多层钢结构施工方案设计.docx
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多层钢结构施工方案设计
渭水桥房建钢结构工程
施工组织设计
编制：
年月日
审核：
年月日
批准：
年月日
2014年02月
附图：
工程进度计划表
第一节工程概况与特点
一、工程概况
工程名称：
渭水桥房建钢结构工程；
建设地点：
省市；
钢结构建筑面积：
10200平米；
结构形式：
钢结构框架；
钢结构建筑层数：
桥面以上二层，阙门局部三层；
建筑高度：
主殿檐口标高14.7m，主殿侧殿檐口标高11.05m；
钢结构除锈等级：
Sa2.5级；
钢结构涂装要求：
水性无机富锌底漆100um〔2×50〕，环氧云铁中间漆70um〔2×35〕；
钢结构耐火等级：
二级，所有钢柱、钢桁架耐火极限不低于2.5小时，屋面次梁、屋面板耐火极限不低于1.0小时；
抗震设防烈度：
8.0度。
二、钢结构整体分布情况
本工程钢结构分为五个区域段，五个区段全长749米，结构形式为钢框架结构，整个钢结构构件坐落在渭水桥桥面上，桥面宽度为14米。
整个结构分上下两层，一层建筑面积7200平米，二层建筑面积为3000平米。
三、钢构件特点
本工程钢结构构件截面的主要形式有：
焊接箱形截面，热轧H型截面等。
截面名称
截面形式
使用部位
截面尺寸
箱形截面
钢柱
□600*20
□480*16等
H形截面
钢梁
HN700*300*13*24、HN600*200*11*17等
第二节编制依据
一、工程设计文件
建设单位提供的相关设计图纸
本公司设计中心提供的深化设计图纸。
二、工厂文件
《质量手册》
《程序文件》
《作业指导书》
三、采用的国家与行业的有关技术、验收的标准、规
《建筑设计荷载规》〔GB50009-2012〕
《钢结构设计规》〔GB50017-2003〕
《钢结构工程施工与验收规》〔GB50205-2010〕
《建筑钢结构焊接技术规程》〔JGJ81-2010〕
《建筑抗震设计规》〔GB50011-2008〕
《建筑设计防火规》〔GBJ16-2012〕
《建筑防腐蚀工程施工与验收规》〔GB5045-2001〕
《涂装前钢材外表除锈和除锈等级》〔GB8923-1988〕
《建筑施工高处作业安全技术规》〔JGJ80-91〕
《建筑施工扣件钢管脚手架安全技术规》〔JGJ130-2010〕
《工程测量规》〔GB50026-2010〕
《钢结构防火涂料应用技术规程》〔CECS24:
90〕
《钢结构高强度螺栓连接设计、施工验收规程》〔JGJ82-2010〕
中华人民国住房和城乡建设部建质[2009]87号文《危险性较大的分局部项工程安全管理方法》
《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50225-2003）
《钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件》〔GB/T1231－91〕
《钢结构高强度螺栓设计、施工与验收规程》〔JGJ82－1991〕
《钢结构焊缝外形尺寸》（GB5777-1996）
《涂装前钢材外表锈蚀等级和除锈等级》〔GB8923-1988〕
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果等级》〔GB11345-1989〕
第三节施工部署
一、主要吊装设备的选择与施工顺序
本工程在混凝土桥梁上施工，现在拟采用25吨汽车吊式如吊装技术参数见如下图表，根据起重表可知，在工作幅度为5.5米的情况下，最小起重量为8吨，吊装高度24米，满足本工程结构吊装要求。
