机场扩建钢结构工程施工组织设计.docx
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机场扩建钢结构工程施工组织设计
目录
第一章钢结构工程概况2
第二章钢结构安装前施工准备6
第三章组织机构，质保体系及劳动力配备9
第四章钢结构安装11
第五章施工工艺16
第六章有关钢管相贯节点焊接超声波探伤工艺18
第七章质量要点27
第八章安全消防要点28
钢结构工程概况
1.1钢结构简况
沈阳某机场扩建工程，本航站按屋面及其主框架采用钢结构，屋面结构采用立面呈香蕉形钢管相贯空间桁架，陆测桁架跨度为57.60m，悬挑12m；空测桁架跨度28.8m，悬挑6m；桁架断面呈倒三角形，即上弦采用二根钢管，下弦采用一根钢管，桁架高度变动范围0.5—3.0m，屋架间距为9m。
屋面采用镀锌冷弯薄壁C型钢檩条，金属压型板夹芯保温板。
钢柱采用由四根钢管组合的格板式A、D轴檩柱距为18m，其余轴钢柱柱距为9m，有柱处的屋架支于柱端，无柱处A轴设托架支撑屋架，D轴则采用斜向支撑杆。
从1~50，A~G轴分三个区：
A区1~12，E~G长99M，跨度19.2M，B区又分两部分，第一部分12~38，D~G全长234M，跨度28.8M，第二部分12~38，A~D，全长234m，跨度57.6m，C区38~50，E~G全长108m，跨度19.2m。
钢管反弧型屋架T-1长72.5m,重32t，共27榀，T-2长31.3m，重12.2t，共27榀，T-3长33.3m，重6t，共21榀。
所有承重柱都是钢管组合柱，GZ1断面为2426x2426x15300，重22.36t，共14榀，GZ22426X2426X16000，重25.3t，共14榀，GZ3、4、5每根最重5t，共69榀，钢柱座标高为-0.300m,柱顶标高分别为+15m，+18m,+14.7m,B区T-1钢屋架最高安装标高为+34m，最低为+15m,B区T-2钢屋架最高安装标高为+32m，最低为+11.5m,A区、C区钢屋架最高安装标高为+14.7m，最低为+11m,钢屋架与钢柱为高强螺栓连接，钢屋架顶部由钢檩、钢椽、拉条、钢支撑连接成整体，钢结构总重约2950t，见平面图1、剖面图2。
材料:
1.1.2.1.16Mn钢（Q345B）：
应满足国家标准《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）的有关规定
3号钢（Q235B）：
应满足国家标准《碳素结构钢》（GB700）的要求
1.1.2.2.钢管：
本工程中全部钢柱，屋架，托架支柱等钢管结构均采用结构用无缝钢管铸钢：
节点）
锻钢：
45号钢。
（用于圆钢两端节点）
1.1.2.3.普通螺栓及柱脚锚栓：
Q235号钢，C级螺栓
1.1.2.5焊接材料：
焊接16Mn钢Q235B钢可分别按下表选用焊条及焊丝；或由施工单位根据其工艺评定试验结果及有关国标进行选定，交设计院认定。
焊接方法
钢号
焊接材料
备注
手工焊
Q235B
E43XX型焊条
16Mn
E50XX型焊条
埋弧自动焊
Q235B
H08A焊丝
16Mn
镀铜H10Mn2焊丝
1.1.3整个钢屋架工程覆盖面积很大，均有地下室，各种大型起重机械，无法进入室内,T—1钢屋架重达32T/根,长5m，GZ—1长18m，重25.3T/根，都采用管—管相贯节点，穿销节点和法兰盘质量精度高，工期紧,后门已关死,给钢结构现场拼装与安装增加很大难度。
管——管相贯节点图3
穿销节点图4
法兰盘节点图5
1.1.4工期、质量、安全目标
工期目标：
钢结构工厂从签合同之日起，从材料到场（甲方供料）到安装完毕共需90天完成。
质量目标：
达省级优良工程，争创“鲁班奖”工程。
质量目标：
杜绝死亡事故发生，重伤事故率达到最低水平。
1.1.5施工规范
