清华附中门头钢结构改造施工方案

清华附中门头钢结构改造施工方案一、工程概况本工程为清华附中校门门头原有结构改造项目，改造范围位于清华附中主入口东侧现有门头区域，原有门头为1998年建成的钢筋混凝土框架结构，总长度24.6m，总高度8.2m，开间宽度4.2m。因原有结构混凝土碳化深度超过规范限值，承载力不足，同时外观造型无法满足校园文化升级需求，本次改造拆除原有混凝土门头上部结构，保留原有1.2m深钢筋混凝土基础，重新设计制作安装钢结构门头。改造完成后钢结构门头总长度26.8m，总高度9.6m，最大悬挑跨度3.8m，总用钢量约128.5t，外立面采用浅灰色氟碳喷涂铝板+深色实体造型幕墙，内嵌清华附中校徽及“自强不息，厚德载物”校训发光字，整体造型简洁庄重，符合百年名校文化定位。现场条件本工程位于清华附中校内主入口区域，北侧紧邻校内主干道，南侧紧邻荷清路城市人行道，施工期间需要保留主入口人车通行功能，仅占用原门头两侧各3m施工区域，施工场地狭小，材料堆放需分批次进场，每日施工完毕后需清理场地保障通行。现场施工用电从校内10kV配电室接引，配置2路380V三级配电箱满足施工需求，施工用水从门口市政消火栓接引，满足现场生产消防要求。施工期间需要严格遵守校园管理规定，工作日早8:00前、午12:00-14:00、晚18:00后禁止高噪声作业，节假日仅可进行无噪声安装作业。二、编制依据1.《钢结构设计标准》GB50017-20172.《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-20203.《建筑结构焊接规范》JGJ81-20204.《钢结构焊接规范》GB50661-20115.《建筑防腐工程施工及验收规范》GB50212-20146.《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202-20187.清华附中门头改造项目设计图纸、地质勘察报告8.现场实际勘察测量数据9.住房和城乡建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》三、钢结构设计参数与材料要求（一）设计参数1.结构安全等级：二级，设计使用年限：50年，抗震设防烈度：8度，设计基本地震加速度0.2g，场地类别Ⅱ类。2.荷载标准值：恒荷载标准值0.5kN/㎡，活荷载标准值0.5kN/㎡，风荷载标准值0.45kN/㎡，基本风压0.55kN/㎡（50年一遇），雪荷载标准值0.40kN/㎡，温度作用按±25℃考虑。3.主要构件截面参数：主体框架柱：采用H350×350×12×16热轧H型钢，材质Q235B；共4根，柱底与原有基础通过植筋锚栓连接，锚栓规格M24，埋深450mm。主体框架梁：主横梁采用H400×300×10×16热轧H型钢，次梁采用H300×200×8×12热轧H型钢，悬挑梁采用H450×300×12×20热轧H型钢，材质Q235B。次结构支撑：采用∠100×8等边角钢，材质Q235B，布置于框架节点之间，增强结构整体稳定性。外包龙骨：采用L50×5热镀锌角钢，间距400mm，与主结构通过焊接连接。节点连接：框架主节点采用10.9级M20高强度摩擦型螺栓连接，次要节点采用E43型焊条焊接连接。（二）材料要求1.钢材：所有钢材必须附有质量证明书，化学成分、力学性能必须符合国家标准要求，H型钢弯曲度偏差不超过长度的1/1000，总偏差不超过5mm，表面锈蚀、麻点、划痕深度不超过钢材厚度负偏差的1/2。2.