●福田区体育公园工程V段钢结构安装施工方案 (三维动画演示请点击)

     

1.钢结构工程概况
本工程看台罩棚及部分楼梯采用钢结构，罩棚结构沿纵向跨度为8米，总长约110米，横向为弧型带悬挑的三点支撑的钢梁。由于该屋面为三维曲面形式，因此各跨外型均不同，每榀钢梁下支点在地下室地面上，两个上支点位于看台顶部、由空间四根圆钢管两两相交组成，钢梁出挑长度不同，为增加钢架的整体性，纵向采用刚性构件将每榀钢架连接起来，并在端部及跨中增设斜支撑。

2.施工重点及对策

2.1．工程施工重点

我们在认真阅读了业主的招标文件、设计图纸，对施工现场进行仔细考察，将以下几点作为本工程的重点。

2.1.1．弧型悬挑梁制作焊接变形

由于弧型悬挑梁采用钢板拼装焊接，构件单件较长，焊缝焊接量较大，变形较大，尤其是弧型悬挑梁焊接时产生的扭转和弯曲，如何控制弧型悬挑梁焊接时产生的变形为本工程重点之一。

2.1.2．弧型悬挑梁分段吊装时两段连耳的定位

为保证弧型悬挑梁两段在高空精确对接，段与段之间采用连耳定位，弧型悬挑梁定位为本工程重点之二。

2.1.3．钢结构吊装机械的选择

由于本工程工期较短，弧型悬挑梁长度较大，如何在弧型悬挑梁尽量少分段的基础上在较短时间内顺利吊装钢结构是本工程的重点之三。

2.1.4．钢结构弧型悬挑梁基础定位

由于钢结构弧型悬挑梁底座较大，弧型悬挑梁底座采用锚栓连接，如何准确定位弧型悬挑梁底座锚栓的预埋，是本工程的重点之四。

2.2．有关对策

2.2.1．建立高效的管理机构、选派高素质的管理人员

建立高效、健全的项目管理机构，明确岗位职责，把整个工程实施过程中的质量、安全、进度、文明施工、协调配合等职责进行有序分解并逐项落实，制定完善的项目管理制度，选派具有实施同类型工程丰富经验的管理人员，工程实施前与各协作单位签订责任合同，实施过程中加强与业主、监理的沟通，使各有关单位做到相互配合、相互理解，以确保工程顺利进行。

2.2.2．加强过程管理，尽量减少焊接量，严格控制构件矫正

加强板材下料控制，确保板材下料准确，严格控制拼装质量确保拼缝间隙以减少焊接量而减少构件焊接变形；认真设计焊接施焊顺序及尽量形成对称施焊以减少焊接变形；构件施焊结束后必须对钢结构弧型悬挑梁进行机械矫正；加强构件出厂前的检查，只有在构件全部通过检查后才能出场。

2.2.3．推行胎架施工，工厂预拼，段与段之间采用连耳定位

钢结构弧型悬挑梁制作推行胎架施工，工厂预拼，实现钢结构弧型悬挑梁上附件的准确定位。解决钢结构弧型悬挑梁底座与连接板的相对位置定位，附件与弧型悬挑梁相对关系的定位。

2.2.4．选用效率高，施工方便的钢结构吊装设备

为方便施工，本工程选用QUY -50吨液压履带式起重机吊装钢结构，QUY -50吨液压履带式起重机吊装钢结构一方面可以根据现有条件就近吊装构件，提高单次吊装重量，减少弧型悬挑梁分段，另一方面液压履带式起重机移位方便，可提高工作效率，吊装区域大，对本工程尤其具有优势。

2.2.5．设置吊装用临时支撑，实现超长超重构件的空中拼接

对于设计上跨度大，无法单次吊装就位的钢结构悬挑梁，施工时将采用分三节吊装，空中拼接的方法安装。分节位置将依据设计院认可的施工图确定。

2.2.6．实行多级测量控制网

对于第一节钢结构弧型悬挑梁的就位，本工程我司将根据结构整体一级测量控制网延伸二级控制网，从二级控制网确定弧型悬挑梁支座的中心定位基准线，中心定位基准线作为弧型悬挑梁就位的基准，控制住弧型悬挑梁就位的中心线偏差。

