钢结构屋面安装施工方案.docx
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钢结构屋面安装施工方案
一、编制依据1
1.施工图纸及施工组织设计1
2.主要规范、规程1
二、工程概况2
1.工程概况2
2.分项工程概况3
三、重难点分析4
1.钢桁架构件吊装困难4
2.工期紧张4
3.塔吊使用紧张4
4.施工位置场地受限5
5.质量要求高5
四、方案选择6
1.方案提出各种方案6
2.方案分析、对比7
3.最终方案确定11
五、施工部署12
1.钢结构整体部署12
2.分项工程总体部署17
六、资源保障措施22
1.劳动力准备22
2.机具准备23
3.材料准备24
七、钢桁架深化设计25
1.深化设计要点25
2.现场布置25
3.钢桁架分段26
4.分段钢桁架连接方式28
八、脚手架方案设计29
1.现场情况29
2.设计原则29
3.支撑体系设计29
九、分项工程施工方案及操作要点42
1.脚手架工程42
2.钢结构安装工程45
十、质量保障措施55
1.脚手架工程55
2.钢结构工程55
十一、安全保障措施57
1.安全管理57
2.脚手架安全技术要求57
3.钢结构安装安全措施58
4.现场消防操作58
5.高空作业安全操作59
十二、环保措施60
1.环境保护管理60
2.环境保护具体措施60
附件：
架体及楼板承载力计算书
附图：
附图1昆泰酒店宴会大厅屋顶钢结构操作平台功能区划分详图
附图2昆泰酒店宴会大厅屋顶钢结构支撑体系功能划分图
附图3昆泰酒店宴会大厅钢结构屋面施工进度计划
一、编制依据
1.施工图纸及施工组织设计
序号
图纸名称
图号
出图日期
1
建筑图纸
/
2010-4
2
结构图纸
/
2010-4
3
《施工组织设计》
/
2010-4
2.主要规范、规程
序号
规范、规程
规范规程编号
1
《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50205-2001
2
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2001
3
《混凝土结构设计规范》
GB50010-2002
4
《工程测量规范》
GB50026-2007
5
《低合金钢焊条》
GB/T5118-95
6
《碳钢焊条》
GB/T5177-95
7
《北京市建筑工程施工安全操作规范》
DBJ01-62-2002
8
《钢管脚手架、模板支架安全选用技术规程》
DB11/T583-2008
9
《建筑钢结构焊接技术规程》
JGJ81-2002
10
《建筑施工高处作业安全技术规范》
JGJ80-91
11
《建筑施工安全检查标准》
JGJ59-99
12
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
JGJ30-2001
13
《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》
JGJ166-2008
14
《建筑钢结构焊接技术规程》
JGJ81-2002
15
《施工现场临时用电安全技术规范》
JGJ46-2005
16
《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ33-2001
二、工程概况
1.工程概况
项目
昆泰酒店
地理位置
项目位于北京朝阳区，望京中关村科技园。
东依五环路，南临北小河，近观望京公园，比邻多家世界五百强总部。
既有靠近机场高速的交通优势，又有自成一角的恬静和舒适。
