钢结构屋面梁专项施工方案

钢结构屋面梁专项施工方案1工程概况本项目为某智能制造产业园1号厂房扩建工程，总建筑面积12860㎡，主体结构为单层双跨钢框架结构，屋面采用大跨度焊接H型钢屋面梁体系，共设置屋面梁32榀，单跨跨度24m，边跨檐口安装高度12.6m，中柱柱头安装高度13.2m，屋面设计坡度1:10。屋面梁主材为Q355B低合金高强度结构钢，主截面规格为H1200×300×8×14（梁高×翼缘宽×腹板厚×翼缘厚），最大单榀屋面梁自重4.82t，最小单榀自重4.16t。屋面梁与钢柱采用刚接节点，腹板连接采用10.9级M24摩擦型高强度螺栓，翼缘采用现场焊接对接，梁间设置φ159×6圆管水平系杆、角钢交叉水平支撑，与屋面梁共同组成稳定的屋面承重体系。本工程屋面梁施工要求满足设计荷载要求，抗震设防烈度7度，结构安全等级二级，设计使用年限50年。2编制依据2.1本项目施工图纸、设计交底、图纸会审记录及钢结构深化设计文件2.2《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-20202.3《钢结构焊接规范》GB50661-20112.4《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》JGJ276-20122.5《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ82-20112.6《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-20162.7《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》GB/T8923-20112.8本项目总体施工组织设计及现场实际勘察资料3施工准备3.1技术准备（1）组织项目技术、施工、质量管理人员参与图纸会审，核对屋面梁截面尺寸、节点形式、连接参数，梳理设计要求，提前解决图纸矛盾；本工程单榀屋面梁跨度24m，属于超过一定规模的危大工程，本方案已按要求完成专家论证并审批通过。（2）对全体作业人员进行分级技术交底及安全交底，明确施工流程、质量标准、安全要求，留存交底签字记录。（3）测量放线复核：根据现场平面控制网，复核钢柱柱头定位轴线、标高，屋面梁定位轴线允许偏差控制在±2mm以内，柱头标高偏差控制在±3mm以内，在柱头弹出屋面梁定位控制线，做好标识。（4）完成吊装验算：根据最大单榀屋面梁重量4.82t，最大吊装半径12m，验算选用的25t汽车吊起重性能满足要求，汽车吊支腿站位区地基承载力要求不小于120kPa，完成地基承载力验算，满足要求后方可进场施工。（5）提前完成高强度螺栓摩擦面抗滑移系数试验，本工程设计要求抗滑移系数不小于0.45，试验结果符合要求后方可大面积施工。3.2人员准备所有作业人员均持有对应岗位资格证书，进场后完成三级安全教育，考核合格后方可上岗，具体人员配置如下：（1）管理人员：项目经理1人、技术负责人1人、施工员2人、专职质检员1人、专职安全员1人、测量员2人，全部持证在岗。（2）特种作业人员：Ⅱ类合格焊工5人（具备Q355钢焊接资格）、起重信号司索工2人、起重操作工3人、架子工2人，全部持有住建部门核发的特种作业操作证书，证书在有效期内。（3）普工作业人员：钢结构安装工8人、普工4人，完成安全教育及针对性交底。