超高层商业建筑钢结构工程施工组织设计#山东#钢结构安装#附效果图#混凝土钢框架结构Word格式文档下载.docx
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区域
构件类型
工程量
1
主梁
BH梁
2260.8t
2
次梁
H梁
2636.6t
3
框架柱
钢管柱
4627.8t
4
桁架
上、下弦,斜腹杆
339.9t
5
核心筒内梁
板制H型钢柱
2124.7t
6
核心筒埋件
钢板
62t
7
核心筒钢骨柱
板制H型钢梁
552
8
屋面支座
72t
9
屋面结构
182.8t
10
屋面飘带
矩形管
572.5t
11
屋面飘带桁架
钢管、矩形管
106.7t
12
楼面隅撑
角钢
46.3t
13
中心通廊
H型钢
67.8t
14
地脚锚栓
圆钢
64t
1.3典型节点
钢梁与钢管柱连接节点
钢梁与劲性柱连接节点形式
钢梁与核心筒剪力墙连接节点图
1.4相关单位
业主:
上海绿地集团山东置业有限公司
设计:
华东建筑设计研究院有限公司
监理:
上海建科建设监理咨询有限公司
总包:
上海建工集团股份有限公司
土建主承包:
上海第四建筑有限公司
钢结构安装单位:
上海市机械施工有限公司
钢结构深化加工制作单位:
上海绿地建筑钢结构有限公司
1.5工程重点和难点
1.5.1工程重点
1、桁架层施工:
环带桁架所属的设备层施工是本工程的重点,安装精度的高低、施工质量的好坏关系重大,而且设备层的施工涉及各专业、各工种的协调,是工程的一个重点。
2、屋顶飘带施工:
屋顶飘带造型独特,结构复杂,安装精度高,占用工期较大,是本工程的另一大重点。
1.5.2工程施工难点和关键点
(1)工期紧,钢结构工作量大
本工程中,为了确保总工期的顺利实现,钢结构施工的工期安排为18个月,钢结构总吨位约13000吨,结构高度达292m,涉及60个楼层,结构数量多,又包括一道桁架层。
(2)现场场地狭小,多专业同时施工
由于本工程地处闹市中心,场地狭小,紧邻高架路和商业街。
结合工程总体布置和土建施工的交叉配合协调,现场可供钢构件堆场的场地非常有限,钢构件堆场必须与土建施工紧密协调,统筹安排,最大限度利用平面和立体空间,施工期间还必须考虑主楼南侧人防通道的施工,对钢结构施工的配套管理提出非常高的要求。
(3)桁架层施工精度要求高
本工程中桁架层为环带桁架,结构体量大,桁架的各节段梁都为高强螺栓连接,施工精度高。
其安装精度的高低与施工质量的好坏关系重大,而且桁架层的施工涉及各专业、各工种的协调。
(4)屋顶飘带高、重量大
本工程的屋顶飘带高达42m,总重达950t,无论采用何种方法均有一定的难度。
(5)制作难度大
由于是超高层钢结构,厚板的焊接工艺是制作的难点,保证构件的外形尺寸,减少焊接变形,确保制作质量是必须面对的难题。
1.6工程目标
(1)安全目标
◆无重大人员伤亡事故和火灾事故。
◆遵章守纪,杜绝违章施工,轻伤事故频率控制在0.8‰以下。
(2)质量目标
◆按《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)和相关验收标准等相关标准规范一次验收合格。
(3)工期目标
◆从2011年7月至2012年11月完成全部钢结构吊装。
(4)文明施工目标
◆达到济南市建筑工程施工现场标准化管理规定组织施工的要求。
二、编制依据
1、济南绿地普利中心项目工程施工合同、协议书;
2、本工程钢结构施工的设计图纸和设计技术要求;
3、施工规范及标准:
