劲性结构施工方案.docx

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劲性结构施工方案

虹桥搜候商务广场钢结构工程

劲

性

结

构

施

工

方

案

编制：

_______

审核：

____

批准：

江苏常虹钢结构工程有限公司

二0一二年六月

第一章编制依据

本方案是依据本工程的设计图纸资料，参考同类型的工程，紧密结合本工程的特点和我公司的施工经验及资源配置情况而编制，旨在指导、协调、规范整个钢结构施工过程，以保证钢结构安装的顺利完成。

方案编制过程中所依据的图纸、规范如下：

相关图纸：

上海院提供的建筑结构图纸、钢结构深化设计图纸

表1.1相关规范、规程及标准

序号

文件名称

编号

1

《钢结构设计规范》

GB50017-2003

2

《钢结构工程施工规范》

GB50755-2012

3

《钢结构工程施工质量验收规范》

GB50205-2001

4

《建筑钢结构焊接技术规程》

JGJ81-2002

5

《钢结构焊接规范》

GB50661-2011

6

《钢结构高强度螺栓连接技术规程》

JGJ82-2011

7

《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》

GB/T3632-2008

8

《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》

GB/T1231-2006

9

《低合金高强度结构钢》

GB/T1591

10

《熔化焊用钢丝》

GB/T14957

11

《气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝》

GB/T8110

12

《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》

GB/T5293

13

《埋弧焊的推荐坡口》

GB/T985.2-2008

14

《建筑工程安全生产管理条例》

国务院393号令

15

《中华人民共和国安全生产法》

16

《虹桥搜候商务广场施工组织设计》

第二章工程概况

1.1工程名称：

虹桥搜候商务广场钢结构工程。

1.2工程地点：

上海市长宁区临空经济园区，北临北翟路，南临金钟路，东临协和路，西临外环路。

1.3结构类型：

本工程为劲性柱、劲性梁结构，包含劲性埋柱、M30的锚栓埋件、核心筒一、二、三节柱和劲性梁、外框柱。

核心筒柱范围为从大底板到地上五层顶，其中从地下一层到地上三层有劲性钢梁，从地上三层到五层顶只有钢柱没有钢梁。

外框柱为从大底板到顶均有分布。

劲性埋柱共六种规格，埋柱单根构件最长为5150mm，最重为508.3Kg。

核心筒一、二、三节柱共三种规格，构件最长为11400mm，最重为1305.1Kg。

外框柱共三种规格，构件最长为11350mm，最重为4815.8Kg。

劲性梁规格为：

200*200*10*16，构件最长为6089.6mm，最重为381.1Kg。

劲性埋柱规格

H200*200*20*25

H200*200*25*30

H200*150*20*25

H400*400*16*20

H400*400*20*20

H500*400*16*20

核心筒柱规格

H200*200*20*25

H200*200*25*30

H200*150*20*25

外框柱规格

H400*400*16*20

H400*400*20*20

H700*600*20*20

第三章工程施工特点及难点

本工程中的劲性柱、梁均为包裹在钢筋混凝土内的劲芯结构，需在土建进行钢筋绑扎之前完成吊装、校正、焊接、检测等全部工艺，以满足土建施工进度的要求。

由于现场施工场地狭小，劲性柱、梁的吊装只能用塔吊完成，如何保证吊装的过程中的安全和精确度是施工中的重点。

工程特点、难点分析及对策

序

工程特点与难点

解决对策

1

核心筒柱、梁设计截面较小，必须保证钢柱、钢梁定位安装的精确度，以保证工程质量和土建施工的顺利进行。

1.配备全站仪和测量工程师；

2.与土建做好协调沟通工作，发现偏差及时调整。

2

