屋面拱形骨架施工方案设计

屋面拱形骨架施工方案一、工程概况1.1项目基本信息本工程为某工业厂房屋面改造项目，屋面结构形式为钢结构拱形骨架体系，跨度36m，矢高6m，总建筑面积约5800㎡。拱形骨架采用Q355B热轧H型钢加工制作，单榀骨架重量约2.8t，共计52榀。屋面覆盖材料选用0.8mm厚铝镁锰合金压型板，屋面坡度1:8，设计使用年限50年，抗震设防烈度7度。1.2结构设计特点受力体系：采用三铰拱结构形式，支座节点为铰接，拱顶节点为刚性连接材料参数：主拱采用H350×200×8×12型钢，腹杆采用H200×150×6×8型钢，节点连接板厚度16mm防腐要求：金属构件采用喷砂除锈达Sa2.5级，涂刷环氧富锌底漆（80μm）+环氧云铁中间漆（60μm）+氟碳面漆（40μm）防水构造：采用三层防水体系，包括0.4mm厚丁基橡胶防水卷材、50mm厚离心玻璃棉保温层、直立锁边金属屋面板1.3工程重难点大跨度吊装：36m跨度骨架需分段吊装，空中拼接精度要求高弧度控制：拱形结构成型尺寸误差需控制在±5mm内高空作业：檐口高度12m，需搭设满堂脚手架及安全防护体系焊接质量：所有受力节点均要求全熔透焊接，探伤检测比例20%二、施工准备2.1技术准备图纸会审：组织钢结构、土建、机电专业联合审图，重点核查：拱架与下部结构连接节点详图屋面檩条与主拱连接方式机电管线穿屋面预留洞口位置深化设计：完成以下技术文件编制：拱形骨架加工详图（含分段节点）吊装专项方案（含吊点布置、吊机选型）焊接工艺评定报告（WPS）技术交底：采用BIM模型进行可视化交底，内容包括：拱架分段编号及安装顺序弧度控制测量方法焊接变形控制措施2.2材料准备钢材进场验收：核对材质证明书（炉批号、力学性能）进行抽样送检（拉伸、冲击、弯曲试验）型钢几何尺寸偏差检查（腹板垂直度、翼缘厚度）焊接材料：手工焊采用E5015焊条（φ3.2/φ4.0），烘干温度350℃，保温1h埋弧焊采用H10Mn2焊丝配合SJ101焊剂，焊剂烘干250℃/2h测量器具：全站仪（精度1mm+1ppm）2m靠尺（精度±0.5mm）焊接检验尺（0-40mm）超声波探伤仪（CTS-9003）2.3现场准备场地布置：材料堆放区：硬化处理（C20混凝土100mm厚），设置300mm高垫木加工区：搭设防雨棚（15m×30m），配置2台CO₂气体保护焊机吊装区：平整场地，承载力要求≥150kPa，铺设20mm厚钢板脚手架搭设：采用满堂脚手架（立杆间距1.2m×1.2m，步距1.8m）设置双向剪刀撑，扫地杆距地200mm作业层满铺脚手板，外侧设1.2m高防护栏杆及18cm高挡脚板测量控制网：建立二级控制网，设置6个基准点（混凝土墩预埋钢板）利用全站仪测设各榀拱架轴线及标高控制线三、主要施工流程3.1钢结构加工制作3.1.1下料切割切割设备：数控等离子切割机（精度±0.5mm）工艺要求：主拱分段长度12m（每榀分3段），切割端口预留2mm焊接收缩量弧形构件采用数控切割下料，每1m设置一个定位检查点切割后去除毛刺，端口打磨R2mm圆角3.1.2拱架成型胎架制作：采用16#槽钢制作弧形胎架，弧度误差≤2mm胎架设置可调支撑（调节范围±50mm）组装工艺：型钢在胎架上定位，采用骑马卡临时固定安装节点连接板，点焊固定（焊点长度≤20mm）用弧度样板（每榀3套）检查成型尺寸焊接顺序：先焊腹板，后焊翼缘板；先焊内侧，后焊外侧3.1.3焊接工艺焊接方法：主焊缝：埋弧焊（船形位置），焊接电流500-600A，电压32-36V节点连接：CO₂气体保护