(1)《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001);
(2)《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002);
(3)《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001);
(4)《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》(GB/T11345-89);
(5)《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)。
三、施工总体部署
本工程地下-14.2m,地上249.7m。
北侧与已有建筑联通大厦相邻,综合考虑构件重量和施工工期,选择2台STT293(300t·
m)塔吊外附布置于钢管柱外侧,作为钢结构安装的主要机械,配备1台120t汽车吊进行塔吊的安装与拆除,再配备一台50t汽车吊进行构件卸车及驳运。
使用该外附塔吊既可减少桁架分段、提高工效,同时兼顾安全性。
钢结构堆场的布置根据现场施工操作面的转移而进行调整。
3.1钢结构安装施工技术路线
根据本超高层建筑结构的特点和外围周边环境情况,本工程采取STT293外附塔吊覆盖所有大型钢构件、局部小型构件卷扬机等综合协调安装的技术路线。
即以布置于主结构外侧的STT293塔吊满足主要钢构件的流水搭接施工,部分小型构件利用神仙葫芦、卷扬机等工具协调安装的方法进行施工。
(1)钢结构框架施工
钢结构框架是指外围框架钢管柱、主梁、次梁等结构,标准楼层的层高为4.2m和3.6m,钢框架安装属于常规钢结构安装,两台STT293塔吊直接安装,各自负责整个楼层平面二分之一的所属区域内结构的安装。
核心筒内模板投影范围内的局部小型钢构件和局部埋件可采用卷扬机、电动葫芦和神仙葫芦等施工机具进行施工。
(2)环形桁架施工
环形桁架位于F31~F32结构层,根据吊机起重性能将环带桁架的上下弦杆与斜腹杆断开分别吊装,由目前设计图纸反映环带桁架采用高强螺栓的连接方式,这无疑对现场环带桁架安装提出了更高的精度要求。
为保证分段桁架高空顺利设计连接,环带桁架工厂内必须进行整体预拼装,分段安装时充分考虑施工变形因素。
分段后的上下弦杆的长度控制在塔吊的起重性能范围之内,为减少高空的拼装工作,其中部分分段弦杆可采用两台STT293塔吊双机抬吊安装到位的。
安装过程中弦杆依靠周边柱作为临时支撑待其形成整体后,按照设计采用高强螺栓连接后再拆除环带桁架与其下周边柱的临时连接。
(3)屋顶飘带施工
屋顶飘带钢结构位于249.7米至292.6米间,待详细施工图出图后,编制屋顶安装专项方案。
屋顶飘带天线指屋顶三棱锥钢结构,飘带采用100X900矩形截面钢管,有5道水平钢管桁架,分布在三棱锥体的不同高度上,将三个面的飘带连成一体,构成一个稳定的结构造型。
考虑到屋顶飘带结构绝对标高,且超出其侧向的砼核心筒顶标高42米,采用STT293塔吊附墙附在结构最高层后继续爬升,直接吊装的安装方法,此方法不必对飘带本身做过多的结构加固,只要塔吊的有效高度高于飘带顶标高即可。
屋顶飘带钢结构底部落在主体结构的60层上,整个屋顶的高度为42m,飘带顶绝对标高为+292m,若采用土法施工难度相当大,这样的高度还必须充分考虑风荷载的影响。
3.2.钢结构安装流程
本工程由于施工现场场地十分狭小,钢结构安装采取随吊随运,现场备用两天的构件余量,提前提出供货清单。
