兰州钢结构加层施工方案

兰州钢结构加层专项施工方案一、工程概况1.1项目基本信息本项目为兰州市城关区某商业综合楼钢结构加层工程，原建筑为地上3层钢筋混凝土框架结构，建于2005年，现拟在屋顶新增1层钢结构办公空间，总建筑面积约860㎡，建筑高度由原15.6m增至20.2m。加层结构采用钢框架体系，最大跨度8.4m，柱距6.0m，抗震设防烈度为8度（0.2g），设计使用年限50年。1.2结构形式与材料选择主体结构：采用Q355B热轧H型钢作为梁柱主材，钢柱截面HW250×250×9×14，主梁截面HM300×200×8×12，次梁截面HN200×100×5.5×8，楼面采用100mm厚压型钢板组合楼板（YX75-200-600型），混凝土强度等级C30。连接方式：梁柱节点采用摩擦型高强螺栓连接（10.9级M20螺栓，抗滑移系数≥0.45），次要构件采用焊接连接（E5015焊条，焊缝质量等级二级）。围护系统：外墙采用50mm厚岩棉夹芯彩钢板，屋面采用0.6mm厚铝镁锰合金板，配套虹吸排水系统。1.3地方政策要求本工程需满足兰州市装配式建筑相关规定，加层钢结构预制率不低于60%，现场焊接量控制在30%以内。构件加工需在本地产业基地完成（如兰州新区钢结构产业园），运输半径不超过50km，以符合绿色施工要求。二、施工部署2.1施工总体流程深化设计→材料采购→工厂加工→构件运输→现场吊装→连接施工→楼承板安装→钢筋绑扎→混凝土浇筑→防腐防火涂装→验收2.2施工分区与进度计划分区划分：按建筑轴线分为A、B两个施工段（A段1-6轴，B段7-12轴），采用流水作业，每个施工段工期控制在25天。关键节点：第1-7天：原结构检测与加固（局部混凝土柱增大截面）第8-15天：钢柱、主梁吊装第16-22天：次梁及支撑系统安装第23-30天：楼承板铺设与钢筋工程第31-35天：混凝土浇筑及养护第36-45天：防腐防火涂装及收尾2.3资源配置机械配置：25t汽车吊（主吊，作业半径12m）、50t履带吊（辅助吊装）、CO₂气体保护焊机（5台）、全站仪（1台）、扭矩扳手（3把，定期校验）。人员配置：项目经理1人（一级建造师）、钢结构工程师2人、安全员2人、吊装工6人、焊工8人（持GMAW-II证书）、测量工3人。三、施工准备3.1原结构检测与加固检测内容：委托第三方机构对原结构混凝土强度（回弹法）、钢筋配置（雷达扫描）、柱基沉降（水准仪测量）进行检测，结果显示原框架柱承载力需提升15%，采用外包型钢加固（4L75×5角钢，缀板间距200mm）。加固施工：柱表面打磨→植筋（M12化学锚栓，植入深度10d）→角钢焊接→压力注胶（改性环氧树脂）→防火砂浆抹面（厚度30mm）。3.2深化设计与构件加工BIM建模：采用TeklaStructures建立三维模型，优化节点构造（如梁柱节点加劲肋采用梯形截面，减少应力集中），碰撞检查后生成构件加工图。工厂加工：切割：数控等离子切割（精度±1mm），腹板与翼缘板组装后采用门式埋弧焊机焊接，焊后24小时内进行200℃×1h去应力退火。制孔：高强螺栓孔采用数控钻床加工，孔径偏差≤0.5mm，孔距允许偏差±1mm。防腐预处理：喷砂除锈达Sa2.5级，喷涂环氧富锌底漆（干膜厚度60μm），车间底漆干燥后贴防护膜。3.3现场准备场地布置：在原建筑北侧设置构件堆放区（硬化处理，承载力≥150kPa，垫木间距1.5m），东侧设置吊装作业区（半径15m内无障碍物），安装2台塔吊（覆盖半径50m）。临时支撑：采用φ48×3.5mm钢管搭设满堂脚手架（步距1.8m，立杆间距1.2m），顶部设置可调顶托（承载力≥30kN），支撑基础浇筑100mm厚C20混凝土垫层。四、关键施工工艺4.1构件吊装工程4.1.1吊装顺序与参数顺序：钢柱（先角柱后中柱）→主梁（先主框架后次梁）→支撑系统（先水平支撑后隅撑），每日吊装时间限定在6:00-18:00（避开兰州城区交通高峰）。吊点设置：钢柱采用两点吊装（上吊点距柱顶1/3处，下吊点距柱底1/4处），主梁采用四点吊装（设置专用吊耳，厚度16mm，与翼缘板满焊）。吊装参数：单根钢柱最重3.2t（25t汽车吊主臂25m，作业半径8m，额定起重量5.6t，安全系数1.75）。4.1.2安装精度控制钢柱校正：采用“三测法”（初校：临时固定后测垂直度；精校：调整螺母控制偏差；终校：焊接后复校），垂直度允许偏差H/1000且≤10mm（H=4.6m时偏差≤4.6mm）。