成渝客运专线内江北站网架施工方案.docx

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成渝客运专线内江北站网架施工方案

成渝客运专线内江北站网架施工方案

成渝客运专线内江北站

钢结构网架

施工组织方案

二○一四年五月

一、编制依据

本施工组织设计、项目质量保证计划等技术文件，是用以指导工程施工和管理，以确保严格按照合同要求所确定的原则，优质、高速、安全、文明地完成施工任务。

A、编制依据的规范、标准及文件

悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司设计的《成渝客运专线内江北站站房施工图》

《建筑结构荷载规范》（2006年版）（GB50009-2001）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）

《建筑抗震设计接规程》（GB50011-2001）

《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分（GB11345-91）

《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323-87）

《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923）

《钢网架检验验收标准》（JGJ75.391）

《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001

《工程测量规范》GB50026-93

《建筑工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93

国家、铁道部、四川省及内江市有关工程施工质量、安全、文明施工、环保、水保、文物保护等的法律、法规及相关文件；

国家、铁道部、四川省及内江市有关于工程设计、施工及验收的标准、规范、技术指南和有关文件；

现行国家及地方相关规范及标准。

B、编制原则

①质量目标、工期目标、环境安全及施工安全目标明确；

②施工进度计划安排科学合理有序，施工工期满足甲方要求；

③在平面、空间和时间方面统筹安排，使施工总体部署合理、施工资源优化配置；

④结合本工程实际，使施工方案合理并科学优化。

施工方法和施工工艺成熟先进；

⑤根据本工程涉及多专业的特点，强调施工组织设计的统一性和专业性。

C、编制范围

内江北站钢结构工程钢结构部分:

制作、运输、现场拼装、滑移安装工程。

二、工程概况

本工程位于四川省内江市东兴区，总建筑面积11932㎡，建筑高度23.85m；站房结构体系采用钢筋混凝土框架+钢结构网架屋盖；屋盖钢网架为焊接球网架，网架结构面积约为4400㎡，数字轴线方向轴距尺寸为90m，轴间距为4*9m+18m+4*9m，字母轴线方向轴距尺寸为42m，轴间距尺寸为5*8.4m。

网架结构立面呈“几”字型。

网架结构平面布置图

网架结构立面布置图

三、施工总体部署

3.1施工管理目标

3.1.1工程质量目标

确保工程质量达到国家和铁道部的工程质量验收标准及设计要求，工程一次验收合格率达到100%，并满足总体工程质量要求及其它创优要求。

3.1.2工程安全生产及文明施工目标

杜绝责任伤亡事故，杜绝火灾、爆炸和重大机械事故等发生。

满足甲方安全文明施工的要求。

3.1.3工程成本目标

在保证工程施工顺利进行的前提条件下，细化人、机、料的投入，最大限度的节约工程成本，通过技术优化、管理细化、生产标准化、资源节约化等先进管理理念来实现成本最小化。

3.2施工思路

加工厂进行网架焊接球加工、杆件下料切割、抛丸除锈（焊接球、杆件）、涂装环氧云铁中间漆（杆件）、环氧富锌底漆（杆件），加工完成后进行打包，采用汽车运输至施工现场。

本工程屋盖网架拟采用高空散拼，平行累计滑移的施工方法进行屋盖网架安装施工。

3.3屋盖网架安装施工单元块划分及施工原理

3.3.1网架拼装单元块划分

根据钢网架结构安装特点及工期的合理性，将网架钢结构分为五个单元榀，每个区域作为一个独立的拼装单元。

即A～B轴线为第一拼装单元，B～C轴线为第二拼装单元，C～D轴线为第三拼装单元,D～E轴线为第四拼装单元,E～F轴线为第五拼装单元。

如图所示：

网架拼装单元划分示意图

脚手架平台平面示意图

3.3.2网架滑移方案思路

从施工成本与安全考虑，新建成渝客运专线内江北站钢网架五个分区分别都于分区⑤（4～13-F～E轴线之间）拼装，由分区⑤向分区①方向滑移。

将网按照字母轴线划分为5个单元，在4～13-F～E轴线之间搭设操作平台，每个单元在操作平台上进行组装，组装完成一个单元后应用轨道将网架向前滑移8.4m，组装第二单元网架，第二单元网架组装完成后，将第一单元网架和第二单元网架拼接成整体，拼接完成后将第一单元网架和第二单元网架整体累计滑移一个单元位置，通过上述方法，将剩余单元逐次施工滑移，当网架整体滑移完成后，在网架每个支座位置设置一台液压千斤顶，同时将网架整体顶升，顶升完成后将滑移轨道拆除，安装网架支座，支座安装完成后将千斤顶同时降落使网架就位，最后拆除千斤顶，网架滑移结束。

