xx市文化艺术会展中心建设项目钢结构现场安装方案.docx
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xx市文化艺术会展中心建设项目钢结构现场安装方案
xx市文化艺术会展中心建设项目
钢结构现场安装方案
1、工程概况
1、基本概况
工程名称
**市文化艺术&会展中心
工程地点
江苏省**市城东新区阜南村一组境内、幸福路与规划环湖路之间
建设单位
**市城东新区规划建设办公室与**市文化广电新闻出版局
勘察单位
**市建筑设计研究院有限公司
设计单位
**大学建筑设计研究院（集团）有限公司
2、结构概况
本工程建筑面积为54489㎡，建筑高度为45.5米。
一区剧院部分平面尺寸96x84m，主要屋面标高25.20及35.00m，地下一层，局部台仓地下二层。
二区展览区地上5层，地下一层，主要屋面标高38.50。
三区为半地下车库，一层。
钢结构部分主要为一区屋面桁架及次构件；二区屋面梁、入口大厅屋面；外围结构安装。
二、钢结构安装总思路
1、安装思路
本项目钢结构工程按照结构特点分为两个施工区域进行施工：
①、一区剧院部分钢桁架及钢梁安装；②、二区展览区屋面钢梁、二区五层钢梁及幕墙钢柱安装；③、外围幕墙结构安装。
施工区域施工方法：
①、一区剧院部分钢桁架安装；
本工程有地下室，外围主题结构较高，吊机无法进入结构内部及小角度作业,本方案暂时选用一台500吨履带吊进行钢桁架等钢构件的安装，履带吊站位于结构外围。
钢桁架高度为2.8m、2.85m、2.9m,桁架顶标高为25.2m，主桁架具体情况如下表：
桁架名称
吊装分段
重量（t）
长度（m）
GHJ1
6.4
21.368
GHJ2
7.0
23.202
GHJ3
第一段
6.2
22.782
第二段
7.7
27.526
第三段
6.2
22.782
GHJ4
第一段
7.8
21.636
第二段
10.0
29.381
第三段
7.8
21.523
GHJ5
第一段
6.8
17.646
第二段
13.0
34.147
第三段
6.8
17.645
GHJ6
第一段
6.0
16.087
第二段
11.5
33.849
第三段
6.0
16.089
GHJ7
第一段
4.6
15.852
第二段
8.1
30.064
第三段
4.6
15.851
GHJ8
第一段
3.9
13.629
第二段
7.8
29.932
第三段
3.9
13.629
GHJ9
第一段
3.1
14.953
第二段
3.7
19.48
第三段
3.1
14.953
GHJ10
第一段
2.7
11.192
第二段
3.6
17.506
第三段
2.5
11.192
GHJ11
6.7
24.923
GHJ12
5.2
24.6
长度大于16米的桁架在工厂分两段加工，其中GHJ5第二段和GHJ6第二段在工厂分三段加工，其余桁架整段加工；桁架在工厂分段加工后，分段运输至现场拼装成整体单元后吊装。
部分重量轻的构件可利用塔吊吊装。
现场选用1台25吨汽车吊进行桁架的拼装。
②、二区展览区屋面钢梁、二区五层钢梁及幕墙钢柱安装；
二区展览区屋面钢梁、二区五层钢梁及幕墙钢柱安装采用500吨履带吊吊装，二区五层部分钢梁利用塔吊吊装。
③、外围幕墙结构安装。
外围幕墙结构安装选用一台120吨汽车吊，幕墙结构最高处标高约45.6m,幕墙结构采用分片吊装。
幕墙结构分片示意图
2、钢结构安装顺序
第一步、1台500吨履带吊和1台25吨汽车吊进场，首先安装一区剧院部分的钢桁架。
第一榀主桁架安装完成后设置揽风绳，防止主桁架平面外失稳，两榀主桁架安装完毕后马上进行其间的次桁架及支撑系统等的安装。
第二步、采用500吨履带吊进行一区剧院的钢梁安装，部分次梁可采用塔吊进行安装。
