体育馆钢结构施工组织设计.docx
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体育馆钢结构施工组织设计.docx
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体育馆钢结构施工组织设计
第一章
一、编制依据:
1、XXXX学院钢结构工程施工招标文件;
2、XXXX学院钢结构工程招标专用设计图;
3、国务院《建设工程质量管理条理》;
4、《低合金高强度钢标准》(GB/T1591—94);
5、《钢结构设计规范》(GBJ17—88);
6、《网架结构设计与施工菱规程》(JGJ7—91);
7、《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81—91);
8、《建筑钢结构施工及验收规范》(GB50205—95);
9、《钢结构工程质量检验评定标准》(GB50221—95);
10、《钢网架焊接球节点》(JGJ5.2—91);
11、《钢桁架T、K、Y管接头焊接超声波探伤方法及质量分级》(冶金部建研总院97.7)
二、本项目的目标
1、质量目标
单位工程一次验收合格率达100%,工程质量达到优良。
2、工期目标
工程制作安排60个日历天
1)确保开工后的10天交会第一批加工图,30天交付全部加工图;
2)确保6月10日交付第一批构件,6月30日交付最后一批构件;
3)确保现场安装(钢桁架与屋面系统)从7月1日开始安装。
3、安全目标
1)重伤及死亡事故为零;
2)月千人负伤率控制在0.3%以下
三、项目简介:
XXX学院风雨操场屋顶结构工程整个屋顶呈椭圆形,挑蓬屋盖最高点高度为25.662m,风雨
操场主体结构采用钢筋混凝土结构,屋面采用空间管桁架钢结构体系。
整个钢屋盖由主桁架、纵向桁架及屋盖挑梁组成,其中主桁架截面为空间三角形,下屋与屋盖挑梁相连,上屋突出在屋面之上,主桁架高2.5米,宽2.4米,通过拉索和球支座支撑在混凝土柱上,主桁架彩拱形体系,跨度为56
米,上弦杆D519*41,D102*6,下弦杆采用D203*14,斜腹杆采用D114*7、D95*6。
边桁架采用空间三角形截面。
钢桁架节点基本上采用钢管直接交汇节点,支管与弦杆采用焊缝连接,支座节点采用焊接空心球节点。
本工程钢结构表面应进行喷丸除锈,除锈等级为Sa2.5级,喷丸后立即涂防腐
底漆,防腐底漆采用LW—1型水性无机富锌漆,涂膜总厚度:
室外为150卩m、室内为125卩m。
该
工程建设单位为淮海工学院基建处,由江苏省建筑设计研究院设计,本工程钢结构总重为180吨左
右。
四、钢结构的工程特点:
1、体育场罩棚设计构思新颖,结构形式独特
风雨操场屋顶结构采用悬索、大跨度、钢管桁架结构体系作承重结构。
屋盖呈曲线复杂变化,主钢桁架跨度最大达56m,最高为22m,结构安装难度大。
2、运输本工程钢结构构件超长超大,需要在工厂加工成散杆,运到现场拼装。
3、工期保证及组织协调根据本工程钢结构特点,钢结构安装难度特别大,所以工期的保证,施工组织协调、配合是本工程的又一难点。
第二章制作工艺方案
一、加工准备
为了保证该项目合同期和制作质量,作好以下制作加工前的各项准备工作。
1、项目管理组织准备
我公司将由一位副经理担任项目经理,由骨干人员(生产管理和技术人员)组成高效、精干的项目部;由各施工车间、成品库、运输班组成作业层,精心组织,严格按照合同要求按期、优质、高效、安全顺利地完成全部钢结构制作工程。
并与业主、监理、监造单位设计院和安装单位精诚合作,恪守合同、信守承诺、苛求质量、竭诚为业主提供全过程服务。