焊接材料：E43型焊条必须符合GB/T5117-2012标准要求，药皮无开裂、脱落，焊芯无锈蚀，受潮焊条必须经100℃-150℃烘焙1小时后方可使用，随用随取。3.高强度螺栓：10.9级高强度摩擦型螺栓必须附有出厂合格证、扭矩系数检验报告，螺栓表面无裂纹、毛刺、锈蚀，运输储存过程中不得混批、碰损、受潮。4.防腐涂装：底漆采用环氧富锌底漆，干膜厚度≥80μm，中间漆采用环氧云铁中间漆，干膜厚度≥120μm，面漆采用氟碳面漆，干膜厚度≥60μm，总干膜厚度≥260μm，涂料必须附有出厂合格证、性能检测报告，有效期符合要求。5.锚栓：采用HRB400级钢筋制作的M24植筋锚栓，植筋胶采用A级环氧植筋胶，拉拔承载力检测值不低于150kN/根，符合GB50367-2013标准要求。四、施工部署（一）施工组织架构本项目设立项目经理1名，技术负责人1名，施工员1名，质检员1名，安全员1名，材料员1名，下设钢结构加工班组、基础处理班组、现场安装班组、防腐涂装班组、幕墙安装班组，总配置施工人员28人，其中持证焊工6人，起重工2人，架子工3人，所有特种作业人员必须持证上岗。（二）施工进度计划本工程总工期30日历天，具体进度安排如下：1.施工准备、原有结构拆除：第1-3日历天；2.原有基础检测、植筋锚栓施工：第4-7日历天；3.钢结构工厂加工、预拼装：第2-15日历天；4.锚栓拉拔检测、基础找平：第8-9日历天；5.钢构件进场验收、放线定位：第10-11日历天；6.主体框架吊装、拼接：第12-16日历天；7.次结构安装、节点焊接：第17-19日历天；8.焊缝检测、防腐补涂：第20-22日历天；9.外立面龙骨、铝板安装：第23-28日历天；10.清洁清理、竣工验收：第29-30日历天。（三）施工机械配置本工程配置主要施工机械如下：汽车吊（25t）1台，经纬仪1台，水准仪1台，二氧化碳气体保护焊2台，手工电弧焊4台，超声波探伤仪1台，扭矩扳手2把，锚栓钻机2台，喷砂除锈机1台，涂装喷枪2套，卷扬机1台，氧割设备2套，临时配电箱3个。五、主要施工工艺（一）原有结构拆除施工1.施工前首先在施工区域设置2m高硬质彩钢围挡，封闭施工区域，悬挂警示标识，安排专人引导人车通行，围挡顶部设置警示红灯，夜间保持常亮。2.原有混凝土结构拆除采用人工配合破碎锤施工，从上至下分层拆除，先拆除上部饰面，再拆除混凝土框架，拆除过程中采取洒水降尘措施，避免粉尘扩散影响校园环境。3.拆除过程中注意保护原有基础，保留原有基础混凝土承台，人工清理承台表面浮渣、松动混凝土，不得损伤原有基础结构，拆除垃圾每日施工完毕后及时清运出校园，不得在现场堆放。4.原有拆除完成后，对原有基础顶面进行测量放线，标注每个框架柱的锚栓定位坐标，原有基础顶面标高偏差超过20mm的部位采用C35无收缩水泥砂浆找平，找平后顶面平整度偏差不超过5mm。（二）植筋锚栓施工1.根据设计定位坐标，采用金刚石钻机钻孔，钻孔直径28mm，钻孔深度450mm，钻孔过程中避开原有基础内部钢筋，若遇到钢筋无法钻孔，及时上报设计单位调整锚孔位置，调整后锚孔间距偏差不超过50mm。2.钻孔完成后，采用毛刷配合压缩空气清理孔内粉尘，反复清理3次以上，确保孔内无浮尘、积水、杂物，孔壁干燥清洁。3.注胶采用手动注胶器，从孔底部向上注胶，注胶量达到孔容积的80%即可，避免插入锚栓后胶体溢出过多，然后将M24锚栓缓慢旋转插入孔内，确保胶体完全包裹锚栓，清除孔口多余胶体。4.植筋完成后，常温下养护24小时，养护期间不得扰动锚栓，养护完成后，按1%比例随机抽样做拉拔检测，本工程共32根锚栓，抽样3根，检测结果破坏荷载不小于150kN为合格，若有不合格加倍抽样，仍不合格全部返工处理。