焊接球钢网架屋面施工方案.docx

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焊接球钢网架屋面施工方案

攀枝花市第25中小学校新建炳三区校区项目

---礼堂、看台钢网架工程

编制人:

审核：

审批：

编制单位：

攀枝花公路建设有限公司

编制日期：

2012年5月30日

钢网架结构施工方案

1、工程概况

攀枝花市第25中小学校新建炳三区校区项目位于炳三区，该项目有2个

焊接球钢网架分项工程。

1、礼堂及风雨操场建筑面积1980m2共两层。

屋面采用焊接球钢网架彩钢瓦：

双层网架，节点为焊接球，网状形式为正放四角锥，支撑形式为网架上

炫柱多点支撑，网架面积为24*33.6=806.4m2，连接钢管采用Q235B焊接空心球采用Q235B屋面主棱条采用C型钢Q235B彩钢夹心板。

2、看台及附属用房的看台位置为支座式悬背焊接球钢网架彩钢瓦屋面。

双层网架，节点为焊接球，网状形式为正放四角锥，支撑形式为网架上炫柱

多点支撑，网架面积为10.8*26=280.80m2，连接钢管采用Q235B焊接空心球采用Q235B屋面主棱条采用C型钢Q235B彩钢夹心板。

2、编制依据

（1）施工图、建筑图。

（2）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001;

（3）〈〈建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002;

（4）〈〈网架结构设计与施工规程》JGJ7-91;

（5）〈〈冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002;

（6）〈〈网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78-91;

（7）〈〈钢网架焊接球节点》JG11-1999;

（8）《钢结构防火涂料应用技术规范》CECS24:

90。

3、工程目标

3.1质量目标

总体质量等级达到合格等级，杜绝质量事故，工程全部达到国家和铁道部现行的工程质量验收标准和设计要求，并满足验收速度的质量要求；工程一次验收合格率达到100%,满足全线创优规划要求，争创湖北省优质工程。

3.2工期目标

第一次结构封顶起钢结构工程40天内竣工完成。

3.3安全生产目标

采取有效措施，严格控制轻伤事故，杜绝重大安全事故的发生。

3.4文明生产目标

精心组织安排，确保文明施工环境，确保市级文明工地，努力创成标准化工地。

4、施工总体部署

4.1现场施工条件及施工安排

依据工期计划要求及现场实际施工进度情况，在土建结构施工过程中进行钢结构原材料的采购、加工。

土建施工结束后，立即进行钢网架安装。

4.2施工人员及设备配置

我部对站房钢结构施工各级管理人员分工明确，责任明确，材料、机械设备投入充分，以满足施工的需要。

表4.1-1主要负责人员表、表4.1-2施工工程人员分配表、表4.1-3钢结构主要施工设备配置情况表。

表4.2-1主要负责人员表

现场施工总负责人

张继忠

施工技术负责人

杨文峰

施工质量负责人

陶德忠

生产负责人

王良彬

施工安全负责人

郝黎明

测量负责人

施工班组长

李前进

表4.2-2施工工程人员分配表

序号

工种

人数

备注

1

主要管理人员、安全人员

4

2

技术及测也人贝

4

3

试验检测人员

2

4

机械设备调配人员

2

5

机械指挥人员

3

6

架子工

8

7

专职电工

2

8

机电维修工

2

9

电焊工

18

10

普工

5

11

其它辅助工

8

表4.2-3主要施工设备配置情况表

序

号

名称

单位

数量

规格

备注

1

吊车

台

1

50t/75t

2

电焊机

台

15

3

气焊工具

套

2

4

经纬仪

台

1

5

水准仪

台

1

6

跳板

块

20

8

千斤顶

个

10

9

角向磨光砂轮

个

4

10

钢丝绳

米

100

D17.5

11

钢丝绳

米

100

D12

12

麻棕绳

米

600

D26

13

镀锌铁丝

Kg

160

8#

5、脚手架搭设方案

5.1搭设方案选择

本内架工程根据中华人民共和国行业标准〈〈建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》和有关行业规定，结合工地现场的实现情况，设计该工程脚手架。