建筑概况
昆泰嘉诚中心。
7.6万平米五星级会议酒店，5.4万平米5A级写字楼，3万平米高档公寓式酒店，组成16万平米的五星级花园酒店综合体。
整体建筑着力与周边景观相融合，折线型设计风格简约、大气。
建成后将成为望京地区，最具视觉冲击力的标志性建筑。
结构概况
本工程为现浇钢筋混凝土结构，局部设有劲性混凝土。
建筑高79.98m，共分四个功能区。
地下室，共三层。
筏板基础。
地上分为三个独立结构单元：
北区为酒店，框架剪力墙结构。
裙房结构三层，屋顶为型钢桁架及压型钢板组合楼板体系；主楼结构为二十二层，加两个设备层。
第一设备层兼结构转换层。
南区写字楼，框架剪力墙结构，二十一层；公寓楼，剪力墙结构，二十五层。
参建单位
建设单位
北京昆泰嘉诚房地产开发有限公司
设计单位
北京市建筑设计研究院
监理单位
北京帕克国际工程咨询有限公司
施工总承包
中建一局集团第三建筑有限公司
奖项目标
安全奖项
确保“北京市文明安全样板工地”。
质量奖项
确保“北京市建筑长城杯”和“北京市结构长城杯”金奖。
2.分项工程概况
宴会厅钢桁架概况
位置概况
建筑概况
宴会厅
位于昆泰酒店裙房宴会大厅屋面
建成后为酒店厅屋顶花园。
钢桁架
概况
屋顶为单层单跨式钢桁架及压型钢板组合楼板体系；整个宴会厅屋面由13榀钢桁架承托，钢桁架跨度31m，单榀钢桁架截面高最小处2m、最大处2.5m，钢梁截面高约2.25m，钢结构单榀重量19.0t，宴会厅屋面标高15.55m，延边高约13.05m，屋架延边长54.60m，钢结构总量约350t。
三、重难点分析
1.钢桁架构件吊装困难
单榀钢桁架重大于19t，跨度超过31m，吊装高度近16m。
2.工期紧张
酒店裙房宴会大厅钢桁架塔吊可提供的吊装工期，仅为30日历天。
3.塔吊使用紧张
现场吊装情况调查分析如下：
相关单体工程工期及垂直运输设备使用情况分析
楼号
计划工期
结构层
单层施工面积
垂直运输设备
标准层施工速度
酒店主楼
5.1～9.28
22层+2设备层
1750m2
1#塔吊
4天/层
酒店裙房
5.1～9.30
三层
4200m2
1#塔吊
/
南区写字楼
5.1～9.27
21层
1800m2
2#塔吊
5天/层
结论
主楼标准层施工进度快，对塔吊依赖大；随垂直运输高度增加，每日可支配剩余吊次有限，且起重量小。
因此可覆盖钢结构施工区域的1#及2#塔吊，可用于吊装钢桁架的时间有限。
4.施工位置场地受限
钢结构施工区域周边场地情况
整体概述
宴会厅位于3栋主楼中间，北侧为主楼，其他三面均为地下室结构顶板。
北侧
酒店主楼
宴会厅上空
俯视图
西侧
地面为地下室顶板，途经结构设置两条沉降后浇带
南侧
地面为地下室顶板，途经结构设置多条沉降后浇带
东侧
设有下沉广场及温度后浇带
宴会厅上空
东北轴侧视图
结论
可覆盖屋面钢桁架结构的1#、2#塔吊距离较远，且吊装能力有限。
周边区域由于结构形式所限，不适合行走或停设大型吊车，需要采取相应措施。
5.质量要求高
质量项目
质量要求
工程质量目标
合同约定：
确保“北京市结构长城杯”及“北京市建筑长城杯”金奖，争创鲁班奖
分项工程质量要求
钢结构工程施工质量合格，且符合北京市结构长城杯验收标准
综上所述，本工程宴会大厅钢桁架吊装难度大、工期紧张，尤其周边场地受限，周边存在多条结构沉降后浇带，大型运输、吊装车辆无法停站。
考虑利用现有塔吊起重能力及有限可使用吊次，在保证工期、质量的情况下，采用最简化及合理的施工方案，周密部署，完成钢结构安装。
下面将提出各种方案展开分析，通过测试、实验、对比分析、数据验算等方法确定最佳方案。
四、方案选择
1.方案提出各种方案