第三步、采用500吨履带吊进行二区五层钢梁及幕墙钢柱安装，部分次梁可采用塔吊进行安装。
第四步、采用500吨履带吊进行二区展览区屋面钢梁安装。
第五步、一台120吨汽车吊进场，进行外围幕墙钢结构安装。
第六步、钢结构安装完成。
三、钢结构安装前准备
1、轴线的交接及复测
序号
内容
1
对提供的定位轴线，会同建设单位、监理单位、总包单位及其他有关单位一起对定位轴线进行交接验线，做好记录，对定位轴线进行标记，并做好保护。
2
根据提供的水准点（二级以上），用水准仪进行闭合测量，并将水准点测设到附近建筑物不宜损坏的地方，也可测设到建筑物内部，但要保持视线畅通，同时应加以保护。
3
复测完成后，测放支座节点的轴线位置与标高及主拱桁架定位轴线和定位标高。
2、机械设备的准备
（1）、机械设备的进场计划
序号
内容
1
根据工程施工的总体思路，工程中使用到的机械设备有：
1台CC2500-1型500吨履带吊。
1台AC120-1型120吨汽车吊。
1台QY25型25吨汽车吊。
为了保证工程进场后的顺利实施，在工程中标后立即开始安排确定机械设备的进场计划，其中汽车吊必须提前一个月完成租赁，到工程开工前完成吊装设备自身的安装并验收通过。
2
吊机在工程开工前5天进场并进行调试。
（2）、机械设备的验收与保养
序号
内容
1
项目部制定的各种机械设备的调试、维护与保养计划。
机械设备进场后，对各种机械设备进行调试、验收与保养，以保证机械设备的正常运转，同时在施工过程中根据机械设备的使用情况定期对设备进行维护与保养。
（3）、钢结构进场验收
序号
内容
1
钢构件、材料验收的主要目的是清点构件的数量并将可能存在部分少量损坏的构件在地面进行处理，使得存在质量问题的构件不进入安装流程。
2
钢构件进场后，按货运单检查所到构件的数量及编号是否相符，发现问题应及时在回单上说明并反馈制作工厂，以便工厂更换补齐构件。
按设计图纸、规范及制作厂质检报告单，对构件的质量进行验收检查，做好检查记录。
为使不合格构件能在厂内及时修改，确保施工进度，也可直接进厂检查。
主要检查构件外形尺寸，螺孔大小和间距等。
检查用计量器具和标准应事先统一，经核对无误，并对构件质量检查合格后，方可确认签字，并做好检查记录。
我司钢构件进场验收工程实例照片
3
对于运输中变形、受到损伤的构件应送回制作工厂进行返修，对于轻微的损伤，则可以在现场进行修复。
现场构件验收主要是焊缝质量、构件外观和尺寸检查，质量控制重点在构件制作工厂。
构件进场的验收及修补内容如下表所示：
序列
类型
验收内容
验收工具、方法
补修方法
1
焊缝
构件表面外观
目测
焊接修补
2
现场焊接剖口方向
参照设计图纸
现场修正
3
焊缝探伤抽查
无损探伤
碳弧气刨后重焊
4
焊脚尺寸
量测
补焊
5
焊缝错边、气孔、夹渣
目测
焊接修补
6
多余外露的焊接衬垫板
目测
切除
7
节点焊缝封闭
目测
补焊
8
构件的外形及尺寸
构件长度
钢卷尺丈量
制作工厂控制
9
构件表面平直度
靠尺检查
制作工厂控制
10
构件运输过程变形
参照设计图纸
变形修正
11
预留孔大小、数量
参照设计图纸
补开孔
12
螺栓孔数量、间距
参照设计图纸
绞孔修正
13
连接摩擦面
目测
小型机械补除锈
14
表面防腐油漆
目测、测厚仪检查
补刷油漆
15
表面污染
目测
清洁处理
（4）、钢结构堆放层次、顺序和原则
序号
层次、顺序及规则
1
构件堆放按照主桁架、次桁架、散件及其它构件进行堆放。
2
构件堆放时应按照便于安装的顺序进行堆放，即先安装的构件堆放在上层或者便于吊装的地方
3
构件堆放时一定要注意把构件的编号或者标识露在外面或者便于查看的方向
4
