积，须经过计算满足荷载要求。

重难点分析：管桁架采用格构式提升架进行分片、分段吊装，安装精度控制和提升吊

装安全保证措施是重点。桁架安装高度较高，整个安装过程均涉及提升机械、高空作

业、动火作业，安全控制为重点。

应对措施：

（1）格构式提升架吊装桁架时，提升架站位处选在地库结构梁上，铺设加固路基

钢板，桁架吊装前在地面将上下弦垂直爬梯、桁架上弦立杆安全绳、桁架上弦水平安

管

全通道等安防措施设置好，桁架定位安装时作业人员在框柱顶的操作平台内进行，桁

桁

架间水平支撑安装焊接时通过操作吊笼进行，高空作业人员全程系挂好安全带；桁架

5架

安吊装前控制好柱顶铰接球形支座的坐标位置，桁架安装定位时通过测量桁架上的观测

18

项目专项施工方案

装

点空间坐标进行调整，测量合格后焊接固定，桁架安装焊接过程通过实时测量观测点

监控及纠偏。

（2）拼装区域和安装区域拉设警戒带、设置警示牌，焊接区域配备足额的消防措

施，动火作业前开具相应位置的动火证，高空焊接作业做好防风措施和接火措施；钢

柱施工阶段在钢柱侧向设置钢爬梯，挂设防坠器，柱顶作业设置操作钢平台；桁架拼

装阶段设置定型化操作平台；桁架安装阶段设置必要的垂直上下通道、水平行走通道、

立杆安全绳、操作吊笼；钢结构施工各阶段均设置管理人员。

重难点分析：本工程管桁架下钢柱位于地库顶板位置，地库顶板设计荷载5kN/m2，无

法使用载重车辆及吊车，每根钢柱重约5t，确保钢柱安装时地库顶板结构的安全是重

点。铸钢件与钢柱主杆件及分支杆件材质不同，对接尺寸及焊接质量是控制要点。

钢

6柱应对措施：

安（1）待管桁架提升至安装高度后，检查管桁架整体稳定性，确定安全后，利用管

装

桁架结构提升钢柱并安装。

（2）充分考虑好铸钢件与钢柱主杆件、分枝杆件的对接尺寸。根据铸钢件与

Q355BB母材的焊接特性，采取合理的焊接材料、焊接方法，并在铸钢件焊接前做好物

理性能检测。

第三章施工部署

3.1施工管理目标

表