青岛大型低速风洞建筑工程网架结构专项施工方案

大型低速风洞建筑工程项目

停放大厅网架钢结构专项施工方案

编制人：______________

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审批人：______________

2019年10月编制版本：第五版

目录

第一章工程概况....................................................8

1.1建筑结构简介..............................................8

1.2钢结构简介................................................8

1.3典型结构与节点............................................9

1.4施工重点与难点分析.......................................10

1.4.1施工条件分析......................................10

1.4.2施工重点与难点.....................................11

1.5管理目标..................................................12

1.6总体思路..................................................12

1.6.1区段划分..........................................12

1.6.2方案概述..........................................15

1.7施工总流程................................................16

1.8机械选型..................................................26

1.9施工平面布置.............................................26

1.9.1施工道路..........................................26

1.9.2临时用电布置.......................................27

第二章编制依据...................................................30

2.1相关文件.................................................30

2.2规范及标准...............................................30

第三章施工进度计划..............................................32

3.1编制依据..................................................32

3.2工期主控节点.............................................32

3.3进度计划..................................................32

3.4劳动力投入计划...........................................32

3.5主要机械投入计划.........................................33

3.6主要计量器具投入计划.....................................33

3.7主要技措材料投入计划.....................................34

3.8主要安措材料投入.........................................34

第四章施工方法及工艺要求........................................35

4.1埋件安装..................................................35

2

4.1.1预埋件简介.........................................35

4.1.2工艺流程...........................................35

4.1.3安装工艺............................................35

4.1.3检查与验收.........................................36

4.2网架拼装施工工艺.........................................36

4.2.1网架拼装施工技术路线.............................36

4.2.2吊装机械的选择及布置.............................37

4.2.3拼装胎架设计......................................38

4.2.4网架拼装施工......................................40

4.3网架嵌补施工工艺........................................46

4.3.1嵌补施工区域......................................46

4.3.2嵌补施工方法......................................46

4.3.3嵌补施工流程......................................50

4.4网架提升施工工艺........................................52

4.4.1网架提升施工技术路线..............................52

4.4.2网架提升施工总体流程..............................52

4.4.3网架提升方案设计..................................53

4.4.4计算机控制液压同步提升技术........................57

4.4.5网架提升设备的选择与布置..........................61

4.4.6网架提升施工.......................................66

4.4.7卸载施工...........................................81

4.4.8网架提升施工相关验算.............................83

4.5钢结构焊接..............................................84

4.5.1材质及主要接头类型...............................84

4.5.2焊接方法及设备....................................84

4.5.3工艺流程..........................................87

4.5.4焊接工艺...........................................89

4.5.5过程控制措施.......................................92

4.5.6焊缝检测...........................................94

4.5.7焊缝返修...........................................95

4.6网架施工测量与监测......................................96

3

4.6.1网架施工测量控制..............................96

4.6.2网架施工监测控制..............................101

第五章施工安全保障措施......................................105

5.1安全管理原则........................................105