3、施工部署

3.1．组织管理体系及主要人员简介

为了建造令业主满意建筑，我司根据本工程的规模、建筑特点、功能，经认真研究，决定建立一个强有力高效率的组织管理体系，为本工程按质、按量、按期完成提供组织保障。我司拟选调一批参加过类似工程的施工经验丰富、责任心强、素质高的工程技术骨干组建成项目经理部，对本工程施工进行全面统筹管理。项目组织机构如下：

3.2．施工流程

 

 

3.3.劳动力计划

3.3.1制作劳动力计划

序号

工种

数量

序号

工种

数量

1

管理人员

8

5

测量工

4

2

吊装工

6

6

涂装

6

3

装配工

30

7

探伤

4

4

焊工

30

8

普工

15

 

3.3.2安装劳动力计划

序号

工种

数量

序号

工种

数量

1

管理人员

8

6

焊工

16

2

吊装工

12

7

测量工

6

3

装配工

18

8

探伤

2

4

铆工

10

9

普工

10

5

钳工

6

 

 

 

3.4.施工机械、设备配置

本工程钢结构施工，制作拟投入的主要设备有数控切割机、校直机；焊接拟投入的主要设备有埋弧焊机、二氧化碳焊机、手工直流电焊机、栓钉焊机；安装拟投入的主要机械设备有履带吊；涂装拟投入的主要设备有喷丸机、高压无气喷漆机；测量拟投入的主要设备有全站仪、铅垂仪、经纬仪、水平仪；检测拟配置的主要机械设备有涂层测厚仪、超声波探伤仪等。

拟投入本工程机械设备及性能情况如下表所示：

序号

机械设备名称

数量

使用年限

性能

1

板材等离子数控切割机

2台

9年

优

2

数控火焰切割机EXA6000×2000

1台

4年

优

3

校直机(315吨)

1台

1年

优

4

剪板机QC12Y-20×2500

1台

2年

优

5

50吨履带吊吊

1台

3年

优

6

恒温恒湿涂装车间

1间

5年

优

7

铣边机XBJ-12M

1台

3年

优

8

CO2气保焊机XCM-500

42台

2年

优

9

H型钢埋弧焊机生产线

1条

新

优

10

H型钢门型焊机

4条

5年

优

11

焊接操作机CZ4×7

1台

1年

优

12

ZXG-100R单丝埋弧焊机

40台

1年

优

13

H型钢翼缘矫正机

4台

5年

优

14

J2-JDB激光经纬仪

2台

1年

优

15

H型钢数控三维钻BDL-150/3

2台

3年

优

16

万向摇臂钻

2台

5年

优

17

CTS-22B超声波探伤仪

1台

2年

优

18

磁粉探伤仪CDX（4000-10000A）

2套

2年

优

19

万能试验机WE-1000B

1台

1年

优

20

半自动冲击机JB-30B

1台

2年

优

21

涂层测厚仪EPK600BF

1套

2年

优

22

布氏硬度机HB-3000B

1套

2年

优

23

冲击试样缺口手动拉床

1套

2年

优

24

HV-4B微机CS分析仪

1套

2年

优

25

HB-2H引烘炉

1套

2年

优

26

RB-1试块一台套

1套

2年

优

27

HP-GL/2绘图仪

1台

5年

优

28

抛丸机PB-8-250

2台

6年

优

29

CLEMCO喷丸机

2台

3年

优

30

5~25T德国安博起重机

20台

3年

优

31

水旋式喷漆线

1条

1年

优

32

高压无气喷漆机

W33-70

1条

2年

优

33

DC-2000A/F/H测厚仪

1台

3年

优

34

500F数字式干膜测厚仪

2台

5年

优

35

CO2半自动气体保护焊焊机

3台

6年

优

36

CO2半自动气体保护焊焊机

7台

2年

优

37

直流电焊机

3台

2年

优

38

交流焊机

10台

3年

优

39

半自动切割机

2台

1年

优

40

全站仪

1台

3年

优

41

经纬仪

4台

3年

优

42

水平仪

2台

7年

优

43

超声波探伤仪

2台

 

优

 

