住宅楼装修阶段80t散装水泥罐施工方案.docx
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住宅楼装修阶段80t散装水泥罐施工方案
施工组织设计（方案）报审表
GD2202007
单位（子单位）工程名称
住宅（自编号A3、A4）、T2地下室工程
致：
广东XX建设监理有限公司（项目监理机构）
我方已根据施工合同的有关规定完成了80T散装水泥罐施工方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。
附：
（施工组织设计/施工方案）1份。
项目经理部（项目章）:
广州XX建筑安装工程有限公司
项目负责人：
日期：
年月日
专业监理工程师/总监代表审查意见：
专业监理工程师/总监代表：
日期：
年月日
总监理工程师审核意见：
项目监理机构（项目章）广东XX建设监理有限公司
总监理工程师：
日期：
年月日
80T散装水泥罐施工方案
工程名称：
住宅（自编号A3、A4）、地下室T2工程
工程地址：
广州市XX镇XX村、XX村、东华
XX
施工单位：
广州XX建筑安装工程有限公司
编制单位：
广州XX建筑安装工程有限公司
编制人：
编制日期：
年月日
审批负责人：
审批日期：
年月日
一、工程概况及说明
工程名称：
住宅（自编号A3、A4）、地下室T2工程
工程地址：
广州市XX镇XX村、XX村、东华XX
建设单位：
保利XX房地产开发有限公司
勘察单位：
佛山市XX区勘测有限公司
设计单位：
广州市设计院
监理单位：
广东XX建设监理有限公司
施工单位：
广州XX建筑安装工程有限公司
质安监单位：
XX市建设工程质量安全监督站
由保利XX房地产开发有限公司投资建设的保利东江首府住宅（自编号A3、A4）、地下室T2工程，地下二层，地上39层（局部32层），总建筑面积为102232平方米，其中地下室建筑面积为37456平方米，住宅（自编号A3、A4）建筑面积分别是34426平方米及34424平方米，工程总造价为14324.8206万元，结构类型为框架剪力墙结构，建筑总高度为120.75m，首层层高为5.3米,标准层（二层至三十九层）层高为3.0米。
根据建设局要求及本工程的实际需要，施工现场装饰装修阶段所使用的水泥全部采用散装水泥，计划安装一个80T散装水泥罐，用于储存散装水泥，罐体直径为3m，罐体高度为9m，罐体总高度为12m。
80T散装水泥罐搭设在地下室靠侧壁顶板上1~2轴×S~T轴位置，在水泥罐基础下的地下室内设置轮扣式架手架钢管立柱@600*600支撑，轮扣式钢管水平杆步距1500mm。
本施工方案编制的主要依据本工程施工图、80T散装水泥罐说明书及以下相关规范规定要求编制：
1、国家、广东省、广州市现行技术标准、规程和规范，相关法规、政策，特别是环保、安全生产、文明施工方面的法规和政策；
2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
3、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
4、GB50235-97《工业金属管道工程质量验收规范》；
5、Q/HD0026-1995《立式圆筒钢制焊接水泥罐铠装式外防腐保温工程施工及验收规范》；
6、《钢结构设计规范》（GB50017）。
二、水泥罐构造
1、散装水泥罐一种封闭式的储存散装物料的罐体，适合用于储存水泥、粉煤灰等各种散装物料，罐体上装有料位系统，能够显示物料的位置和多少，破洞装置可以解除物料沉积太久而造成的结实。
2、水泥罐总容量为80T，罐体重10T，罐体直径为3m，罐体高度为9m，罐体总高度为12m，支腿邻边间距为2.05m。
3、水泥罐由下部分组成：
仓体钢结构部分、爬梯、护栏、上料管、除尘器、压力安全阀、高低料位计、卸料阀等
4、水泥罐为圆柱形结构，底部由四条圆管支腿支撑整个仓体，整仓全部为钢结构形式，焊接而成；顶部设有除尘器及压力安全阀。
三、水泥罐基础设计
根据本工程的实际80T散装水泥罐搭设在地下室靠侧壁顶板上1~2轴×S~T轴位置，水泥罐基础采用两个墩台梁，混凝土强度等级采用C40，钢筋采用HRB400（）级钢，墩台梁基础截面尺寸为600×550（b×h），梁长为5.65m。
梁墩台梁上部架立筋配520，梁下部受拉钢筋配525，放两排，上排为225，下一排325。
箍筋为8@200。
基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。
3.1计算内容