5.2安全管理目标........................................105

5.3安全生产管理体系....................................105

5.3.1项目经理职责..................................106

5.3.2项目商务经理职责..............................106

5.3.3项目总工职责..................................106

5.3.4项目安全负责人职责............................107

5.3.5项目生产负责人职责............................107

5.3.6项目安全管理人员职责..........................107

5.3.7劳务作业人员职责..............................108

5.4安全施工管理措施....................................108

5.4.1安全教育及培训................................108

5.4.2安全技术交底..................................108

5.4.3安全标志及标牌................................109

5.4.4班前安全活动..................................109

5.4.5安全检查......................................109

5.5网架安装主要安全措施.................................109

5.5.1网架拼装安全措施...............................109

5.5.2网架提升安全措施...............................111

5.5.3嵌补带施工安全措施............................111

5.5.4柱顶提升技措安装安全措施.......................112

5.6常规安全措施.........................................112

5.6.1立体交叉作业条件下的安全防护措施...............112

5.6.2高空作业安全防护措施...........................113

5.6.3临边洞口安全防护措施...........................116

5.6.4个人防护......................................118

5.6.5焊接作业安全措施..............................118

5.6.6临时用电安全措施..............................120

4

5.6.7机械设备的安全使用措施.........................122

5.6.8雨季施工安全措施...............................122

5.6.9大风天气施工措施...............................124

5.6.10冬季施工安全保障措施..........................125

5.6.11夜间施工安全保障措施..........................125

5.6.12施工现场消防措施..............................125

第六章施工管理及作业人员配备与分工..........................129

6.1施工组织机构人员配置.................................129

6.2施工管理人员组织及分工...............................129

6.3施工作业人员组织及分工...............................130

第七章工序交接及验收........................................132

7.1检验批划分...........................................132

7.2验收标准.............................................132

7.2.1质量验收内容..................................132

7.2.2安全验收内容..................................134

7.3交验程序管理........................................138

7.3.1移交期间的管理体系............................138

7.3.2工程移交服务措施..............................138

7.4验收组织............................................138

7.4.1验收体系组织构架..............................138

7.4.2验收内容及人员组织............................139

7.4.3验收流程......................................140

7.5资料管理.............................................141

第八章安全生产应急预案......................................143

8.1应急措施组织机构....................................143

8.2应急预案处理程序...................................144

8.3应急响应...........................................144

8.4应急措施...........................................145

8.4.1高处坠落事故应急措施...........................145

8.4.2触电事故应急措施...............................146

8.4.3火灾事故应急措施...............................147

5

8.4.4传染性疾病事故及食物中毒应急措施..............148

8.4.5提升施工应急措施..............................149

8.5应急响应救援预案演习................................153

8.5.1演习时间和次数................................153

8.5.2演练检查的主要内容............................153

8.5.3演习前施工人员的培训..........................154

8.6应急救援医院路线....................................155

第九章施工验算..............................................156

9.1工程概述............................................156

9.2设计依据、规范与设计方法............................156

9.2.1设计依据......................................156

9.2.2设计方法......................................156

9.3主要材料及性能指标..................................156

9.4结构总体计算........................................158

9.4.1计算工况选取.................................158

9.4.2结构与传力路线................................158

9.4.3计算方法与模型...............................158