3.5.施工进度计划

3.6.施工现场平面布置图

平面布置图中，钢结构施工平面布置主要考虑QUY -50吨液压履带式起重机的行走路线和构件进场的临时道路；构件堆场随施工部位变化；施工现场平面布置见总平面布置图。

4.施工准备

4.1.施工技术准备

4.1.1.参加图纸会审，与设计、监理充分沟通，认真做好施工图的深化设计，尽早安排构件加工。

4.1.2.做好必要的工艺试验，如加工厂、现场焊接工艺试验。

4.1.3.进一步计算构件安装时各工况构件受力及确定抗失稳的技术措施、要求。

4.1.4.对现场周边交通状况进行仔细调查，确定钢构件进场路线。

 

4.2.材料构件准备

4.2.1.根据施工图，测算各主耗材的数量，作好定货安排，确定进场时间。

4.2.2.各施工工序所需临时支撑、钢结构拼装平台、脚手架支撑、安全防护器材数量的确认，及安排进场搭设、制作。

4.2.3.根据现场吊装安排，编制钢结构件进场计划，安排制作运输计划。

5.施工技术措施

5.1.本工程拟采用的新工艺、新技术、新材料

本工程拟采用的主要新工艺有现场光丝二氧化碳气体保护焊。根据本工程现场吊装分段及构件设计图纸要求，钢结构构件现场焊接节点较多，若采用通常的手工焊焊接工艺不但效率低，而且焊接变形也较大。我司根据自身的钢结构施工技术优势将采用现场光丝二氧化碳气体保护焊。该工艺由于其对焊接施工人员技术要求很高，对现场管理要求比较严格，采用的现场光丝二氧化碳气体保护焊不但相比较于其他的现场高空焊接方法效率高、变形小、质量更为可靠。

5.2.钢结构制作

5.2.1.钢结构制作工艺流程

5.2.2.施工图转换

5.2.2.1.施工图转换出图思路

根据设计院提供的深圳市福田区体育公园钢结构图纸、文件及CAD图形文件，根据技术交底确定出图范围。建立钢结构的三维模型。对每个单体的重要关键节点，请专家确认的方式，保证万无一失。准确标出构件及各零件角度和中心线交点的距离，各构件下料图预留焊缝收缩余量等。施工工艺图送交设计、业主、监理确认后，方可下料制作作为工程施工及验收依据。

5.2.2.2.钢结构施工图转换设计软件

本工程的施工图转换设计采用AUTOCAD绘图软件，其中钢结构专业设计软件有：AUTOCAD R2000绘图软件、Xsteel、天正软件、结构设计及绘图软件包REI软件以及大型软件TRIBON、ANSYS等。各软件的功能如下表所示：

软件名称

软件产地

主要功能

在本工程的

主要应用

备注

AUTOCAD R2000绘图软件

美国

二维平面图绘制、

三维实体制作

绘图

 

Xsteel钢结构设计软件

芬兰

通过三维智能钢结构建模，迅速得到零件、安装、总体布置图及各构件参数

立体建模、零件数据生成、施工详图绘制

主要使用软件

REI 钢结构设计软件

美国

用于结构分析、钢结构设计与优化、快速几何建模及绘制

施工详图

结构

分析计算及

节点优化设计

 

天正建筑设计软件

中国

便于迅速创建、编辑平面、立面、剖面、三维方案以及

施工详图

基础等辅助

设计

 

Super2000钢结构设计软件

美国

用于结构分析、强度和稳定性计算和节点优化设计

结构

分析计算及

节点优化设计

 

ANSYS

美国

用于结构分析、强度和稳定性计算和节点优化设计

结构

分析计算及

节点优化设计

 