（1）局部采用扣件式钢管落地满堂脚手架；

在顶部作业层四周围外立杆的内侧设置双道防护栏杆；纵向横杆位于横

向杆之上；在顶面作业层纵向杆上设置填心杆，填心杆按＜300mm勺间距在横

向杆上均布安装；填心杆上满铺双层脚手板；在作业层的纵横杆的每跨中间向下至立杆主节点设斜向支撑，对其横杆中间进行加固，在作业层相邻下一步整体一平面内用安全平网全封闭。

（2）脚手板为竹笆脚手板1.5x0.8m。

（3）连墙件采用在满堂架上固定1〜2.5m钢管作顶杆。

顶向四周的建筑物作稳固措施，顶杆并按2步3跨间距设置。

（4）主要技术参数：

1纵距La＜1.8m

2步距La1.8m

3横距H:

内侧满堂1.71m

4小横杆内伸出端距建筑物100mm立杆距建筑物外端面300mm

5落地满堂架搭设高度5-6:

6脚手架施工负荷：

选择施工荷载1.5kN/W。

同时作业层1层

5.2脚手架材料选择

（1）钢管：

1扣件式钢管脚手架所用钢管为中48x3.5-0.5mm,钢管壁厚不得小于3.0mm本工程使用的钢管是中48x3.0mm在规范规定的许可范围之内，可以使用，为了安全，钢管计算校核按中48x3.0mm进行。

2钢管表面修饰深度v0.5mm

3钢管弯曲变形控制在一定范围内，在长度1.5m范围内，端部弯曲应v

5mm3n^Lv4m弯曲变形＜1.2mm4rkLv6.5m,弯曲变形＜20mm

（2）扣件：

1扣件螺栓拧紧力应在于65Nm^得发生断裂破坏。

扣件材质应负荷国标〈〈GB15831的规定，用可锻铸铁制造。

2扣件严禁有变形，裂缝，应左防锈处理。

3滑丝的螺栓应更换。

5.3脚手架设计计算

5.3.1计算依据

计算依据国际JG13CH2001、J84-2001、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范的基本规定：

脚手架的承载能力应按概率极度限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计计算。

搭设尺寸：

立杆纵-横距1.80米（作业层处纵、横杆中不加斜撑实际横距为0.9m）,步距1.8米，采用的钢管类型为①48X3.0,

连墙件采用2步3跨，竖向间距3.60米，水平间距5.4米。

施工均布荷载为1.50kN/W，同时施工1层，

脚手板共铺设1层，顶层为双层，安全平网1层。

室内作业不考虑风荷载的影响，室内地坪为校基础不予以考虑。

5.3.2作业层处纵、横杆的计算

按照纵、横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

纵、横杆中不加斜撑实际横距按0.90m计

5.3.2.1均布荷载值计算

大横杆的白重标准值P1=0.038kN/m

脚手板的荷载标准值P2=0.150x2X1.80/3=0.18kN/m

活荷载标准值Q=1.500X1.800x0.9/3=0.81kN/m

静荷载的计算值q1=1.2X0.038+1.2x0.18=0.262kN/m

活荷载的计算值q2=1.4x0.810=1.34kN/m

%如务

口IULN口U

jL——*~L——i——L_―一」.」，/.