所有构件堆放场地均按现场实际情况进行安排，按规范规定进行平整和支垫，不得直接置于地上，要垫高200mm以上，以便减少构件堆放变形；钢构件堆放场地按照施工区作业进展情况进行分阶段布置调整
5
每堆构件与构件处，应留一定距离，供构件预检及装卸操作用，每隔一定堆数，还应留出装卸机械翻堆用的空地
我司已完成类似本项目的工程实例照片
3、安装辅助材料的准备
（1）、主材准备
钢结构安装工程的主材为焊接材料、螺栓、油漆等，所有的结构用材，都必须在材料进场前做好必要的材料复验和技术参数确认工作。
序号
内容
1
手工焊接用焊条：
Q345钢：
《GB5118-95》
Q345钢：
E50XX型
2
埋弧自动焊接或半自动焊用的钢丝和焊剂：
焊丝应符合标准：
《GB/T14957-94》—熔化焊用钢丝
焊剂应符合标准：
《GB/T5293-85》—碳素钢埋弧焊用剂
或：
《GB/T12470-90》—低合金钢埋弧焊用剂的规定
（2）、辅材准备
钢结构安装工程辅材为氧气、乙炔、临时连接螺栓、动力用料、安全维护设施及吊装索具等。
序号
内容
1
动力用料准备：
动力用料主要是指所采用的各类安装设备的燃料和维护用料，将有专职的机械员配合材料部门做好设备用料的采购，确保机械设备的完好率，确保整个工程的进度。
2
安全维护设施准备：
安全维护主要包括安全脚手架，安全维护网，安全警戒线等，将根据现场实际施工的需要和安装施工措施的要求，确定用量，按统一的行业标准进行准备和采购。
4、预埋件施工措施
4.1测量放线
首先根据原始轴线控制点及标高控制点对现场进行轴线和标高控制点的加密，然后根据控制线测放出的轴线再测放出每一个埋件的中心十字交叉线和至少两个标高控制点。
利用定位线及水准仪使固定支架准确就位后，将其与混凝土牛腿的埋件焊接牢固，锚栓安装后对锚栓螺纹做好保护措施，最后一次浇筑混凝土时,应对螺栓进行检查，发现偏差及时校正。
螺栓埋设允许偏差：
项目
允许偏差
支承面
标高
±3.0
水平度
L/1000
螺栓
（锚栓）
螺栓中心偏移
5.0
螺栓露出长度
+30.000
螺纹长度
+30.000
预留孔中心偏移
10.0
4.2精度控制措施
利用定位线及水准仪使固定支架准确就位后，将其与柱子周围的钢筋上，形成上下两道井字架，支托地脚螺栓，锚栓安装后对锚栓螺纹做好保护措施，最后一次浇筑混凝土时,应对螺栓进行检查，发现偏差及时校正。
四、吊装机械的选择
1、拟选用的施工机械表
施工机械表
序号
机械名称、数量
规格
备注
1
1台500吨履带吊
CC2500-1型
进行现场一区、二区桁架等钢结构的吊装
2
1台120吨汽车吊
AC120-1型
主要进行现场外围幕墙结构的吊装
3
1台25吨汽车吊
QY25型
现场拼装、卸货
4
4台塔吊
土建塔吊
2、主要设备的性能参数
（1）CC2500-1型500吨履带吊
（2）AC120-1型120吨汽车吊
（3）QY25型25吨汽车吊
3、钢结构分段方案
根据本工程现场情况及钢桁架的安装情况，主桁架分段如下表：
桁架名称
吊装分段
重量（t）
长度（m）
GHJ1
6.4
21.368
GHJ2
7.0
23.202
GHJ3
第一段
6.2
22.782
第二段
7.7
27.526
第三段
6.2
22.782
GHJ4
第一段
7.8
21.636
第二段
10.0
29.381
第三段
7.8
21.523
GHJ5
第一段
6.8
17.646
第二段
13.0
34.147
第三段
6.8
17.645
GHJ6
第一段
6.0
16.087
第二段
11.5
33.849
第三段
6.0
16.089
GHJ7
第一段
4.6
15.852
第二段
8.1
30.064
第三段
4.6
15.851
GHJ8
第一段
3.9
13.629
第二段
7.8
29.932
第三段
3.9