钢梁安装：采用水准仪控制标高（误差±3mm），全站仪校核轴线（偏差±2mm），跨中挠度预留起拱值L/500（8.4m跨度起拱16.8mm）。4.2连接施工工艺4.2.1高强螺栓施工摩擦面处理：安装前用钢丝刷清理浮锈，雨天停止作业，接触面干燥度＜85%，安装时在螺栓孔周边涂抹石墨润滑剂。紧固流程：初拧（扭矩300N·m，电动扳手）→终拧（扭矩650N·m，扭矩扳手），初拧后做好标记，终拧顺序从节点中心向四周扩散，24小时内完成。4.2.2焊接工艺控制焊接顺序：采用“对称焊”（如H型钢梁先焊下翼缘后焊上翼缘，每层焊道错开50mm），控制层间温度80-150℃，避免兰州冬季低温（-5℃以下）焊接，必要时采用火焰预热（预热温度150℃）。焊缝检测：一级焊缝（梁柱翼缘对接）100%UT探伤，二级焊缝（腹板角焊缝）20%UT抽检，检测时间在焊后24小时进行。4.3楼承板与混凝土工程压型钢板安装：从跨中向两端铺设，搭接长度≥150mm，采用自攻螺钉（M6.3×25mm，间距300mm）固定于钢梁上，板缝用密封胶封堵。混凝土浇筑：分区分段浇筑（每个流水段300㎡），采用泵送混凝土（坍落度180±20mm），振捣棒从板缝插入（间距500mm），初凝前用平板振捣器复振，养护采用覆盖薄膜+阻燃棉被（冬季保温），养护期≥14天。五、质量与安全控制5.1质量控制要点材料验收：钢材进场需提供质保书（含力学性能、化学成分），每60t为一批次进行拉伸、冲击试验；高强螺栓按500套为一批次做扭矩系数检测。工序检验：吊装前复核构件尺寸（允许偏差：长度±3mm，截面尺寸±2mm）焊接后检查焊缝外观（表面凹陷≤0.5mm，咬边深度≤0.3mm）混凝土试块留置：每检验批留3组标养试块（28天强度≥30MPa）第三方检测：主体结构完成后委托检测机构进行荷载试验（均布荷载2.0kN/㎡，持荷1小时，最大挠度≤L/250）。5.2安全专项措施5.2.1高空作业防护临边防护：吊装作业层设置1.2m高工具式护栏（立杆间距2m，横杆两道），满挂密目安全网（网目密度≥2000目/100c㎡），钢柱安装后立即搭设操作平台（脚手板厚50mm，两端用12#铁丝绑扎）。防坠落措施：作业人员佩戴双钩安全带（连接至生命绳），构件临时固定设置防坠链（破断拉力≥15kN），每天班前检查吊装索具（钢丝绳安全系数≥6，卸扣额定荷载≥2倍构件重量）。5.2.2吊装安全管理双机抬吊：当吊装重量＞5t时采用双机抬吊（25t+50t），主吊与辅助吊荷载分配比7:3，统一指挥信号（旗语+对讲机双控）。应急措施：配备2台10t千斤顶（用于构件坠落应急支撑），现场设置应急通道（宽度≥1.2m），每50㎡配置2具4kg干粉灭火器。5.3环保与文明施工噪声控制：夜间（22:00-6:00）禁止焊接作业，昼间噪声≤70dB（采用低噪声焊机，设置隔音围挡）。扬尘治理：构件切割采用湿法作业，场地出入口设置洗车平台（水循环利用系统），裸露地面覆盖率100%（绿色防尘网）。六、防腐与防火施工6.1防腐涂装涂装体系：环氧富锌底漆（80μm）+环氧云铁中间漆（120μm）+氟碳面漆（60μm），总干膜厚度≥260μm，附着力≥5MPa（划格法检测）。施工要求：涂装前用砂纸打磨去除焊渣、飞溅物，雨天、相对湿度＞85%时停止施工，每道涂层间隔≥4小时（25℃条件下），涂层实干后进行电火花检测（3000V无击穿）。6.2防火处理防火等级：钢柱耐火极限3.0h（厚型防火涂料，膨胀型，干密度≤650kg/m³），钢梁耐火极限2.0h（薄型防火涂料，涂层厚度15mm）。施工工艺：采用喷涂法施工，分3遍完成，每遍厚度不超过5mm，间隔24小时，干燥后用测厚仪检测（允许偏差-0.5mm），梁柱节点加强处理（增加2mm涂层厚度）。七、验收标准与流程7.1验收依据《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）《建筑钢结构防火技术规范》（GB51249-2017）兰州市《装配式建筑评价标准》（DB62/T51-2024）7.2验收内容分项工程验收：钢结构焊接（UT探伤报告）、高强螺栓连接（扭矩检测记录）、构件安装（轴线、标高偏差）、涂装工程（厚度检测）。竣工验收：结构承载力检测、防火性能测试、沉降观测