2、项目组织机构图
3、各项目管理职能部门主要负责
⑴项目经理
是企业法定代表人在该项目上的代理人,受企业法定代表人委托,对该项目生产全过程全方位负责,拥有人、财、物的决策权力,在该项目上贯彻执行总公司的质量方针,全面履行合同。
⑵项目副经理
项目副经理发行项目经理对该项目的决策,严格对生产产品全过程的质量、工期进行控制,保证质量体系的有效运行。
⑶项目总工程师
对该项目施工技术组织设计、对加工图与产品质量拥有决策能力;审定施工技术组织设计;组织用户回访和售后服务。
⑷质量控制部
严格执行该项目所用材料的检验和试验;制作过程的检验和试验、最终产品的检验和试验;对顾客提供的产品进行检验;即使为业主和安装单位竭诚服务,执行用户回访和售后服务职责。
⑸技术部
严格按照钢结构设计图、相应规范、规程及合同要求绘制加工图;负责加工前及安装前的图纸技术交底。
对制作和安装的全过程提供技术服务。
⑹资材部
对该项目各种材料检验、储存和发放进行管理;保证生产需要及时迅速上报材料检尺单和检验验收资料,及时进行发料,严格执行钢材的标记及移植工作;做好各种材料储存的质量记录。
⑺生产部
负责编制和执行该项目生产计划,每天召开生产计划调度会,协调生产;负责编制该项目加工工艺文件计划,监督检查加工工艺文件的执行情况,负责加工工艺文件、技术图纸和材料质量的控制管理。
制定该项目的产品标识和可追溯性;对作业层进行技术交底,对生产全过程的加工工艺进行管理。
4技术准备
组织加工图设计人员与设计院进行配合,熟悉设计图纸,领会设计意图,并为设计交底及加工图设计作好准备
生产部编制加工工艺方案及作业指导书;编制材料预算;组织该项目技术人员进行图纸自审、会审;做好技术交底;下达焊接工艺试验委托书。
5材料准备
按招标文件及同类产品的生产经验,资材部作好办理入库检验手续,并应符合业主及有关规程规范的要求,必要时进行复验。
严防钢材缺陷。
保证钢材免遭损失。
对有限钢材,作好索赔工作。
对材料按招标文件和合同的要求签定供货合同,保证该项目按时开工。
6加工设备配备
设备科确保每台加工设备处于完好状态,每月下达设备保养维修计划,提高设备的完好率和利用率。
作业层执行设备的三定制度(定人、定机、定岗),确保投入该工程的设备正常运行。
本公司钢
结构加工设备见下表。
7起重运输设备
序号
设备名称
技术参数
数量(台)
1
桥式起重机
50/10t*25m
2
2
桥式起重机
20/5t*22.5m
8
3
桥式起重机
10t*28.5m
8
4
桥式电磁起重机
16t*28.5m
2
5
半龙门起重机
5t*12.5m
1
6
仓库内起重机
5t
4
7
移动台车
载重量:
30t
2
8
叉车
载重量:
15t
1
9
叉车
载重量:
3.5t
4
8详图转化设备
序号
设备名称
型号
数量
投入日期
1
工作合成图
Auto—Cad
10
2
详图软件
X—steel
1
3
自动绘画仪
A0尺寸
1
4
数控管子切割机编程机
HID—900
1
5
数控管子切割机编程机
HID—600EH
1
9机械加工设备
序号
设备名称
数量
主要技术性能
投入日期
1
火焰切割机
2
轨距:
5.5m
1999.2
2
NC火焰切割机
2
轨距:
5.5m
1999.3
3
可搬式火焰切割机
12
1999.3
4
等离子切割机
1
轨距:
5.5m
1999.3
5
仿型切割机
1
最大部材宽:
1500mm
1999.3
6
S—COM钻床
1
最大部材宽:
2000mm
1999.4
7
摇臂钻床
6
最大孔径:
①60mm