四、现场拼装、安装方案

4.1工艺流程

测量放线

拼装平台搭设

安装滑道

拼装第一单元

设置捯链

焊缝检测及验收

滑移前准备

第一单元滑移

拼装第二单元

一二单元连接组装

一二单元整体滑移

……

4.2施工工艺

4.2.1测量放线

1、用水平仪将网架底标高抄测到混凝土结构柱上。

2、用水平仪将轴线测放到柱顶和梁顶。

3、将第一单元网架杆件投影线和支座位置线测放到拼装平台上，

每滑移一个单元重新测放一次。

4.2.2滑道安装及固定

轨道安装按照内江站的方式，选用Φ200*200*8mm矩形管作为滑移轨道，在4轴、13轴上轨道与梁顶端预埋件进行焊接，轨道平整度和顺直度允许误差1mm，轨道起点设在4～F轴处，终点设在13～A轴处。

滑移轨道在整个水平滑移中起承重导向和径向限制构件水平位移的作用。

由于滑移距离较长，滑移轨道需进行分段现场拼接施工。

为了能够在预定工期内开展并顺利的做好网架的滑移工作，所以在滑移之前，轨道现场安装的精度需予以保证。

选用普通QU80轨道，在A、E轴上轨道与梁顶端预埋件进行焊接连接，轨道6m为一段，轨道底部与轨道梁顶部间要求垫实、无缝隙。

①滑移轨道间距根据滑移梁中心位置定位；

②直线度控制在4mm以内；

③单节轨道上表面水平度应小于L/1000；

④轨道分段接头处高差允许偏差应小于4mm。

为了减小滑移阻力，在轨道上抹润滑油，同时轨道找坡，F轴高，A轴低，轨道平整度和顺直度允许误差1mm，轨道坡度＜L/1000，轨道中心距预埋螺栓120（轨道在轴线外侧），轨道起点在F轴，终点在B、A轴中间，轨道起点下表面距梁面50mm,轨道终点下表面距梁面30mm。

滑道用30厚钢板与球托用4M32螺栓连接，在每个下弦支座球上安装滑轮，轨道平面布置图和节点见下图：

轨道安装示意图片

4.2.3脚手架平台的搭设

拼装平台脚手架长90m，宽8.4m，为了方便控制网架安装，平台高度随网架弧度做梯步变化，以有利于单元网架拼装焊接为原则。

拼装平台面积756㎡，根据施工图纸进行计算每个拼装单元网架重量约为35.8吨，但网架的重量全部落在梁上，拼装平台只承受部分网架材料和施工人员的重量。

拼装工人按照20人计算（每人重量75kg），则每平米脚手架承受重约为0.05吨=0.5KN，考虑脚手架自重及铺设脚手板等自重荷载取值0.22KN/㎡，脚手架按照每平方米最低承受2KN重量的方案进行搭设，立杆步距1.3m，立杆纵向间距1.2m，立杆横向间距1.5m。

1、先用人工将建筑物周边1.8m宽以内整平，然后用打夯机夯实，再根据尺寸方好定位线，最后才根据定位线摆好木垫块，开始搭设钢管架。

2、立杆的搭设

（1）开始搭设立杆时，每隔6跨设置一根抛撑，直至连墙件安装稳定后，才能拆除。

（2）相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内，必须错开一步架，同步架内两个相隔接头错开距离大于500mm。

3、水平杆的搭设

（1）纵向水平杆设置在立杆内侧，其长度不小于3跨，纵向水平杆接长全部用对接扣件连接，接头不能设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开距离不大于500mm，各接头，各接头中心至最近主节点的距离小于纵距的1/3。

（2）在封闭型脚手架的同一步中，纵向水杆应四周交圈，用直角扣件与内外角部立杆固定。

（3）纵向水平杆作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。

（4）纵向水平杆四周交圈，用直角扣件与角部立杆固定，以便安装密目网。

（5）横向水平杆主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件口接且严禁拆除。

（6）横向水平杆主节点处两个直角扣件的中心距不大于150mm，纵、横向扫地杆搭设应符合规范的规定。

4、剪刀撑与横向斜撑的搭设

（1）剪刀撑与横向斜杆随立杆、纵向和横向水平杆同步搭设，各底层斜杆下端均采用混凝土垫块或木垫块。

（2）每道剪刀撑宽度不小于4跨，并小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45-60度之间，保证在外侧立面整个长度和高度上连续设置。