水泥罐支撑排架，其截面通常采用钢管和角钢组合而成（如图所示），从截面形状和受力情况来看，整体上属于格构式受压柱。
作为水泥罐支撑排架，应该按照水泥罐的特点、荷载情况、生产规模进行设计计算。
3.1.1荷载标准值
永久荷载：
水泥罐的自重、水泥的重力。
可变荷载：
风荷载标准值、支撑安装偏差荷载的标准值、施工检修人员及设备荷载的标准值。
3.1.2支撑排架整体稳定的计算
支撑排架截面近似属于格构式轴心受力构件，其绕虚轴屈曲时，由于两个分肢不是实体相连，连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式构件的腹板弱，考察构件微弯平衡状态时，除弯曲变形外，还需考虑剪切变形的影响，因此稳定承载力有所降低。
按排架的整体稳定性选择截面尺寸就是确定排架的截面情况，所以根据立柱的受力进行分析。
根据现场水泥罐的世界构造，四根立柱为热轧无缝钢管
167×5.5，其主要参数：
截面面积为
；截面惯性矩
，回转半径i=5.71cm。
缀条选用Φ76x3.5，其主要参数截面面积为Alx=7.97cm2。
斜缀条与水平方向的夹角为52°。
3.1.3排架整体稳定性校核
排架作为整体受压柱，其截面总惯性：
I总=4I+4（A×102.52）=4×910.38+4×27.89×102.52=1175718.77cm4
各立柱之间的斜缀条不考虑，则截面回转半径
长细比:
所以整体的刚度满足。
换算长细比
所以整体的刚度满足。
根据长细比
=13.58，b类截面，查文献则整体稳定验算
所以整体稳定性满足。
3.2水泥罐支腿结构的强度、刚度、稳定性计算
1、单个立柱支腿所受荷载
2、风荷载产生的诱发荷载
水泥罐体积较大，其受风面积较大，支撑的高度又较高，因此水泥罐支撑排架受风荷载的影响比较明显。
风荷载产生的诱发荷载对排架立柱有较大影响要考虑最大立柱情况。
已知罐体的受风面积S=（0.75+1.51×5）×2.05+0.5×1.5×2.05=18.55m2，罐体的重心在h=6.46m高处。
取风压p=600N/m2，风振系数
=1.15,则
经过分析，风荷载引发的诱发荷载对受压立柱最大。
最危险立柱受到的最大诱发压力
3、立柱的校核
受力最大的立柱所受的荷载
立柱强度
强度符合要求。
4、刚度验算
刚度符合要求。
5、立柱的稳定性：
根据长细比
=39，a类截面，查附表
=0.943，则整体稳定验算
单个立柱稳定性满足要求。
3.2.1支撑缀条的验算
有四个缀面：
支撑缀条满足要求。
3.3墩台梁的配筋计算
墩台梁的截面尺寸为600×550（b×h），梁长为5.65m，Mmax=261.252KN/m，混凝土强度等级为C40，钢筋采用HRB335级，环境类别为一类。
，
，
，
假定受拉钢筋放两排，设
，则
。
故
，选525，
同时
，可以。
故根据墩台梁的配筋计算，墩台梁的受拉钢筋选用525，放两排，上排225，下一排325。
箍筋选用8@200，梁架立筋选用520。
四、地下室顶板结构验算
4.1.地下室顶板楼板参数
地下室顶板混凝土强度等级：
C30；楼板长：
2.25m；
楼板宽：
2.15m；楼板厚：
180mm；
梁宽：
0.6m；梁高：
0.8m；
板中底部短向配筋：
12@150；
板边上部长向配筋：
12@150；
板中底部长向配筋：
12@150；
板边上部短向配筋：
12@150；
钢材型号：
HRB335；
梁截面底部纵筋：
525；
钢材型号：
RRB400；
梁中箍筋配置：
Ф10@200；
钢材型号：
HRB235；
箍筋肢数：
4；
施工荷载：
2.5kN/m2；
轮扣式钢管立柱类型：
Ф48×3.25mm；轮扣式钢管立柱横距:
600mm；
轮扣式钢管立柱纵距:
600mm；轮扣式钢管水平杆步距:
1500mm；
验算时不考虑地下室顶板下的轮扣式架手架钢管立柱的支承作用，水泥罐的全部荷载由混凝土梁板来承担。
根据板的边界条件不同，选择最不利的板进行验算
楼板长宽比：
Lx/Ly=2.15/2.25=0.956
4.2、荷载计算
P=945kN
q=945/（2.55+2.55）=145.329kN/m2
4.3、混凝土顶板结构验算
依据《建筑施工手册》（第四版）：
Mxmax=0.0258×145.329×2.152=17.332kN·m
Mymax=0.023×145.329×2.152=15.451kN·m
M0x=-0.0721×145.329×2.152=-48.435kN·m
M0y=-0.0696×145.329×2.152=-46.756kN·m
混凝土的泊桑比为μ=1/6，修正后求出配筋。
板中底部长向配筋：
