管桁架施工方案Word文档格式.docx

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《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205－2001）

1.1.3技术规范

《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81－2002）

《钢结构制作安装施工规程》（YB9254－1995）

《网架结构设计与施工规程》（JGJ7-91）

《网壳结构技术规程》（JGJ61-2003）

《优质碳素结构钢》GB／T699—1999

《普通碳素结构钢　》GB／T700—2006

《低合金高强度结构钢》GB／T1591—2008

《结构用无缝管》GB／T8162—1999

《直缝焊管》GB／T3091—2001

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81—2002

《气焊、和电弧焊及气体保护焊坡口的基本形式与尺寸》（GB985－1988）

《碳钢焊条》（GB／T5118－1995）

《钢结构焊缝外形尺寸》（GB10854－1989）

《焊接用钢丝》（GB1300－1977）

《二氧化碳气体保护焊工艺规程》（JB／T9186－1999）

1.1.4其它

《建设建设安全生产管理条例》

《工程建设标准强制性条文》

《建筑施工安全检查标准》（JGJ59－2011）

《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80－1991）

《钢焊缝和超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB／T11345－1989）

2.工程概况

2.1工程概述

工程名称

江宁市民中心幕墙钢结构工程管桁架部分

工程地址

小龙湾路，小龙湾桥旁

建筑面积

约600.54平方米

工程概况

江宁市民中心幕墙钢结构工程管桁架部分主要由4榀屋架跨度约为22米的主桁架，6榀跨度约为509米的次桁架组成。

工程总量约为70吨。

2.2材料情况

钢管:

采用热扎无缝钢管,材质Q345B

钢板:

Q345B

焊接材料:

手工电弧焊焊条：

E404E506系列焊条

气体保护电弧焊焊丝：

H08A

2.3钢结构特点及施工重点

一、现场施工条件有限，桁架跨度大，节点复杂，施工高度较高，考虑到工期紧，现采用散装的方式在满堂脚手架上拼装。

二、现场焊接量大，高空全位置焊接，焊接变形和收缩不易控制，必须制定合理的焊接顺序。

三、结构在安装阶段整体稳定性差，采用满堂脚手架作为钢桁架安装施工过程中的临时支撑以保证桁架安装过程中受力合理、结构稳

四、工期紧迫，对此必须投入大量的资源，因地制宜，建立合理的组织机构，进行科学管理，减少环节，确保施工的顺利进展，最终达到工期的要求。

3.施工总平面布置及说明

3.1根据本工程施工的实际需要，按不同的施工地点和场合，结合标准化施工的管理的要求，本工程现场总平面布置时，遵循科学、合理、经济、适用、文明施工的总体原则。

3.２施工现场总平面布置原则

根据本工程施工场地的具体情况，工程现场平面布置充分考虑各种环境因素及施工需要，布置时应遵循原则如下：

3.２.1现场平面随着工程施工进度进行布置和安排，各施工阶段平面布置要与该时期的施工重点相适应。

3.２.2在平面布置中应充分考虑好施工机械设备、办公、道路、现场出入口、临时堆放场地等的优化合理布置。

3.２.3本工程要重点加强环境保护和文明施工管理的力度，使工程处于整洁、卫生、有序合理的状态。

3.２.4施工现场做好控制粉尘设施，废弃物处理及噪音控制设施的布置。

3.３钢结构施工总平面布置

根据我方对施工场地的勘察，针对本工程的特点，选用最优的施工方法，在钢结构施工过程中对施工做如下的布置。

3.３.1在满堂脚手架上搭设大型立体拼装平台，拼装单元。

搭设位置我方中标后根据现场实际情况布置。

3.３.2管桁架构件现场堆放：

根据现场工地的实际情况，构件堆放在离吊装场地近的位置，管桁架拼装单元（吊装单元）成品堆放在安装位置附近，待吊装，尽量减少现场二次转移。

3.３.5现场办公室、员工宿舍、以及工具仓库根据总包方现场总平面设计进行布置

3.３.6施工总平面布置图（见附表4）

4.施工准备

4.1施工技术准备

4.1.1开工前应完成施工图设计和组织技术管理人员熟悉图纸。

4.1.2参加设计交底和图纸会审。

4.1.3由项目经理部编制施工组织设计，经建设方及工程监理批准后向全体施工技术人员交底。

4.1.4除施工组织设计外，各专业尚需根据施工组织设计及施工的需要在分部分项工程开工前，编制相应的施工技术方案、工艺指导书。

4.1.5根据ISO9001质量体系统运行的要求，编制本工程的专用《质量保证计划》，报公司批准后认真实施。

4.2劳动力、机具、材料的准备

4.2.1凡是制作安装所需机具、设备均应进行事前检修，以保证生产中的正常使用。

机具设备有损坏或报废的，应及时上报抢修、购置计划，及时填补。

4.2.2根据工程的实物工程量、施工工期及施工要求，及时组织并调整施工力量。

凡进入施工现场人员，均应持证上岗，特殊工种必须持有劳动部门考试合格的上岗证件进行操作。

4.2.3详细了解市场情况，购买材料货比三家。

以质量为先，进行选择。

材料供方应尽量从企业合格供方中选出。

市场中不易采购到或没有的材料应提前给总包方、监理工程师提交报告通知，以便后期工作顺利开展。

4.3材料准备

4.3.1管桁架制造使用的钢材、焊接材料、涂装材料和紧固件等必须符合设计要求和现行标准的规定。

4.3.2材料代用，采用等截面和等强度的原则，任何材料代用均必须经设计单位核算认可，并按有关规定办理审批手续。