（3）剪刀撑斜杆的接长全部采用搭接，固定采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不大于1.5m。

5、安全网的铺设

脚手架外侧随着脚手架的升高，设置密目试安全网，扎牢密实，形成全封闭的防护立体网，防止砖块等物坠落伤人。

平网应与水平面平行铺设，网与网之间拼接严密。

施工层以下每隔10m设一道固定安全网，同时再设一道随施工层高度提升的平网对下进行封闭。

密目网必须采用细的尼龙绳捆牢，不得使用铅丝，平网的细绳必须一根一根的捆牢，捆系间距不得大于0.75m。

6、竹跳板的搭设

（1）跳板设置在3根横向水平杆上，并在两端8cm处用直径1.2mm的镀锌铁丝箍绕2～3圈固定。

当跳板长度小于2m时，可采用两根小横杆，各杆距接缝的距离均不大于15cm。

（2）里外立杆间应满铺跳板。

拐角交接处平整，避免出现探头及空挡现象，铺设时要选用完好无损的跳板，发现有破损的要及时更换。

室外施工操作平台计算书

参数信息

基本参数

立杆横向间距或排距la（m）:

1.20，立杆步距h（m）：

1.50；

立杆纵向间距lb（m）:

1.20，平台支架计算高度H（m）：

19.00；

立杆上端伸出至模板支撑点的长度a（m）:

0.10，平台底钢管间距离（mm）：

150.00；

钢管类型:

Φ48×3.5，扣件连接方式：

双扣件，取双扣件抗滑承载力调整系数:

0.75；

荷载参数

脚手板自重（kN/m2）:

0.300；

栏杆自重（kN/m）:

0.300；

材料堆放最大荷载（kN/m2）:

1.000；

施工均布荷载（kN/m2）:

2.000；

地基参数

地基土类型:

素填土；地基承载力标准值（kPa）:

120.00；

立杆基础底面面积（m2）:

0.25；地基承载力调整系数:

1.00。

风荷载参数

施工操作平台计算中不考虑风荷载作用。

纵向支撑钢管计算

纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面几何参数为

截面抵抗矩W=5.08cm3；

截面惯性矩I=12.19cm4；

纵向钢管计算简图

荷载的计算

（1）脚手板自重（kN/m）：

q11=0.3×0.15=0.045kN/m；

（2）堆放材料的自重线荷载（kN/m）：

q12=1×0.15=0.15kN/m；

（3）施工荷载标准值（kN/m）：

p1=2×0.15=0.3kN/m

强度验算

依照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）5.2.4规定，纵向支撑钢管按三跨连续梁计算。

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和；

最大弯矩计算公式如下:

M=0.1q1l2+0.117q2l2

最大支座力计算公式如下:

N=1.1q1l+1.2q2l

均布恒载：

q1=1.2×q11=1.2×0.045=0.054kN/m；

均布活载：

q2=1.4×0.3+1.4×0.15=0.63kN/m；

最大弯距Mmax=0.1×0.054×1.22+0.117×0.63×1.22=0.114kN·m；

最大支座力N=1.1×0.054×1.2+1.2×0.63×1.2=0.978kN；

最大应力σ=Mmax/W=0.114×106/（5080）=22.425N/mm2；

纵向钢管的抗压强度设计值[f]=205N/mm2；

纵向钢管的计算应力22.425N/mm2小于纵向钢管的抗压设计强度205N/mm2，满足要求。

挠度验算

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度；

计算公式如下:

ν=0.667ql4/100EI

均布恒载:

qk=qll=0.045kN/m；

ν=0.677×0.045×12004/（100×2.06×105×121900）=0.025mm；

纵向钢管的最大挠度为0.025mm小于纵向钢管的最大容许挠度1200/150与10mm，满足要求。

横向支撑钢管计算

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；

集中荷载P取板底纵向支撑钢管传递力，P=0.978kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN·m）