3.3材料与机具准备（1）构件进场验收：屋面梁进场时，检查厂家提供的钢材质量证明文件、厂内焊接探伤报告、涂装厚度检测报告，逐榀检查外观及几何尺寸，允许偏差符合要求：钢梁长度偏差±5mm，截面高度偏差±2mm，翼缘倾斜偏差≤b/100（b为翼缘宽度）且≤2mm，侧向挠曲矢高≤L/1000（L为梁跨度）且≤10mm，端面平整度≤2mm；不合格构件清退出场，严禁进场。（2）连接材料：高强度螺栓、螺母、垫圈均由原厂配套供应，提供出厂扭矩系数检测报告，10.9级M24高强度螺栓预拉力设计值为225kN，扭矩系数平均值控制在0.11~0.15范围内，偏差不大于±0.01；焊接焊条选用E5015低氢钠型焊条，符合GB/T5117-2012标准要求，焊前按要求经350℃烘干1小时，存入100~150℃保温桶随用随取，当天剩余焊条重新烘干后方可使用，重复烘干次数不超过2次。（3）施工机具配置：25t汽车吊1台、全站仪1台、DS32水准仪1台、电动扭矩扳手2台、手动扭矩扳手1台、交流电焊机4台、超声波探伤仪1台、φ19.5钢丝绳2根、10t卸扣2个、5t千斤顶2个、撬棍4根、保温桶、消防灭火器等，所有计量器具（扭矩扳手、全站仪、水准仪）均经法定计量部门检定合格，检定证书在有效期内；扭矩扳手班前进行扭矩标定，偏差超过±5%时重新标定。3.4现场准备（1）平整压实吊装通道及汽车吊站位区，对承载力不足的软土地基，换填300mm厚级配碎石分层压实，压实度达到93%以上，汽车吊支腿下方铺设2000×6000×20mm钢板+300mm厚路基箱，保证支腿受力均匀，无不均匀沉降。（2）在每个钢柱柱头位置搭设临时操作平台，平台尺寸为1200mm×800mm，满铺50mm厚防滑脚手板，四周设置1.2m高防护栏杆及180mm高踢脚板，操作平台承载力不小于2kN/㎡，满足作业人员操作及临时放料要求。（3）完成现场临时用电、临时照明布设，吊装作业区域及高空作业面照明亮度不低于10lx，满足夜间施工要求。4主要施工工艺及操作要求4.1施工工艺流程测量放线复核→钢柱垂直度校正验收→现场构件倒运→屋面梁试吊→正式吊装就位→临时固定→校正→下一榀屋面梁吊装→支撑系杆安装→形成稳定单元→逐榀依次吊装→整体校正→高强度螺栓初拧复拧终拧→节点焊接→无损检测→节点涂装→竣工验收4.2构件现场倒运与堆放屋面梁由加工厂运至现场后，堆放在距离吊装作业点15m范围内，堆垛高度不超过2层，支点设置在设计吊点位置，支点下方垫200mm×200mm枕木，枕木高度不小于200mm，保证构件平直，避免产生侧向变形；构件按安装顺序分区堆放，做好榀号标识，避免二次倒运。4.3试吊作业屋面梁采用双吊点吊装，吊点设置在距离梁端1/4跨度位置，吊点位置设置加强垫板，符合设计要求；吊装钢丝绳额定破断拉力满足4倍安全系数要求，钢丝绳与钢梁翼缘接触位置垫橡胶板，避免损伤构件涂层及钢丝绳。钢丝绳夹角控制在45°~60°范围内，最小夹角不小于30°，避免水平分力过大造成构件变形。试吊时，将屋面梁缓慢起吊，吊离地面150~200mm后停止，停留5分钟，检查汽车吊刹车性能、支腿沉降情况、吊索具受力情况、构件整体稳定性，确认无支腿沉降、钢丝绳打滑、构件变形等异常情况后，方可进行正式吊装。4.4吊装就位与临时固定正式吊装时，由信号工指挥，将屋面梁缓慢吊运至钢柱柱头上方，对准定位控制线缓慢落位，保证梁端中心线与柱头定位线偏差不超过2mm。