标准节框架安装采用节间综合安装法即先选择一个节间作为标准间,安装相邻18根钢柱后立即安装框架主梁、次梁等,由下而上逐间构成空间标准间,并进行校正和固定。
然后以此标准间为依靠,按规定方向进行安装,逐步扩大框架,每立2根钢柱,就安装1个节间,直至整节框架楼层施工完成。
四、施工机械设备选用和材料进出场计划
4.1.施工机械设备的布置及性能
根据结构特点、塔吊机械性能、吊装半径及构件分段重量,充分考虑施工成本和设备,选用2台300t·
m级的STT293外附塔吊作为主要钢结构施工安装机械。
塔吊原则上以四个标准层为一次爬升高度(约16.8m),局部特殊层另行局部调整,西侧STT293塔吊爬升13次,南侧STT293塔吊爬升12次。
钢结构堆场处布置2台50t汽车吊作为辅助机械进行卸车等工作。
(1)塔吊的布置位置
根据本工程结构特点,ST293外附塔吊分别布置于TA4和TA5轴及TB4和TB5轴之间。
STT293塔吊布置须充分考虑:
☆满足外附条件;
☆与土建配合协调;
☆钢结构吊装覆盖面;
(2)塔吊基础的布置
本工程两部STT293塔吊基础均采用标准基础,塔机基础尺寸为6.5m×
6.5m×
2.0m,对应的地基承载力不小于0.21MP。
砼根据大底板等级由原标准C30加强至C40,基础的配筋如下图:
(3)塔吊施工工况
STT293外附塔吊约每隔四层爬升一次,主楼基本层高4.2m,因而上下两道支承基本间距为15m~18m,局部可根据塔吊的使用手册进行调整。
(4)塔吊性能
STT293塔吊为起重能力为300t·
m的塔吊,其最大起重性能的起重量为18t。
本工程施工中西侧塔吊接54m巴杆,其起重性能为:
R=3.5m~54m,M=18t~4.1t;
R=40m,吊重M=6.45t;
R=34m,吊重M=7.73t,南侧塔吊接40m巴杆,其起重性能为:
R=3.5m~40m,M=18t~8t;
R=35m,吊重M=9t;
R=40m,吊重M=8t。
4.2塔吊的附墙
STT293独立钩底高度为62.6米,附着以上悬高不得大于50.0米(15.5个标准节),附墙间距不得大于36.0米(12个标准节)。
本塔机砼承台面标高为-14.2米。
本工程附墙原则为每隔15米做一道附墙,两道正式附墙间距30米,因塔身具体的附着位置作略微调整。
附墙的布置形式为每隔两道(不分临时和正式)换一次布置形式。
具体的附着的布置形式及附墙间距见塔机附墙立面图。
4.2.1塔机附墙耳板图
4.2.2塔机附墙拉杆图
4.2.3塔机附墙抱箍图
4.3施工机械设备选用和进出场计划一览表
序
施工机械设备名称
数量
进出场计划
备注
STT293塔式起重机
2011.8
~
2012.12
安装钢结构
重型构件卸车
50t汽车吊
2011.7
构件卸车
场内构件驳运
120t汽车吊
安装、拆除塔吊塔吊
五、施工总平面布置图
5.1.施工总平面布置原则
施工总平面布置合理与否,将直接关系到施工进度的快慢和安全文明施工管理水平的高低,为保证现场施工顺利进行,现场施工总平面布置需要遵循以下原则:
A.在满足施工的条件下,尽量节约施工用地;
B.在满足施工需要和文明施工的前提下,尽可能减少临时建设的投资;
C.在保证场内交通运输畅通和满足施工对材料要求的前提下,最大限度的减少场内运输,特别是减少场内二次搬运;
D.符合施工现场卫生及安全技术要求和防火规范。
5.2.主楼地下室施工阶段
考虑到本工程地处市中心重点区域,构件的进场基本都在夜间,所有运输车辆及机械设备均从1#门或6#门进入。