5.2.2.3.钢结构施工图转换设计流程

钢结构深化设计开始前，按ISO9001的程序文件的要求，对钢结构制作和安装方案进行会审。

深化设计过程应包含钢结构制作工艺流程、节段划分方案、制作精度控制方案、质量检测方案等内容。

工程图纸文件

钢结构施工图转换设计流程如下：

5.2.3.钢结构制作一般工艺

5.2.3.1.放样、号料

a.放样、号料前应检查钢材牌号、规格、质量符合图纸及有关规定的要求。

b.根据工艺要求及排版图预留制作和安装时的焊接余量及切割加工余量。

c.根据来料情况以及图纸中的要求对钢构件进行精心排料，矫正后直接号料，并对号料零件做好标识。

5.2.3.2.下料

a.下料采用半自动切割机和数控切割机进行。气割前应将钢材表面的铁锈、污物等清除干净，切割后应清除熔渣和飞溅物。

b.气割时钢材应放平、垫稳，切割线下面应留有空隙。

5.2.3.3.零件矫正

a.切割下料后，应进行矫正，采用校平机及火焰进行

b.热矫正温度控制在600℃～800℃。

5.2.3.4.组装

a.零件的组装在工作平台上或胎架上进行。

b.组装前，将零部件按排版图进行拼装、焊接、矫正，经检验合格后，方可继续组装。

c.组装前焊接区彻底清除铁锈、油污、水分等，显露出金属光泽。

d、组装点焊采用与正式焊接材料相同的焊材。

5.2.4.主要构件的制作

制作工程中难度较大的是悬挑钢梁的制作，主要通过悬挑钢梁的拼接、悬挑钢梁制作的胎架设计、悬挑钢梁附件的定位等几个方面来进行控制。

5.2.4.1. 悬挑钢梁的拼接

a. 悬挑钢梁拼接施工流程如下

 

接头除锈、油漆

 

5.3.2.吊装设备的选择

为方便施工，本工程选用QUY -50吨液压履带式起重机吊装钢结构，QUY -50吨液压履带式起重机吊装钢结构一方面可以根据现有条件就近吊装构件，提高单次吊装重量，减少弧型悬挑梁分段，另一方面液压履带式起重机移位方便，可提高工作效率，吊装区域大，对本工程尤其具有优势。

5.3.3.构件分段分节

综合考虑制作、运输、安装及进度要求，按以下分节方案考虑：

悬挑钢梁分三节吊装，钢管支撑由于长度不大，不再分节。

由于悬挑钢梁长度较大，大于30米，重量较大，无法一次吊装到位，施工时拟分三次进行吊装，现场接头采用全熔透焊接。悬挑钢梁的分节及吊装如下图所示：

5.4.2.高强螺栓施工技术

5.4.2.1. 高强螺栓连接件检查

结构吊装前要对摩擦面进行清理，清除浮锈、板边毛刺、卷边、切割瘤、油污等。组装时用钢钎、冲子等校正孔位，首先用约占1/3螺栓孔数量的安装螺栓进行临时连接，待结构调整就位以后换穿高强螺栓，并用摇头扳手适当拧紧。安装时，高强螺栓应能自由穿入孔内。遇到不能自由穿入时，应用绞刀修孔，严禁强行敲入。

5.4.2.1.高强螺栓的紧固顺序

高强螺栓的紧固顺序应由螺栓群中央顺序向外按初拧-终拧程序拧紧，高强螺栓必须当天终拧完毕。

5.4.2.3.高强螺栓的终拧检查

扭剪型高强螺栓终拧结束后，应以目测梅花头拧掉为合格。

5.7.1.制作厂钢结构除锈油漆

5.7.1.1.除锈

钢结构油漆前应进行除锈处理，除锈质量等级要求达到设计要求及《油漆前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923）的标准，除锈后采用无水无油的压缩空气清除附着在构件表面的砂子和粉尘。

5.7.1.2.油漆要求

钢材经除锈处理后进行油漆施工，涂层厚度达到设计要求，现场焊缝两侧各50mm范围内待现场焊接完毕后补漆。油漆施工必须按照油漆说明书要求或技术工程师的指导进行。

6.质量保证措施

6.1. 施工及验收规范标准

本钢结构工程施工及验收按我国现行有关规范标准进行,主要标准如下:

《低合金结构钢技术条件》（GB1591）

《合金结构钢技术条件》（GB3077）

《钢结构用扭剪型高强度螺栓》（GB3632～3633）

《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81）

《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

《六角头螺栓》（GB5782-2000）

《钢焊缝手工超声波探伤规范》（GB11345）

《焊接用钢丝》（GB1300）

《低合金钢焊条》（GB5118）

《手工焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》（GB985）

《钢结构设计规范》（GBJ17）

《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82）

《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》（GB/T-3632）

《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》（GB/T-3633）

《优质碳素结构钢钢号及一般技术条件》（GB699）

《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923）

6.3.钢结构制作工程质量保证措施

6.3.1.制作中保证工程质量的主要措施

a.在钢结构加工制作的全过程中，除了严格执行设计图纸、技术文件规定的技术要求及有关规范、标准所规定的要求外，还将确立质量目标，用历年工程所积累的成熟制作工艺、检测手段，确保工程总体质量。

b.在钢结构放样、制作、拼装过程中，采用同一把经检定的合格量具，确保尺寸精度。

c.板材的对接焊缝尽量采用自动焊，角焊缝尽量采用半自动焊，运用工厂工程制作保证体系，选派有丰富经验持证焊工、探伤人员上岗。

d.编制详细的施工工艺，并实行监督和反馈制度。

e.专材专用，钢材、油漆、焊条及其他材料具有质量证明书，并按使用区域逐项登记。

6.3.2.钢结构制作、拼装、焊接及油漆工程质量控制程序

质量的保证依赖于科学的管理和严格的要求，为此特制定本工程钢结构制作、拼装、焊接及油漆工程质量控制程序图。

7.1.3.现场安全生产技术措施

a.要在职工中牢牢树立起安全第一的思想，认识到安全生产，文明施工的重要性，做到每天班前教育，班前总结，班前检查，严格执行安全生产三级教育。

b.进入施工现场必须戴安全帽，高空作业必须系好安全带。

c.吊装前起重指挥要仔细检查吊具是否符合规格要求，是否有损伤，所有起重指挥及操作人员必须持证上岗。

d.高空操作人员应符合超高层施工体质要求，开工前检查身体。

e.高空作业人员应佩带工具袋，工具应放在工具袋中不得放在钢梁或易失落的地方，所有手动（如手锤、扳手、撬棍），应穿上绳子套在安全带或手腕上，防止失落伤及他人。

f.钢结构是良好导电体，四周应接地良好，施工用的电源线必须是胶皮电缆线，所有电动设备应安装漏电保护开关，严格遵守安全用电操作规程。

g.高空作业人员严禁带病作业，禁止酒后作业，并做好防暑降温工作。

h.吊装时应架设风速仪，风力超过6级或雷雨时应禁止吊装，夜间吊装必须保证足够的照明，构件不得悬空过夜。

i.乙炔、油漆等属易爆、易燃物品，应妥善保管，严禁在明火附近作业，严禁吸烟。CO2气体也应妥善保管。

j.焊接平台搭设后应作好防火措施，防止火花飞测。

7.2.施工安全保障设施

钢结构安装高空作业量大，需用安全设施多，为确保施工安全，现场将组建专业安全班组，负责工程安装中所需的一切安全设施的搭设。

7.2.1.现场防火及台风、水灾、地震之防护

7.2.1.1.气象机关发布暴雨、台风警报后，守卫及有关单位应随时注意收听报告台风动向之广播，转告项目经理或审查主管。

7.2.1.2.台风接近本地区之前，应采取如下预防措施：

a.关闭门窗，如有特别防范设备，亦应装上，井架、外架上绑扎防护物并与建筑物拉接牢固。

b.熄灭炉火，关闭不必要电源或煤气。

c.重要文件及物品放置于安全地点。

d.放在室外不堪淋雨的物品，应搬进室内或加以适当遮盖。

e.准备手电筒、蜡烛、油灯等照明物品及雨衣、雨鞋等雨具。

f.门窗有损坏应紧急修缮，并加固房屋天面及危墙。

h.指定必要人员集中待命，准备抢救灾情。

7.2.1.3.强台风袭击时，应采取下列措施：

a.关闭电源或煤气来源。

b.非绝对必要，不可生火，生火时应严格戒备。

c.重要文件或物品应有专人看管。

d.门窗破坏时，警戒人员应采取紧急措施。

e.为防止雷灾，易燃物不应放在高处，以免落地造成灾害。

f.为防止被洪水冲击之处，应采取紧急预防措施。

7.2.2.现场防雷击措施

加强防雷接地检测，接地电阻不得大于4欧姆。