“网架结构设计与施工规范”[JGJ7—91]
“网架结构工程质量检验评定标准”[JGJ78—91]
“钢结构工程施工及验收规范”[GB50205—95]
“钢结构工程质量检验评定标准”[GB50221—95]
“建筑钢结构焊接规程”[JGJ81—91]
“钢焊缝手工超声波探伤和探伤结果的分级”[GB11345—89]
“钢结构高强螺栓连接设计、施工感及验收规范[JBJ82—91]
“冷弯薄壁型钢结构技术规范”[GBJ18—87]
钢结构安装前施工准备
钢柱地脚螺栓预埋
地脚螺栓预埋的方法及精度直接影响钢柱安装精度，主要保证地脚螺栓组中心轴线的偏移≤3mm及单根柱地脚螺栓之间的距离，如图6：
塔式起重机械的选择：
SK560起重机：
B.P.R
臂根绞点高度（m）
43.8
40
臂杆长度（m）
68.2
40
回转半径Rmax（m）
68.2
40
Rmin（m）
2~23
起重量Qmax（t）
20
11.1
Qmin（t）
5.5
跨外距边轴线距离（m）
7.0
6.0
主要施工机具
2.3.1吊装工具
序号
工具名称
规格型号
数量
用途
1
塔式起重机
SK560
1
大钢管屋架安装
2
塔式起重机
B.P.R
1
小钢管屋架安装
3
钢丝绳
各种型号
若干
吊装
4
卡环
各种型号
若干
吊装
5
倒链
1t，2t，3t，5t
各10
吊装
6
千斤顶
20t，30t，50t
各8
吊装
7
碗扣式脚手架
30t
吊装
2.3.2测量仪器
序号
工具名称
规格型号
数量
1
经纬仪
J2
2
2
水平仪
S3
2
3
*全站仪
TC1100
1
4
钢尺
30m，50m
各2
5
弹簧秤
20kg
2
6
对讲机
3km
2
2.3.3螺转施工工具
序号
工具名称
规格型号
数量
梅花扳子
M20，M22
各5
过眼冲子
10
大锤
4磅
4
工具袋
30
钢构件复验和配套供应
2.4.1钢构件复验分两步进行，制造厂将单件制作完毕验收合格运到现场，现场焊接拼装完毕验收合格方可吊装
构件复验项目如下：
a检查构件（及单件）几何尺寸，螺栓孔及销孔位置，螺孔直径间距，焊缝坡口等。
b构件编号，方向，标注是否正确。
C检查附件数量，规格。
d构件在运输过程中是否有变形损伤，对以上有问题的构件要及时处理。
为保证钢构件的连续施工，必须搞好钢构件的配套工作。
a 制造厂必须按现场吊装进行运输及现场拼装。
b所有构件上的附件必须按吊装计划供应到位。
c各工序的技术资料必须同步到位。
组织机构，质保体系及劳动力配备
组织机构及质保体系
劳动力配备：
根据本工程工期紧，吨位多，难度大等特点，劳动力配备如下：
构件拼装组
分B区A—D，D—G两个工作面，每个工作面均按两班
32人
焊接组
两个工作面，两班
40人
构件安装组
两个工作面，两班
40人
测量校正组
两个工作面
12人
安全消防组
8人
探伤组
4人
司机
8人
电工
2人
其他
10人
合计
156人
钢结构安装
钢结构安装顺序许：
钢结构拼装：
T1钢屋架
钢柱钢托架檩条组拼
T2，T3钢屋架
四、钢结构安装：
钢结构总体安装顺序:
钢构件拼装:
T1钢屋架
钢柱钢托架檩条组拼
T2、T3钢屋架
钢构件安装顺序：
A轴GZ1，D轴GZ2钢管柱（下节柱、上节柱）P-1~2a、b
PX-1、X-1支撑TT-1托架T-1钢管屋架钢檩条、十字支撑
E轴GZ1，G轴GZ2钢管柱P-3~4a、bPX-1、X-1支撑
TT-2托架T-2、T-3钢管屋架钢檩条、十字支撑
为确保T-1钢管屋架的安装整体稳定性，安装T-1钢管屋架的同时安装T-2钢管屋架，达到GZ2钢柱与T-1T-2钢管屋架及支撑系统形成空间刚性受力平衡。
主要钢构件安装方法：
方法1为整体吊装，用两台560塔，步骤从略，方法2为分段吊装，详细步骤如下：