Mx=Mxmax+μMymax=17.332+1/6×15.451=19.907kN·m
αs=|M|/（a1fcbh02）=19.91×106/（1.00×14.30×2.15×103×155.002）=0.027；
ξ=1-（1-αs）1/2=1-（1-2×0.027）0.5=0.027；
γs=1-ξ/2=1-0.027/2=0.986；
As=|M|/（γsfyh0）=19.91×106/（0.986×300.00×155.00）=434.04mm2。
实际配筋：
1696.46mm2>434.04mm2，满足要求！
板中底部短向配筋：
My=Mymax+μMxmax=15.451+1/6×17.332=18.34kN·m
αs=|M|/（a1fcbh02）=18.34×106/（1.00×14.30×2.25×103×155.002）=0.024；
ξ=1-（1-αs）1/2=1-（1-2×0.024）0.5=0.024；
γs=1-ξ/2=1-0.024/2=0.988；
As=|M|/（γsfyh0）=18.34×106/（0.988×300.00×155.00）=399.19mm2。
实际配筋：
1809.557mm2>399.194mm2，满足要求！
板边上部长向配筋：
M0x=M0xmax+μM0ymax=-48.435+1/6×-46.756=-56.228kN·m
αs=|M|/（a1fcbh02）=56.23×106/（1.00×14.30×2.15×103×155.002）=0.076；
ξ=1-（1-αs）1/2=1-（1-2×0.076）0.5=0.079；
γs=1-ξ/2=1-0.079/2=0.960；
As=|M|/（γsfyh0）=56.23×106/（0.960×300.00×155.00）=1259.11mm2。
实际配筋：
1696.46mm2>1259.109mm2，满足要求！
板边上部短向配筋：
M0y=M0ymax+μM0xmax=-46.756+1/6×-48.435=-54.829kN·m
αs=|M|/（a1fcbh02）=54.83×106/（1.00×14.30×2.25×103×155.002）=0.071；
ξ=1-（1-αs）1/2=1-（1-2×0.071）0.5=0.074；
γs=1-ξ/2=1-0.074/2=0.963；
As=|M|/（γsfyh0）=54.83×106/（0.963×300.00×155.00）=1224.18mm2。
实际配筋：
1809.557mm2>1224.185mm2，满足要求！
板中配筋满足要求
挠度计算：
混凝土C30；E=3×104N/mm2；板厚h=180mm；泊桑比μ=1/6=0.1667
板刚度：
Bc=Eh3/（12（1-μ2））=3×104×1803/12×（1-（1/6）2）=1.5×1010
q=145.329kN/m2=0.145N/mm2
L=2150mm
板最大挠度：
fmax=ωmaxql4/Bc=0.00235×0.145×21504/1.5×1010=0.487mm
fmax/L=0.487/2150=1/4418.321<1/250
板配筋和挠度变形完全满足支承80T水泥罐荷重要求。
4.4、混凝土梁结构验算
由于水泥罐自重主要通过水泥罐支腿柱传递给大梁，所以可以看作一个集中荷载。
楼板自重传来荷载0.18×2.15×25=9.675kN/m
梁自重0.8×0.6×25=12kN/m
静载9.675+12=21.675kN/m
活载2.5×2.15=5.375kN/m
q=21.675×1.2+5.375×1.4=33.535kN/m
p=945×1.2/2=567kN
M=ql2/12+pl/4=33.535×2.252/12+567×2.25/4=333.085kN·m
梁截面积：
b×h=0.6×0.8=0.48m2
h0=h-25=800-25=775mm
αs=|M|/（a1fcbh02）=333.09×106/（1.00×14.30×0.60×103×775.002）=0.065；
ξ=1-（1-αs）1/2=1-（1-2×0.065）0.5=0.067；
γs=1-ξ/2=1-0.067/2=0.967；
As=|M|/（γsfyh0）=333.09×106/（0.967×360.00×775.00）=1235.15mm2。
实际配筋：
2454.369mm2>1235.151mm2，满足要求！
梁所受最大剪力：
Q=p/2+ql/2=567/2+33.535×2.25/2=321.227kN