1999.2
8
立式钻床
1
最大孔径:
①60mm
1999.2
9
导轨式龙门钻床
2
轨距:
5.5m
1999.5
10
H型钢NC多轴钻床
1
最大部材尺寸:
600*1000mm
1999.2
11
带锯
1
最大部材尺寸:
600*1000mm
1999.2
12
带锯
1
最大部材尺寸:
600*650mm
1999.3
13
800T油压机
1
加工部材宽:
6000mm
2001.5
14
400T油压机
1
加工部材宽:
3500mm
1996.6
15
三辊卷板机
2
加工部材尺寸:
厚40*3300*①900mm(min)
2000.4
16
三维数控相贯线管子切割机
1
1998.3
17
五维数控相贯线管子切割机
1
最大加工管径:
900mm
1999.6
18
剪板机
1
12mm厚*2500mm宽
1997.3
19
BOX组装机
1
1200*1200mm
2000.8
20
端面铳床
2
加工范围:
2500*3700mm
1996.8
10除锈、涂装设备
序号
设备名称
型号
数量
技术性能
投入日期
1
牵引式手工抛打专机
PBS—100PHR
1
3.5*3.5m
1999.6
2
自动抛丸机
QSNC25RA4
1
2.5*2.8m
1999.4
3
真空涂漆机
WQP33
10
1999.7
4
涂装间
1
1999.8
拼装焊接设备(见卜表)
序号
设备名称
数量
主要技术性能
投入日期
1
BUH拼装机
1
H600—1200
1999.3
2
BUH翻身机
2
最大BUH尺寸:
600*1200mm
1999.3
3
BUH整形机
1
最大BUH尺寸:
600*1200mm
1999.3
4
埋弧焊机
4
1500A
1992.3
5
埋弧焊机
10
1000A
1992.3
6
C02半自动焊接机
50
500A
1994.3
7
C02半自动焊接机
20
350A
1994.3
8
普通焊接机
120
400A
1993.3
9
碳弧气刨
10
800A
1993.3
10
BUH焊接生产线
1
1000A
1999.4
11
焊接中心
1000A
1999.6
12
电渣焊机
1000A
2001.5
12探伤装备
序号
设备名称
型号
数量
技术性能
投入日期
1
X射线探伤装置
XXY2515
3
1993.6
2
超声波探伤装置
CTS—23
6
1992.4
3
磁粉探装置
3
1992.4
13劳动力设备
对该项目制作,安排具有相应操作证的特殊工种(装配工、电焊工、检测、检验等)持证上岗,
满足该项目制作需要。
劳动力计划参见下表
工种
按该项目施工阶段投入劳动情况(人)
公司生产管理人员
2
3
车间管理人员
2
3
装配工
7
12
电焊工
10
15
气割工
1
2
超重工
2
3
抛丸、除锈工
3
6
油漆工
3
8
包装,发运工
4
6
设计人员
2
2
其它辅助人员
2
4
总计
39
64
二、制作工艺及流程
1、主桁架制作工艺流程
主桁架根据现场吊装方案和运输条件与能力合理确定桁架的分段分体方式,在纵向将桁架按每
12米左右分段,各段又分别加工成运输单元,各运输单元在工厂内制作完成,经预组装合格后
运至现场进行大拼装后起吊并安装就位。
⑴上下弦杆的制作:
主桁架的上下主弦管为弧拱形,主桁架上弦杆采用D159*10、D102*6下弦杆采用D203*14,工
厂内分段长度一般控制在14~15个节间范围内(约12米)。
利用原尺寸放样资料编制切割程序,
输入HID—600EH或HID—900MTS数控管线切割机进行数控切割并开设剖口确保切割面能平滑及准确,使用等离子切割。