大横杆计算荷载组合简图（跨中最大弯距和跨中最大挠度）

4|务

厂II口]II口.1I1]|口I

大横杆计算荷载组合简图（支座最大弯矩）

5.3.2.2纵向、横向水平杆计算

（1）抗弯强度计算

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩

跨中最大弯矩计算公式如下：

Mmax=0.08qil2+0.10q2I2

跨中最大弯矩为

M=（0.08X0.262+0.10X1.134）x0.902=0.109kN.m

支座最大弯矩计算公式如下：

Mmax=-0.10q"-0.117q2I2

支座最大弯矩为

M=（0.10X0.262+0.117X1.134）x0.9902=-0.129kN.m

支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

S1=M/W=109000/4490=24.28N/mr2

52=M/W=129000/4490=28.73N/mr2

纵、横杆的计算强度小于205.ON/mm,满足要求！

（2）挠度计算

最大挠度考虑为三跨连续两均布荷载作用下的挠度

计算公式如下：

Z-0677^—+0990

100£/】0。

政

静荷载标准值qi=0.038+0.18=0.218kN/m

活荷载标准值q2=1.134kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

u=（0.67X0.218+0.990X1.134）X900.04/（100X2.06X105X107780.0）=0.376mm

[u=10mm

以上计算说明纵向、横向水平大横杆中间加支撑时候最大挠度为0.71mm

小于1500.0/150计算值10mm满足要求！

5.2.2.3立杆计算

脚手架立杆荷载标准值。

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载。

静荷载标准值包括以下内容：

（1）每步跨内钢管重量计算：

立杆钢管：

9.0m

纵横水平杆钢管：

（1.8+1.8）X6步=21.6m

填心杆钢管：

1.8/0.3x1.8=10.8m

斜撑杆钢管：

2x4=8m

钢管合计重量:

Ng1=（9.0+21.6+10.8+8）X0.038=1.877kN

（2）脚手板的白重标准值（kN/m2）；

采用脚手板，标准值为0.15，首层为双层竹笆+连两层竹笆防护

Ng；=0.150x2X1.800x1.800=0.972kN

（3）栏杆与挡脚手板紫红在那个标准值（kN/m）;

采用栏杆、竹笆片脚手板挡板共首层四周有，标准值为0.15

Ng3=0.150x1.800=0.27kN

（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/rf）;0.005

Ng=0.05x1.800x1.800=0.162kN

经计算得到，静荷载标准值N=Ns+NG+N^N4=3.281kN

活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，按一纵横距内施工荷载总和

的取值。

经计算得到，活荷载标准值N=1.500X1.800x.800=4.86kN

N=1.2NG+1.4Nq

N=10.741kN

5、立杆的稳定性计算

1.不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算

其中N——立杆的轴心压力设计值，N=10.741kN;

4——轴心受压立杆的稳定系数，由长细比1o/I的结果查表得到

0.19;

i计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm;

Io计算长度（m,由公司1o=kuh确定，1o=3.12m;

K——计算长度附加系数，取1.155;

U——计算长度系数，由脚手架的高度确定，u=1.50;

A立杆净截面面积，A=4.24cnf；

W—立杆净截面模量（地抗矩），W=4.49cn3;

