钢结构安装安全专项施工方案

一、工程概况:本工程总建筑面积约33万平米，包括地下7层地下室，地上7层裙房和两栋塔楼,两幢塔楼分别在场地的东北部和西南部。A塔楼屋面装饰体最高点约301.5米，结构屋面标高为299.9m，共65层。B塔楼屋面装饰体最高点约158米，结构屋面标高为149.9m,共34层。A塔塔楼外框为18根十字形钢柱，核芯筒钢柱数量随高度变化而变化，并在29F结束。外框钢梁及压型钢板从3F开始增设。塔楼在地上37F~38F，52F~53F设置两道环带行架，环带桁架位于塔楼的外筒，成带状分布在塔楼四周，桁架高度为一个层高，每层桁架4榀，共计12榀，对应高度分别为4.95m、5.05m。本工程环带桁结构形式比较简单，重量在于控制吊装质量和焊接质量，架杆分段重量最重为20.1T,板厚最厚为50mm，采用M440D吊装和全CO2保护焊焊接，并全程测量监控。2、主要构件典型截面外框十字柱、楼层钢梁、核芯筒钢骨柱，核芯筒钢骨梁、转换层桁架、压型钢板等。二、编制依据:三、施工重难点分析四、钢结构安装施工设计1、柱、梁安装施工设计1.1十字柱分段按两~三层一节，（由于8F以下层高较高，且卸车距离较远，所以8F以下十字柱分段多为一层一节，8F以上根据构件距塔吊距离按二层呀三层一节，详见附件。按两-三层一节，鉴于8F以下层高较高，且卸车距离较远，故8F以下十字柱分段多为一层/节，8F以后根据构件距塔吊距离按二层或三层一节，详见附件。1.2十字柱构件吊装验算。8F以下吊装验算8F以上吊装验算1.3柱对接连接板及吊装吊耳位置确定十字柱截面属于对称构件，重心位置变化幅度小，所以吊耳等可按局中对称布置。本工程将吊装耳板和柱对接连接板设计为整体。具体以最重构件作为分吊装耳板设置依据。1.4十字柱吊装锁具验算本方案地下钢结构最重构件为A-KZ3-1，重20.1t。采用1#M440D塔吊四点吊装。根据现场吊装情况，钢柱分段后最重大20.1t，吊装采用4点绑扎，吊耳构造为Q345B板厚为20mm板眼边距吊耳边为60mm考虑钢柱翻身起吊时只有两个吊耳板和地面受力，所以验算时只考虑两个吊耳板受力并减去地面所受部分力。1.4.1吊耳验算材料选用：十字柱吊装耳板中间钢板选用板厚25mm，双夹板板厚16mm，材质Q345B，孔径Φ40mm，示意图如下：P=K不Q/nP—每只眼板的计算负荷（N）。K不—不均匀受力系数，一般取1.5~2。Q—所有物体产生的重力（N）。N—同时受力的眼板数。P=(20.1-20.1/2)*1.5=150750N眼板强度验算σ=P/Fmin≤[σ]τ=P/Amin≤[τ]Fmin—垂直于P力方向的最小截面面积（mm2）Amin—平行于P力方向的最小截面面积（mm2）[σ]—材料的许用拉应力（N/mm2）[τ]—材料的许用剪应力（N/mm2）σ=P/Fmin=150750/1200=126≤[τ]=300N/mm2τ=P/Amin=150750/1200=126≤[τ]=175N/mm2满足使用要求。焊缝强度验算本工程所用重型构件的吊耳焊接采用开坡口全熔透一级焊逢。吊耳板焊接采用E50-6焊条，焊逢所受力为剪力。ft=N§P/tlw≤[ft]N§—焊缝受力系数，般为1.0~1.22;P—每只眼板的计算负荷（N）。t—对接连接板中的较小厚度（㎜）。lw—焊逢计算长度（㎜）[ft]—材料的许用剪应力（N/mm2）ft=N§P/tlw=1.22*126000/(20*260)=29.5≤[ft]=175N/mm2满足吊装要求。1.4.2钢丝绳直径确定：在保证任意两根钢丝绳夹角不大于30度前提下，单根钢丝绳受力：K—钢丝绳吊装安全系数G—吊件重量n—吊装钢丝绳数量T—拉力查表选用6*37+FC型Φ28钢丝绳(公称抗拉强度1550Mpa)，其最小破断拉力总和Tmin=456.5KN＞312KN，满足吊装要求。1.4.3U型环确定选用12.5t×4/1.5=20.8＞20.1t，满足要求。