然后采用胎夹具利用千斤顶煨弯或用油压机压制加工,胎具的弧度将由试验根据钢管的弹性回复量进行确定,一般要略大于实际弧度,以保证弯管的曲率精度。
⑵腹杆的制作
主桁架的下弦斜腹杆采用D114*7、D95*6,腹杆与上下弦主管采用相贯焊接的连接方式,腹杆切割全部采用HID—600EH数控管线切割机进行切割和坡口开设切割的精度和尺寸误差可通过原尺寸的精确放样来保证。
⑶主桁架的组装
主桁架的上下弦主管和腹杆加工完成后,即可开始进行桁架的单元组装和焊接。
因主桁架为空间弧形立体构件,在地面直接组装不易保证精度。
为此,对拼装位置进行精确控制。
各管件间点焊固定好后,用气体保护焊进行焊接,焊接时编制合理的施焊程序以减少因此而引起的变形,以控制构件的精度。
2•外挑钢桁架的制作工艺流程
纵向桁架截面规格为平面桁架体系,外挑钢桁架根据运输条件每12m进行分段,合全部在工厂
分段整体制作完成,直接运至现场,具体的制作工艺流程同3.1主桁架制作流程。
3.空心球的制作工艺流程
空心球采用全封闭焊接空心球。
空心球由两个分别用油压机压制成形的半球对焊而成。
4•预组装
主桁架和纵桁架制作完成后,将根据设计与安装的需要进行厂内预组装,以暴露、检查制作误差隐患。
预组装亦采用分段形式,搭设专用组装平台胎架,构件单元间采用点焊固定,发现问题及时修正校补,经重新组装并由监理确认无误后方可解体。
然后进行喷丸除锈和涂装,逐个编号并标识然后发运现场。
三、关键部位制造工艺及加工设备
1.材料管理
⑴一般规定
使用业主注明、认可的,以及设计图明示的钢材。
所有进厂材料均应有生产厂家的材质证明书,并经审定合格后方可入库,需做复检的应按相应要求复检合格后方可使用。
为防止不同种类的钢材混淆,使用记号或涂色区分钢材的方法。
专料专用,严禁私自代用。
钢材入库前进行100%的外观检查。
钢材、焊材的质量证明书、复检单和报料单,按单项工程分册装订,以备查用。
焊条的焙烘严格执行焙烘技术要求。
严禁使用药皮剥落、变质的焊条及严重锈蚀的焊丝。
涂料的牌号、品种、颜色须符合业主的要求,涂料应存放于干燥、遮阳、避雨的固定场所,环境温度控制在0~40度之间,并编号分类。
⑵材料使用流程
技术科
生产科
1
F
制作、涂装
1
资材部
原寸科
排版、放样
资材科
余料管理
2、构件详图转化
采用先进的软件X—Steel以及AUTOCAD制作桁架、工作图、其中难点为外挑钢桁架工作图制作,制作时按设计图制成三维空桁架,并利用计算机求出各分断各点的三维坐标和腹杆的长度,以便现场拼装。
3、放样作业
小型平面不规则构件采用N/C数控切割机或制作成半透明模板,用光电仿形切割加工。
连接板则做成S—COM资料,适用于数控钻孔机。
相贯杆件的切割则采用日本进口的HID—600EH数控管线切割机。
它能根据事先编制的放样程序
在电脑控制下自动切割。
因此对相贯管件的切割来说,切割程度的编制极为重要。
使用一整套钢结构放样与材料管理集成软件并结合EXCEL和AUTOCAD程序可实现这一目标。
具体的编制过程如
下:
在EXECL中输入节点坐标,做成一定的格式。
然后在AUTOCAD中调用自行开发的的
AUTOLISP程序,生成以各节点坐标为端点的线框模型。
这是整个放样工序的基础,要求输入电子表格的数据绝对正确,为此放样人员将对其进行反复检查。
线框模型建立后,转换成DXF(标准图形交换文件)文件输入WIN3D设计软件中,使之在对
空间结构的分析与计算上具有独特的优势。
经过WIN3D计算所行的杆件角度、长度等参数输入PIPE—COAST软件的“切割数据单”同时参照“制作要领书”,选择正确的加工设备、切割速度、坡口角等各工艺元素。