。

一一钢管立杆受压强度计算值（N/mm2）；经计算得到。

=133.0N/mm2；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；

不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算（t<[f],满足要求！

楼地面单位最大受力

N1=10.741/（1.8X1.8）=3.32KN/W，小于楼地面设计荷载3.5,可以安全搭设该脚手架及其施工荷载。

5.4脚手架的搭设

5.4.1脚手架搭设原则及顺序

（1）搭设原则：

应是从下到上、分步分层搭设、分步分层固定、分步分层校正、支撑、栏杆、防护网同步搭设、分段验收的原则。

（2）搭设顺序：

搭设步骤：

熟悉方案和图纸一一现场放线一一铺设木地板一一白一端立

立杆、纵、横向水平杆和扫地杆（3跨）一一设置抛撑一一立杆排立杆、纵横向水平杆和扫地杆（3跨）一一向另一侧延伸直至平面交圈一一当搭至2步高

或增高2步时用连墙件将架体顶向建筑物使架体固定一一及时校正垂直度一一四周设置剪刀撑、内侧设置水平和垂直支撑一一安装栏杆和安全平网一一至设计高度时进行封顶验收。

6、钢网架施工方案

6.1工程特点

屋面钢网架分为2块组装焊接，在用吊车进行吊装。

6.2施工顺序

根据本工程总体施工计划要求、施工重难点情况，确定施工顺序为：

先在

地面放样组装，然后吊装。

6.3施工工艺

屋面网架施工工艺流程图

6.3.1施工准备

（1）进行图纸会审，与甲方、设计人员、监理充分沟通，了解设计意图C审核施工图：

根据工厂、工地现场的实际起重能力和运输条件，核对施

工图中钢结构的分段是否满足要求；工厂和工地的工艺条件是否能满足设计要求。

详图设计：

根据设计文件进行构件详图设计，以便于加工制作和安装。

（2）据构件特点和工厂实际情况，为保证产品质量和操作方便，应适当设计制作部分工装夹具。

（3）组织必要的工艺实验，如焊接工艺评定等试验。

6.3.2原材检验

（1）材料选用

钢构件材质化学成分及机械性能应符合GB-700-88的有关规定。

所有材料必须有〈〈产品合格证书》。

专材专用，施工人员严禁随意代用，确需进行材料代用时，必须得到设计人员的书面认可。

（2）材料检验

各种规格钢材进厂时，钢材供应厂商必须同时提供钢材的质保书。

按质保书内容及合同有关条款，检查其规格、牌号、炉号及批号等，与质保书相符合时方收货。

依照装箱单，检查其品种件数。

如发现有品种不良，品种不足时，应立即通知生产厂家解决，不良品种材料不准发料施工。

对钢材表面质量应进行严格检查，具体为：

锈蚀、麻点、划痕深度不得大于钢材厚度负偏差值的1/2,发现有超差时，应协商处理。

若无法处理时,应退货。

其退货在出厂前，应明显分隔堆放，并应明显标识出不合格材料，严防错发料。

（3）材料的关键要求

钢结构使用的钢材、焊接材料、涂装材料等应具有质量证明书，必须符

合设计要求和现行标准的规定。

进厂的原材料，除必须有生产厂的出厂质量证明书外，并应按合同要求和有关现行标准在监理的见证下，进行现场见证取样、送样、检验和验收，做好检查记录，并向监理提供检验报告。

钢结构工程的材料代用，一般是以高强度材料代替低强度材料，以厚代薄。

钢结构工程使用的钢材，必须按要求进行力学性能实验，其检验项目应根据钢材材质进行确定，对于本工程使用的钢材应按要求进行各项实验。

（4）材料的厂内加工

材料加工系采用先进的全白动电脑控制火焰加工设备，此设备具有极高的加工精度，同时又易于操作，完全保证加工质量。

加工前要进行加工实验，再确认加工精度后方可进行材料加工。

加工件的检查按国家标准〈〈钢结构工程施工及验收规范》GB60205-95第4.4.5执行

6.3.3主体验收

主体验收包括钢网架预埋件的轴线、表面标高与水平度的检验。

钢网架预埋件的轴线和标高是否正确是确保钢网架安装质量的基础，应用经纬仪、水准仪、水平尺和钢尺对其进行复核，并应根据基础的验收资料复核各项数据，并标注在基础表面上。

若网架预埋件的轴线、标高与水平度的偏差超过规范要求时，应及时采取有效的措施加以弥补。

采取凿碌和加钢板重新焊接网架预埋件，经再次验收网架预埋件的标高和轴线符合设计要求，监理同意安装屋面网架。

6.3.4拼装支架的搭设根据施工的需要，搭设满堂脚手架，脚手架顶标高线形依据屋面网架的变化而变化。

由于网架的高度为2.5m和3m,为便于施工，脚手架的搭设在离网架下弦球300mm处，同时，网架组装时，为了每个下弦球的准确定位，相应都要支顶，而下弦球各点标高不同，难以搭设统一的标高，因此考虑搭设踏步为3m步高0.9m的阶梯式满堂脚手架，以利于安装上弦，由低到高进行组装。

