梯形钢架结构施工方案设计

梯形钢架结构施工方案一、工程概况与编制依据（一）工程概况本工程为梯形钢架结构工业厂房项目，位于XX市工业园区，总建筑面积15600㎡，采用双坡梯形钢屋架结构体系，跨度30m，檐口高度12m，共12榀屋架，单榀重量约8.5t。结构设计使用年限50年，抗震设防烈度7度，屋面活荷载0.7kN/㎡，基本风压0.55kN/㎡。屋架主材采用Q355B型钢，节点连接采用10.9级摩擦型高强螺栓，屋面系统采用0.6mm厚彩钢板复合保温层。（二）编制依据《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）《钢结构高强度螺栓连接技术规程》（JGJ82-2011）《建筑钢结构防火技术规范》（GB51249-2017）《钢结构防腐蚀涂装技术规程》（JGJ/T224-2020）本工程施工图纸及设计变更文件《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部令第37号）二、施工准备（一）技术准备深化设计：采用TeklaStructures建立三维模型，优化节点构造，重点复核屋架起拱值（L/5000，30m跨度起拱6mm）、焊接收缩余量（每道焊缝预留2-3mm）及运输分段（单件长度≤12m）。工艺评定：完成焊接工艺评定（Q355B钢材采用E5015焊条，电流180-220A，电压24-28V，焊接速度150-200mm/min）和摩擦面抗滑移系数试验（要求≥0.45）。测量控制网：建立二级测量控制网，设置6个轴线控制点和4个水准点，使用2mm级全站仪进行闭合测量。（二）材料准备主材验收：钢材：Q355B型钢（屈服强度≥355MPa，抗拉强度470-630MPa），每60t为一批次进行力学性能复检。高强螺栓：10.9级M20螺栓（预拉力155kN，扭矩系数0.11-0.15），配套螺母、垫圈进行硬度试验。焊材：E5015焊条（烘焙温度350℃，保温1h，存入80-100℃保温筒）、ER50-6气保焊丝（φ1.2mm）。辅材准备：环氧富锌底漆（干膜厚度≥60μm）、环氧云铁中间漆（≥80μm）、聚氨酯面漆（≥40μm），防火涂料采用薄型膨胀型（耐火极限2.0h，干膜厚度≥3.0mm）。（三）现场准备场地布置：划分原材料区（硬化处理+防雨棚）、加工区（4m×15m钢平台，平整度≤2mm/2m）、拼装区（设置20t龙门吊）及成品区（垫木间距1.5m，支点设在节点处）。基础验收：复核混凝土柱脚预埋螺栓位置（偏差≤5mm）、标高（±3mm）及基础强度（C30，回弹法检测），超差部位采用环氧树脂砂浆处理。吊装设备：选用25t汽车吊（主臂33.5m，作业半径10m时额定起重量8.7t）和150t履带吊（主臂42m，作业半径12m时额定起重量22.5t）。三、构件加工制作（一）放样与下料1:1实样放样：在钢平台上放出屋架足尺大样，标注轴线、节点位置及控制尺寸，预留焊接收缩量（上弦杆每节段缩短2mm，下弦杆缩短3mm）。数控切割：采用等离子数控切割机下料，腹板切割精度±1mm，坡口角度50°±2°，切割面粗糙度Ra≤25μm，边缘打磨R≥2mm。制孔：节点板螺栓孔采用数控钻床加工（孔径21.5mm，孔距偏差±0.5mm，垂直度≤0.3%），孔边毛刺用砂轮清除。（二）组装与焊接小件组焊：上弦杆：2[25a槽钢组焊（翼缘板对接采用全熔透坡口焊，背面加陶瓷衬垫），焊后24h内进行200℃消除应力热处理。腹杆：L100×8角钢焊接成十字形截面，采用夹具固定防止变形，焊后用100t压力机矫正（允许偏差≤L/1000，且≤5mm）。总装工艺：胎架设置：在钢平台上按1:1放样搭设组装胎架，使用水准仪调整各支点标高（误差≤1mm）。组装顺序：下弦杆→支座节点板→腹杆→上弦杆→支撑连接板，采用定位焊固定（长度50-80mm，间距300-500mm，焊脚高度4mm）。焊接顺序：先焊下弦节点（对称施焊）→腹杆焊缝（从中间向两端）→上弦节点（跳焊法），同一节点先焊腹板后焊翼缘板，焊接过程中用红外线测温仪监控层间温度（150-250℃）。（三）矫正与检验机械矫正：H型钢翼缘板采用翼缘矫正机（压力300kN），腹板采用油压机（顶压点距焊缝100mm以上），矫正后偏差≤1mm/m。成品检验：几何尺寸：跨度（±10mm）、起拱度（+5mm，-2mm）、节点中心偏移（≤3mm）。焊缝检测：一级焊缝（上弦对接缝）100%UT探伤（Ⅱ级合格），二级焊缝（节点角焊缝）20%UT探伤，所有焊缝进行外观检查（表面不得有裂纹、气孔，咬边深度≤0.5mm）。四、现场安装（一）吊装流程总体顺序：钢柱安装→柱间支撑→屋面梁（梯形屋架）→屋面支撑→檩条→围护系统（二）钢柱安装吊装工艺：采用单机旋转法吊装（吊点设在柱顶1/3处，设置2个吊耳），起吊角度60°，就位后临时固定（4根缆风绳，设置10t手拉葫芦调整）。校正方法：标高：通过柱脚垫铁调整（每组垫铁≤3块，点焊固定），偏差≤±3mm。垂直度：用2台经纬仪（纵横向同时观测），柱高≤10m时偏差≤10mm，采用缆风绳或千斤顶调整。