主楼地下劲性钢柱及钢管圆柱选用一台TD1-STT293塔吊安装,TD1在大底板浇捣完后进行组装,其安装选用一台LTM1120/1型120t汽车吊停在西侧施工道路上吊装。
吊装时,支脚处铺设专用路基箱。
该施工阶段,利用TD1-STT293塔吊完成所有18根钢管圆柱及6根劲性钢柱的吊装。
由于现场场地比较狭小,西侧及南侧部分道路作为钢结构卸车及堆场场地。
(附图1:
安装TD1塔吊平面布置图)
(附图2:
主楼地下室施工平面布置图)
5.3.主楼上部结构±
0.00至60层施工阶段
完成主楼地下室钢结构安装后,使用TD1-STT293塔吊和120吨汽车吊配合,安装TD2-STT293塔吊,由此两台吊车同时施工,进行钢结构安装。
钢结构安装至F31层后,由于塔吊所附钢管圆柱开始整体向核心筒内侧收缩倾斜,断面也发生了变化。
TD1和TD2塔吊附墙加长,仍为外附式,进行结构安装。
此一阶段是主楼施工的最主要阶段。
除上述施工塔吊外,另在现场配置50t汽车吊二台作为构件场内驳运的机械。
利用主楼西侧和南侧地下裙房顶板,由设计进行加固后,作为钢柱和桁架节段的临时堆放场地。
(附图3:
安装TD2塔吊平面布置图)
(附图4~11:
主楼±
0.00至60层施工工况图)
5.4.主楼屋顶飘带施工阶段
60层结构层施工完成后,由于屋顶飘带为纯钢结构,吊装数量减少,因此保留TD1-STT293塔吊继续爬升吊装,TD2-STT293塔吊自降并拆除。
屋顶飘带施工阶段,TD1-STT293塔吊最大悬臂高度47.5m,吊装半径54m,能满足所有构件的安装工作,直至更个主楼钢结构安装完毕。
5.5.塔吊的拆除
塔吊的拆除也是高层结构施工的一个难点。
因此本工程,在塔吊的选择过程中,已充分考虑到塔吊拆除的便捷性。
TD2-STT293塔吊在完成主体结构吊装后自降至地面,并用120t汽车吊拆除。
TD1-STT293塔吊在完成屋顶飘带安装后自降至地面,再用120t汽车吊拆除。
六、钢结构安装施工方案
6.1常规钢结构安装工艺
6.1.1结构概述
常规钢结构是指结构外侧钢管圆柱和核心筒剪力墙内的劲性柱、劲性梁及框架连梁等除特殊结构外的常规钢结构安装。
标准楼层基本层高,桁架层以下楼层为4.2米,桁架层以上楼层为3.6米。
6.1.2安装流程
常规钢结构安装工艺流程如下:
6.1.3安装工艺
6.1.3.1劲性钢结构安装
(1)劲性钢结构系统概述
劲性钢结构系统是指埋入砼中的钢结构,主要为核心筒内H型柱和H型梁结构。
(2)分段原则
在划分每节钢结构本身的重量时应将其控制在塔吊的起重性能之内,超过起重性能应做分节处理,此外还兼顾吊装过程中的稳定问题。
本工程钢结构框架分段重量控制在9t之内,F31桁架层及非标注层均一层一节;
标准层二层一节,分段重量控制在9t之内;
(3)劲性钢柱安装施工工序
(4)安装注意事项
劲性钢结构的安装采取边吊边校的方法,操作人员应有具体的测校记录。
当达到要求后,应即刻拧紧定位安装螺栓,并进行焊接固定。
后续的钢筋砼在施工方法上应尽量避免产生对劲性钢结构安装质量有影响的操作和环节。
(5)测量
劲性钢结构的安装基准线与土建施工共用一套测量系统,每节施工前均应测量复核,采用两台经纬仪进行校正。
(6)安装方法
A.钢柱安装前应对下一节柱的标高与轴线进行复验,发现误差超出规范,应立即修正。
B.安装前,应在地面把钢爬梯等装在钢柱上,供登高作业用。
C.钢柱加工厂应按要求在柱二端设置临时固定用的连接耳板,上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后,即用螺栓与连接板作临时固定。