1.1根据本分项工程，提出各方案并整理、归纳比选方案，初步制定如下四类（八种）安装方案:
1.2备选方案列表
方案列表
类别
方案编号
方案
吊装方法
顶升
方案一
跨内拼装整体顶升滑移（1/2榀间距）
在跨内搭设拼装胎架，将钢桁架置于胎架上，塔吊拼装成整体焊接，再经过整体顶升到预定位置后滑移到位
方案二
跨内拼装整榀顶升逐榀滑移
在边跨搭设单榀拼装胎架，将单榀钢桁架置于胎架上拼装，再经过顶升到预定位置后，逐榀滑移到位
滑移
方案三
沿梁轴整体滑移吊装
先整体搭设脚手架和滑移平台，再使用塔吊和滑移工具将钢桁架整体滑移就位拼装。
方案四
垂直梁轴整体滑移吊装
边跨跨内搭设单榀操作脚手架，汽车吊整榀逐吊装至边跨，并逐榀连接、滑移就位
整体
吊装
方案五
跨内拼装整体吊装
塔吊运至跨内，在跨内搭设拼装胎架，将钢桁架置于胎架上拼装成整体焊接，再使用履带吊或汽车吊逐榀吊装就位
方案六
跨外拼装整体吊装
在跨外搭设拼装胎架，将钢桁架置于胎架上拼装成整体焊接，再使用200t履带吊吊装就位
散拼
散装
方案七
满堂支撑塔吊散装
跨内搭设满堂脚手架，由塔吊将分节的架体，吊运并拼装就位
方案八
满堂支撑塔吊协同井架散装
跨内搭设整体脚手架，并于相应位置搭设承重井架，由塔吊吊运分节架体，再与井架协调同拼装钢桁架
2.方案分析、对比
下面对八个方案进行分析、对比，以确定最佳方案。
2.1各种方案的对比分析，如表下：
类别
方案
经济分析
工期
优点
缺点
结论
顶升
跨内拼装整体顶升滑移（1/2榀间距）
顶升费用：
40万
支撑胎架：
10万
滑移费用：
20万
共计：
70万元
30天
平地焊接质量好,能充分保证梁的拼装精度；
可利用现有塔吊。
费用由顶升及滑移两部分组成，不经济；
依靠主楼塔吊，速度慢；
柱头连梁需后浇，造成局部结构薄弱。
不合理
跨内拼装整榀顶升逐榀滑移
顶升费用：
20万
支撑胎架：
3万
滑移费用：
40万
共计：
63万元
28天
滑移
沿梁轴整体滑移吊装
滑移费用：
40万
汽车吊租赁费：
4万
顶板加固：
15万
滑移平台：
5万
拼装平台：
5万
共计：
59万
20天
汽车吊与塔吊配合吊装；
施工速度快，可根据需要多榀同时进行拼装。
滑移平台搭设困难；
东侧部分砼结构需后浇；
东侧需拼装及堆料，必须采用加固措施。
东侧料场，被大面积占用。
不适合
垂直梁轴整体滑移吊装
滑移费用：
30万
汽车吊租赁费：
12万
顶板加固：
10万
共计：
52万
24天
施工速度较快；
平地焊接质量好；
节省脚手架租赁费；
不占用主楼塔吊。
南侧需支设吊车及堆料，必须采用加固措施。
备选
方案
整体
吊装
跨内拼装整体吊装
汽车吊租赁费：
25万
顶板加固：
20万
共计：
45万元
30天
平地焊接质量好；
汽车吊与塔吊配合吊装。
施工速度较慢；
部分占用主楼塔吊；
周边顶板沉降后浇带及宴会厅底板，需要稳妥加固措施，投入大。
不适合
跨外拼装整体吊装
汽车吊租赁费：
25万
顶板加固：
20万
共计：
45万元
26天
平地焊接质量好；
不占用主楼塔吊；
施工速度快。
周边顶板沉降后浇带，需要稳妥加固措施，加固范围超过上法，投入大。
备选
方案
散拼
散装
满堂支撑塔吊散装
脚手架租赁及搭设人工费：
4.5+8=12.5万
共计：
12.5万
30天
充分利用现有塔吊；
无其他措施费。
主楼垂直运输需要很难保证，影响主楼施工进度明显；
影响整体工期风险大。
不适合
满堂支撑塔吊协同井架散装
脚手架租赁及搭设人工费：
5+10=15万
共计：
15万
28天
充分利用现有塔吊；
无其他措施费。
塔吊使用必须合理安排，要保证主楼施工，部署和协调十分困难；