同时支架的设置必须对准网架下弦的支撑节点。

支架间距不宜过大，以免网架安装过程中产生过大的下垂。

支架的高度要方便操作，因采用千斤顶调整标高，故支架上表面距网架下弦节点800mmfe宜。

在施焊前要求焊工先检查工装胎架是否对结构件进行了有效定位，结构两端是否有保型装置，并且做好防风、抗雨、保温等各项焊前准备工作，在施焊过程中尽可能使用同一种焊接方法进行施焊，以减少焊接能量不同引起的附加焊接应力。

6.4网架验收

6.4.1安装质量检查

施工完毕后，应测量网架的挠度值（包括网架白重的挠度及屋面工程完成

厚的预计挠度），所测的挠度平均值不应大于设计值的15%实测的挠度曲线应存档。

网架挠度值观测点的设置：

跨度24m以下的网架结构测量下弦中央一点，跨度大于24m以上的网架结构测量下弦中央一点及各向下弦跨度的四等分点。

还应检查网架的纵横向边长偏差和支撑点的中心偏移及高度偏差。

纵横向边长偏差允许值为长度的1/2000,且不应大于30mm中心偏移允许值为网架跨度的1/3000且不应大于30mm高度偏差允许值：

对周边支撑的网架相邻点之间，应为相邻支座间距的1/400且不应大于15mm最高与最低点之间应为30mm对多点支撑的网架，应为相邻支座间距离的1/800,且不应大于30mm

6.4.2焊接质量检查

（1）焊接质量等级

网架杆件应采用坡口全熔透对接焊缝连接，焊缝等级为二级。

钢管与焊接空心球连接均采用坡口全熔透焊接，焊缝等级为二级。

焊接空心球均采用坡口全熔透焊接，焊缝等级为一级。

网架支座中的全熔透焊缝及网架杆件与网架支座的全焊透焊缝均为一级

焊缝。

其余未特别注明角焊缝均为三级焊缝。

（2）焊缝质量检查：

1）焊接施工过程中，必须做好记录，施工结束时，应准备一切必要的资料以备检查。

2）焊缝表面缺陷应100%检查，检查标准按照现行国家有关规范进行。

3）焊缝内部缺陷检查：

要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应米用射线探伤。

6.4.3支架拆除

待网架全面检查验收合格后，应拆除全部支顶网架的方木和千斤顶。

考虑到支撑拆除后网架中央沉降最多，故每棉网架按中央、中间和边缘三个区域分阶段按比例下降支撑，即分六次下降，每次下降的数值，三个区的比例是2:

1.5:

1.下降支撑时要严格控制同步下降，避免由于个别支撑点受力而使这些

支撑点处的网架杆件变形过大甚至破坏。

6.5网架结构防腐涂装

6.5.1施工准备

（1）根据设计图纸要求，选用底漆及面漆。

（2）准备除锈机械，涂刷工具。

（3）涂装前网架结构、构件已检查验收，并符合设计要求。

（4）防腐涂装作业在公司油漆厂区进行，油漆厂区具有防火和通风措施,可防止发生火灾和人员中毒事故。

6.5.2工艺流程:

（1）基面清理:

网架结构工程在涂装前先检查网架构件制作、安装是否验收合格。

涂刷前将需涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物清理干净。

为保证涂装质量，在螺栓球、杆件制成成品后采用全方位白动喷丸除锈机进行喷丸除锈。

该除锈方法是利用压缩空气的压力，连续不断地用钢丸冲击网架构件的表面，构件表面轧制氧化皮、锈和附着物残留在钢材表面的痕迹已是点状或条状的轻微污痕，露出均匀一致的金属光泽。

这种方法效率高,除锈彻底，除锈标准达到国家〈〈涂装钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定等级Sa2。