待钢柱对接(指电焊)完成,且验收合格后,再将耳板割除。
D.钢柱一般采用二点就位,一点起吊。
单机旋转回直法起吊时钢柱根部必须垫实,做到回转扶直,根部不拖拉。
E.钢柱起吊时,必须垂直。
吊点一般设在柱顶,可以利用临时固定连接耳板上的螺孔。
6.1.3.2钢框架安装
(1)钢框架结构系统概述
本节所述钢框架主要指外围钢柱间钢梁和楼层钢梁。
外围劲性柱间钢梁与外围柱是通过高强螺栓和焊接共同连接的。
楼层钢梁与核心筒剪力墙是通过预先埋设在剪力墙中的钢板连接的。
(2)安装流程
(3)构件的就位
根据现场实际情况,构件从制作厂家运输到现场以后,由2台50T汽车吊和STT293塔吊卸车就位至钢结构堆场上。
注意在卸车和就位的过程中严禁和其他构造物相碰,以免构件发生变形产生安装困难和精度问题;
在就位过程中,构件的堆放原则是:
大型、重型构件堆放在靠近STT293塔吊的地方,小型构件放在外围范围内。
(4)施工原则
钢框架采用节间综合安装法安装,钢框架安装时应按以下原则进行:
(1)每节框架吊装时,必须先组成整体框架,即次要构件可后安装,尽量避免单柱长时间处于悬臂状态,使框架尽早形成并增加吊装阶段的稳定性。
(2)每节框架在高强度螺栓和电焊施工时,一般按先顶层梁,其次底层梁,最后为中间层梁的操作顺序,使框架的安装质量得以能相对的控制。
每节框架梁焊接时,应先分析框架柱子的垂直度偏差情况,有目的地选择偏差较大的柱子部位的梁先进行焊接,以使焊接后产生的收缩变形,有助于减少柱子的垂直度偏差。
(5)构件的安装
A.吊装定位
构件的吊装采用布置于主楼的STT293塔吊进行安装。
B.高强螺栓连接
高强度螺栓在安装前应该进行预检,高强度螺栓的质量标准应符合《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》(JGJ82-2002)、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件》(GB/T1228~1231)或《钢结构用剪型高强度螺栓连接副、技术条件》(GB/T3632~3633)的规定。
高强螺栓的施工对高层钢结构安装精度和质量好坏有重要影响,应按以下流程进行施工:
3)施工过程测量校正
钢结构框架的施工是一个边吊边校的过程,在施工过程中要作好一吊一校,并作好校正记录。
校正流程如下:
4)安装注意事项
a、安装前必须对柱子连接件与混凝土核心筒壁上的埋件以及钢梁进行预检。
预检内容包括:
梁长度、螺栓孔、磨擦面、剖口要求、梁的挠曲以及埋件的平整度。
b、钢梁安装到位后,先用与螺孔同直径的冲钉作定位,然后用与永久螺栓同直径的普通螺栓作临时固定,普通螺栓的数量不少于节点总螺栓数的三分之一,且不少于二只。
临时固定按上述要求完成后,方可拆除吊梁索具。
6.2.环形桁架安装
6.2.1.环形桁架体系
外围钢管柱之间连接的外围桁架共计1道,设置在F31楼层上,高度8.4m,相应承受其上楼层的荷载。
环形桁架连接节点形式采用翼缘板焊接腹板高强螺栓连接的形式,周边钢柱所承担的荷载通过钢梁传递到核心筒。
6.2.2.安装工艺
(1)环形桁架的安装均应综合考虑到运输条件、起重量等的限制,拟采取在工厂内整体预拼装经检测合格后再分件运输至施工现场。
分段后的桁架重量尽量控制在10t以内。
(2)吊装机械选用STT293塔吊单机安装就位,环形桁架按照下弦杆、斜腹杆、上弦杆分别安装到位,并在高空原位进行设计连接,局部超重构件采用两部STT293塔吊双机抬吊。