工程现场施工场地狭小，构件吊装只能用塔吊来完成，施工过程中的结构稳定、安全防护控制难度大。

编制针对性的安全方案，并做好交底实施。

3

现场交叉施工多，土建、预应力与钢结构搭接作业，施工协调组织难度大。

1.进行合理的施工平面布置，提高吊装效率；

2.确定合理的土建、预应力、钢结构施工搭接顺序，避免等工；

3.配合总承包做好协调工作；

4.加强与其它专业单位沟通。

第四章钢结构加工制作

4.1材料准备

为避免现场制作带来的不精确性及焊接质量不稳定性，所有构件均选择在车间加工制作，依据安装顺序分单元成套供应。

构件安排在现场安装前1~2个工作日进场，构件进场后按总包指定的地方堆放，做好成品保护。

并及时通知总包单位验收。

原材料质量证明文件、构件合格证等及时整理准备好并上报给总包方。

4.2原材复试

本工程主体结构钢材牌号为Q345B。

4.2.1钢材复验原则

钢材应成批验收，首批由同一厂家、同一牌号、同一质量等级、同一品种、同一交货状态及同一规格组成的钢材，按60吨为一批取样抽查复验。

首批检验合格且质量稳定后，以后允许按同一牌号、同一质量等级、同一冶炼和浇铸方法、同一品种、不同炉罐号组成混合批，并按每300吨钢材为一个验收批。

4.2.2跟据现行有关钢材验收标准的要求，确定本工程板材的复验项目及试验依据如下表所示：

项目区分

标准名称

检查资料

化化学成分

取样方法

《钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差》GB222

试验分析报告

试验方法

《钢铁及合金化学分析方法》GB223

试验分析报告

机机械性能

取样方法

《钢材力学及工艺性能试验取样规定》GB2975

试验报告

拉伸试验

《金属拉伸试验试样》GB6397

《金属拉伸试验方法》GB228

试验报告

弯曲试验

《金属弯曲试验方法》GB232

试验报告

4.2.3钢材的取样数量及实验方法

根据《碳素结构钢》GB/T700-1988、《低合金高强度结构钢》GB/T1591-1994及《高层建筑结构用钢板》YB4104-2000的相关规定，确定每批需进行复验钢材的取样数量和试验方法应符合下表规定：

序号

检验项目

取样数量

取样方法

试验方法

1

化学分析

1个（每炉号）

GB/T222

GB/T223、GB/T4336

2

拉伸

1个

GB/T2975

GB/T228

3

弯曲

1个

GB/T232

4.2.4对复验不合格的钢材的处理

如果钢材复检不合格，应立刻与供应商进行联系，将与试件同炉批号的钢材找出并寻求退货，同时应与供应商一起查找造成钢材复验不合格的真正的原因，从而确定持续改进的措施。

4.2.5试料的尺寸要求

根据现行有关钢材验收标准的要求，结合试样加工余量要求，确定用于试样加工的试料尺寸如下：

化学分析试料：

100mm×100mm×t

拉伸试料：

190mm×270mm×t

弯曲试料：

100mm×330mm×t

其中t表示钢板厚度，尺寸表示为长×宽×板厚（长、宽分别与钢板的长、宽方向一致）。

4.2.6试料的取样位置

4.2.7试样的加工要求

1、化学分析试样

钢材化学分析试样样屑可钻取、刨取，也可用某些工具机制取，样屑应粉碎并混合均匀。

制取样屑时，不能用水、油或其他润滑剂，并应去除表面氧化皮和污物。

当用钻头取试样样屑时，钻头直径不应小于12mm。

供仪器分析用的试样样块，使用前应根据分析仪器的要求适当地予以磨平或抛光。

2、拉伸试样

拉伸试样应从用于拉伸、冲击试验的试料中截取，其长度方向应垂直于钢板轧制方向。

拉伸试样的尺寸大小应符合下图要求：

3、弯曲试验

弯曲试样应从用于弯曲试验的试料中截取，其长度方向应垂直于钢板的轧制方向。

弯曲试样的尺寸大小应符合下图要求：

4.2.8合格判定标准

1、化学成分分析

Q345B、Q345BZ15钢材的质量应符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591-1994的规定，Q345BZ15钢材的质量尚应符合国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313的规定；具体参数要求如下表所示：