A、C区和D、G—12，38的B区钢结构安装，采用一台跨外BPR400t-m塔式起重机安装。
（钢柱、钢托架、钢屋架、支撑檩条等）。
见图2。
E、G轴钢管接GZ3，断面980×980，长度15.25m，重4.65t，采用钢丝绳索钢柱顶部一点两侧起吊就位现场较正柱底部螺栓固定松钩。
E、G轴9m钢托架：
采用两点起吊进行安装。
T-2、T-3钢管屋架安装因为反弧形钢管屋架在地面是侧向卧拼，吊起后须空中翻身，为此绑扎点需要2X6=12个点。
见图7，平吊起来用倒钳空中翻身后呈反弧形，安装到设计位置，与G轴钢柱采用高强螺栓连接。
D轴T-2钢管屋架下弦放在斜撑顶部，校正纵横轴线位置，标高屋架垂偏松钩。
B.P.R塔L=40M，R=40M，Q=11.1T,构件所在位置距B.P.R18.8M,构件重10T,小于11.1T,安全。
注意：
T-2钢管屋架重12.2t，为使B.P.R塔式起重机不超载，须E轴外悬挑部分屋架2.2t后吊。
钢檩条：
根据檩条刚度情况，为加快施工速度，可将檩条用钢框架组拼成块体，进行安装。
见图8。
B区的A、D—12、38钢结构安装：
A轴GZ-1钢管柱断面2426×2426，长度15m，重22.80t，拼焊完毕，采用SK560塔式起重机与40t汽车吊双机抬吊进行安装。
SK560塔40t汽车吊构件所在位置
L=68.2mL=31m距SK560塔距汽车吊
R=23mR=16m8m1.6m
Q=20tQ=3.6t
构件重：
22t<20+3.6=23.6t安全
D轴GZ-2钢管柱：
断面2646×2646，长度18m，重25.3t，钢管柱分段吊装：
即在设计位置上将钢管柱分成二段制作。
先将下段钢柱两塔双机抬吊就位安装固定，在将上段钢柱与下段钢柱立拼接校正点焊固定焊接。
SK560B.P.R.构件所在位置
L=68.2mL=40m距SK560距B.P.R.
R=65mR=40m64.6m33.6m
Q=5.88tQ=11.1t
构件重量：
下段1.6t/m×8.8m=14.0t<5.88+11.1=16.98t
上段1.6t/m×8.8m=11.3t<5.88+11.1=16.98t
钢托架TT-1，长15.30m，高210m，重8.4T，采用 SK560塔二点起吊安装。
T-1钢管屋架安装，长75m，高2.2m，重33.214T，根据起重机械性能分三段安装。
第二段钢管屋架Ｔ－１安装：
一端放在GZ1钢管柱上，另一端放在承重支架上。
（见剖面图2）构件所在位置距SK560塔２３Ｍ
SK560塔式L=68.2m
R=23mQ=20t
构件重：
16.93t<20t安全
第三段钢管屋架T-1安装：
一端与第二段相接，另一端放在BT-1上。
SK560塔式B.P.R构件所在位置距SK560 距B.P.R
L=68.2mL=40m
R=43mR=40m40m40m
Q=9.83tQ=11.1t
构件重：
11.4t<9.83+11.1=20.93t安全
第一段钢管屋架T-1安装：
采用SK560塔式前后安装，一端放在钢管柱顶上与T-1第二段法兰盘连接上。
施工工艺
钢结构测量工作是安装过程的控制，是保证钢结构安装正确到位的关键性工作，其内容包括：
柱基础轴线、标高、柱顶轴线、标高、柱垂直距离与位移，钢托架垂偏、钢管屋架垂偏与位移等，钢结构结点复杂，要求精度高，因此钢结构工程的测量工作必须严格控制作到万无一失。
根据控制桩和放线记录，复核纵横轴线及标高。
5.1施工平面轴线控制图的复验：
用极坐标或其它方法复验，角度闭合差要求小于±10″，距离用已验定的钢尺丈量或用全站仪量距。
距离计算时顾及全站仪的加乘常数改正及气象改正。
因此要求角度规测6测回，边长观测测4测回，测角误差小于±2.5″，边长相对精度达1/2000，保证其点位绝对可靠，相对精度较高的要求，达到完全满足要求为止。
5.2柱顶轴线测量：