影响整体工期风险大。
备选
方案
2.2三种备选方案进行进一分析对比：
1、垂直梁轴整体滑移吊装
方案描述
边跨跨内搭设单榀操作脚手架，汽车吊整榀逐吊装至边跨，并逐榀连接、滑移就位。
备注：
图框为材料及机械停放区域。
方案类别
工期
经济分析
滑移
24日历天
滑移费用：
30万；汽车吊租赁费：
12万
顶板加固：
10万；共计：
52万
优点
缺点
施工速度快；
焊接质量好：
平地焊接能充分保证梁的拼装精度；
节省脚手架租赁费：
无需大范围搭设钢构支撑架；
不占用主楼塔吊：
依靠汽车吊，跨外整榀吊运。
钢结构措施费投入大；
施工时仅为单榀逐一吊装及滑移，作业面无法展开；
地下室顶板加固范围大：
南侧图框范围内，地下室顶板需顶撑加固。
因设有沉降后浇带（需封顶后浇筑），所以加固有难度且投入大。
2、跨外拼装整体吊装
方案描述
在跨外搭设拼装胎架，将钢桁架置于胎架上拼装成整体焊接，再使用200t履带吊吊装就位
备注：
图框为材料及机械停放区域。
方案类别
工期
经济分析
整体吊装
26日历天
汽车吊租赁费：
25万；顶板加固：
20万
共计：
45万元
优点
缺点
施工速度较快；
焊接质量好：
平地焊接能充分保证梁的拼装精度；
不占用主楼塔吊：
依靠汽车吊，跨外整榀吊运；
施工速度快：
跨外拼装焊接，作业面可同时展开，实际吊装时间短。
地下室顶板加固范围更大：
东侧和南侧图框范围内，地下室顶板需顶撑加固。
因设有沉降后浇带（需封顶后浇筑），所以加固有难度且投入十分大。
影响酒店主楼施工：
因宴会厅东侧，为酒店主楼主要的大模板周转场地，如堆放和吊装钢桁架，将导致大钢模必须进行二次周转，加大模板周转时间。
3、满堂支撑塔吊协同井架散装
方案描述
跨内搭设整体脚手架，并于相应位置搭设承重井架，由塔吊吊运分节架体，再与井架协调同拼装钢桁架
方案类别
工期
经济分析
散拼散装
28日历天
脚手架租赁及搭设人工费：
5+10=15万
共计：
15万
优点
缺点
措施费用投入少：
可分利用现有塔吊，无需租赁起重设备；
无其他措施费：
宴会厅满堂脚手架搭设，已包含于劳务费平米单价中，且无需对地下室顶部进行加固投入；
施工速度努力可保证：
如塔吊将构件吊运到位后，便可大面积展开拼装钢桁架，作业面可全面展开。
影响主楼施工进度：
塔吊现已十分紧张，随着楼层升高，垂直运输距离增加，吊次将更为紧张。
再插入钢结构施工，主楼垂直运输将更为困难。
如果主楼工期受影响，将扣除工程款：
20万（固定扣除）+延误工期*10万元/天，经济损失巨大，工期风险大。
钢结构工期不定因素多：
完全依赖主楼塔吊，主楼施工的不定因素也将叠加于钢结构施工，施工过程始终处于被动。
必须合理安排，方可达到最终目标：
要在保证主楼施工的前提下，精细协调和部署，以最短的塔吊占用时间，钢结构的吊装任务。
3.最终方案确定
3.1总体方案确定
运用统计技术，从多角度分析和比较。
经过同类初选，分类（三个代表方案）复选，最终决定选取《满堂支撑塔吊协同井架散装》为总体方案。
确定结论：
此方案虽不定因素多，工期风险大，但此法可充分利用现有资源，减少经济投入，又能够满足工期和质量要求。
调动全员积极性，经过认真组织、合理布置、科学计算可以保证完成钢桁架高空吊装任务。
3.2总体方案分解
针对确定的总体方案施工的可行性进行分析，将方案实施中需要解决的问题制定专项对策如下表：
项目
对策（what）
目标（why）
措施（how）
钢桁架深化设计
考虑堆料，就位点及塔吊性能参数对钢桁架进行合理分段；根据吊装方式设计连接方式
确保塔吊能顺利吊运每个钢构件，即确保最不利工况：
70m，吊重不超过3.0t。
考虑现场吊装路径。