低合金高强度结构钢的化学成分（GB/T1591-1994）

牌号

等级

化学成分（%）

≤

Mn

i≤

P≤

S≤

V

Nb

Ti

l≥

r≤

i≤

Q345

B

0.20

1.00~1.60

0.55

0.040

0.040

0.02~0.15

0.015~0.060

0.02~0.020

--

--

--

注：

由于钢材中元素偏析，试样化学分析的成分值可能超出标准规定的成分界限值，对超出界限值的大小应符合《钢的成品化学成分允许偏差》（GB/T222-2006）的要求。

2、拉伸性能试验

⑴Q345B、Q345BZ15钢材的质量应符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591-1994的规定，Q345BZ15钢材的质量尚应符合国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313的规定；

⑵钢材的屈强比不应小于1.2；

⑶钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；

⑷钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%；

具体参数要求如下表所示：

序号

钢号

厚度（㎜）

屈服点σs（MPa）

抗拉强度σb（MPa）

伸长率δ5％

1

Q345B

≤16

≥345

470～630

≥21

＞16～35

≥325

＞35～50

≥295

＞50～100

≥275

注：

①.试验中出现下列情况之一时，其试验结果无效，应重做同样数量试样的试验。

试样断在标距外或断在机械刻划的标距标记上，而且断后伸长率小于规定最小值；

试验期间设备发生故障，影响了试验结果。

②.试验后试样出现两个或两个以上的缩颈以及显示出肉眼可见的冶金缺陷（如分层、气泡、夹渣、缩孔等），应在试验记录和报告中注明。

3、弯曲试验

本工程采用的Q345B板材进行弯曲性能的检测，其弯曲性能应符合下表要求：

钢号

厚度（mm）

180°冷弯试验,d=弯心直径，a=试样厚度

Q345B

≤16

d=2a

＞16

d=3a

注：

对于板厚大于20mm钢板的弯曲试样，做弯曲试验时应保证未加工面位于弯曲外侧。

第五章人员组织、劳动力安排及施工机具

5.1人员组织与劳动力安排

根据工程的具体情况，我公司将挑选有丰富经验和经培训取得上岗证的施工人员组成钢结构吊装队。

以下为一组吊装人员的配置，将视现场具体情况及时增加吊装班组。

人员明细表如下：

序号

工种

人数

1

测量员

2

2

安装工

4

3

辅助工

2

4

电工

1

5

电焊工（持证）

2

所有进场作业的人员，进场前进行安全教育培训，否则不得进场。

持证电焊工经过试焊及现场考试后作业。

5.2机具准备

对参与工程施工的机械设备、工机具要提前进行检修，做好检修和保养工作，确保完好无损提前进入现场。

由于现场条件制约，劲性钢结构将采用总包现场的塔吊进行吊装。

其他施工器具一览表（适用于一组安装队伍）：

序号

名称

数量

1

全站仪

1

2

经纬仪

2

3

水准仪DS3-D2

1

4

直流焊机ZXG-500

2

5

对讲机

4

6

钢卷尺5M/30M

2/1

第六章安装方案

构件布置区域：

本次施工任务中涉及构件布置区域比较广，1号~4号楼均有分布，如下图所示。

施工顺序：

立面上按照从下到上的施工顺序

埋柱、埋件安装→一节柱安装→地下一层劲性梁安装→地上一层劲性梁安装→二节柱安装→地上二层劲性梁安装→地上三层劲性梁安装→三节柱安装

平面上的安装顺序为：

2号楼：

2-14轴→2-1轴，2-19轴→2-31轴；

3号楼：

3-16轴→3-2轴，3-19轴→3-36轴；

1号楼：

1-8轴→1-3轴，1-13轴→1-19轴；

4号楼：

4-10轴→4-2轴，4-15轴→4-2轴

构件分布区域

吊装顺序示意图（按箭头方向所示）

6.1吊装工序的安排

6.2测量定位

地下室钢结构吊装的测量分三个步骤进行。

首先，与总包方测量科进行测量基准点的交接、复核。

其次，进行埋件的测量放线；再次，对一节柱的垂直度校核。

基准点的交接以书面形式确认。

埋件的测量放线用全站仪，同时，应参考总包单位在筏板钢筋面层上放好的轴线，做好相互检查。

埋件埋好后，用卷尺套相邻的埋件距离进行复核。

一节柱吊装前，应复核每个埋件的标高，根据每个埋件的实际标高，确定对应的一节柱的实际长度，若一节柱已经加工进场，而埋件高度偏差较大时，当埋件实际高度高于设计要求时，对一节柱底部切割后，打好剖口，打磨好。