这是一种非常彻底的除锈，并保证了下道油漆工序的牢固、可靠。

（2）底漆涂装：

调合防锈漆，控制油漆的粘度、稠度、稀度、兑制时充分的搅拌，使油漆色泽、粘度均匀一致。

刷第一层底漆时涂刷方向应该一致，接搓整齐。

刷漆时采用勤沾、短刷的原则，防止刷子带漆太多而流坠。

待第一遍干燥后，再刷第二遍，第二遍涂刷方向与第一遍涂刷方向垂直，这样会使漆膜厚度均匀一致。

涂刷完毕后在构件上按原编号标注；重大构件还需要标明重量、重心位置和定位标号。

（3）面漆涂装：

面漆涂装需待现场安装结束后才进行。

同样在涂装面漆前需对网架构件表面，尘土等杂物进行处理。

面漆调制选择颜色一致的面漆，总制的稀料合适，面漆使用前要充分搅拌，保持色泽均匀。

其工作粘度、稠度应保证涂装时不流坠，不显刷纹。

面漆在涂装过程中应不断搅和，涂刷方法和方向与底漆涂装相同。

6.5.3涂层检查与验收

（1）表面涂装施工时和施工后，应对涂装过的工件进行保护，防止飞扬尘土和其他杂物。

（2）涂装后处理检查，应该是涂层颜色一致，色泽鲜明，光亮，不起皱皮，不起疙瘩。

（3）涂装漆膜厚度的测定，用触点式漆膜测厚仪测定漆膜厚度，漆膜测厚仪一般测定3点厚度，取其平均值。

6.5.4成品保护

（1）网架构件涂装后加以临时围护隔离，防止踏踩，损伤涂层。

（2）网架构件涂装后，在4小时之内遇有大风或下雨时，则加以覆盖,防止粘染尘土和水气，影响涂层的附着力。

（3）涂装后的构件需要运输时，要注意防止磕碰，防止在地面拖拉，防止涂层损坏。

（4）涂装后的网架构件勿接触酸类液体，防止咬伤涂层。

6.5.5应注意的质量问题

（1）涂层作业气温应在538C之间为宜，当天气温度低于5C时，选用相应的低温涂层材料施涂。

（2）当气温高于40C时，停止涂层作业。

经处理后再进行涂层作业。

（3）当空气湿度大于85%或构件表面有结露时，不进行涂层作业，或经处理后再进行涂层作业。

（4）网架结构制作前，对构件隐蔽部位，结构夹层难以除锈的部位，提前除锈，提前涂刷。

7、网架质量控制措施

7.1质量控制难点

（1）该网架支撑条件较差，杆件受力敏感性较大。

（2）该网架为焊接球节点网架，工厂化生产程度低，故控制焊接变形和

焊接质量的先天条件不理想。

（3）焊接球节点网架为杆件直接焊接连接，在现场杆件的空间定位尺寸

难以控制。

（4）因该网架为想想正交正放结构体系，实际是ongoing球节点的一种

桁架体系，整体刚度较大，待安装结束后，难以进行尺寸调节。

（5）组成该网架的杆件尺寸规格型号种类较多，给安装过程中的整体控

制增加了难度。

7.2保证大跨度焊接球网架安装精度的施工措施

7.2.1提高该网架的制作加工精度

网架各组成构件的尺寸精度是保证网架整体尺寸精度的前提条件之一，且焊接球网架是杆件与焊接球直接连接，其降低安装积累误差的缓解和余地不如螺栓球那么充裕（螺栓球网架可通过微量增减螺栓球与杆件间的套筒长度来消除或降低安装积累误差），为避免该焊接球网架安装过程中产生较大的累计误差，结合该工程的具体条件故将规范规定的螺栓球网架杆件的加工尺寸误差士0.1提高为士0.5.

因此，杆件的加工必须在专用的割管设备上加工，不仅能保证杆件的加工尺寸精度和切割端面与杆件轴心线的垂直度，且能使割管和管端倒角一次完成，为保证后序现场杆件和焊接球之间的焊接质量提供了有利条件。

严禁采用手工砂轮切割机切割杆件。

7.2.2杆件的加工尺寸包含适当的焊接收缩量

焊接收缩量预留多或少都不利于焊接球网架整体尺寸的控制，故在杆件加工前必须对各种规格和壁厚的杆件进行焊接试验，得出各种规格和壁厚较为精确的焊接收缩量，以避免现场焊接时产生较