9.4.4计算荷载与组合...............................159

9.4.5计算结果与小结...............................160

9.5临时结构整体计算.....................................170

9.5.1计算模型说明..................................170

9.5.2结构传力路线..................................171

9.5.3计算荷载与组合................................172

9.5.4总结..........................................179

9.6局部计算............................................179

9.6.1计算模型说明..................................179

9.6.2节点球（小500*25）计算.........................180

9.6.3节点球（4600*25）计算......................182

9.7预埋件验算..........................................184

9.7.1计算方法......................................184

9.7.2标准提升支架后拉杆埋件计算结果.................186

6

9.7.3支座7提升支架后拉杆埋件计算结果...............186

9.8焊缝验算.............................................187

9.8.1计算方法.......................................187

9.8.2支座7后拉点抗剪焊缝计算结果...................188

9.9截面强度计算.........................................188

9.9.1计算方法.......................................188

9.9.2支座7后拉点抗弯计算结果.......................190

9.10混凝土柱偏心受压计算................................194

9.10.1正截面承载力计算..............................194

9.10.2裂缝计算......................................197

附件一：临时用电平面布置图....................................202

附件二：提升支架设计详图......................................203

7

第一章工程概况

1.1建筑结构简介

大型低速风洞建筑工程项目位于四川省绵阳市涪城区，本工程属《国家重大

科技基础设施建设中长期规划(2012-2030年)》之一，是“十二五”时期重点

建设的16项重大科技基础设施之一，也是全球第一个全部采用现浇清水混凝土

施工的大型风洞类项目。

本工程由九个厂房和一个风洞洞体组成，共计十个单体。厂房建筑面积共计

21300m2,洞体投影面积5677m:除风洞风扇段和停放大厅屋面为钢结构外，其

余结构均为混凝土结构。

图1.1T建筑效果图

1.2钢结构简介

停放大厅钢结构为焊接空心球网架形式，由球杆四角锥小单元组成，下弦球

通过30个球形钢支座支承于四周混凝土柱顶，标高20.8m,整体造型尺寸为

112.4m*79.6m,挑檐标高24.4m,网架上下弦矢高为3.6m〜4.8m,东西向无支撑

跨度112m,南北向无支撑跨度79.6m,网架内部设置检修马道，屋面铺设金属屋

面板。构件材质为Q345B、Q235B,总用钢量约920t。网架部分耐火极限2h,马

道及橡条耐火极限L5h,总涂装面积约1.7万由，

8

大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

①88.5x40180x12

0114x40180x14

①140x40219x14

0140x80219x16

0159x60245x14

0159x80245x16

O0159x100325x16

0159x120325x20

WS4518WSR6025

WSR4551285WSR8052352

WSR502158WSR852380

nE

主裸条

次楝条

0200X200X4

图1.2-1停放大厅网架效果图

1.3典型结构与节点

表1.37停放大厅屋面钢结构主要构件截面

序号构件形式图不截面规•格材质

WS4518、WSR4522、

WSR5018、WSR5025、

WSR5525、WSR6025

1焊接球Q345B

、WSR6025、WSR8025、

WSR8025、WSR8530、

WSR8532、WSR8528

“88.5x4、6114x4、

6140x4、6140x8、

6159x6、6159x8、

6159x10、6159x12、

2网架杆件Q345B

6180x12、6180x14、

6219x14、6219x16、

6245x14、6245x16、

6325x16、6325x20

9

大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

3H型钢梁HW150*150*8*10Q235B

Q235B（镀

4柳条□200*100*4、LC6-22.3

锌）

表1.3-2典型节点

1.4施工重点与难点分析

1.4.1施工条件分析

停放大厅网架投影面积大，杆件数量多，工期紧迫，且网架单元尺寸5磔5m,

超过构件运输限制，只能散运至现场拼装，5#塔吊位于网架结构内部，拼装前需

进行拆除，过程中穿插设备运输，合理组织作业顺序至关重要。

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大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

1.4.2施工重点与难点

表1.4.2T施工重难点分析

序号重难点分析重难点分析及应对措施

网架现场散拼构件数量根据网架整体结构特点，确定采用“地面拼装+

1多，安装方法的选择是施工整体提升+高空嵌补”方式作为屋面钢结构安装方

的重点法。

1、设计简易可靠的拼装胎架，对每个下弦球支

撑点标高定位进行精确控制；

地面拼装精度的保证及2、进行提升过程施工模拟，计算出网架提升过

2提升过程控制是网架施工的程及卸载后结构下挠，于地面拼装时采取预起拱措

难点。施；

3、进行提升过程受力验算，对施工过程薄弱点

进行替换加强，保证提升施工安全性。

1、在提升支架设计前，根据网架实体模型放样

因网架弦杆角度不同，设计，尽量减少嵌补碰撞；

且因边缘女儿墙浇筑工序限2、针对无法避开原结构的位置，采用预留牛腿

3

制，提升体系的设计是本工的方式进行相贯过渡。

程难点。3、采用穿越女儿墙的方式进行支架设计，减少

对女儿墙提前浇筑的影响范围。

1、根据塔吊布置位置，在不影响塔吊拆除路线

的提前提，尽可能利用塔吊进行安装，提高安装效

采用汽车吊配合塔吊进

率。

4行地面拼装，塔吊拆除时间

点是施工组织的难点。2、拼装时采用由中心向四周扩散的顺序进行网

架地面拼装，下弦拼装完成后，同步安装检修马道

及上部弦杆。

1、采用一球两杆形式，减少高空定位难度；

网架网格单元达到5m,

2、设计上弦活动操作架，避免重复拆装操作平

超过常规网格单元，单根构

5台，提高施工效率；

件重量较重，上弦及腹杆拼

装难度大。3、合理利用叉车、汽车吊，配合人工实现材料

的快速倒运及安装。

1、组织足够数量、操作技能高的焊工队伍，严

格进行焊接过程管理，配备充足的人员监督焊接工

焊缝数量多，网架焊缝

艺的执行情况；

6质量均为一级焊缝，焊缝质

、应对不利气候的影响，采用操作平台、防雨

量控制是网架施工的重点。2

防风棚，提供全天候焊接条件，严格执行预后热工

艺措施，保证焊接质量。

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大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