施工顺序按照土建施工进度结合现场条件进展分区安装。
二、施工资源需用计划
本工程钢结构安装现场拟投入的主要施工机械设备表如下：
序号
设备/机具名称
规格型号
数量
功率KW
1
起重
汽车吊
25吨
2台
汽车吊
16吨
1台
2
焊接切割探伤检测设备
电焊机
ZX5-500
8台
36
3
CO2焊机
CPXS-500
6台
36
4
电焊条烘箱
YGCH-X-400
1台
9
5
超声波探伤仪
CTS－2000
1台
6
焊缝量规
2把
7
干漆膜测厚仪
1部
8
经纬仪
J2
2台
9
水准仪
索佳SDL30
2台
10
常用设备机具
千斤顶
5t、10t
4个
11
倒链
10t、5t
8个
12
砂轮机
1193-71
4台
13
扭矩扳手
NBS60D
4把
15
防护用具
安全帽
50顶
16
安全带
50套
17
防滑鞋
50双
三、钢结构安装现场临时用电
总承包公司提供的电源分布在现场每个分区，每个分区都安置有一级和二级配电箱。
我公司均从现场二级配电箱接出至现场施工作业面。
1、主要设备负荷计算
结构施工阶段负荷主要为生产用电，生产用电主要包括电焊机、二氧化碳气体保护焊机、空压机和其它中小型设备。
〔1〕生产用电负荷统计
序号
设备名称
规格
功率×台数
合计功率
暂载率
1
二氧化碳焊机
CPXS-500
36KW×6台
108KW
K2
2
直流焊机
ZX5-500
36KW×8台
288KW
K2
3
空压机
0.6m3
×1台
W
K1
4
电焊条烘箱
YGCH-X-400
1台
9KW
K1
5
其他
30KW
K2
6
实际钢结构施工配电功率
185KW
〔2〕用电量计算
现场用电计算：
整个钢结构安装工程，根据上表所示计算负荷为
序号
用电设备
功率（单位KW）
数量
用电设备需要系数
用电设备额定功率因数
用电设备功率因数角的正切值
有功功率（KW）
电焊机暂载率
无功功率（Kvar）
总的视在功率ΣSjs（KVA）ΣSjs=（ΣPjs2+ΣPjs2）1/2
总的电流计算ΣIjs（A）ΣIjs=ΣSjs/1.732*Ue
Pjs
ε
Qjs=Pjs*tgφ
电焊机功率（单位KVA）
Pjs=Kx*额定功率*台数
电焊机Pe=Sn*ε1/2*cosφ
Sn
Kx
cosφ
tgφ
电焊机Pjs=Kx*Pe*台数
1
直流电焊机
36
8
31.23
71.52
2
二保电焊机
36
6
23.42
53.64
3
空气压缩机
1
2.25
2.30
4
焊条烘干箱
9
1
2.70
2.75
5
其他
30
1
9.00
9.18
合计
68.61
139.39
155.36
236.05
为确保安全用电，首先进展事前控制。
在预测工程用电顶峰后，准确测算电负荷，合理配置临时用电设备，对已经编制好的用电方案进展优化，在不影响施工进度的前提下，尽量防止多台大型设备的同时使用。
对用电线路的走向做出调整，重点部位施工线路、一般用电施工线路以与办公区用电线路分开，按区域划分，做到合理配置、计划用电。
在安全用电上，为加强管理，实行自备电箱准用制度，没有钢结构项目部的准用证，分包商不得擅自将电箱带进工地使用。
在临时施工用电过程中，认真落实“三级配电两级保护〞的规定，做到“〞，即设备型号明确、容量大小明确、使用部位明确。
对所有临时电线一律实行架空，不得随地乱拖乱拉。
重点部位要重点监控。
每周组织三次大检查，检查结果在安全例会上进展分析讲评。
通过这种有制度、有重点、有计划的用电管理，使施工现场的临时用电形成一个比拟规的局面，以维护正常的施工秩序。
四、现场施工人员配置
1、项目经理部组织机构
项目安全生产保证体系
2、劳动力组织计划