（三）钢结构工厂加工1.下料：根据深化设计图纸放样，放样尺寸偏差控制在±1mm以内，采用数控切割机下料，H型钢切割断面垂直度偏差不超过1mm，切割面粗糙度不超过25μm，下料后清除切割面毛刺、熔渣。2.拼接：H型钢接长采用坡口焊接，拼接焊缝等级为二级，对接错边量不超过壁厚的10%，且不大于2mm，拼接完成后矫正变形，H型钢翼缘对腹板的垂直度偏差不大于b/100（b为翼缘宽度），且不大于2mm。3.钻孔：高强度螺栓孔采用数控钻床钻孔，孔壁垂直度偏差不大于1/100孔径，孔直径偏差+0.5~+1.0mm，孔距偏差±1mm，同组孔距偏差不超过1.5mm，钻孔完成后清除孔边毛刺，不得有飞边、裂纹。4.预拼装：所有钢构件加工完成后，在工厂进行1:1整体预拼装，整体尺寸偏差控制如下：总长度偏差≤±10mm，总高度偏差≤±5mm，对角线偏差≤10mm，节点贴合间隙≤1mm，预拼装合格后，标注编号、定位线，方可出厂运输。5.防腐涂装：工厂涂装前进行喷砂除锈，除锈等级达到Sa2.5级，除锈后4小时内涂刷第一遍环氧富锌底漆，底漆干燥后涂刷环氧云铁中间漆，现场焊接节点预留100~150mm范围暂不涂装，工厂涂装完成后，对构件进行编号标识，用软质垫木隔离堆放，避免涂装层损伤。（四）钢构件现场安装1.基础放线：安装前重新复核锚栓位置、标高，锚栓中心位置偏差不超过±2mm，标高偏差不超过±5mm，弹出柱底定位线、框架梁安装控制线，复核无误后准备吊装。2.柱吊装：采用25t汽车吊吊装，吊装点设置在柱身1/2高度位置，采用两点起吊，吊点设置软质保护，避免损伤涂装层，起吊后缓慢移动到安装位置，将锚栓插入柱底底板预留孔，套上螺母临时固定，吊装完成后立即用经纬仪校正柱身垂直度，垂直度偏差控制在h/1000（h为柱高度），且不大于10mm，校正完成后拧紧螺母，做好临时支撑。3.框架梁吊装：框架梁分段加工，每段长度不超过12m，吊装采用单点起吊，起吊后调整位置，对准柱端节点，穿入临时螺栓固定，每节点穿入临时螺栓数量不少于总螺栓数量的1/3，且不少于2个，初步校正后进行主节点高强度螺栓安装。4.高强度螺栓安装：高强度螺栓自由穿入螺栓孔，不得强行敲打，穿入方向一致，螺栓安装分初拧和终拧，初拧扭矩为终拧扭矩的50%，初拧完成后24小时内完成终拧，终拧扭矩按照设计要求，M20螺栓终拧扭矩为390N·m，终拧完成后采用扭矩扳手检查，偏差不得超过±10%，做好终拧标记，遗漏螺栓及时补拧。5.整体校正：所有主体构件吊装完成后，整体校正结构的垂直度、水平度、总尺寸，整体水平度偏差不超过5mm，总长度偏差不超过±10mm，校正完成后拧紧所有螺栓，焊接次要节点。（五）焊接施工1.焊接前清理坡口两侧20mm范围内的油污、铁锈、水分，露出金属光泽，定位焊缝长度不小于50mm，高度不超过设计焊缝高度的2/3，定位焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣。2.主焊缝采用二氧化碳气体保护焊，次要焊缝采用手工电弧焊，H型钢对接焊缝采用双面焊，焊接顺序从中间向两端对称焊接，减少焊接变形，层间焊接清理焊渣，发现缺陷及时清除重焊。3.所有二级焊缝焊接完成后，进行100%超声波探伤检测，探伤等级符合GB50661-2011二级合格要求，三级焊缝外观检查，焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣、焊瘤，咬边深度不超过0.5mm，总长度不超过焊缝长度的10%。