焊，电流200-250A，电压24-28V质量控制：焊前预热：环境温度＜5℃时，预热至80-120℃层间温度：控制在150-200℃后热处理：250-300℃保温1h焊后24h进行UT探伤检测3.2现场安装3.2.1测量放线轴线控制：利用全站仪将拱架轴线投测至下部结构顶面，弹墨线标识设置轴线控制桩（距轴线5m处），采用混凝土保护标高控制：在柱顶设置水准点，测量精度±2mm计算各拱架支座设计标高，标注于柱顶预埋件3.2.2吊装施工吊机选型：25t汽车吊（主臂33.5m）+50t履带吊（主臂42m）吊装参数：最大吊重3.2t（含吊具），工作半径12m吊点设置：每段拱架设2个吊点（距端部1/3处）起吊角度：45°-60°，提升速度≤0.5m/s吊装步骤：第一段拱架吊装（两端支座段），临时固定于脚手架支撑第二段拱架吊装（中间段），采用倒链调节对接间隙（2-3mm）安装临时连接板（8套/M20螺栓），初拧扭矩350N·m全站仪校核轴线及标高，调整后终拧扭矩480N·m3.2.3节点焊接焊接顺序：对称焊接：从拱顶向两端对称施焊分层焊接：每层厚度3-4mm，层间温度控制＜150℃焊后处理：立即用石棉布覆盖缓冷，24h内不进行探伤质量检验：外观检查：焊缝余高0-3mm，咬边深度≤0.5mm无损检测：采用UT探伤，Ⅱ级合格尺寸复查：焊接完成后复核拱顶标高（允许偏差±10mm）3.3屋面系统安装3.3.1檩条安装檩条规格：C220×75×20×3冷弯薄壁型钢，间距1.5m安装工艺：在拱架上弹设檩条定位线（偏差≤3mm）采用M12高强螺栓连接（扭矩45N·m）安装檩条拉杆（φ12圆钢，张紧力15kN）3.3.2防水施工基层处理：檩条表面清理，涂刷基层处理剂安装50mm厚保温棉（对接缝隙≤5mm）卷材铺设：丁基橡胶卷材长边搭接100mm，短边搭接150mm采用热风焊接机焊接（温度180-200℃，速度1.5m/min）屋面风机、天窗等节点采用加强层（附加200mm宽卷材）3.3.3金属屋面板安装板型参数：YX65-430型直立锁边板，板长12m（通长布置）安装工艺：固定座安装（间距500mm，扭矩25N·m）屋面板吊装（采用专用吊具，避免板面划伤）锁边施工（专用锁边机，锁边深度25mm）屋脊处理：安装屋脊盖板（搭接长度≥200mm），设置挡水板四、质量控制4.1原材料控制材料名称检验项目允许偏差检验频率H型钢截面尺寸±2mm每批3根高强螺栓扭矩系数0.110-0.150每批8套焊接材料扩散氢含量≤5mL/100g每批号金属板材厚度±0.05mm每卷2处4.2加工制作质量标准构件尺寸：长度偏差：±3mm（总长度），±1mm（分段长度）弧度偏差：±2mm/10m扭曲偏差：≤5mm/m焊接质量：气孔：100mm长度内≤2个，直径≤1mm夹渣：深度≤0.5mm，长度≤20mm焊脚尺寸：0~+2mm4.3安装精度控制轴线位置：纵向偏差：≤L/20000，且≤10mm横向偏差：≤5mm标高控制：拱顶标高：±10mm相邻拱架高差：≤5mm整体稳定性：侧向弯曲：≤L/1500，且≤20mm垂直度：≤H/1000，且≤15mm4.4质量验收程序分项验收：加工验收：构件出厂前进行100%尺寸检查安装验收：每安装5榀进行一次中间验收隐蔽工程验收：焊接节点（探伤报告）防水基层处理保温层铺设竣工验收：屋面淋水试验（持续2h，无渗漏）荷载试验（施加1.5kN/m²均布荷载，持荷1h）整体变形观测（最大挠度≤L/250）五、安全措施5.1高空作业防护脚手架防护：搭设双层防护棚（顶层