本工程现场安装局部劳动力需用量如下：
工种
人数
工种
人数
安装铆工
8
测量工
2
焊工
15
探伤工
1
起重工
5
油漆工
6
信号工
3
辅工
10
合计
50人
五、钢结构安装施工进度计划与进场条件
钢结构进场时间应满足钢结构吊装条件，具体为：
1、桥面顶板施工完成施工，满足100%强度时间，能满足25吨汽车吊上桥进展安装作业。
2、土建单位完成混凝土结构施工,腾出安装场地的空间。
3、为了施工安全，安装现场不能互相交叉安装作业。
4、施工电源能保证钢结构正常用电量。
钢结构安装施工总工期计90日历天。
具体开工时间根据甲方现场条件确定。
具体施工进度计划横道图见后附图：
第四节钢结构深化设计
一、钢结构深化设计指导原如此
首先必须保证结构工程安全可靠；
钢结构设计要充分表现方案的意图、设计理念和建筑风格；
与其它专业设计〔土建工程、装饰工程、机电工程等〕相协调；
钢结构设计要进展科学合理的深化和优化，充分表现其经济合理性；
施工设计应以方案图为依据，加工安装详图设计应以施工图为依据；设计图纸必须保证工厂加工和现场安装的要求；
严格遵循设计程序，与业主、、总承包方密切配合，保证设计工作的顺利进展。
二、深化设计工作流程
由具有丰富钢结构设计经验的专家牵头，组织有钢结构设计能力的结构工程师与熟练详图设计的工程师，深入学习、消化、领会原设计图的设计意图与要领，对设计要点、难点、重点进展剖析，发现并解决设计疑难问题，做到参与设计的每一位工程技术人员精通原设计图纸，能准确把握设计要领。
由专家与设计人员针对该工程的每一不同连接接头，根据原设计图提供的构件断面、受力特点、力大小进展节点连接设计，形成节点大样图，供原设计单位审核。
节点设计的原如此是：
安全可靠、受力明确，构造简单合理，易于施工，便于质量检查与验收。
节点设计图经原结构设计单位审查通过后，交由详图设计工程师进展详细设计。
开展详图设计前，请专家与节点设计人员给详图设计人员交底。
详图设计期间，专家与结构设计师进展指导、检查并进展成图后的校审，审查合格后，交原设计单位确认。
经原设计单位确认后的图纸，交给制作安装部门实施。
对施工中发现的问题，与时跟踪解决并备案，直致完成竣工图。
详细深化设计流程如下图所示：
三、点设计质量管理流程
四、深化设计图纸质量管理流程
第五节钢结构加工制作和储运管理
一、钢结构加工重点、难点分析
本工程结构形式多样，所以确定正确合理的钢结构加工工艺是本工程加工的一个重点环节，正确合理的加工工艺将是整个加工制作工程的技术保证。
本工程焊接量较大，结构在焊接过程中易产生严重的角变形、扭曲变形、局部或整体变形，假如焊接变形得不到有效控制，将会直接导致构件的外形尺寸精度严重超差，构件质量根本就达不到设计、规要求，特别是会给安装带来难以想象的施工难度；所以，如何控制本工程的焊接变形，控制构件外形尺寸、加工制作精度，在本工程加工制作中将是一个难点。
本工程主要构件的分类
本工程钢结构构件主要分为以下几种典型构件：
A、箱型构件
箱型构件
B、焊接H型钢
焊接H型组合截面
下面对以上两种典型构件的加工工艺和技术方案进展说明。
组合箱形构件制作工艺流程如下所示：
焊接H型组合截面构件制作工艺流程如下所示：
二、钢结构加工制作管理
制作工期1个半月，包括钢柱、钢梁、钢系杆、钢支撑、钢埋件等，构件数量较多。
钢结构制作必须由监理、总包进展全部过程管理。
对每一个环节进展严格的质量控制。
其中管理容包括工期管理控制、工艺方案审核管理、构件质量管理控制、图纸细化管理控制、文件资料管理以与人员管理控制，直到发运包装检查出厂。
三、钢结构加工人员配备与加工设备
钢结构加工人员配备
工种
人数
工作容