Asv1=（（Q-0.7ftbh0）/（1.25fyvh0））×s/n=（（321.227×103-0.7×1.43×600×775）/（1.25×210×775））×150/4=-26.588mm2;
As1=（l/s+1）×Asv1×n=（2250/150+1）×-26.588×4=-1701.611mm2
配箍率：
Psvmin=0.24×ft/fyv=0.24×1.43/210=0.163%
As2=Psvmin×b×l=0.163%×600×2250=2206.286mm2
实配As=5026.548mm2>2206.286mm2；
梁配筋满足要求！
4.5、梁板下钢管结构验算：
梁板下设置轮扣式架手架钢管立柱Ф48×3.25mm钢管@600mm×600mm顶撑，轮扣式架手架钢管水平杆步距1500mm，支承上部散装水泥罐，混凝土结构自重由结构自身承担，则：
散装水泥罐1.2×145.329=174.394kN/m2
活载1.4×2.5=3.5kN/m2
174.394+3.5=177.894kN/m2
177.894×0.6×0.6=64.042kN
钢管支模架步高1.5m
h/la=1500/600=2.5
h/lb=1500/600=2.5
经查表，μ的取值为：
1.272
计算长度：
L01=k×μ×h=1.155×1.272×1.5=2.204m
L02=h+2a=1.5+2×0.1=1.7m
取：
L0=2.204m
λ=L0/i=2203.74/15.8=139
由此得：
φ=0.753
[N]=φ×A×f=0.753×489.303mm2×210N/mm2=77.373kN≥64.042kN
梁板下的钢管结构满足要求
五、水泥罐抗倾覆验算
风荷载强度计算：
基本风压：
A1=0.8×0.8×1.5=0.96m2F1=0.8×1.25×1.5×851×0.96=1225N
作用高度：
H1=12.4m
A2=3.0×9=27m2F2=0.8×1×1.5×851×27=27572.4N
作用高度：
H2=7.5m
A3=3/2×3.0=4.5m2F3=0.5×1×1×851×4.5=1914.75N
作用高度：
H3=2.25m
A4=4×3.0×0.05=0.6m2F4=0.5×1×1×851×0.6=255.3N
作用高度：
H4=1.5m
3、倾覆力矩计算：
4、稳定力矩计算：
假定水泥罐绕AB轴倾覆，稳定力矩由两部分组成，一部分是水泥罐自重（按10t计）稳定力矩M稳1，另一部分是水泥罐立柱与基础连接螺栓抗拉产生的稳定力矩M稳2。
考虑1.5倍的抗倾覆系数，则M稳2
75.9t
，单个支腿的需提供的抗拉力不小于15.8t。
单支腿设计抗拉力为25t，满足要求。
六、水泥罐施工
6.1施工原则
6.1.1水泥罐拟采用液压顶升装置提升倒装法施工。
罐底板、壁板及顶板焊接全部采用手工电弧焊接。
6.1.2在预制场内，进行罐的预制，然后倒运至安装现场进行安装。
6.2施工程序
6.2.1施工准备
（1）材料准备及验收
材料验收是施工生产不可缺少的一个重要步骤。
材料验收及管理主要包括以下几项内容：
a、资料检查
水泥罐所选用的材料（钢板、钢管及其它型钢）、附件、设备等必须具有相应的合格证明书。
当无质量证明书或对质量证明书有疑问时，应进行复验，合格后方可使用。
b、外观检查
对罐所用的钢板，严格按照技术文件GB6654标准规定的相应要求进行验收,逐张进行外观检查,其表面质量、表面锈蚀减薄量，划痕深度等应符合GBJ128-90的有关规定。
c、焊接材料验收
焊接材料（焊条、焊丝及焊剂）应具有质量合格证，焊条质量合格证书应包括熔敷金属的化学成分和机械性能，低氢型焊条还应包括熔敷金属的扩散氢含量。
（2）技术准备
a认真做好设计交底和图纸会审工作；
b熟悉图纸和资料，编制切实可行的施工方案；
c详细向施工班组进行技术交底。
（3）现场准备
a修通道路，平整施工现场，选定材料、构件存放场地；
b接通水源、电源，按平面布置图放置焊接集装箱及工具、休息室；
6.3水泥罐的安装:
（1）水泥罐的安装方法：
根据施工图纸要求及施工现场实际情况,结合同类水泥罐的施工及现有施工机具情况,确定本工程贮罐,采用倒装进行罐体安装。
a、该提升装置安全可靠,本罐共设置8个提升点；
b、校对焊缝方便,可调精度在2毫米之内.
c、升降方便,使用载荷升降顶顶升2米,也可降落2米,方便施工.
d、倒装提升最大载荷按100吨计算，加上摩擦力及安全系数,现总提升重量按110吨计算，共安装2台升降器总成。
施工到最后一块壁板封闭前,一定要将内浮顶是成套的装配件放到水泥罐内.