并由专人负责对“切割数据单”做镇密、多道的检查,以保证在进入加工指令编制前所有数据正确无误。
PIPE—COAST接受数据后,先生成单根管件的加工指令。
由于没有进行材料利用的优化处理,还不能直接交工厂加工。
为减少材料的损耗,同时进行材料的套料工作。
套料先前根据设计图将各不部件的长度、数量和重量输入A—BOX系统,由A—BOX系统生
成的工厂用“部材表”,同时也将所有数据输入NESCUT(材料优化软件)系统。
NESCUT系统是一个优秀的材料优化软件,录入NESCUT数据库的管件会自动地、以最优化的方式排于已有的原材料上,其材料利用率可达95%以上,如果进行适当的人工干预,利用率更可达98%。
根据NESCUT的套料结果,将各单个管构件组合在一个原管上,组成“复合切割指令”,即可将放样程序下发车间,分批实施切割加工。
由于切割下料后的管件难以在其上标记用于安装的“象限点”,故在使用WIN3D计算时,还将同时进行相贯线的展开,展开时利用WIN3D软件实现,而后将展开的相贯线用型板机制成薄膜,薄膜上标注有“天、地、左、右”的字样指示管件的象限点。
薄膜的外形一致,故可用于相贯线的初期检验。
上图为一根单根管件的相贯线展开图(管径159,相贯管为①325和①159,交角分别为55°、
o
61o)
下图为根据展开相贯线制成的型板,供检验与安装时用:
用WIN3D进行三维结构的分析,腹杆上的黑线指示偏心量
用WIN3D进行相贯分析
用WIN3D求出相贯线
生成的相贯线(有两层,分别为内径和外径)
4、通过实验事先确定各种规格杆件预留的焊接收缩量,在计算杆件钢管的断料长度时计入预留的焊接收缩量和钢管端面机械切削坡口的加工余量。
输入程序。
依据数控数据,用HID—600EH相贯线切割机对每根管件进行相贯线的切割及相应接口处坡口的加工。
加工后的管件放入专用的贮存架上,以保护管件的加工面。
管件的检验方法为:
原尺寸用塑料薄膜按1:
1作成检验形板,型板上标上管件的标号。
利用型
板贴在相贯线管口,检验吻合程度。
管件精度偏差为正负1mm,以较高的切割精度来保证桁架的制造质量和尺寸精度。
5、弯曲加工
主桁架上下弦杆为弧形,组装前须进行弯管加工。
考虑到拱的曲率大、管径教小,拟用400吨
油压机进行弯制成或用固定胎具千斤顶顶弯的加工方法。
6、胎具的制作首先根据每根弦管的曲率制作成型板实样,然后进行胎具的制作,参见下图。
7、首先在直管上作好有关标实,在a处将钢管固定,将千斤顶置于b处操作,钢管被顶到为
以后,用卡具在b点将钢管固定,然后将千斤顶置于c处,依次操作。
拆除卡具后,钢管的回弹率将由确定上图中的R值。
胎具同时加工多套,这样可以大大加快生产进度。
8、钻孔
零部件的打孔视工艺不同而采用摇臂钻床,磁力钻,进行加工,定位采用划线定位和配钻定位。
对精度要求较高的孔使用日本进口的S—COM数控钻孔机钻孔。
孔的毛口用打磨机磨平。
孔径按图
精确制作。
9、组装
⑴管相贯时其轴线均相交,各主管需参照同一个平面为基准面。
⑵支管相贯接头的两端,均应用洋冲在0°、90°、1800、270°的位置作标志。
⑶主管用洋冲在0°、90°、180°、270°的方向作好标志,按照各支管的轴线距离,在主管的外管壁上,位于主管和支管的轴线相交点的垂直面处,作出标志。
⑷在主管的外管壁上,做出支管的角度位置。
⑸装配时按照主管图纸尺寸位置组装,并点固好主管,支管0°至180°轴线应与主管上的支管
位置点在同一直线上。
10、焊接根据设计要求,所有的焊缝按二级焊缝标准进行检查。