铆工
5
放样，组对定位
电焊工
15
组对，焊接
起重工
2
材料倒运
气焊工
5
构件下料
装配工
8
构件组对
倒运工
5
材料倒运，存储，构件编号
辅助工
5
构件倒运，涂装
合计
钢结构加工设备
序号
设备名称
机型
制造厂
数量
1
剪板机
QC12Y
冲剪机厂
1
2
数控切割机
SXE-P
1
3
刨边机
二机床
2
4
摇臂钻床
Z3080
中捷友谊厂
2
5
数控三维钻
BDL-125
中国
1
6
三芯卷板机
30x3000
重机厂
1
7
调直机
315T
1
8
CO2半自动焊
X3-500PS
日本
10
9
埋弧焊机
MZ1000
电焊机厂
4
10
电渣焊机
中国
2
11
H型钢生产线
中国
1
12
高温枯燥箱
DFHC-100
实验仪器厂
1
13
抛丸除锈机
建机厂
1
14
喷涂机
ZQL-2000
涂装设备厂
2
15
超声波探伤仪
CTS-2000
中国
2
四、钢结构加工技术方案
1、材料采购
我们公司严格按照ISO9001质量管理体系，依据受控的作业指导书进展原材料采购和质量控制，保证材料的与时供给和质量合格。
〔1〕材料的根本要求
本工程选用的钢板和型钢材采用Q345B，力学性能与碳、硫、磷、锰、硅等的含量合格，保证必须符合标准〔GB/T1591-94〕，其强屈比不应小于1.2，伸长率应大于20%，且应有明显的屈服台阶和良好的可焊性。
〔2〕焊接材料
手工电弧焊：
Q235钢采用的焊条型号为E4300~E4313、E4135、E4136且应符合现行国家标准〔GB/Y5117-1995〕；Q345钢采用的焊条型号E5016、E5015，且应符合现行国家标准〔GB/T5118-1995〕，所选的焊条型号应与主体金属相匹配。
埋弧自动焊或半自动焊用的焊丝焊剂：
Q345钢采用H08A、H08E配合高锰型焊剂或采用H08Mn、H08MnA配合中锰型或高锰型焊剂，或采用H10Mn2配合无锰型或低锰型焊剂；焊丝应符合国标《熔化焊用钢丝》（GB/T14957-1994），焊剂应符合国标《低合金钢埋弧焊用焊剂》〔GB/T12470〕的规定。
〔3〕油漆：
根据设计要求分部位进展涂装。
2、各部门职责
为了保证本工程的材料的与时供给和质量控制，各部门履行职责如下:
〔1〕设计室根据标准与设计图与时计算出所需原辅材料和外购零部配件的规格、品种、型号、数量、质量要求以与设计或甲方指定的产品，送交加工厂计划科。
〔2〕加工厂计划科根据公司库存情况，与时排定原材料与零配件的采购需求计划，并具体说明材料品种、规格、型号、数量、质量要求、产地与分批次到货日期，送交材料设备处。
〔3〕材料设备处根据采购需求计划与合格分承包方的供给能力，与时编制采购作业任务书，责任落实到人，保质、保量、准时供货到厂。
对特殊材料应与时组织对分供方的评定，采购文件应指明采购材料的名称、规格、型号、数量、采用的标准、质量要求与验收容和依据。
〔4〕公司技术处、加工厂质检科负责进厂材料的与时检验、验收，根据作业指导书的验收规和作业方法进展严格的进货检验，确保原材料的质量。
公司所属检测中心应与时做出材料的化学分析、机械性能的测定。
〔5〕加工厂材料科应按规定保管好材料，做好相应标识，堆放到原材料区，堆放要合理，标识明晰，先进先出。
〔6〕材料出入库控制：
材料经验收确认后，由保管员作好验收标记并按规定进展材料保管和发放，指定专门的区域堆放该工程的材料，各种材料做好标识，并分类堆放，做好防腐、防潮、防损坏、防混淆工作，特别是对焊条、焊丝做好防潮和烘干工作，严格按规定进展材料保管和发放。
3、原材料检验
公司技术处、加工厂质检科负责进厂材料的与时检验、验收，严格执行以下原材料检验程序。