支撑钢管计算变形图（mm）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.925kN·m；

最大变形νmax=3.669mm；

最大支座力Qmax=8.598kN；

最大应力σ=182.032N/mm2；

横向钢管的计算应力182.032N/mm2小于横向钢管的抗弯强度设计值205N/mm2，满足要求！

支撑钢管的最大挠度为3.669mm小于支撑钢管的最大容许挠度1200/150与10mm，满足要求。

扣件抗滑移的计算

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.75，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.00kN。

R≤Rc

其中Rc--扣件抗滑承载力设计值,取12.00kN；

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=8.598kN；

R<12.00kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。

模板支架立杆荷载标准值（轴力）计算

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

静荷载标准值包括以下内容

（1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.129×19=2.453kN；

（2）栏杆的自重（kN）：

NG2=0.3×1.2=0.36kN；

（3）脚手板自重（kN）：

NG3=0.3×1.2×1.2=0.432kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=3.245kN；

活荷载为施工荷载标准值产生的荷载

经计算得到，活荷载标准值NQ=2×1.2×1.2+1×1.2×1.2=4.32kN；

立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=1.2×3.245+1.4×4.32=9.942kN；

立杆的稳定性验算

立杆的稳定性计算公式:

不组合风荷载：

σ=N/φAKH≤[f]

其中：

N----立杆的轴心压力设计值（kN）：

N=9.942kN；

φ-------轴心受压立杆的稳定系数,由长细比Lo/i查表得到；

i----计算立杆的截面回转半径（cm）：

i=1.58cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.89cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=5.08cm3；

σ-------钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

L0----计算长度（m）；

KH----高度调整系数:

KH=1/（1+0.005×（19-4））=0.93；

如果完全参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001），由公式

（1）或

（2）计算

l0=k1μh

（1）

l0=h+2a

（2）

k1----计算长度附加系数，取值为1.167；

μ----计算长度系数，参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）表5.3.3；μ=1.73；

a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.1m；

公式

（1）的计算结果：

立杆计算长度L0=k1μh=1.167×1.73×1.5=3.028m；

L0/i=3028.365/15.8=192；

由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.195；

钢管立杆受压应力计算值；σ=9941.88/（0.195×489×0.93）=112.081N/mm2；

钢管立杆稳定性验算σ=112.081N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。

公式

（2）的计算结果：

L0/i=1700/15.8=108；

由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.53；

钢管立杆受压应力计算值；σ=9941.88/（0.53×489×0.93）=41.237N/mm2；

钢管立杆稳定性验算σ=41.237N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式（3）计算

l0=k1k2（h+2a）（3）

k2--计算长度附加系数，按照表2取值1.051；

公式（3）的计算结果：

L0/i=2085.079/15.8=132；

由长细比l0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.386；

钢管立杆受压应力计算值；σ=9941.88/（0.386×489×0.93）=56.621N/mm2；

钢管立杆稳定性验算σ=56.621N/mm2小于钢管立杆抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。

4.2.4拼装胎架的制作

拼装平台用钢管脚手架搭设，要求牢固稳定可靠，不得有下沉现象，并具有足够的刚度。

然后在平台上制作拼装胎架，胎架的位置必须对准网架下弦支承节点，支架间距不宜过大，以免网架安装过程中产生过大的下沉，支架高度要便于操作，如用千斤顶调整标高，则支架上表面距网架下弦节点800mm为宜。

胎架用经纬仪测轴线，水平仪抄标高，并在单元块体连结位置预加2～3mm焊接收缩量，网架各节点起拱值用胎架控制方法如下：

胎架

（l）当网架起拱值为零时，胎架上升到5cm为止位置，用钢销固定；

（2）当网架起拱值为2cm时，胎架上升到7cm位置，用钢销固定，以后网架各支点的起拱值依此类推；

（3）当单条网架拼装完后，钢销抽出，把千斤顶回降为零，使网架降落到滑移轨道上。

4.2.5单元网架的拼装

1、小拼胎具的制作

网架应在专门的拼装模架上进行小拼，以保证小拼单元的形状及尺寸的准确性。

小拼制作前，必须保证胎膜底部地面的平整度及刚性，制作小拼胎具时首先利用I25工字钢作为胎具底座，并利用水准仪找平，经纬仪找方，其次保证底座的施工组织设计标高（高于网架安装支座地脚螺栓地面标高）。

在底座上用经纬仪找出各球球心及杆件轴线在支座上的投影位置，并用红油漆在底座上作出明显标记，随后在相应的位置安装四个下弦球对应的固定支撑，凭借四个支撑管来控制对应各球的球心，使之处于要求标高，最后复检合格后方可拼装。