2、环带桁架安装施工设计2.1桁架分段本工程环带桁架结构体系相对比较简单，且杆件尺寸不大，吊装时全部按散件吊装，即桁架柱、桁架上弦、桁架下弦、桁架腹杆。其中在分段时主要考虑带桁架节点的外框十字柱，其桁架节点的外框十字柱主要为分为桁架悬挑牛腿的重量和钢柱本体的重量，其余杆件较轻，吊装验算时仅验算桁架柱即可。2.2环带桁架吊装验算37F~38F桁架柱验算如下表：52F~53F桁架柱验算如下表：3、厚板焊接施工设计五、施工准备及计划1、施工准备1.1技术准备熟悉合同、图纸及相关规范，对照图纸变更及会审，明确设计意图及技术细节。编制各种管理制度、施工方案、作业指导书、质量策划书、创优策划书、检测计划、进度计划、安全技术交底等文件。1.2主要材料试验及检验计划1.2.1钢材的复验a.牌号为Q235、Q345且板厚小于40mm的钢材，按同一生产厂家、同一牌号、同一质量等级的钢材组成检验批，每批重量不大于150t。同一生产厂家、同一牌号的钢材供货重量超过600t且全部复验合格时，每批的组批重量可扩大至400t。b.牌号为Q235、Q345且板厚大于或等于40mm的钢材，按同一生产厂家、同一牌号、同一质量等级的钢材组成检验批，每批重量不大于60t。同一生产厂家、同一牌号的钢材供货重量超过600t且全部复验合格时，每批的组批重量可扩大至400t。c.有厚度方向要求的钢板，Z15级钢板每个检验批由同一牌号、同一炉号、同一厚度、同一交货状的钢板组成，每批重量不大于25t。Z25、Z35级钢板逐张复验。d.钢板检测项目为化学分析和力学性能。1.2.2焊材复验本工程中焊材为《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）中规定的重要钢结构所采用的焊接材料，因此应进行抽样复验，复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求。检查数量：全数检查。检验方法：检查复验报告。1）取样方法焊丝取样：每批焊丝由同一炉号、同一形状、同一尺寸、同一交货状态的焊丝组成。盘焊丝每批任选一盘，直条焊丝任选一最小包装单位，进行熔敷金属化学成分、熔敷金属力学性能、焊缝射线探伤检验。2）每批焊丝最大质量要求3）焊剂取样：每批焊剂有同一批原材料，以同一配方及制造工艺制成。若焊剂散放时，每批焊剂抽样不少于6处。若从包装的焊剂中取样，每批焊剂至少抽取6袋，每袋中抽取一定量的焊剂，总量不少于10kg，把抽取的焊剂混合均匀，用四分法，取出5kg焊剂，供焊接试件用，余下5kg供其它项目检验。1.2.3高强螺栓性能检验高强度螺栓连接副应进行扭矩系数复验及摩擦面抗滑移系数试验，试验用螺栓连接副应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取。每套连接副只应做一次试验，不得重复使用。在进行连接副扭矩系数试验时，螺栓的紧固轴力应控制在一定的范围内。1）高强螺栓抗滑移系数抗滑移系数检验按分部(子分部)工程划分规定的工程量每2000T为一批，不足2000T的可视为一批。选用两种及两种以上表面处理工艺时，每种处理工艺应单独检验。2）扭剪型高强螺栓预拉力试验按照扭剪型高强螺栓规格、生产批次分别进行检验。连接副预拉力复验，现场待安装的螺栓批中随机抽取，每批应抽取8套连接副（GB50205）。3000套为一个检验批。（GB/T3633）1.2.4栓钉检测外观检查：焊好的焊钉，在其根部周围应有挤出的熔融金属(挤出焊脚)，但焊钉挤出焊脚的立面可不熔合，水平面可为溢流，且允许在挤出焊脚的顶面有时形成与焊钉直线呈径向或纵向的少量小收缩裂纹或缺陷。弯曲（敲击）检查：在外观检查合格之后，抽检栓钉总数的1%进行弯曲检查：用手锤敲击栓钉头部使其弯曲，偏离原垂直位置15°角，被检栓钉的根部焊缝未出现裂纹和断裂者即为合格。1.2.5油漆检验检验标准：钢结构防腐涂料、稀释剂和固化剂等材料的品种、规格、性能等应符合防腐底漆和涂料应满足国家现行规范的规定，并应经过具有资质的检测机构检测符合国家现行有关标准的规定。