原材料检验程序图
4、总体加工原如此
为满足现场施工要求，我公司构件的加工顺序按照钢柱钢梁支撑构件的加工顺序制作。
5、主要加工工序
〔1〕放样、号料
1〕本工程放样采用的计量器具应经计量检测单位检测合格后方可使用。
2〕放样应以计算机数学放样为主，人工放样在平整的放样平台上进展，凡放大样的构件，应以1：
1的比例放出实样。
当构件较大难以制作样板时，可绘制下料草图。
3〕放样工作完成后，对所放大样和样板进展自检，无误后报质检员进展检验。
4〕号料前确认材质，根据加工清单、排版图以与加工草图，严格核对后进展，并跟踪检查。
5〕焊接H型钢时，翼缘板与腹板接料焊缝不能设置在同一截面上，应相互错开200mm以上，并与加劲肋错开200mm。
6〕号料时长度必须留焊接收缩余量，不少于30mm余量，宽度方向留2-3mm。
7〕梁制作应按结构图指明的要求起拱和确定附加的拱值。
8〕号料允许偏差：
序号
项目
允许偏差〔mm〕
1
零件外形尺寸
±
2
孔距
±
3
基准线
±
4
对角线差
5
加上样板的角度
±20ˊ
〔2〕切割
1〕H型钢切割采用卧式双柱、双缸龙门带锯床切割。
2〕板材切割采用数控切割。
3〕H型钢坡口与拐角部位切割采用数控H型钢切割机，切割前钢材外表的油污、铁锈、潮气应去除。
4〕切割质量要求：
切削面情况
主要构件
次要构件
外表粗糙度
50S以下或
100S以下
缺口情况
不可有缺口、裂纹
在1mm以下
熔渣
可有块状熔渣，但应去除干净
与计划误差
自动、半自动切割±1mm
外表不垂直度
不大于钢材厚度10%，且不大于2mm
5〕达不到上述标准的要求时，应使用砂轮机打磨光洁，并根据需要进展堆焊后用砂轮机打磨平整。
〔3〕弯曲加工
1〕弯曲加工原如此上是在常温，用压力机进展。
2〕钢板冷弯时，侧半径应大于15倍板厚，弯曲部位之外侧应均匀加热〔300-600○C〕，以消除应力。
〔4〕起拱
1〕凡图纸规定需要起拱的构件，可采用滚压或者650○C以下高温加热成型，起拱高度按设计图之要求进展。
2〕用火焰法加热起拱时，控温监测，可使用红外线测温计检查。
3〕凡起拱的所有构件，顶部应标识清楚，防止组装时出现误差。
〔5〕接料
1〕接料和组装必须在经过测平的平台上进展，平台上面的水平差不大于3mm。
2〕接料前，H型钢坡口采用数控H型钢切割机切割，两侧30-50mm围的铁锈与污物要清理干净。
3〕钢板接料焊缝必须采用埋弧自动焊，H型钢接料采用CO2气体保护焊，焊缝两端需参加板和引出板，其材质与板厚和坡口形式与焊件。
焊接完毕后用气割切割，并修磨平整。
4〕H型钢接料接头形式与坡口尺寸：
翼缘板厚δ≥20mm时采用X型坡口；δ<20mm时采用V型坡口。
5〕接料焊缝要求焊透，必须采用碳弧气刨清根，接料焊接后必须经探伤合格后再进展下一道工序，接料采用大板接料，然后用数控切割。
〔6〕组装
1〕组装前先检查组装用的零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度是否符合图纸和工艺要求，确认后进展装配。
2〕装配用的工具必须经计量检测合格。
组装平台必须平整，并且有强度、刚度好，经检验合格方可应用。
3〕构件组装要按工艺流程进展，零件连接处焊缝两侧50-100mm围的油污、铁锈等清理干净，装配时要认真控制好各零件的安装位置度，防止使用大锤敲打和强制装配。
4〕对于在组装后无法进展涂装的隐蔽面应事先清理外表并刷好油漆。
5〕焊接H型钢的组装在生产线上进展。
6〕组装精度要求如下表：
组装精度允许偏差
项目
允许偏差〔mm〕
图例
T形连接的间隙α
t<16
t≤16
搭接接头
长度偏差Δl
±
搭接接头