满铺50mm厚木板，下层设安全平网）作业层设置1.2m高防护栏杆（刷红白警示漆）脚手板采用18mm厚木脚手板，对接铺设（间隙≤50mm）个人防护：强制佩戴双钩安全带（高挂低用）作业人员配备防滑鞋、防护眼镜设置安全母绳（φ12mm钢丝绳，张紧力≥15kN）5.2吊装安全吊装区域管理：设置警戒区（半径15m），配备4名安全员吊装时设专人指挥（持有效指挥证）风速≥10.8m/s（6级风）时停止吊装作业吊具检查：钢丝绳：每作业前检查，断丝≤10%（一个捻距内）卸扣：定期进行2倍额定荷载试验吊钩：设置防脱装置，开口度增加量≤15%5.3焊接作业安全防火措施：作业区配备2个8kg干粉灭火器（间距≤10m）焊接下方设置接火斗（防火棉厚度≥50mm）与易燃材料保持≥5m安全距离用电安全：焊机接地电阻≤4Ω电缆线架空敷设（高度≥2.5m）配电箱设置漏电保护器（动作电流30mA，0.1s）5.4应急预案高空坠落事故：配备急救箱（含止血带、担架等）现场设置安全通道（宽度≥1.2m）与就近医院建立应急通道（车程≤15min）火灾事故：编制消防疏散路线图（每50m设置1个指示牌）定期组织消防演练（每月1次）配备应急照明（连续照明≥90min）六、验收标准6.1钢结构验收主控项目：钢材力学性能符合设计要求（检测报告齐全）焊缝探伤检测Ⅱ级合格（报告覆盖率100%）高强螺栓终拧扭矩偏差±10%（检测数量10%）一般项目：表面涂层厚度：平均厚度≥设计值，最小厚度≥设计值90%构件表面平整度：≤5mm/2m防腐涂层附着力：划格法测试≥5B级6.2屋面工程验收防水工程：蓄水试验：24h无渗漏（水深30mm）卷材搭接宽度：≥100mm（允许偏差-10mm）金属屋面：锁边质量：咬合深度≥20mm，连续无间断板缝间隙：≤0.5mm排水坡度：实际坡度与设计值偏差≤5%6.3功能验收采光性能：采光系数≥3%（检测报告）保温性能：传热系数≤0.3W/(㎡·K)抗风掀性能：风荷载标准值1.5kN/㎡作用下无松动七、施工进度计划7.1关键节点控制工作内容计划工期前置条件资源配置构件加工25d材料进场验收完成2台切割机，4台焊机脚手架搭设15d基础验收合格架子工12人主拱安装20d加工完成，吊机进场25t吊机1台，安装工15人屋面系统施工30d主拱验收合格防水工8人，安装工10人竣工验收5d所有工序完成各专业工程师7.2进度保障措施资源保障：备用发电机（200kW）保障连续施工材料储备量满足15d施工需求技术保障：采用BIM技术进行施工模拟，提前发现冲突编制季节性施工措施（雨季焊接防护、冬季保温）管理保障：实行周进度考核（延误超3d启动预警机制）夜间施工照明（照度≥50lux）八、环境保护措施8.1扬尘控制场地硬化：加工区、材料堆放区全部硬化（C20混凝土150mm厚）洒水降尘：每日洒水4次（早8点、午12点、下午3点、晚6点）车辆冲洗：出入口设置洗车平台（含三级沉淀池）8.2噪声控制设备管理：高噪声设备（切割机、焊机）设置隔音棚（降噪量≥20dB）夜间施工噪声≤55dB（22:00-6:00）作业安排：焊接作业集中在8:00-18:00进行材料装卸采用缓冲措施（橡胶垫）8.3废弃物处理分类回收：设置三类垃圾桶（可回收、有害、建筑垃圾）焊接烟尘收集率≥90%（采用移动式烟尘净化器）危废处理：废油漆桶交由有资质单位处置（签订协议）焊条头回收率100%（集中回收再利用）九、成品保护9.1构件保护运输保护：构件之间采用木垫块隔离（厚度≥50mm）弧形部位设置专用胎架固定堆放保护：分层堆放高