根据钢柱垂直偏差与位移将柱顶实测绘图，再次进行调整，使其满足安装规范要求。
5.3基准标高复验：
根据土建已给的基准标高，且检测精度在0.3mm范围内。
5.4柱顶标高测量：
其测量精度要求小于±0.5mm，并做好记录，作为钢管屋架支座安装依据。
5.5测量仪器：
施工使用的所有测量仪器，必须经计量部门进行检验校核。
5.6测量质量措施：
5.6.1必须严格按规范要求操作，并认真执行现场监理工程师所要求的各项测量技术、验收程序。
5.6.2每一道测量工序完成后，必须按三级验收制度执行，自检验收后方可上报监理工程师复验，合格签认后方可进入下一道工序。
5.6.3班组施测前，做好技术交底工作，技术总管对核验的测量结果必须进行会审，并做好记录施工日记。
5.6.4测量放线前后，及时对测量仪器进行检验，确保仪器在可知度下运行。
5.6.5工程中所有距离丈量所使用的钢尺或全站仪，其尺寸必须以同一把钢尺作为比较。
测量工作执行《测量作业指导书》
有关钢管相贯节点焊接超声波探伤工艺
根据“焊接球节点网架旱缝超声波探伤及质量分级法”〈ＪＧ／Ｔ３０３４，２－１９９６〉
1.超声波探伤标准：
根据设计要求，钢网架焊接球与钢管的对接焊缝均需进行超声波探伤检查，其标准执行《钢结（JG/T3034.2-1996）。
2.探伤前准备：
2.1材料：
（1）.万用插座2个；
（2）甘油（浓度75％），60KG；（3）记号笔若干。
2.2机具：
要求。
.试块：
按探伤标准选用CSK-10两块、CSK-18两块及对比试块若干。
斜探头10只。
探头线6条。
钢直尺2把（150mm）；钢卷尺2把（2M）。
手砂轮2台（φ100mm）。
3.作业条件：
3.1检验人员必须熟练掌握超声波探伤的基础知识和基本性能，具有曲面探伤的经验。
按照国家有关规定经培训和考核，并持有相应考核组织颁发的无损检测人员等级资格证书。
3.2现场超声波探伤必须遵守有关安全操作规程。
当探伤条件不符合探伤工艺要求时，或不具备安全作业条件时，检测人员有权拒绝探伤工作，待条件改善符合要求后再进行工作。
超声波探伤一般由两人进行，高空作业必须由两人进行，相互照应，确保安全。
4.测试探伤仪器的性能：
4.1衰减器（增益器）总衰减量不小于80dB。
4.2衰减误差：
在探伤规定的工作频率范围内，每12dB的工作误差不大于±1dB。
4.3垂直线性误差不大于5％。
4.4水平线性误差不大于1％。
4.5分辨力，斜探头Z≥6dB，直探头X≥30dB。
4.6灵敏度余量：
系统灵敏度余量必须大于评定灵敏度10dB以上。
5.探头：
5.1主声速偏离：
垂直方向应没有明显的双峰。
水平方向偏离角应不大于2度。
5.2折射角偏差应不大于2o或K直偏差不大于±0.1。
5.3前沿尺寸误差不大于1mm，远场分辨力不大于6dB。
5.4在满足探伤灵敏度的前提下，检验球管焊缝宜选用横波斜探头，以使用5MHZ大角度、短前沿探头为主。
见表1，其中K为折射角的正切值，既：
K=tgβ。
表1：
频率（MHZ）
晶片尺寸（mm2）
折射角
前沿尺寸（mm）
5
6*6
70.o或K=2~3.0
<6
2.5或5
8*8
70o或60oK=2~3.0
<9
6.周期检查项目及时间：
探伤仪和探头工作性能的检查应至少按表2的规定进行。
表2：
检查项目
检查时间
前沿尺寸、折射角或K值主声束偏离。
开始使用；
每隔6个工作日
灵敏度余量，分辨率。
开始使用；
探头修补后；
探伤仪修理后；
每隔1个月。
水平线性、垂直线性。
开始使用；
探伤仪修理后；
每隔3个月。
7.试块：
7.1标准试块采用CSK—IB型试块。
主要用于测试探伤仪，接触面未经研磨的新探头和系统性能。
形状尺寸见（GB11345—89）附录A。
7.2使用CSK—IC型钢网架试块。
现场标定和校验探伤灵敏度及时基线绘制距离波幅曲线图。