对位完成后，先穿入高强度螺栓，每端节点至少穿入不少于1/2总螺栓数的临时螺栓进行临时紧固，严禁使用高强度螺栓代替临时螺栓穿入。第一榀屋面梁校正完成后，必须设置4根φ12临时缆风绳进行固定，缆风绳一端拉结在屋面梁上1/3高度位置，另一端拉结在地面预埋地锚上，地锚采用1000×1000×1500mm混凝土预制块，承载力不小于5t，缆风绳设置花篮螺栓调整松紧，保证第一榀屋面梁稳定性，未形成稳定空间体系前不得拆除缆风绳。4.5校正第一榀屋面梁临时固定后，立即进行校正作业：（1）标高校正：用水准仪测量梁端顶面标高，设计标高允许偏差为±5mm，偏差超标时，通过柱头垫板调整，垫板厚度不超过5mm，超过5mm时采用多层垫板垫实，垫板与柱头接触面贴合严密。（2）轴线校正：用全站仪测量梁端轴线偏移，允许偏差不超过3mm，偏差超标时用千斤顶缓慢推移调整到位。（3）垂直度校正：用全站仪测量梁侧向垂直度，允许偏差为梁高h/250，且不大于10mm，本工程梁高1200mm，允许偏差最大10mm，偏差超标时通过调整缆风绳松紧校正，调整到位后紧固临时螺栓。第二榀屋面梁就位校正完成后，立即安装两端水平系杆及跨中水平支撑，将第一、第二榀屋面梁连接形成稳定的空间结构单元，之后每吊装一榀屋面梁，校正完成后立即连接对应支撑系杆，每完成3榀屋面梁吊装，整体复核一次轴线位置及垂直度，偏差超标及时调整，严禁累计偏差。每日施工结束后，必须将当日吊装的屋面梁全部形成稳定的结构体系，不得留存未完成连接的悬臂构件，防止大风天气造成结构倾覆。4.6高强度螺栓施工（1）摩擦面处理：安装前检查高强度螺栓连接摩擦面，如有油污、锈蚀、浮锈，用干净钢丝刷清理干净，不得用砂纸或砂轮打磨，避免损伤摩擦面，降低抗滑移系数。（2）螺栓穿入：螺栓从节点板内侧向外侧自由穿入，同一节点穿入方向保持一致，不得强行敲打穿入，不得气割扩孔；因加工误差造成错孔时，采用铰刀扩孔，扩孔后直径不超过原螺栓直径的1.2倍，清理扩孔产生的铁屑，更换同等级大直径螺栓，报监理单位验收后使用。（3）初拧、复拧、终拧：本工程10.9级M24摩擦型高强度螺栓终拧扭矩按公式Tc=K·Pc·d计算，其中K为扭矩系数，取试验平均值0.125，Pc为螺栓预拉力225kN，d为螺栓公称直径24mm，计算得终拧扭矩Tc=0.125×225×24=675N·m；初拧扭矩为终拧扭矩的50%，即337.5N·m，复拧扭矩等于初拧扭矩。螺栓施拧顺序从节点中心向四周扩散，避免节点板翘曲变形；当天安装的螺栓必须当天完成初拧、复拧、终拧，初拧后做红色标记，复拧做蓝色标记，终拧做绿色标记，避免漏拧。（4）终拧检查：终拧完成4小时后，由质检员对终拧扭矩进行检查，按节点数抽查10%，且不少于1个节点，每个节点抽查不少于1个螺栓，扭矩偏差允许范围为±10%，不合格时加倍抽查，仍不合格则全部螺栓重新施拧；终拧完成后螺栓外露丝扣为2~3扣，允许最多有10%的螺栓外露1扣或4扣，符合规范要求。4.7现场焊接施工本工程屋面梁翼缘对接焊缝为一级焊缝，要求100%超声波探伤。（1）焊前准备：清理坡口两侧各50mm范围内的锈迹、油污、氧化皮，露出金属光泽；环境温度低于5℃或相对湿度大于90%时，对坡口两侧各100mm范围进行预热，预热温度不低于100℃，Q355B钢焊接预热温度最高不超过150℃。（2）焊接工艺：采用直流反接，分层多道焊接，每层焊缝厚度控制在3~4mm，每焊完一层立即清理焊渣，检查有无气孔、夹渣、裂纹等缺陷，缺陷清除后再焊下一层；焊接完成后，将焊缝表面焊渣、飞溅清理干净，打磨平整。