4.3.3进厂的原材料除必须有生产厂的出厂质量证书，还应按合同要求和有关现行标准进行检验和验收，做好检查记录。

4.3.4钢材

当钢材的平直度不能满足工艺要求时，应先行矫正。

其钢材矫正后，应符合表1规定的允许偏差要求。

表4.3.4-1钢材经矫正后允许偏差:

项目

允许偏差

钢板，型钢的局部绕曲

矢高f

在1m范围内

厚度（t）

矢高（f）

≤14mm

≤1.5mm

>

14mm

≤1.0mm

管材绕曲矢高f

≤15mm

﹥15mm

≤2.0mm

4.3.5焊条

钢管焊条出厂必须按照标准进行严格检查，各项指标达到标准方能容许出厂。

使用单位在焊条入库前，应按焊条质量保证书检查焊条质量是否合乎要求，型号、牌号是否符号要求。

对于管桁架等重要结构的焊条，应按规定经质量复检合格后验收入库。

4.4焊接准备

4.4.1管桁架结构焊接全过程，均应在焊接责任工程师的指导下进行。

焊接责任工程师必须具备工程师以上技术职称（或焊接技师），并依据工程的具体要求及设备能力，编制焊接工艺指导书。

4.4.2焊接责任工程师和其它焊接技术人员，应具有承担焊接工程师的总体规划、管理和技术指导的能力。

4.4.3焊接责任工程师和其它焊接技术人员应具有钢结构、焊接冶金、焊接施工等方面的知识和经验，并具有焊接施工的计划管理和施工技术指导的能力。

4.4.4无损检验员其资格应有文件或证书确认。

中级以上无损检验员可以在其监督下，让助理检验员完成具体工作，助理检验员同样仍需经过专业培训、考核和实践，取得相关资格方能进行相关的检验工作。

中级以上无损检验员应对无损检测结果进行审查、判定，并应对出具的监测报告签证、盖章、存盘、呈报。

4.5施工现场准备

4.5.1依据施工组织设计的要求，安排临时设施的位置；

布置水网、电网。

4.5.2“三通一平”的落实到位。

道路：

施工场地外运输道路十分便利，凡属大车禁行路线的，开工前办理完毕道路通行手续，在施工现场范围内，确认临时用道路的畅通性。

施工用电：

按建设单位指定的电源地点（配电房），接入施工现场，由配电房引入施工配电房。

4.5.3对现场临时道路进行确认，保证运输的畅通性。

4.5.4吊装设备试车。

4.5.5现场拼装台的搭设及校正，并焊接立体拼装架。

4.5.6提交各项资料报审。

向参加施工的人员进行现场的各项技术交底和协调工作。

5.施工部署

5.1项目管理的主要目标

质量目标：

确保工程质量达到合格。

贯彻执行“百年大计，质量第一”的方针。

强化质量管理，加强质量意识。

加强过程质量监督控制，确保工程施工质量一次验收达到工程质量验收规范标准。

工期目标：

本项工程总工期为40天。

编制科学、合理、严密的施工进度控制计划，加强过程计划管理，提高分部、分项工程施工的进度，尽可能提前竣工。

安全目标：

杜绝安全事故，杜绝死亡、重伤，轻伤率0.4‰

贯彻“安全生产，预防为主”的方针，认真执行国家和地方现行安全生产管理规程，做到防治结合，杜绝死亡、重伤事故发生。

文明施工目标：

确保双文明施工既文明作业、文明现场。

加强施工文明管理，营造良好施工生产环境，实现标准化文明施工。

5.2施工指导方针施工总体安排

施工指导方针是施工建设活动的中心思想。

我们的施工方针是“安全生产、保证质量、优化工期、降低成本，以我们持续改进的管理和技术，建造出使业主满意的产品。

”