检验方法：检查产品的质量合格证明文件、中文标注及检验报告等，防腐涂料的型号、名称、颜色及有效期应与其质量证明文件相符。开启后，不应存在结皮、结块、凝胶等现象。检查数量：按桶数抽查5%，且不少于3桶。1.2.6钢构件验收交接构件制作完成后，首先加工厂要进行自检，并填写自检报告，报告随发货清单一起随构件运输车交由项目总承包部，进行检验核对。验收的主要原则为：合符施工图纸的规格、相应规范及现场安装要求。验收的依据主要为：发货清单和图纸。外观验收主要内容为：构件的名称、标记、数量、规格等内容。经双方专业人员验收合格后办理交接手续。2、现场准备2.1现场交接1）进入现场后，依据总包提供的测量基准点，测放钢结构安装的控制线，复核基准点，进行校验，复合合格后办理交接手续。达到精度要求后，对钢结构测放加密轴网，定位所有图纸轴线及标高。2）计算钢结构用电功率，接驳现场临时电箱，保证施工用电。3）了解周边环境及交通状况，巡视现场道路、堆场、库房、食宿状况。2.2人员、辅材、机具准备1）操作人员提前入场，熟悉施工环境，进行安全、劳务教育及备案等。2）提前联系厂家，确定供货时间，材料入场时，资料应齐全。需要做现场复试的材料应提前入场。3）现场各种机具提前入场，资料应齐全。入场后做全面检查，如不合格及时修复更换。4）制作接火盆、气体吊笼、作业吊篮、操作平台、防风棚等安装工具。2.3构件进场1）进场计划构件进场计划要根据现场施工进度计划编制，加工厂应严格按照现场进度计划和构件进场计划制作，不应擅自更改加工顺序。如现场施工方案及进度计划发生变化，现场应及时通知加工厂更改加工次序，以保证现场构件供应。2）构件发货发货前，现场提前2天书面通知加工厂，并确定进场的时间要求。加工厂应提前预定运输车，并考虑气候、交通等因素，装车应码放整齐，符合相关部门要求，严禁压放、插塞，装车完毕后检查是否与现场需求一致，并及时发车，确保在现场需求的时间前，将构件运抵现场。3）现场准备现场要求构件的时间内，保证道路通畅，没有长时间堵路作业。构件堆放位置应提前清理，准备好枕木。提前申请塔吊使用，保证构件卸车及时。3、劳动力准备计划4、主要施工机具需用计划4.1现场主要吊装机具4.2现场主要焊接设备4.3现场主要检测机具5、施工现场用电计划现场塔吊用电单独配备柴油发电机发电，不计在现场用电内。5.1用电设备及其额定功率：根据钢结构施工用电设备使用情况，采用需要系数（Kx）法，将用电设备分组进行计算，计算公式如下：备注：P－有功功率。Q－无功功率。S－视在功率。SZ－总视在功率。Kx－需要系数各施工设备分组负荷计算(1)电焊机类设备将焊机负载的暂载率折算换算到JC=100％时的额定容量。ΣPe’=320+119+35+95+8.4=577.4KW取K=0.5cosφ=0.4tgφ=2.29JC=60％Pe=Pe’×ＪＣ×cosa=Pe’×0.6-1/2×0.4=0.31Pe’ΣP1=0.31Pe×Kx=0.31×577.4×0.5=89.497KWΣQ1=89.497×2.29=205KVr（2）一般电动设备ΣPe=15+1.36+15+0.6+1.2+3+0.5+12+11+0.74=60.4KW取K＝0.8cosφ＝0.8tgφ＝0.75ΣP2=Pe×Kx=60.4×0.8=48.32KWΣQ2=53.952×0.75=37KVr（3）专业钢结构设备ΣPe=2+20=22KW取K＝0.7cosφ＝0.7tgφ＝1.02ΣP3=Pe×Kx=22×0.7=15.4KWΣQ3=15.4×1.02=16KVr（4）照明ΣPe=20KW取K＝0.82cosφ＝0.85tgφ＝0.62ΣP4=Pe×Kx=20×0.82=16.4KWΣQ4=16.4×0.62=10KVr钢结构总负荷（1）有功功率ΣP=1.1×（89.497+48.32+15.4+16.4）=187KW无功功率ΣQ=1.1×（205+37+16+10）=295KVr（3）总负荷容量Sz==350KVA5.2主电缆及配电箱选择电缆截面选择由U=I×R，R=ρ×L/S得出公式如下：S≥1.732×I×ρ×L/(U×⊿u%)(⊿u%≤5%)其中S为电缆截面积，ρ为铜导线电阻率，⊿u%为电压降。