（2）底板铺设、焊接
①水泥罐基础进行复查，按平面图的方位，在水泥罐基础上划出两条相互垂直的中心线，并注意在水泥罐安装过程中不得损坏基础，如有损伤，必须进行修复；
②底板的下表面进行喷砂除锈，经甲方监理共检合格后立即涂刷第一道环氧煤沥青漆，应注意每块板的边缘50mm的范围内不刷，待漆层表干后涂刷第二环氧煤沥青漆，直到漆层实干后并经共检合格，填写隐蔽记录并经甲方监理方签字认可后方可用于底板的铺设；
④按排版图在罐底中心板上划出十字线，十字线与与罐基础中心线重合，在水泥罐中心板的中心打上样冲眼，并作出明显的标记；
（3）水泥罐的焊接；
1）本次水泥罐的焊接全部采用手工电弧焊，所有参加焊接的焊工必须是具有该种材质合格项目、焊接位置资格的且在有效期内的合格焊工；
2）焊接前应确定有按国家现行《压力容器焊接工艺评定》和施工验收规范的规定所做的焊接工艺评定，保证焊接工艺评定覆盖率100％。
3）水泥罐的材质为16MnR，焊条选用J507焊条；其它部位的材质为Q235-B，手工焊选用J422焊条，16MnR板与Q235-B板之间的焊接选用J507焊条。
焊条使用前应按要求进行烘干，并应有专人负责保管和发放、回收，焊药脱落、焊芯生锈及受潮较重的焊条不得使用。
焊材保管室内应安装除湿机，保证室内相对湿度不大于60%，从保管室领用到现场的焊条，低氢型焊条在现场使用时间不超过4小时。
焊材干燥要求温度一览表
序号
焊材名称及牌号
烘干温度℃
烘干时间（h）
恒温温度℃
允许使用时间（h）
1
J507
350℃-400
1-2
100～150
4
2
J422
100℃-150
0.5-1
100
8
4）焊接应严格按焊接工艺规范进行，不得随意变动焊接工艺参数，焊接前应根据焊接工艺评定编制焊接工艺卡并下发到施工人员手中，并对所有施焊的焊工进行技术交底；
5）焊缝的定位焊及工卡具焊接应由合格焊工进行，焊接工艺应同正式焊接相同，定位焊长度不宜小于50mm；
6）焊接前应检查组装质量，坡口及坡口两侧20mm范围内的泥砂、铁锈、水分、油污应全部清除干净，并充分干燥；
7）板厚大于等于6mm的搭接焊缝，至少焊两遍，有下列任何一种焊接环境，若无有效防护不得施焊：
8）雨天或风速超过8m/s时；大气相对湿度超过90%；
9）焊缝咬边及母材的伤疤应进行修补,卡具割磨后的母材表面应补焊或修磨,内部缺陷的修补,应将缺陷消除后,严格按焊接工艺要求补焊,同一部位返修不宜超过二次,若超过二次须经技术总负责人批准。
焊接设备应执行加强保养，严格使用制度；
七、检查与验收
水泥罐质量检查项目如下：
序号
检查项目
方法
时间
标准
1
材料
确认
进货时
符合标准
2
基础验收
测量
铺板前
设计标准
3
钢板预制
测量
加工时
长±3宽±2对角差≤30±2.50钝边0～1.5弧度＜3
4
边缘板组对
测量
组对时
半径±10间隙4±1
5
边缘板外端焊接
射线
真空
焊完后
焊完后
Ⅲ级合格
无渗漏（-0.053Mpa）
6
大角缝
渗透
测量
焊完后
焊完后
无缺陷
角长符合设计要求
7
中幅板
测量
真空
焊完后
焊完后
凸凹度不明显
无渗漏（-0.053Mpa）
8
罐底板下表面
除锈防腐
表面检查
铺设前
符合设计、规范要求
9
联合检查
多工种
交工前
符合设计要求
6.1焊缝外观检查
a在罐体焊缝检查前，应将药皮、熔渣及飞溅等清除干净。
b焊缝表面及热影响区，不得有裂纹、气孔、夹渣和弧坑等缺陷。
c对接焊缝的咬肉深度不得大于0.5mm，咬肉的连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬肉总长度不得超过该焊缝长度的10%，第一、二圈附板立缝如有咬肉，均应焊后打磨圆滑。
d第一圈罐壁板与罐底边缘板之间的大角焊缝内侧应平滑过度，咬肉应打磨圆滑。
罐壁内侧焊缝的余高不得大于1mm。
并经打磨圆滑过渡。
罐壁内部的⑤工卡具定位焊点应打磨光
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