当面见实际高度低于设计要求时，需对一节柱进行重新制作。

一节柱需进行两向校正，校正完毕后进行施焊。

本工程设测量人员两名，有着类似工程的测量经验。

选用全站仪1台、经纬仪2台、水准仪1台、30M钢卷尺1把、5M钢卷尺2把。

测量设备经过校核，并在有效期内。

测量数据以书面形式汇总，及时上报总包方供监理审核及归档。

6.3劲性结构吊装

6.3.1吊装前的测量放线

用全站仪放出每个埋板、埋柱的四个测点，测点的标示用红色油漆标注在钢筋面筋上。

标高控制采用水准仪，在埋柱上事先量出标高点（-10.5m），用红色油漆做好记号。

测点布置

6.3.2埋板、埋柱吊装及固定

埋柱吊起后，慢慢放下钢筋层内，按照打好的测点进行轴线调整，轴线调整的同时进行标高调整，调整好后，及时将埋柱和钢筋焊牢。

焊接固定采用固定钢筋将埋柱及土建钢筋焊接的方式。

底筋及面筋下层分别设置8根20的螺纹钢，面筋上层设置8根20的螺纹钢，固定方式详下图。

在埋柱固定过程中及固定后，分别进行一次垂直度观测，观测时两向同时校正观测。

垂直度偏差允许范围控制在H/1000以内，若超过偏差，需及时进行调整。

两向垂直度观测

埋柱固定方式示意图

吊装时，采用两根吊绳分别绑在H型埋柱翼板两侧的耳板孔内。

吊钩绑扎示意

钢结构埋件的固定按上述方式进行，应提前准备好固定埋件所需的废钢筋，根据现场情况大体折弯成形。

底层埋件的固定钢筋的焊接采用1名焊工钻进钢筋层中焊接，由于上、下钢筋层高度有80公分，具备施焊站人的空间。

面层埋件的固定钢筋直接施焊。

施焊过程中，固定钢筋的双侧均应焊接。

施焊示意图

6.3.3劲性柱的吊装

劲性柱的吊装同埋柱的吊装方案类似。

吊装机械采用现场塔吊，在劲性柱起吊到超过埋柱柱顶20公分左右的高度后，缓慢下落，将其与埋柱用夹板初步固定，调整好两向垂直度以后进行点焊，同时，在柱身四个方向对称拉起揽风绳。

为防止焊接变形产生垂直度偏差，应采用两边对称焊的方式，即：

一边焊缝焊一到两皮，再对另外一边施焊一到两皮，如此反复。

同时，应用经纬仪做好两个方向的垂直度观测，将允许误差控制在H/1000范围之内。

夹板、揽风连接示意

揽风绳采用Ø8钢丝绳，上端与柱身绕绑连接，下端采用花篮螺栓与柱脚钢筋或土建面层钢筋张紧连接。

6.3.4外框柱的吊装

外框柱柱脚采用锚栓连接，在吊装外框柱前，用经纬仪在基础上面将纵横十字线划出，同时在钢柱柱身的四个面标出钢柱的中心线，在钢柱安装时，起重机不脱钩的情况下，慢慢下落钢柱，使钢柱三个面的中心线与基础上划出的纵横十字线对准，尽量做到线线相交，由于柱底板螺孔与预埋螺栓有一定的偏差，一般设计时考虑柱底板螺孔稍大（1mm左右），如果在设计考虑的范围内仍然调整不到位，可对柱底板进行绞刀扩孔，同时上面压盖板用电焊固定。

外框柱缓缓吊起，（注：

起吊时应在柱脚下面放置垫木，以防止与地面发生摩擦,同时保证吊点、柱脚基础同在起重机吊杆回旋）起吊高度在20~30公分之间，缓慢就位。

安装上钢柱后，根据钢柱牛腿面的标高或柱顶部与设计标高的差值，利用柱底板下的螺母来调整钢柱的标高，柱子地板下面的空隙用C60无收缩细石混凝土或铁屑砂浆填实，如下图：