固定要求：锚栓初拧扭矩400N·m（终拧650N·m），柱脚空隙采用无收缩灌浆料（无收缩CGM-4型，抗压强度≥60MPa）灌注。（三）梯形屋架安装分段吊装：单榀屋架分2段工厂制作，现场拼接（设置4个临时拼接耳板，采用M20临时螺栓连接），拼接处偏差≤2mm。吊装参数：吊点设置：上弦节点处设4个吊点（经ANSYS受力模拟，吊点反力12.5kN），使用25t汽车吊双机抬吊（主吊150t履带吊，辅助25t汽车吊）。吊装稳定性：设置2道缆风绳（φ16mm钢丝绳，地锚抗拔力≥50kN），起吊角度≤60°，旋转半径控制在12m内。安装精度：跨中垂直度：≤h/2500（h为屋架高度），且≤15mm。相邻屋架间距：±10mm，累计偏差≤30mm。起拱值：30m跨度实测起拱5-7mm（设计6mm）。（四）高强螺栓连接安装工艺：摩擦面处理：喷砂除锈达Sa2.5级，安装前用钢丝刷清除浮锈，严禁沾油污。穿入方向：从螺栓群中心向四周扩散，严禁强行敲打，30%螺栓孔采用铰刀扩孔（最大扩孔量≤3mm）。扭矩控制：初拧：扭矩50%（M20螺栓325N·m），采用扭矩扳手（精度±3%）。终拧：扭矩100%（650N·m），终拧后标记，48h内完成检查。检测：按节点数10%进行扭矩复拧（允许偏差±10%）。五、焊接工程（一）焊接工艺节点焊接：梁柱节点：采用全熔透坡口焊（坡口角度60°，间隙3mm，钝边2mm），背面加衬垫，分3层焊接（打底电流160A，填充200A，盖面180A）。角焊缝：焊脚尺寸按设计（8mm），采用船形焊位置，焊道宽度差≤2mm，直线度≤3mm/500mm。变形控制：焊接顺序：先焊主要焊缝后焊次要焊缝，对称施焊（两人对称焊接，速度差≤50mm/min）。反变形措施：节点板预变形2°（根据焊接模拟结果），焊接过程中用百分表监控变形量。（二）焊缝检测外观检查：所有焊缝冷却24h后进行，表面平整度≤2mm，咬边≤0.5mm，余高0-3mm。无损检测：一级焊缝：UT探伤（GB/T11345-2013，Ⅱ级合格），T型接头加做MT检测（GB/T12605-2008）。检测比例：一级焊缝100%，二级焊缝20%（不少于3条），发现超标缺陷时加倍检测。六、防腐与防火涂装（一）防腐涂装表面处理：喷砂除锈达Sa2.5级（表面粗糙度40-70μm），除锈后4h内完成底漆涂装。涂装工艺：底漆：环氧富锌底漆（干膜60μm，采用高压无气喷涂，喷嘴压力20MPa）。中间漆：环氧云铁中间漆（80μm，间隔24h涂装）。面漆：聚氨酯面漆（40μm，耐候性≥8000h）。质量检查：湿膜厚度用梳规测量（每10㎡测3点），干膜厚度用磁性测厚仪（90%测点≥设计值，最小点≥85%设计值）。（二）防火涂装基层处理：清除表面油污、浮灰，修补涂层破损处（用环氧腻子找平）。涂装施工：薄型防火涂料（膨胀倍率≥20倍），分3道涂装（每道间隔24h），采用刷涂+滚涂结合。厚度控制：用针测法检查（每50㎡测10点，平均厚度≥3.0mm，最小点≥2.4mm）。验收要求：粘结强度≥0.15MPa（抽检1组/500㎡），耐火极限按GB/T9978.1-2008进行实体检测。七、质量安全保证措施（一）质量控制三检制：班组自检→质检员专检→监理验收，关键工序（焊接、高强螺栓连接）设置停止点检查。测量监控：使用LeicaTS60全站仪进行安装过程实时监测，屋架挠度在跨中设置3个监测点（加载前后测量）。资料管理：建立钢结构专项资料台账，包括材料合格证、复检报告、焊接记录、探伤报告等28项内容。（二）安全管理危大工程管控：屋架吊装（单榀重量8.5t）编制专项施工方案并组织专家论证，设置吊装警戒区（半径15m），配备4名信号工（持证上岗）。高空作业：操作平台：采用满堂脚手架（立杆间距1.2m，步距1.8m，搭设高度12m），满铺脚手板（绑扎牢固）。个人防护：安全带（双钩式，高挂低用）、防滑鞋，设置安全母绳（φ12mm钢丝绳，张拉力≥15kN）。应急管理：配备应急救援器材（担架、急救箱、灭火器），每月组织1次吊装倾覆应急演练。八、验收标准与流程（一）分项工程验收钢结构加工：主控项目：材料性能、焊缝质量、螺栓力学性能。一般项目：构件尺寸（允许偏差±5mm）、表面处理（Sa2.5级）。钢结构安装：主控项目：轴线位置（±3mm）、垂直度（h/2500）、高强螺栓终拧扭矩。一般项目：屋架起拱度（+5mm，-2mm）、檩条间距（±10mm）。（二）竣工验收实体检测：钢结构强度：回弹法检测（推定值≥设计值95%）。防火涂层厚度：钻芯法取样（每1000㎡取3点）。资料验收：施工记录、检测报告、隐蔽工程验收记录等资料齐全，符合GB50300-2013要求。九、施工进度计划工序名称开始时间结束时间工期（天）关键线路材料进场第1天第5天5否构件加工第6天第30天25是钢柱安装第31天第35天5是屋架安装第36天第45天10是高强螺栓连接第46天第50天5否焊接工程第51天第60天10是防腐防火涂装第61天第70天10否竣工验收第71天第75天5否十、