钢管以不同的角度相贯,等强悍接,焊缝质量等级要求较高,因此相贯线端部坡口的加工尤为重要。
焊接采用手工电弧焊。
⑴钢管对接焊本工程对钢管均为等管壁,对接节点见图,焊接时先用小直径焊条打底焊,然后用常规焊条焊透。
⑵钢管相贯焊
相贯节点见图。
其中A、B区域焊透,C区角焊缝。
焊缝时先用小直径焊条打底焊,然后用气体保护焊条施焊。
焊接前必须对组装品进行检验,按照不同材料,根据焊接工艺方案的要先用对应的焊材。
组装焊接是时,实施多人对称焊接,最大限度减少焊接变形。
焊材应按规定烘烤、领放和使用。
焊工必须持有效证件上岗,施焊前应进行响应的培训。
设备采用CO2气体保护焊机,最大限度减少变形的发生。
11、空心球加工空心球加工工艺流程见(4.3节)⑴控制焊接空心球的加工精度
1)焊接空心球的加工精度与半球料片或肋板的下料精度直接有关,因此应首先控制半球片
或肋板的下料精度,在计算半球料片或肋板的下料尺寸时,应计入半球沿机械切削坡口的加工余量和预留的焊接收缩量。
2)半球料片或肋板的下料采用仿形的切割方式,应把下料直径尺寸偏差控制在-0.5mm至
+1.5mm范围内。
3)半球料片以加热并热冲压成型为半球壳时,半球壳表面凹凸及波纹最大高度不得超过
1mm。
料片减薄量当焊接空心球直径D不大于500mm时,不得超过10%S(3为半球
料片的设计厚度)。
4)成型后的半球壳高度半球沿机械切削坡口角度以及钝边尺寸应符合工艺规程。
5)两半球壳拼装焊接组合为一个整的直径尺寸偏差直径D大于300mm时,控制在
±1.5mm以内;当球直径D大于300mm时,控制在±2.5mm以内。
整球的圆度当球直径D大于300mm时,控制在15mm以内;当球直径D大于300mm时,控制在2.5mm以内。
6)两个半球对口错边量控制在1mm以内。
7)检验
a.由专职人员按各种规格成品球随机抽查5%,且每种不少于5件,用弧形套模和钢尺寸目测检查焊接空心球外观,表面凸凹及波纹不大于1mm。
b.由专职人员按各种规格成品球随机抽查5%,且每种不少于5件,用超声波测厚仪检测焊接空心球壁厚减薄量。
c.由专职人员用钳及游标卡尺检查成品球的直径尺寸偏差值,每个球量测各向三个数值。
d.由专职人员用钳及游标卡尺检查成品球的圆度,每个球三对,每对互成90°,以三对直径差的平均值为该球的圆度偏差值。
e.由专职人员用套模及游标卡尺检查成品球两个半球对口错边量,每球取最大错边处的一点。
⑵控制焊接空心球半球组合拼接焊缝质量。
焊接空心球两个半球组合拼接焊缝属对接焊缝,要求与母材等强,焊缝质量等级必须达到<钢结构工程施工及验收范围>GB50205—95中规定的二级质量标准。
保证两个半球组合拼接焊缝质量的具体措施是:
A.半球壳边沿机械切削坡口角度以及钝边尺寸严格按照实际要求控制。
B.焊缝采用CO2气体保护焊机KR500施焊。
在正式施焊作业前,焊工必须即使调整焊接
工艺参数,并检查CO2气体压强是否足够。
C.施焊作业时,焊工必须使用实现已经烘焙的合格焊条,必须遵守规定的焊接规程,执行实现确定的焊接工艺,并将自己的焊工序号标记于焊缝附近,以便追溯。
焊工必须是四级以上持证焊工。
D.检验
a.由专检人员按5%比例随即抽检,用焊缝量规沿焊缝周长等分取8个点检查焊缝高度与球外表面平齐的程度,焊缝表面不得有气孔、夹渣、裂纹,焊缝高度与外球表面平齐
的偏差值控制在土0.5mm以内。
b.由专业人员以同规格成品球每300只
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- 体育馆 钢结构 施工组织设计