7.3CSK—IC型试块组由三块试块组成一套各种曲率半径的试块。
可用于探伤面曲率半径为0.9~1.5倍的工作检验。
8.检验准备：
8.1探伤面的修整：
清除探头扫查区内的氧化皮、飞溅物、油污、焊渣及影响透声效果的涂层、锈蚀等。
8.2探伤方法：
在管材外面检查球管焊缝。
采用单面单调直设法，一次反射法，二次反射法。
8.3受检区宽度和探头扫查宽度，按表3规定进行。
表中斜探头的探伤跨距。
P=2TK，式中T为壁厚。
表3
对象
受检宽度（mm）
探头扫查宽度
钢管对接焊缝
焊缝自身宽度再加上焊缝两侧各相当于管壁厚度的一段区域，最大为20mm.
在焊缝两侧分别大于1.25P。
球管焊缝
焊缝自身宽度再加上管材两侧各相当于管壁厚度的一段区域，最大为14mm.
在管材侧大于1.75P。
8.4超声波探伤应在焊缝外观检查合格后进行。
8.5检验人员应了解受检焊缝的材质、曲率、厚度、焊接工艺、坡口形式和背面衬垫等情况。
9.操作工艺：
工艺流程：
10.距离波幅曲线的绘制：
10.1采用在CSK—IC试块上实测的Ф3横孔反射波幅数据，以及表面补偿数据。
按表4灵敏度要求绘制DAC曲线。
表4
曲线名称
灵敏度数值
判废线（RL）
DAC
定量线（SL）
DAC—dB
评定线（EL）
DAC—10dB
10.2DA曲线由判废线（RL）、定量线（SL）和评定线（EL）组成。
EL线与SL线之间为Ⅰ区，既弱信号区。
SL线与RL线之间为Ⅱ区，既长度评定区。
RL及以上称为Ⅲ区，既判废区。
10.3整个检测范围内曲线都应处在示波屏满幅的20％以上。
11.检验方法：
11.1检验工作应在探伤面经过清理，探伤仪的时基线和探伤灵敏度经过标定，DAC曲线绘制完毕后进行。
11.2焊缝的全面检验或抽查比例，应根据GB50205和JGJ7的规定进行。
对大、中跨度的钢网架，必须抽检杆件的20％数量进行检验。
11.3探头扫查速度应不大于150mm/s。
相临的两次检查之间至少有探头晶片宽度的10%的重叠。
11.4焊缝探伤应首先进行初始检查。
初始检查采用的灵敏度不低于评定线。
在检验中应根据波幅超过评定线的各个回波的特征，判断焊缝中有无缺陷以及缺陷性质危害性大的非体积性缺陷，如裂纹、未溶合，危害性小的体积性缺陷，如气孔及夹渣。
11.5在初始检查中判定有缺陷的部位，应在焊缝表面作出标记。
应进一步作规定检验，测出缺陷的实际位置和当量。
并对除根部未焊透外，回波幅度在评定线以上危害性大的非体积性缺陷，以及包括根部未焊透，回波幅度在定量线以上危害性小的缺陷，测定指示长度。
11.6测定缺陷指示长度：
缺陷只有一个波高时，采用6dB法。
当缺陷回波有多个波高点时，采用端点波高法。
11.7在检验中遇到不能准确判断的回波时，应辅以其它的检测方法。
11.8检验中的探伤仪至少每隔四小时及检验结束后校验一次。
检验项目包括时基线、探伤灵敏度和DAC曲线。
在校验时基线和DAC曲线时，校验应不少于两点。
时基线的校验点回波位置超过规定的10%或水平方向满刻度的5%，则时基线重新标定。
并对上一次标定后的缺陷位置和当量重新测量。
校验探伤灵敏度时，若校验点上波幅比DAC曲线降低或增加了20%，既2dB以上。
则探伤灵敏度要重新标定，必要时还要重新绘制DAC曲线。
并对上次标定的缺陷当量重新测量。
12.缺陷判定：
12.1最大回波幅度在DAC曲线Ⅱ区的缺陷，其指示长度小于10mm时，按5mm计。
12.2在任意测定的8mm深度范围内，相邻两个缺陷间距小于8mm时，两个缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度。
间距大于8mm时，分别计算。
12.3回波幅度在Ⅰ区，危害性小的缺陷。
12.4回波幅度低于评定线的各种缺陷。
12.5回波幅度在Ⅰ区的根部未焊透缺陷。
详见表5.