柱脚下放垫木

在钢柱吊装前，在钢柱牛腿上挂好挂梯，挂梯与柱身绑牢靠。

摘卸扣时，人顺着挂梯爬到柱子上卸扣。

6.3.5劲性梁的吊装

劲性梁的吊装在-6.65m楼面混凝土浇筑完以后进行安装，等脚手架搭好，底模支好后进行安装。

由于安装时靠近临边，临边要搭设钢管护栏，操作人员佩戴安全带，安全带系在钢柱牛腿上。

劲性梁的吊点一般设置在梁的1/3处：

6.4钢构件保护措施

对于锚栓埋件，主要是锚栓螺纹上要缠好胶带纸，防止在浇筑混凝土过程中，混凝土污染锚栓螺纹。

H型钢埋柱固定好以后，要防止外物碰撞，主要是防止塔吊施工作业时，由于疏忽而对其产生碰撞，所以要施工人员在现场作业时要格外留意。

劲性柱焊接完毕、外框柱安装完毕后，应在柱身对称拉揽风绳。

6.5质量标准及保证措施

6.5.1质量目标

保证一次性验收合格，确保“白玉兰”杯。

6.5.2质量标准

建筑物定位轴线、基础上柱的定位轴线和标高、地脚螺栓的允许偏差

项目

允许偏差（mm）

基础上柱的定位轴线

1.0

基础上柱底标高

±2.0

地脚螺栓位移

2.0

柱子安装的允许偏差

项目

允许偏差（mm）

底层柱柱底轴线

对定位轴线偏移

3.0

柱子定位轴线

1.0

单节柱的垂直度

h/1000，且不应大于10.0

钢结构外形尺寸主控项目的允许偏差（mm）如下表：

项目

允许偏差

一节柱高度H

±3.0

两端最外侧安装孔距离

±2.0

铣平面到第一个安装孔距离a

±1.0

牛腿孔道柱轴线距离

±3.0

牛腿的翘曲或扭曲

≤1000,2.0

＞1000,3.0

柱截面尺寸

连接处，±3.0

非连接处，±4.0

柱脚底板平面度

5.0

6.5.3质量管理体系

1、我公司的质量体系由总公司—车间—班级三级质量管理网络组成，严格执行自检、交接检、专职检的三检制。

由公司中心试验室提供各项检测数据，以企业标准高于国家行业标准为原则对质量严格考核，以保证钢结构结构质量符合国家现行规范、标准的要求。

2、钢结构结构现场安装施工项目部建立项目质量保证体系，按ISO9001质量体系运作，其质量保证体系为总公司质量保证体系的一部分，其质量控制工作直接受总公司有关科室部门的支持和监控。