对钢桁架各杆件的重量及分段位置确定，采用焊接与螺栓连接相结合的方式。
脚手架方案设计
采用碗扣脚手架底架及扣件脚手架井架，结合各自构造特点设计
满足钢桁架的拼装要求：
单榀支撑架体，可承受19t荷载及部分施工活荷载要求。
编制脚手架方案计算架体受力，布置平面图。
钢桁架拼装施工流程
按分段方案结合脚手架安装平台及井架合理安排吊装，严格控制焊接质量
保证9月25日前吊装所有钢桁架，质量符合北京市结构长城杯标准。
模拟吊装流程，并对工况进行验算，结合脚手架制定细化吊装方案。
五、施工部署
1.钢结构整体部署
根据现场情况，以及整体工期要求。
计划宴会大厅结构施工，总工期为59工作日，计划开工时间：
2010年8月1日；计划竣工时间：
2010年9月28日。
其中使用塔吊，进行宴会大厅钢结构吊装时间为30日历天。
1.1各节点控制工期
根据各结构构件位置编号，具体如下图：
各节点工期，具体如下表：
项目
工期
开始时间
完成时间
宴会大厅混凝土结构施工
3工作日
2010年8月1日
2010年8月3日
宴会大厅钢结构安装支撑体系施工
21工作日
2010年8月4日
2010年8月24日
钢结构施工准备
11工作日
2010年8月18日
2010年8月28日
宴会大厅钢结构安装
30工作日
2010年8月29日
2010年9月27日
B-D轴钢梁（1榀-4榀）钢结构安装
11工作日
2010年8月29日
2010年9月8日
D-F轴钢梁（5榀-8榀）钢结构安装
13工作日
2010年9月5日
2010年9月17日
F-H轴钢梁（9榀-13榀）钢结构安装
14工作日
2010年9月12日
2010年9月25日
B-H钢构檩条安装
18工作日
2010年9月9日
2010年9月26日
宴会大厅组合楼板体系施工
12工作日
2010年9月16日
2010年9月27日
宴会大厅屋面混凝土结构施工
5工作日
2010年9月24日
2010年9月28日
详见附图3昆泰酒店宴会大厅钢结构屋面施工进度计划
1.2总体施工流程
序号
施工
流程
施工流程图
1
宴会大厅钢结构安装支撑体系施工
2
B-D轴钢梁（1榀-4榀）钢结构安装
3
D-F轴钢梁（5榀-8榀）钢结构安装
4
F-H轴钢梁（9榀-13榀）钢结构安装
5
钢构檩条安装
6
宴会大厅压型钢板施工
7
宴会大厅组合楼板钢筋绑扎施工
8
宴会大厅屋面混凝土结构施工
2.分项工程总体部署
2.1脚手架搭设流程
脚手架搭设流程
施工流程
底架→操作平台及堆料平台→井架
底架搭设
操作平台及
堆料平台搭设
井架搭设
2.2钢桁架施工流程
结合脚手架及钢结构施工特点，确定吊装方案，其工艺流程如下：
钢桁架拼装流程
施工流程
吊装下弦杆→安装腹杆→吊装上弦杆→调整弦杆→安装腹杆→验收
1.吊装下弦杆
在每根下弦杆下的操作平台上放置2根垫木（垂直桁架），塔吊将下弦杆吊装就位，校正后用耳板连接。
2.安装腹杆
在每段下弦杆（一榀共三段）的端部，各安装（临时连接）一根腹杆，共安装六根，作为上弦杆临时支撑。
3.吊装上弦杆
在井架及预先安装的腹杆上，吊装上弦杆就位（腹杆与上弦杆临时连接）。
4.调整弦杆
在井架顶部安装工字钢，倒链固定于工字钢上。
人工通过倒链，对下挂上弦杆进行调整。
精校就位后，用连接耳板固定。
5.安装腹杆
将底架堆料平台上的腹杆拼装在弦杆上，校正栓接完毕后，焊接整个钢桁架。
6.验收
完成效果
2.3垂直运输部署（钢桁架塔吊吊装计划）
2.3.1施工计划
9月施工进度计划
序号
时间段
主楼施工进度安排
宴会厅施工进度安排
1
9月1日-9月7日
F19层主体结构
宴会厅1-4榀钢桁架安装完成
2