4.焊接完成后，采用火焰矫正校正焊接变形，加热温度控制在600℃-800℃，自然冷却，不得浇水冷却，矫正后构件平整度偏差不超过2mm/m。（六）现场防腐补涂1.现场焊接完成后，清除焊接部位氧化皮、焊渣，对运输安装过程中损伤的涂装层进行打磨清理，除锈等级达到St3级。2.按照底漆、中间漆、面漆的顺序补涂，补涂厚度与工厂涂装厚度一致，总厚度不得小于260μm，补涂过程中避免污染相邻已完成涂装面，补涂完成后检查干膜厚度，采用干膜测厚仪检测，每10㎡检测不少于3点，不合格部位补涂。（七）外立面安装施工1.外立面龙骨采用热镀锌L50×5角钢，按照400mm间距与主结构焊接，龙骨安装完成后校正平整度，龙骨表面平整度偏差不超过3mm，标高偏差不超过±2mm。2.氟碳喷涂铝板厚度为2.5mm，尺寸偏差±1mm，采用挂件连接，铝板之间留10mm缝打耐候密封胶，铝板安装完成后表面平整度偏差不超过2mm，接缝高低差不超过0.5mm，密封胶连续均匀，表面光滑无气泡。3.发光字采用亚克力透光面板+LED光源，安装前提前预留接线槽，接线做好绝缘防水处理，安装完成后通电测试，所有光源亮度均匀，无闪烁、不亮点。六、质量验收标准（一）基础及锚栓验收1.锚栓中心偏移：≤5mm，锚栓露出长度：+20mm~0mm；2.基础顶面标高偏差：±5mm，平整度偏差：≤5mm；3.植筋拉拔检测结果符合设计要求，合格后方可进行下道工序。（二）钢构件加工验收1.钢构件长度偏差：≤±5mm，弯曲矢高：≤L/1000，且≤5mm；2.高强度螺栓孔直径偏差：+0.5~+1.0mm，孔距偏差：±1.0mm；3.除锈等级符合设计要求，涂装干膜厚度合格率不低于90%，最低厚度不低于设计厚度的85%。（三）现场安装验收1.柱身垂直度偏差：≤h/1000，且≤10mm；2.梁顶面标高偏差：±5mm，侧向弯曲矢高：≤L/1000，且≤10mm；3.整体结构总长度偏差：±15mm，总高度偏差：±10mm，对角线偏差：≤15mm；4.高强度螺栓终拧扭矩偏差：±10%，螺栓穿入方向一致，外露丝扣不少于2扣，不多于3扣；5.焊缝探伤检测符合设计要求，外观质量符合规范二级标准要求。七、安全文明施工保障措施（一）安全管理1.所有施工人员进入现场必须佩戴安全帽，高空作业（超过2m）必须系安全带，搭设1.2m高防护栏杆，作业面铺设防滑脚手板，恶劣天气（风力超过6级、大雨、大雾）停止高空吊装作业。2.吊装作业前检查吊索、吊钩，确保完好无损，吊装区域设置警示围栏，禁止无关人员进入，起吊构件下方严禁站人，信号指挥统一，采用标准指挥信号，持证指挥。3.施工用电采用三级配电两级保护，所有用电设备接零保护，配电箱上锁，专人管理，焊接作业人员佩戴防护面罩，焊接作业区域配备2具4kg干粉灭火器，清除周边易燃物，防止火灾。4.每日施工前进行安全技术交底，每周开展一次安全检查，发现安全隐患立即整改，整改合格后方可继续施工，建立安全施工台账，做好记录。（二）文明施工管理1.严格遵守校园管理规定，按照规定时间施工，高噪声作业安排在允许时段，减少对校园教学的影响，施工区域全封闭管理，严禁非施工人员进入。2.材料分批次进场，进场后有序堆放，每日施工完毕清理现场垃圾，垃圾装入封闭垃圾袋，及时清运出校园，不得遗撒，保持施工区域周边整洁。3.现场设置洗车点，车辆出校园前清理轮胎泥土，避免污染市政道路，施工过程中采取降尘措施，拆除作业洒水，切割作业配备防尘罩，减少粉尘污染。4.施工人员统一办理校园出入证，服从学校保卫部门管理，不得随意进入校园教学、生活区，遵守学校各项管理制度。八、成品保护措施