干线电缆选：1根YJV－3×50+2×25型五芯电缆5.3现场临电布置要求项目部为钢结构施工在施工高度上每5层布置两个总开关不小于400A的二级箱，内设不少于3个250A的空开（两个正常使用，一个备用），以保证钢结构施工。其次由于钢结构焊接设备较多，所以单独设置有焊接工具棚，而焊接主要搁置为位置为A塔外框楼层上和核芯筒爬模架上，所以需从核芯筒内的二级箱向钢结构设备搁置焊接工具棚位置再次引出次二级箱，此二级箱需跟焊接工具棚的移动而移动位置。六、主要施工方法1、总体施工顺序1.1总体施工顺序根据施工部署原则，确定总体施工顺序，遵循先地下，后地上。先主结构，后次结构。先筒内，后筒外的一般施工顺序，土建工程、装修工程、机电安装工程等其他专业工程按同时交叉施工的原则安排总体施工顺序。1.2塔楼施工顺序由于本工程主体结构施工过程中存在多工种、多工序穿插配合，反复交替作业等情况，为保障各工种之间能够顺利衔接，工程施工有序进行，合理分配施工时间，要求施工过程中各专业施工单位必须统一步调，相互配合。地下室完成进入标准层施工后，核芯筒暗柱施工先于外筒钢结构，间隔至少10层以上，以土建核芯筒施工高出钢结构施工6层为宜。1.3平面分区及安装顺序通过对施工方案及构件重量的分析，结合平面布置及工期安排，将钢结构施工划分为5个平面施工分区。其中，A2、A4区由1#M440D塔吊吊装，A1、A3区由2#M440D塔吊吊装，A5区由1#M440D和2#M440D塔吊共同吊装，吊装顺序由A1→A3及A2→A4共同进行。1.4立面工序间顺序本工程施工过程中，各构件之间关系错中复杂，为有效的指导现场施工，充分的利用现场施工条件，合理、高效的安排流水施工，筒外立面构件的安装将是关键。核芯筒施工：地上标准层施工阶段核芯筒领先外框架施工5～8层，核芯筒内劲性钢骨柱领先其混凝土结构施工2层，核芯筒内楼板与筒外楼板一同施工，落后于核芯筒竖向结构8～12层。外框架施工：地上标准层施工阶段外框钢柱每2~3层一节分段吊装，钢梁与钢柱同步吊装，整体落后核芯筒5～8层。压型钢板施工：楼层钢梁安装完成后，开始逐层跟进施工压型钢板，压型钢板施工领先于楼板施工2~3层。栓钉施工：压型钢板施工完成后，开始栓钉施工，压型钢板铺设领先栓钉施工1层。混凝土楼板施工：在压型钢板、栓钉相继施工完毕后，土建开始楼板钢筋绑扎、混凝土施工，楼层钢筋绑扎与栓钉施工相差1~2层，混凝土楼板浇筑紧跟钢筋绑扎，相差一个层面，以至逐层同步穿插形成流水线施工，提高了工作效率。防火涂料施工：防火涂料施工一般落后混凝土楼板施工2～3层。2、主要施工方法2.1埋件安装2.1.1地脚螺栓埋件1）工艺流程：测量定位→地脚螺栓准备→地脚螺栓初步校正→钢筋绑扎，螺栓精确校正→混凝土浇筑，跟踪观测2）施工方法：本工程地脚螺栓材质为Q235B，裙规格楼为M24×850，A塔为M30×1100，与混凝土结构采用整体平面锚板的方式固定，共计两层。A测量定位总包提供测量控制网点，钢结构测设出钢柱柱脚埋件轴线、标高并标记清楚。保护好标记点，保证螺栓埋设定位、复测校正、浇筑混凝土复测的精度。B埋设过程基础底板较厚，在基础垫层混凝土浇筑完成后，即可进行测量放线，测设出钢柱轴线。基础钢筋绑扎完毕前，依据轴线、标高安装柱脚埋件，并进行加固。浇筑混凝土前，对柱脚埋件进行复测，验收合格后，方可进行下道工序施工。2.1.2地脚螺栓及首节柱埋件1）工艺流程：螺栓支架安装及校正，焊接固定→角柱安装、校正→基础钢筋施工→基础混凝土施工。2）施工方法：部分钢柱嵌入基础底板内，且基础底板混凝土一次浇筑完成，必须在不晚于基础钢筋施工完毕前，将地脚螺栓及第一节钢柱安装就位并固定，调整位置及标高，以防基础混凝土施工时，钢柱移位。在基础垫层钢柱位置预埋钢板，使用[12槽钢固定地脚螺栓及支架，精确测量螺栓位置及标高，合格后，将槽钢焊接到预埋钢板上。