表5波幅位于Ⅱ区的质量评定：
等级
厚度
Ⅰ
≤2δ/3
Ⅱ
≤3δ/4
Ⅲ
≤δ
Ⅳ
4~25mm
最小10mm
最小15mm
最小20mm
表6波幅位于Ⅰ、Ⅲ区的质量评级：
评定等级
Ⅰ
Ⅲ
回波幅度
位于Ⅰ区危害性小的体积性缺陷。
不超出评定线。
位于Ⅲ区的缺陷。
超出评定线评定为裂纹等危害性大的非体积性缺陷。
13.焊缝检修检验：
13.1不合格的焊缝必须返修。
13.2检验条件及方法应与返修前的检验相同。
14.记录与报告：
详见附表。
检验记录与报告作为验收条件，至少保存7年。
质量要点
质量方针：
服务至上，质量争优，科技先导，管理一流。
本工程质量目标：
达省“优良”工程，争创“鲁班奖”工程。
认真执行岗位责任制，责任到人，并与经济效益挂钩。
主要工种持证上岗。
对工程质量进行自检，交接检及紧工序验收。
对钢尺、卡尺、经纬仪、水准仪等测量仪器进行检验后方可使用。
对各种构件、附件进行标识。
严格执行成品保护措施。
对钢管柱、钢托架、钢管屋架严格执行作业指导书。
随工程进度做好施工记录，竣工后存档资料齐全。
附各项有关技术存档资料表格。
安全消防要点
10．1．凡参加钢结构工程的工作人员都要熟悉本工程的安全操作规程，严禁违章作业。
10．2．进现场必须戴安全帽，高空作业必须戴安全带，穿防滑鞋。
10．3．严禁起重机械超载作业。
10．4．缆风不准随意拆掉，缆风与构筑物连接牢固。
10．5．吊装作业对索具、起重设备应定期检查。
10．6．垂直作业上下错开，以免交叉作业掉物伤人。
10．7．大风和雨天停止钢结构安装，必要时要采取有效技术措施。
10．8．使用电焊机要求安好地线，手持电动工具，要有漏电保护装置，操作人员有绝缘手套。
10．9．下班后必须切断电源。
10．10．严禁酒后作业。
10．11．使用的吊篮、活动脚手架要绑扎牢固，以防失手发生坠落事故。
10．12．楼面堆放钢结构件，不允许超过楼面允许载荷，否则压坏。
10．13．T-1钢屋架高空拼装承重支架，对楼板压力要经计算受力情况，采取措施，确保安全。
10．14．使用氧气瓶、乙炔瓶之间要大于10米，离明火不小于15米。
10．15．安全消防专职人员，全面负责本项目的消防安全工作。
10．16．易燃易爆物品应妥善保管，防止发生事故。
10．17．要用火必须开引火证，并设专职看火人员。
必须有水源和灭火器，下班检查灭火种后，再离现场。
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