（3）无损检测：焊接完成24小时后，委托有资质的检测单位进行超声波探伤，探伤标准符合GB11345-2013要求，缺陷超标时进行返修，同一部位返修次数不超过2次，返修后重新探伤，合格后方可进入下道工序。4.8节点涂装焊接及探伤合格后，对现场焊接节点及损伤涂层部位进行涂装处理：首先进行除锈处理，除锈等级达到Sa2.5级，然后刷环氧富锌防锈底漆两道，干膜厚度不小于80μm，再刷环氧云铁中间漆一道，干膜厚度不小于40μm，总干膜厚度不小于120μm，与原构件涂装厚度一致，涂装后4小时内不得淋雨，涂层固化前不得磕碰。5质量控制标准5.1主控项目（1）屋面梁的钢材品种、规格、性能必须符合设计要求及现行标准规定，质量证明文件齐全，抽样复检合格。（2）高强度螺栓的扭矩系数、预拉力，摩擦面抗滑移系数必须符合设计要求，试验报告齐全合格。（3）焊接焊缝质量经无损检测合格，符合设计要求的焊缝等级。（4）屋面梁安装完成后，定位轴线、标高、垂直度偏差符合规范及设计要求。（5）高强度螺栓终拧扭矩检查合格，无漏拧、欠拧情况。5.2一般项目及允许偏差屋面梁安装完成后，允许偏差符合下列要求：梁端轴线对定位轴线偏移≤3mm，梁端顶面标高偏差±5mm，梁侧向垂直度≤h/250且≤10mm，梁两端顶面高差≤L/1000且≤10mm，相邻梁梁端间距偏差≤10mm，螺栓外露丝扣2~3扣（10%以内允许1~4扣）。5.3质量控制措施（1）严格执行三检制，每道工序完成后，作业班组自检，合格后由施工员组织互检，再由质检员专检，全部合格后报监理单位验收，上道工序不合格不得进入下道工序施工。（2）所有计量器具定期检定，扭矩扳手每天班前标定，保证测量精度。（3）雨天、雾天、六级及以上大风天气，停止吊装、焊接、涂装作业，避免影响施工质量。6成品保护（1）构件进场堆放时，垫木位置符合要求，避免构件产生变形，不得在构件上随意堆放重物。（2）安装完成的屋面梁，不得随意切割开孔，不得作为起重锚点悬挂重物，避免损伤结构。（3）高强度螺栓终拧完成后，不得随意敲击螺栓及节点板，涂装完成后7天内不得磕碰涂层，避免涂层脱落损伤。（4）现场焊接作业时，用防火石棉布遮挡周边已完成涂装的构件，避免焊渣灼伤涂层。7安全文明施工7.1吊装作业安全（1）吊装作业区域设置警戒线及明显警示标志，警戒范围距离构件吊装半径不小于5m，无关人员严禁进入吊装区域，信号工统一指挥，信号明确，持证上岗，指挥信号采用对讲机加旗语，避免干扰。（2）六级及以上大风、大雨、大雾、能见度不足100m时，严禁吊装作业，吊装作业过程中突然遇大风，立即将构件落地，停止作业。（3）汽车吊支腿必须全部伸出，垫好路基箱及钢板，作业前检查起重刹车、变幅机构，确认正常后方可作业。7.2高处作业安全（1）所有高处作业人员必须系好双钩安全带，安全带高挂低用，挂钩挂在牢固的结构件上，不得挂在未固定的构件上。（2）操作平台满铺脚手板，防护栏杆、踢脚板设置齐全，作业人员工具放入工具袋，严禁抛掷工具、材料，避免高空坠物。（3）作业人员上岗前进行体检，患有高血压、心脏病、恐高症等不适合高处作业的人员，不得安排高处作业。7.3用电与防火安全（1）所有施工用电由专业电工布设，电焊机外壳接地良好，电线电缆绝缘良好，严禁私拉乱接，停工后及时切断电源。（2）焊接作业点配备2具4kg干粉灭火器，距离易燃易爆物品不小于10m，高处焊接作业时，下方设置接火盆，防止焊渣坠落引发火灾。7.4文明施工（1）构