(3)安装应按顺序逐次吊装分段桁架。
每吊装完一段桁架即吊装侧向钢梁以保证桁架的侧向稳定。
同时应严格控制分段桁架相应的轴线位置,以保证外围桁架的空间形态。
桁架分段示意图
6.2.2.安装质量控制要点
对于桁架分段安装方法而言,技术上最大的难点是如何解决按照设计要求正确定位的问题。
(1)桁架在出厂前必须进行预拼装,以检测制作精度。
若有偏差应及时进行调整。
(2)严格控制主楼的施工质量,特别是控制与桁架连接的劲性柱的垂直度和标高,对这些钢柱的调整应在到达相应楼层以下两节钢柱的位置,通过渐进调整,使最终的钢柱标高的相对误差控制在2mm以内,绝对误差控制在5mm。
这对于保证桁架各节点的匹配是相当重要的,这也是保证巨形桁架安装质量的关键。
调整值除按绝对标高值外,还应以已经安装的劲性柱安装值作为参考。
(3)为了达到符合设计要求和规范要求的目标值,除对钢柱提前两节进行调整外。
测量的标准比对一般构件的要求提高一倍,并要求在初校、复校的基础上,每完成一道工序后,都要进行复测。
6.3.屋顶飘带安装
由于屋顶飘带详细施工图还未出齐,根据现有图纸构件重量,塔吊起重性能均能满足。
利用现有塔吊能完成整个屋顶飘带的安装。
待详细施工图纸出齐后,编制专项施工方案。
七、针对性技术措施
7.1.冬雨季钢结构安装技术措施
7.1.1.冬季钢结构安装施工技术措施
(1)钢结构的所有材料都严格按设计要求选用,特别是其焊接、冲击韧性必须保证低温合格(包括钢材、焊材、涂料等)。
(2)现场焊接时做好防风防雨措施,以确保电焊质量。
(3)严禁在-15℃以下对钢板进行剪切、冲孔,严禁在-12℃以下对钢构件进行冷弯和矫正,必要时要进行预热和保温。
(4)冬季焊接应采用冲击韧性好、防低温的低氢焊条,必要时采用高韧性超低氢型焊条,焊前按规范要求烘烤(350℃),并存放在80~100℃的烘箱内,使用时采用保温筒存放,随取随用。
(5)对低温影响的材料焊接前进行工艺评定,确保电焊时的工艺参数、施工工序、电流、电压、预热温度、保温时间、冷却速度。
(6)焊接前按工艺要求进行预热,预热可采用电阻器或火焰预热,焊后进行热处理,保温缓慢冷却。
(7)在低温下焊接时应从中间向四周。
(8)现场涂装尽量在晴好天气,时间在早上9点到下午5点段;
温度低于3℃和湿度大于85%时禁止现场油漆。
(9)加强保暖、御寒措施,必要时限制工作时间,采取轮班作业。
7.1.2.雨季钢结构安装施工技术措施
(1)雨季施工前,根据现场和工程进度情况制订雨季阶段性计划,并提交业主和监理工程师,审批后实施。
(2)雨季施工时,现场排水系统由专人进行疏通,保证排水畅通,施工道路不积水;
潮汛季节随时收听气象预报,配备足够的抽水设备及防台防汛的应急材料。
(3)严禁雨天露天焊接,若要焊接必须搭设防雨棚,做好除湿、保温设施。
(4)雨季来临之前组织有关人员对现场临时设施、脚手架、机电设备、临时线路等进行检查,针对检查出的具体问题,立即制订整改方案,及时落实。
(5)对施工现场的塔吊、脚手架等其他一些机械设备必须检查避雷装置是否完好可靠,大风大雨时吊车应停止使用,大风过后,对机械设备、脚手架进行复查,有破损及时加固措施。
(6)雨季期间安排施工计划,应集中人力、分段突出,本着当日进度当日完成的原则,不可在雨季贪进度、赶工期。
(7)因降雨等原因使母材表面潮湿(相对湿度)80%或大风天气,不得进行露天焊接,但焊工及
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