9月8日-9月16日
F20-21主体结构
宴会厅5-8榀钢桁架安装完成
3
9月17日-9月25日
F22层及设备层主体结构
宴会厅9-13榀桁架安装完成
4
9月26日-9月30日
主楼结构封顶
组合楼板体系宴会大厅封顶
2.3.2钢桁架吊装分析
吊次分析
每榀钢桁架
弦杆
腹杆
下弦
首、中、末段
3段
共6段
共14根
上弦
首、中、末段
3段
重量
共18t，平均每段约3t
共重约1t
吊次
6次（每段一吊）
3次（按段分组吊装）
每榀钢桁架总吊次
9次
所有钢桁架总吊次
117次（9×13）
优化
相邻2榀腹杆,按段合为一吊次
优化后所有钢桁架总吊次
99次（6×13+12/2×3+1×3）
按计划平均每天吊次
（按25天计算）
4次
吊运时间分析
吊运时间
弦杆
腹杆
每段约30min
20min
总吊运时间
39h（30×6×13/60）
7h[20×（12/2×3+3）/60]
46h
计划平均每天吊运时间
（按25天算）
1.84h
2.3.3主楼塔吊使用安排
塔吊使用时间表（按顶板施工考虑）
项目
楼号
模板
架管等
钢筋
氧气乙炔组瓶
机械
卸料平台
水电管材
总用时
酒店主楼
15吊次×20分钟
16吊次×15分钟
18吊次×15分钟
6吊次×20分钟
6吊次×20分钟
2吊次×20分钟
9吊次×20分钟
21h
南区1#写字楼
14吊次×20分钟
15吊次×15分钟
16吊次×15分钟
6吊次×20分钟
6吊次×20分钟
2吊次×20分钟
8吊次×20分钟
20h
2.3.4塔吊使用制度
（1）工人轮班一天24小时施工，按以上表格数据，使用塔吊吊运钢桁架构件只能在主楼施工间歇内合理考虑。
（2）每天对第二天的塔吊使用精确安排，协调结构施工队及钢结构施工队，结构队每天抽出不少于1.7小时的时间给钢结构队使用。
（3）遇到特殊情况时,由总包实时协调处理突发状况，保证钢结构吊装进度。
结论：
每天确保有不少于2小时时间给钢结构队使用塔吊进行钢结构吊装。
六、资源保障措施
1.劳动力准备
1.1项目管理人员
序号
管理人员
职责
分工
1
郭金标
土建施工负责人
负责现场人员调配及人员管理，确保钢桁架工程施工的正常运行。
2
曾俊、徐鹏
施工管理
做好钢桁架工程施工前的准备工作，及施工过程中施工管理、质量控制机验收工作。
3
徐明
技术负责人
组织管理人员及作业人员对施工图纸、专业厂家钢结构施工方案的学习；落实钢桁架工程施工中难点及重点，并组织编制施工方案。
4
刘建荣、郭健
技术管理
根据施工图纸、专业厂家方案学习编制具有针对性的钢桁架施工方案并监督过程质量控制
5
王恒立
质量管理
对钢桁架施工质量进行
6
刘曙光
资料管理
收集关于钢桁架工程施工方面资料，并进行整理归档。
1.2劳务班组作业人员
序号
作业人员
职责
人数
1
分包负责人胡刚
负责现场人员调配及人员管理，确保钢桁架工程施工的正常运行。
2
技术主管成辉
对作业人员进行图纸和方案的交底；落实钢桁架工程施工中难点及重点，并组织编制施工方案。
3
测量工
主要是钢结构安装定位测量
2
4
架子工
脚手架安装与拆除
25
5
钢结构安装工
钢结构吊运与安装
20
6
电焊工
钢结构焊接
15
7
电工
临电管理
1
8
信号工
吊装时塔吊管理
1
2.机具准备
序号
机械或设备名称
型号规格
数量
1
塔吊
ST70/30
1台
H3/36B
1台
2
经纬仪
J2
1台
3
自动安平水准仪
AL322
1台
4
塔尺
5m
1把
5
钢卷尺
50m
1把
30m
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