5.3工程项目组织机构

对一个工程项目，首先要给予一个组织保障。

以项目经理为核心，各种专业人员配备齐全。

严格执行项目岗位责任制，项目经济责任制。

5.3.1企业项目管理机构图

施工项目部

财务部

工程技术部

质量安全部

生产部

采购部

总工程师

总经理

副总经理

5.3.2项目组织机构

5.3.2.1我公司在本工程施工期间，在施工现场设立项目经理部作为在现场组织施工的指挥机构和决策层。

现场项目经理全面履行工程合同中的权利和应承担的责任，对建设本工程的总目标负责，实施施工的统一管理。

项目经理受企业法人委托，行使现场施工的指挥权和决策权，对工程制定的总目标负领导责任。

5.3.2.2项目经理部作为本项目施工的决策层，由项目经理、项目副经理、项目其它技术人员组成。

5.3.2.3在项目经理的领导下，建立纵向到底、横向到边的各级领导、各岗位的工作职责和考核办法，形成有效的激励机制。

5.3.2.

项目经理

项目领导层

项目技术负责人

预算员

材料员

质检员

安全员

安全监督

生活管理

质量监督

材料管理

计划统计

库管员

设备管理

仓库管理

施工员

施工管理

资料员

定额管理

内业计划

资料管理

安装队队长

项目作业层

项目管理层

各安装班组

4推行以质量、安全、工期、效益为主要内容的分级经济责任制，实行分期考核。

5.3.3项目组织框架图

5.3.4施工组织机构的运行机制

5.3.4.1项目工作机制

a.全面组织部署任务，统一思想，统一计划，统一调度。

b.组织、协调、统一技术管理，决策重大技术方案的措施。

c.协调内外关系，协调各工种工作间的平行流水施工、立体交叉作业。

d.建立定期碰头会制度，及时总结、布置工作，处理有关进度、质量、安全及现场管理等方面的问题。

e.严格执行建设工程项目管理规范及本企业制定的项目管理经济责任制。

5.3.2.2工作机制有效运作的保证措施

（1）公司依据《建设工程项目管理规范》GB/T50326-2001及我公司项目管理经济责任制对施工项目部的活动进行监督。

（2）公司向施工项目部提供可靠的物资保障。

（3）公司向项目部提供直接的技术指导和管理指导。

（4）用于本工程的资金专款专用。

（5）为项目成员提供必要的技术、安全培训。

（6）项目管理保证工作体系

财务保证

项目部

项目部自我改进

公司技术指导

公司相关部门监督

后勤保障

人员培训

5.4工程开展程序

根据工程的特点，合理的进行工序安排及专业之间的搭接。

为保证工期，构件制作、安装都必须进行工序搭接流水作业。

本工程钢结构施工主要分为四个阶段：

施工准备、钢构件制作、工厂加工、现场装配、钢结构安装。

各阶段主要工作内容如下：

5.4.1施工准备：

2）组织图纸会审，设计交底。

3）材料、人员、机具设备组织安排。

4）工艺详图、工艺指导书、技术交底的编制、完善施工组织设计并报审。

5）现场临时设施搭建。

6）基础及预埋件的复合。

7）现场运输、拼装、吊装场地的确认。

8）吊装机具准备

9）施工脚手架搭设

5.4.2制作阶段：

10）材料确认。

11）下料、机械加工、放大样、弯管、抛丸

12）编号、包装出厂

5.4.3现场吊装及拼装：

13）吊装场地平整

14）起重机准备

15）进行吊装

16）临时拼装台架搭设

17）进行桁架拼装并焊接

18）检查拼装及焊接质量

5.4.4安装阶段：

19）主桁架安装

20）次桁架安装

21）檩条、天沟安装

22）屋面板安装

23）细部调整、补漏。

5.5主要施工方案的拟定及主要机械

依据构件几何尺寸，加工难易程度及工厂实际加工情况选择制作工艺方案。

依据本工程各构件的重量、中心点、吊装高度选择160t吊车，采用南北向吊车移动吊装的方案。

5.5.1管桁架制作方案选定

本工程所加工桁架构件重、长、截面大、几何形状特殊。

管桁架在工厂加工制作完毕，管桁架的下料、抛丸除锈及防锈底漆在我公司车间内完成。

管桁架在工厂车间分段加工。

在现场进行拼装。

5.5.2安装方案选定

本工程建筑面积约为1404.54平方米，建筑高度约13.5米。

体育馆屋盖钢结构由4榀倒三角钢管桁架组成，各桁架跨度约31.9米，之间采用单品次桁架连接，整个屋盖桁架由四周混泥土柱铰接以承受重力，

本工程钢桁架施工采用高空原位散件拼装的方法施工，其中在施工中需要设计临时支撑来承受整个屋盖桁架的重量及施工荷载，施工完成后降落、拆除临时支撑，从而使结构存在一个由施工阶段受力转化成实际使用阶段受力的施工过程（结构卸载过程），是施工难点。

本工程钢结构施工采用塔吊空中散拼，次桁架采用脚手架上拼装，其他的零星杆件、檩条采用50t吊车吊装。

6.主要工程项目的施工程序和施工方法

6.1工程施工程序

6.1.1钢结构工程施工程序主线：

管桁架钢管工厂下料

管桁架工厂加工

施工准备

详细计划制定

檩条、屋面板制作

屋面系统安装

管桁架安装

完工准备

6.1.2钢结构制作程序主线

管桁架钢管下料并加工、抛丸除锈、底漆

制作准备

零、部、构、配件运输

现场拼装

6.2钢结构制作方案

钢构件的制作采用工厂配合现场的方式来完成，管桁架杆件在车间内完成分段制作，管桁架拼装在现场搭设拼装台架来完成。

管桁架支座、檩条支托、檩条、屋面板均在工厂制作完成后,运往施工现场。

制作中应保持工厂与现场联系。

6.2.1管桁架制作工艺流程：

管桁架加工制作，工艺流程见图6.2.1-1。

管材验收

不合格

喷丸或喷砂机除锈

合格

检　验

接管

喷（刷）工厂底漆

退货或换货

桁架分段单元拼装

检验

节点球、板和铸件加工

节点焊接

油漆、标识

弯管

相贯线切割

图6.2.1-1工艺流程图

6.2.2制作准备

6.2.2.1放样和号料是管桁架结构制作工艺中的第一道也是至关重要的一道工序，从事放样、号料的技术人员、操作工要求必须熟悉图纸，仔细了解技术要求，对图纸构件的尺寸和定位方向进行仔细核对。

6.2.2.2对于结构杆件空间关系复杂、连接节点呈空间定位、杆件之间或者杆件与相邻建筑体干涉较多的管桁架结构，宜采用三维实体放样，三维实体放样分为整体实体放样和节点局部实体放样，如图6.2.2-1、6.2.2-2所示。

图6.2.2-1整体实体放样图6.2.2-2节点实体放样

6.2.2.3由放样图进行胎架平台制作时，胎架平台工艺补偿尺度一般不得超过2mm.