间隙偏差α
对接接头
钢板错位α
t≤16
16t/10
t≥30
对接接头
间隙偏差Δα
埋弧自动焊和气体保护焊
0
对接接头直线偏差α
〔7〕焊接
1〕参与本工程的所有焊工必须取得上岗证书，并在其允许围工作。
焊工在焊接过程中应严格遵守工艺操作规程，并对其焊接的产品质量负责。
2〕对焊前准备不符合技术要求的构件，焊工有权拒绝操作并报主管工程师。
3〕本工程钢结构的焊接全过程，必须在责任工程师的负责下进展生产施工。
焊接工程师应具备建筑钢结构焊接生产、施工的总体规划管理和技术指导的工作能力。
4〕本工程采用的焊接方法：
埋弧自动焊，CO2气体保护焊，手工电弧焊。
5〕焊接材料
手工电弧焊：
Q235钢采用的焊条型号为E4300~E4313、E4135、E4136且应符合现行国家标准〔GB/Y5117-1995〕；Q345钢采用的焊条型号E5016、E5015，且应符合现行国家标准〔GB/T5118-1995〕，所选的焊条型号应与主体金属相匹配。
埋弧自动焊或半自动焊用的焊丝焊剂：
Q345钢采用H08A、H08E配合高锰型焊剂或采用H08Mn、H08MnA配合中锰型或高锰型焊剂，或采用H10Mn2配合无锰型或低锰型焊剂；焊丝应符合国标《熔化焊用钢丝》（GB/T14957-1994），焊剂应符合国标《低合金钢埋弧焊用焊剂》〔GB/T12470〕的规定。
6〕焊前准备
①焊前在焊缝区域50-100mm围去除氧化铁皮、铁锈、水、油漆、污物，要求露出金属光泽。
②在埋弧自动焊的被焊钢材外表，除按上述要求清理外，对于在焊接过程中焊剂可能触与的水、锈、油污等杂物一律去除干净，以防混于焊剂。
③焊接区域的除锈一般应在组装前进展，构件组装后应注意保护，如重新锈蚀或附有水分、油污等杂物应重新清理。
7〕定位焊
①装配定位焊工必须经过装配定位焊工考核合格后，方能上岗操作或持工合格证的焊工担任。
②定位焊必须防止在产品的棱角和端头等强度和工艺上易出问题的部位进展，坡口尽可能防止进展定位焊，定位焊在构件的起始端应离开端部20-30mm。
③定位焊应采用和母材焊接一样的焊条，定位焊焊条最大直径不超过Φ4mm。
④定位焊的长度和间距，视母材厚度、结构长度而定，无特别指定时，按下表规定的定位焊的长度和间距。
板厚
定位焊长度〔mm〕
定位间距〔mm〕
手工电弧焊
t≤
30
200-300
＜t≤25
40
300-400
t＞25
50
300-400
⑤定位焊后应与时去除焊渣并进展检查，假如发现定位焊后有裂纹或气孔等影响焊接质量的缺陷应在正式焊接前去除干净后，并重新进展定位焊。
8〕焊接引熄弧板的安装
①对接、T形对接、角接焊缝、应在焊缝始、终安装焊接引熄弧板。
②引熄弧板坡口应与主焊缝坡口吻合，也可用碳弧气刨刨出坡口。
③引熄弧板应用与与母材一样的钢材。
④引熄弧板的长度：
手工弧大于35mm，自动焊大于100mm。
⑤引熄弧板在去除时，应用氧乙炔气割，不准用锤击落。
在距离母材1-3mm处割去后，然后用砂轮打磨光顺，与构件外表齐平。
9〕焊接预热
①根据本工程钢结构件的化学成分、板厚、拘束度、热输入量和焊接材料等要素，通过试验等手段决定每一种构件焊接的预热温度。
②预热方法：
采用电加热和火焰加热两种方式，火焰加热仅用于个别部位且电加热不易施工之处，并应注意均匀加热。
电加热预热温度由热电仪自动控制，火焰加热用测温笔在距焊缝中心85mm的地方测温。
③预热围：
预热区在焊缝两侧，每侧宽度不小于焊件厚度的2倍，且不小于100mm。
10〕环境气候的影响：
当环境温度低于0℃时，不得
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