1.5管理目标

通过“科学决策、悉心论证；严密组织、精心施工”，将本工程打造成为“业

主满意的精品工程、行业示范工程、标杆工程”，项目管理目标详见下表。

表1.5-1项目管理目标

序号项目内容

1工期目标2020年5月30日钢结构完成

2质量管理目标验收一次合格率100%;争创金钢奖

杜绝影响空防安全和周边环境的各种行为，杜绝死亡、重伤

3安全管理目标及机械设备事故发生，无火灾事故发生，轻伤频率控制在

1.5%。以内

按照《建设工程安全生产管理条例》及绵阳市关于安全文明

4文明施工

施工相关文件进行施工现场的安全文明管理。

1.6总体思路

1.6.1区段划分

1、施工阶段划分

根据钢结构施工作业内容，可以划分6个施工阶段:

表1.6.1-1钢结构施工阶段划分

12

大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

第二阶段:

网架地面拼

装，提升施工

准备

第三阶段:

网架提升及

就位

第四阶段：

网架杆件嵌

补

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大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

第五阶段：

卸载，补装马

道梁、楝条，

提升支架及

临时技措拆

除

2、施工区域划分

针对停放大厅屋面网架施工面积大的特点，根据结构伸缩缝划分A区飞区9

个施工区块，分别为A区(3-5~9/3f~F)、B区(3f~ll/3-D~F)、C区(3T~5/3-D~F)、

D区(3T"9/3-A、D)、E区(3V11/3-A1))>F区(3T~5/3-A~D)、G区(33~9/3-¥米)、

H区(3-9~ll/3-F~K)、G区(3T~5/3-F~K)。

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大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

图1.6.1T网架施工区域划分

1.6.2方案概述

停放大厅网架按照“地面拼装+整体提升+高空嵌补”的方式进行施工，按施

工内容及作业顺序共分为六个阶段：

第一阶段：柱顶支座预埋件随四周混凝土柱施工预埋，控制埋件水平精度；

第二阶段：地面设置支撑圆管胎架，定位拼装下弦焊接球及下弦杆，以一个

空间四角锥作为一个拼装单元，安装下弦球上部马道结构，再进行上弦球、斜腹

杆、楝条等安装，4台25t汽车吊配合塔吊进行网架地面拼装，4个拼装区域由

中心向四周后退扩散拼装，拼装完成后，喷涂防火涂料。与此同时，于柱顶设置

提升支架及附属提升机构。拼装顺序A区一B区一EH区一GD区一FCJ区，如

图

1.6.2-1所示。

第三阶段：进行网架整体提升，监控提升过程，提升至设计高度就位稳定。

第四阶段：网架提升就位后，补装四周网架球杆及马道、橡条，补喷结构防

火涂料。

第五阶段：结构补装完全后，进行提升卸载，人工拆运提升支架、地面胎架。

第六阶段：进行屋面板安装。

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大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

其中，网架地面拼装施工时，4个施工方向同时向外扩散拼装，每个施工方

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大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

向配置2组安装人员，1组防火涂装人员进行施工，高峥期施工人员达到W4人。

J区G区H区

■Tt

C区A区・4B区

I1

F区4"D区■"E区

图1.6.2-1网架地面拼装施工示意图

图1.6.2-2网架地面拼装施工示意图

1.7施工总流程

表1.7-1停放大厅网架施工总流程

流程形象进度图

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大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

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大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

流程形象进度图

地面拼装前，采用25t汽车吊安装提升设备

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流程形象进度图

高空嵌补网架焊接球、上下弦杆、腹杆等，四周从中间向两端同时嵌补

卸载拆除提升支架、油缸等措施，监控网架变形

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进行屋面板铺设，逐层铺设底板、保温层、防水层、面板，由中间向两侧流水铺设