6.2.2.4构件放样尺寸确定以后，为保证放样准确，应该进行自检，检查样板是否符合图纸要求，核对样板数量，并且报专职检验人员检验。

6.2.2.5下料加工之前，宜在计算机上进行电子图预拼装，当基于三维仿真实体模型条件下放样，可以直接进行数控切割。

6.2.3管桁架制作工艺细则

6.2.3.1喷丸（砂）除锈

1）管桁架的构件使用喷丸除锈、喷砂除锈，必须达到设计要求的除锈等级。

其除锈等级必须满足GB8923标准的规定。

2）抛丸除锈需达到Sa2.5级：

完全除去黑皮、铁锈与其他外界异物，再经过吸尘机或压缩空气彻底清除灰尘与锈垢，仅允许少量点锈或丝锈存在，钢铁表面呈近似灰白色金属如Sa2.5及标准图片所示。

3）抛丸除锈要求：

a.原材料、构件未经品质检验合格，不得作抛丸除锈处理。

b.钢珠规格须符合规定要求为16-40目（参见QC工程表）。

c.工作环境相对湿度超过85%，不得施工。

d.抛丸除锈后，若焊道上或其附近留有焊渣、油污等应予清除，清除部位应再作处理。

e.埋设于混凝土内的部份可不作防锈处理但应除去黑皮。

f.抛丸除锈完成后，应会同相关检验人员检验合格后，于4小时内喷涂第一道底漆。

6.2.3.2钢管对接

1）管材对接，必须按JGJ81—2002标准规定进行焊接工艺评定,确定焊接材料、焊接方法以及焊接工艺参数，以保证接管的质量。

2）管材对接焊缝，通常采用加内衬管（板）（见图6.2.3.2-1）的等强度全熔透焊接以及加外套筒（见图6.2.3.2-2）和插入式的等强度角焊缝焊接，焊缝的质量等级必须达到设计图纸具体要求。

3）相同管材（同管径同壁厚）对接形式：

图6.2.3.2-1加内衬管（板）的单面焊示意图

图6.2.3.2-2加外套筒角焊示意图

4）不同管材对接形式分为：

内径相同壁厚不同、外经相同壁厚不同和内径外经均不同三种情况。

不同管材对接，分别应采取下述措施达到管材之间的平缓过渡。

详见图6.2.3.2-3、图6.2.3.2-4、图6.2.3.2-5所示。

图6.2.3.2-3内径相同壁厚不同管材对接示意图

图6.2.3.2-4外径相同壁厚不同管材对接示意图

图图6.2.3.2-5内径外经均不同管材对接示意图

5）管对接焊缝的坡口形式，在管壁厚度不大于6mm时，可用I形坡口，其坡口宽度应控制在4mm～8mm，见图5a。

在在管壁厚度大于6mm时，可用V形坡口，间隙应控制在2～5mm内，坡口角度α应根据管壁厚度和使用焊条或焊丝直径，在55°

～80°

内选择，见图6.2.3.2-6内衬管一般选用壁厚4～10mm,长度40～60mm为宜。

　　　　　　　图6.2.3.2-6I形坡口管对接图

图6.2.3.2-7　V形坡口管对接图

7）管材焊接，可以采用二氧化碳气体焊和手工电弧焊。

接管焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，Q195、Q235、20＃材质的管材应在焊接后焊缝自然冷却到环境温度；

Q295、Q345、16Mn材质的管材应在焊接完成24h后；

Q390、Q420、Q460材质的管材应在焊接完成48h后，进行超声波探伤检查。

8）管材的最短接长为二倍D（管材外经）且不得小于600mm。

管材接管后,每10000mm的对接接头不得超过3个；

每5000mm的对接接头不得超过2个；

每3000mm的对接接头不得超过1个。

且对接接头处焊缝应与节点焊缝错开为1D并不得小于200mm的距离,如图6.2.3.2-7所示。

图6.2.3.2-7对接接头焊缝与节点焊缝错开示意图

9）相同管材（同管径同壁厚）对接，接口错边小于0.15t（t为壁厚）且小于等于3mm。

6.2.3.3相贯线加工工艺

6.2.3.3.1数据计算

采用先进的日本软件KASTL以及AUTOCAD制作拱、桁架、支撑的工作图，其中难点为中、前拱的工作图制作，制作时按设计图制成三维空间桁架，并利用计算机求出各分断处各点的三维坐标和腹杆的长度，以便现场拼装。

相贯线的加工主要采用原寸（放样）作业相贯杆件的切割采用数控管线切割机。

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，切割程序的编制极为重要。

使用整套的钢结构放样与材料管理集成软件（PIPE-COAST，WINCAD，WIN3D，A-BOX，NESCUT等）并结合EXCEL与AutoCAD程序可实现这一目标。

具体的编制过程如下：

在EXCEL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AUTOLISP程序，生成以各节点坐标为端点的线框模型。

这是整个原寸放样工序的基础，要求输入电子表格的数据绝对正确，为此技术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。

该软件用于三维结构分析的全32位设计系统。

使用先进的计算机图形技术，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计算所得的杆件角度、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、坡口角度等各工艺元素。

并由专人负责对“切割数据单”做缜密、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。

套料前先根据设计图将各部件的长度、数量和重量输入A-BOX系统，由A-BOX系统生成工厂用“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，利用率更可达到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。