安装钢柱时，再次复测钢柱位置及标高，并调整至规范要求范围内。上层绑筋过程中，现场施工员跟踪观测，发现移位及时调整。2.1.3钢梁埋件安装1)工艺流程：钢筋绑扎，埋件初步测量→埋件安装，并初步校正→埋件精确校正，混凝土浇筑→混凝土面清理2)施工方法：A测量定位总包引测轴线控制网及高程控制点，钢结构测设出钢梁埋件位置及标高。钢筋绑扎完毕后，将埋件放入并初步校正。浇筑混凝土前，复测埋件位置及标高。B埋设过程利用已有的埋件轴线及标高控制线，在核芯筒钢筋施工过程中，将埋件初步就位，在钢筋绑扎完毕后，再次复测埋件位置及标高，必要时，局部调整钢筋位置。核芯筒爬模提升后，清理埋件混凝土，测量放线，精确定位连接板，并焊接钢梁临时固定板。2.2外框十字柱安装2.2.1工艺流程2.2.2施工方法2.3核心筒钢柱安装2.3.1工艺流程2.3.2施工方法2.4环带桁架安装2.4.1工艺流程构件准备下弦层钢柱、钢梁安装环带桁架下弦安装下弦层整体校正焊接上弦层钢柱、钢梁安装环带桁架上弦安装上弦层整体校正焊接桁架腹杆安装、焊接2.4.2施工方法环带桁架层安装主要按照下弦→上弦→腹杆的顺序进行，由于桁架层钢柱较重，分节采用一层一节和二层一节，每层弦杆安装完成后，整体校正焊接，最后安装桁架腹杆。2.5钢梁安装2.5.1工艺流程2.5.2施工方法A塔钢梁按部位分为主要为筒外钢梁，从3F开始到顶，主要为焊接H型。按照设计交底钢框梁与十字柱、筒外钢柱连接为全部为刚接。钢梁吊装主要由M440D完成。2.6压型钢板安装2.6.1工艺流程2.6.2施工方法七、验收规定及质量保证措施1.3构件测量技术要求表注：1.△h为每节柱子长度的制造允许偏差。2.△z为每节柱子长度受荷载后的压缩值。3.△w为每节柱子接头焊逢收缩值。2、质量保证措施2.1质量管理组织机构要确保本工程项目的质量管理目标顺利达成，必须建立一个健全、高效、高素质的项目管理机构。2.2质量管理制度在本工程质量管理中，必须结合工程结构特点，有针对性的制定和实施一些特殊质量管理制度。2.3钢结构安装质量控制流程2.4高强螺栓连接质量控制流程八、安全保证措施1、安全生产责任制根据项目实际情况，建立各级安全生产责任制度1.1生产负责人安全生产责任制1.2技术负责人安全生产责任制1.3质安负责人安全生产责任制1.4专职安全员负责人安全生产责任制1.5施工员安全生产责任制1.6班组长安全生产责任制1.7作业人员安全生产责任制2、安全教育广泛开展安全生产宣传教育，使项目管理人员和广大职工群众，真正认识到安全生产的重要性、必要性，懂得安全生产、文明生产的科学知识，牢固树立安全第一的思想，自觉地遵守各项安全生产法令和规章制度。2.1三级安全教育三级安全教育由公司教育、项目部教育、现场岗位教育三部分组成，是对新工人所进行的安全教育，是公司必须坚持的安全教育制度。2.1.1公司教育内容：1)安全生产的重大意义，国家关于安全生产的方针、政策和安全生产法规、标准、指示等。2)本公司施工生产过程及安全生产规章制度，安全纪律。3)企业的生产特点及安全生产正反两方面的经验教训。4)一般规定以及高空坠落、物体打击、触电、防火、防爆、防机械伤害常识等。公司教育后，进行考核，再进行项目部教育。2.2.2项目教育内容：1）本项目部生产特点，本项目部安全生产规章制度。2）本项目部的机械设备状况，危险区域、以及有毒有害作业情况。3）本项目部的安全生产情况和问题，以及预防事故的措施。项目部教育后进行考核。再到班组进行现扬岗位安全教育。2.2.3现场岗位安全教育：1）本岗位安全生产状况，工作性质和职责范围。2）本岗位的安全生产规章制度和注意事项。3）.本岗位各种工具及安全装置的性能及使用方法。4)本岗位发生过的事故及其教训。5）本岗位劳动保护用品的使用和保管。三级教育完毕后，由安全部门将各级教育的考核卡片，存档备查。2.2特殊工种安全教育公司中的工种不同，根据国家规定，对从事电气、起重、锅炉、压力容