3、项目各级人员质量职责

（1）项目经理质量职责

a.代表我单位履行同业主的工程承包工程合同，执行我单位的质量方针，实现工程质量目标。

b.作为我单位在项目上的全权代表，负责协调同业主、总承包商、建设监理等各方面的关系。

c.确保按合同要求进行施工并完成合同规定的施工内容。

（2）内业技术员质量职责

a.负责项目内业技术管理工作。

b.参加设计交底和图纸会审，并作好会审记录。

c.深入施工现场参加施工中的技术问题，参加质量事故的处理和一般质量事故技术处理方案的编制。

（3）工长质量职责

a.参与施工方案的编制及实施。

b.编制施工计划，报项目经理综合平衡后实施。

c.熟悉度掌握设计图纸、施工规范、规程、质量标准和施工工艺，向班组工人进行技术交底，监督指导工人的实际操作。

d.按施工方案、技术要求和施工程序及作业指导书组织施工。

e.合理使用劳动力，掌握工作中的质量动态情况，组织操作工人进行质量的自检、互检。

（4）材料员质量职责

a.按施工进度计划平衡后，编制并向料具租赁站申报材料分阶段使用计划，或向采购员提供物资需用计划。

b.负责落实原材料，半成品的外加工定货的质量和供应时间，并做好原材料、半成品的保护。

c.规定现场材料使用办法及重要物资的贮存保管计划。

e.对进场材料的规格、质量、数量进行把关。

6.5.4焊接质量控制

钢结构焊接焊工必须经考试合格并取得合格证书。

持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。

焊接开始前应复查组装质量、定位焊质量、焊接部位的清理情况，如不符合要求，应修正合格后方能施焊。

1、焊接原则顺序：

1）采用对称焊法，使焊接变形和收缩量最小。

2）收缩量大的部分先焊，收缩量小的部分后焊。

3）应使焊接过程加热量平衡。

4）焊接过程应注意清渣，彻底清除焊根缺陷。

2、切割下料

4.1切割前，必须将钢材表面切割区域内的铁锈、油污等清除干净；切割后，清除边缘上的熔瘤和飞溅物等； 

4.2 型钢采用手工切割方法下料, 切割截面与钢材表面不垂直度必须不大于钢材厚度的5%，且不得大于2.0mm，切割型钢时，切口处不得有局部损坏，严禁在肋部切成缺口；

4.3 下料时引起的变形必须进行校正后再进行组对焊接； 

4.4 切割线与号料线的允许偏差必须符合下列规定：

手工切割 

2.0mm

 自动、半自动切割

±1.5mm

4.5 提高切口表面质量的措施：

切割时，根据工件厚度、割嘴型式、切割速度等因素选择合适的切割氧的压力；切割速度适当，使熔渣和火焰能垂直向下；割炬的割嘴要保持通畅和清洁，不能有氧化铁熔渣的飞溅物粘在割炬嘴上；

4.6 禁止在设备或已装系统上切割或开孔，如因工艺需要，必须有主专业的正式委托单，并经交底和划线后方能作业；

4.7高合金钢、不锈钢等的结构件制作、安装，严禁使用氧炔焰切割下料；

4.8 所有的切割作业要考虑设备及成品保护，并有切实可行的防二次污染措施。

3 、对组装的要求

5.1 焊件组装前必须将待焊部位和坡口表面10~15mm范围内母材上的油、漆、垢、锈、毛刺、飞边等清除干净，直至发出金属光泽； 

5.2 焊件组装时必须将待焊件垫置牢固并采取切实可行的防变形措施，防止在焊接过程中产生附加应力和发生变形；

5.3 禁止强力组对焊件，禁止利用热膨胀法组对，以防引起附加应力； 

5.4 钢板采用自动切割机切割下料，用机械方法清理熔渣、氧化铁等，并对其进行校正后，再进行组对、固定，经检验合格后按工艺施焊。

4、焊接工艺措施

6.1 焊工必须经过考试并取得合格证后方可从事焊接工作。

在施工中必须严格按《作业指导书》和技术交底要求操作；焊接材料的质保书必须齐全；

6.2 结构焊缝的点固均采用手工电弧焊，施焊时采用手工电弧焊或CO2气体保护焊或埋弧焊方法施焊。

点固焊缝的焊接工艺要求与正式施焊的要求相同； 

6.3点焊完毕后，检查点焊质量，不合格的点固焊缝必须铲除重新点固；

6.4 板材、型材的拼接，必须在组装前进行；构件的组装必须在部件组装、焊接、矫正后进行； 

6.5 严禁上道工序的不合格品转入下道工序施工，凡不符合要求的焊件组对，焊工必须拒绝施焊；

6.6 施焊中须特别注意接头和收弧的质量，收弧时必须将弧坑填满。

6.7 H 型钢腹板与翼板角焊缝的焊接应按分中分段退焊法施工。

6.8 焊接H 型钢及钢屋架须先焊其连接件，然后再组对焊接长焊缝；

6.9 角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于10mm，弧坑必须填满；

6.10 技术员、质检员、班组长深入现场，实行过程监督、检查，监督《作业指导书》的执行情况，发现质量问题及时处理； 

6.11 严格执行三级质检制度，各司其职；对焊口的检查必须按顺序进行：

自检—专检—无损检验—验收签证； 

6.12 焊接接头有超标缺陷时，可采用挖补方式返修。

经彻底清除缺陷后再按原工艺补焊， 同一位置上的挖补次