小拼制作

2、小拼单元的拼装

（1）在拼装胎具上进行小单元拼装，拼装时应严格控制各部分尺寸，小拼单元的偏差应符合下列规定：

上下弦节点中心距允许偏差：

±1.5mm。

下弦节点中心偏移为2.0mm。

上弦和下弦对角线允许偏差:

±2.0mm。

锥体高度允许偏差：

±2.0mm。

对其他型式的单元，节点中心距允许偏差为2.0mm。

焊接球节点与钢管中心允许偏移为1.0mm。

拼装后尺寸允许偏差应符合国家标准《钢结构工程施工及验收规范》GBJ50205的有关规定。

（2）下弦杆与下弦球的组装：

根据安装球的编号先将四个下弦球放到小拼胎架上，固定下弦球。

挂线法：

在轴线一侧用经纬弹出一平行线，距离为求半径，沿该直线设挂线直角支架，在支架间挂线，用水准控制线绑扎点标高，使其与球心标高一致，该直线与球的最外侧边缘靠齐，确保同轴线的球共线。

用挂线法对下线球和上弦球进行精确定位，找准球中心连接下弦杆，用水准测量尺寸确准后进行点焊。

把下弦球摆放到位后，用水准仪测量，用木楔子调节。

严格要求下弦水平度，用下弦杆件将下弦球连接，并将下弦找方，用经纬仪控制找到各球间轴线，以保证杆球同心 。

拼装完成后应及时进行检查和复核防止尺寸偏差过大。

在小拼胎具上定位上弦球，用检测工具检测。

3、腹杆的组装：

安装腹杆时必须校正上弦球和下弦杆的位置，后进行焊接。

腹杆与上弦球的组合就成为向上四角锥，腹杆与上弦球点焊，腹杆和下弦球进行点焊。

上旋球安装

4、上弦杆的组装：

四根上弦杆组合即成向下四角锥体系，根据已装好的腹杆锥体排列。

拼装时点焊要牢固，焊缝要均匀且不得过多，每个焊口点焊2-3点，每点长度3-5㎝。

一单元装好后，再按以上方法依次拼装第二单元，直至拼装完毕。

整个拼装过程中，必须随时检查焊接质量、支承点轴线的偏差、网架安装时产生的挠度，如碰到问题须及时调整解决。

整榀网架安装完成

4.2.6网架的滑移

1、网架滑移顺序

滑移B～A轴单元→滑移C～B轴单元→滑移D～C轴单元→滑移E～D轴单元→最后组拼F～E轴单元。

2、滑移前准备工作

（1）验收轨道是否符合要求，滑轨上涂抹润滑油，涂抹长度大于滑移距离。

（2）检查手拉葫芦，手拉葫芦应固定好，保证其处于可用状态。

（3）检查牵引用钢丝绳，禁止出现断丝现象。

（4）滑移人员应到位，每个滑轨旁控制刻度人员应到位，控制滑移精度的刻度应准确。

控制滑移精度的人员应拿对讲机。

（5）检查控制滑移精度的刻度是否标在轨道上，每个刻度线代表50mm。

（6）安全通道是否畅通和符合要求。

（7）指挥滑移人员应在平台上，带对讲机与滑移人员、控制滑移精度人员联系。

3、防滑措施

当使用1#、2#手拉葫芦对单元网架实施F→A轴方向牵引时，同时相对于牵引方向设置3#、4#手拉葫芦对牵引最大距离和速度进行控制，每次牵引时，3#、4#手拉葫芦先预放50mm钢丝绳，1#、2#手拉葫芦随后进行牵引，在预放距离内，网架滑移未出现偏移则再预放50mm，以此类推，至到单元网架滑移到预定位置结束。

为使网架均匀受力，牵引点和约束点设置在单元网架4轴、13轴轨道方向两侧第二格网架下旋球上，用钢丝绳缠绕下旋球进行连接。

牵引点设置示意图

牵引点连接示意图

4、网架滑移

在单元拼装操作平台上进行一跨单元网架的焊接拼装，每成型一跨，用牵引设备进行空中牵引滑移。

在拼装平台上先拼装、焊接完成B～A轴之间网架，用手拉葫芦通过轨道滑移到E～D轴位置；后拼装焊接C～B轴网架，并与B～A轴网架拼接牢固完成后，一起滑移之下一跨位置。

以此类推继续拼装D～C轴网架，与C