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大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

流程形象进度图

屋面板铺设完成，清理屋面，监测结构变形，移交验收

1.8机械选型

网架地面拼装时，采用25t汽车吊进行施工，同时采用叉车进行场内材料转

运。提升就位后，嵌补构件采用登高车、曲臂车、倒链等机具进行人工安装。

1.9施工平面布置

1.9.1施工道路

施工前，材料沿场内西侧入口运输至停放大厅，地面拼装时，采用4台25t

汽车吊由网架投影中心设置拼装胎架，向四周扩散后退施工，于场地西南角设置

20m*35m堆场，其行走路线及拼装路线如图1.9.1-1所示。

$

学

9.1-1网架材料运输及拼装路线图

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1.9.2临时用电布置

1、供电总容量核算

表1.9.2-1施工阶段用电施工机具及设备表

序号设备名称型号数量额定功率(KW)总功率(KW)备注

1C02气体保护焊机NB-5002023460/

2直流焊机/625150/

3碳刨机ZX5-63022550/

4照明用电—10110/

5-其他---30/

合计700

施工高峰期机械设备用电需求

总用电量计算公式为：

计算公式：P=1.05"l.1(KISPl/cos6+K22P2+K32P3)

式中：

P-供电设备总需要容量(kVA)；

Pl—电动机额定功率(kW)；

P2一电焊机额定容量(kW)；

P3一照明容量(kW)；

cos电动机的平均功率因素，一般为0.65~0.75。

KI、K2、K3—需要系数

其中系数取值K1=0.7K2=0.5K3=l.0cos0=0.75

SP1=3OKW

SP2=460+150+50=660KW

SP3=10KW

结果：P=l.1X{(0.7X30)/0.75+0.5X660+10}«^404.8KVA

考虑到施工现场的不确定因素，施工现场钢结构施工最高峰总用电量在

404.8KVA左右。

2、配电导线截面选择

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大型低速风洞建筑工程项目停放大厅网架钢结构专项施工方案

现场临时用电总包负责提供至二级箱，二级箱至钢结构施工用三级箱电缆由

钢结构施工单位负责。二级箱供5台C02气体保护焊机使用，最大总功率为：

P=0.5X23X5=57.5kW,电流：I=151A。

根据施工手册选用导线标称截面50mm2的铝芯橡皮线，允许电流为175A>151A,

满足使用要求。

常用配电导线持续允许电流表（A）*1824

峨线•芯

导线标际段而AMt500

TJ«U9HXSBLX9BVSBLV8I

(«IM)(tt«)（悯芯・皮纹）（雷芯II皮线）（■办・料续）（晶芯■川1«）

2.5—一273225

4—一•45354232

6——$84s5s42

10——85657550

161301311085105M)

251801351451103105

35220170180138170130

5027021$230E215I6S

70340265如22026S205

95415325345265325250

12048S37540031037s18$

ISOS70440470360430325

IBS645500540420490380

240770610600S10—।

图1.9.2-1配电导线允许电流

3、配电箱的设置

配电箱、开关箱的设计依据《施工现场临时用电安全技术规范》等电气安全、

技术标准。符合以下要求：

1）箱体材料选用铁板，铁板厚度为1.5mm,保证使用现场机械强度。

2）箱体结构配置电器安装板和箱门，为便于接线箱体前后各设两扇门。电

器安装板用绝缘板制作，箱体关闭严密并配锁。箱体的尺寸保证电器的安装接线、

维修方便和电气安全距离。

3）箱体的电器保护措施主要是防漏电触电措施。作为防漏电、触电的电气

保护措施之一，箱内电器正常不带电的金属基座、外壳、铁质电器安装板以及铁

质箱体之间应通过金属连接螺栓等保证电气连接，分配电箱的电器配置和接线与

配电房电器配置和接线以及配电线路相适应。配电箱也设置漏电保护器，