13.629
GHJ9
第一段
3.1
14.953
第二段
3.7
19.48
第三段
3.1
14.953
GHJ10
第一段
2.7
11.192
第二段
3.6
17.506
第三段
2.5
11.192
GHJ11
6.7
24.923
GHJ12
5.2
24.6
长度大于16米的桁架在工厂分两段加工，其中GHJ5第二段和GHJ6第二段在工厂分三段加工，其余桁架整段加工；桁架在工厂分段加工后，分段运输至现场拼装成整体单元后吊装。
本工程钢柱、钢梁均整体吊装。
4、吊装工况分析
本工程500吨履带吊吊装构件中，GHJ5第二段、GHJ11吊装难度最大，若该构件满足吊装要求，则其他钢构件全部能满足要求。
（1）GHJ5第二段吊装工况分析
GHJ5第二段吊装分析数据表
构件说明
名称
GHJ5第二段
重量（t）
13.0
长度（m）
34.147
安装高度（m）
25.2m
吊装机械
及性能
型号
CC2500-1型500吨履带吊
臂长（m）
126
作业半径（m）
70
提升高度（m）
50
额定吊重（t）
25.6
满足吊装要求。
（2）GHJ11吊装工况分析
GHJ11吊装分析数据表
构件说明
名称
GHJ11
重量（t）
5.2
长度（m）
24.6
安装高度（m）
25.2
吊装机械
及性能
型号
CC2500-1型500吨履带吊
臂长（m）
126
作业半径（m）
94
提升高度（m）
50
额定吊重（t）
22.2
满足吊装要求。
（3）外围幕墙分块吊装工况分析
120吨汽车吊吊装构件中，幕墙分块吊装构件重约5.3吨，安装高度45.6m吊装工况分析如下
幕墙分块吊装构件吊装分析数据表
构件说明
名称
幕墙分块吊装构件
重量（t）
5.3
长度（m）
33.7
安装高度（m）
45.6
吊装机械
及性能
型号
AC120-1型120吨汽车吊
臂长（m）
60
作业半径（m）
12
提升高度（m）
56
额定吊重（t）
9.3
满足吊装要求。
五、钢结构现场安装措施
1、埋件安装要点
（1）埋件总体施工流程
（2）主要施工要点
序号
施工要点
1
首先根据原始轴线控制点及标高控制点对现场进行轴线和标高控制点的加密，然后根据控制线测放出的轴线再测放出每一个埋件的中心十字交叉线和至少两个标高控制点。
2
利用定位线及水准仪使埋件准确就位，支模板浇筑混凝土时,应对预埋件进行检查，发现偏差及时校正。
2、钢结构现场拼装措施
现行道路运输的规定，最大允许运输的构件规格为2.8米×3.2米×18米。
因此，本标段拟采用如下拼装方案：
根据钢构件的分段以及吊装单元的划分，本工程一区剧院部分钢桁架、部分钢梁、钢柱及外围幕墙结构不满足运输的要求，因此需要分段运输至现场进行拼装。
现场拼装采用一台25吨汽车吊。
A、地面拼装工艺流程
拼装流程图
B、拼装场地的设置
序号
内容
1
拼装场地的要求
为了保证构件组装的精度，防止构件在组装的过程中由于胎架的不均匀沉降而导致拼装的误差，组装场地要求平整压实、铺设200厚碎石垫层进行压实，再在上面铺设钢路基箱，如下图：
拼装场地硬化示意
2
场地的布置：
根据吊装的实际最佳位置和主体钢结构拼装的最大外形尺寸，进行现场拼装场地的合理布置，主要反映以下内容：
现场主要拼装平台的分布
现场拼装胎架及拼装用吊车通道的布置
材料堆场的布置、拼装设备的合理分布
具体拼装场地见施工平面布置图
C、现场拼装胎架的设置
①拼装胎架的设计
据截面的宽度和高度，超出一般运输的范围，在制作时采用工厂散件加工（包括相贯线的下料、弦杆的弯圆、下料、坡口、对接和附件的加工及抛丸、油漆），现场分段拼装的方法。
拼装胎架采用25号工字钢进行制作。
根据我司以往的施工经验，本标段主要拼装胎架如下图所示：
桁架拼装所用胎架示意图
②拼装胎架的设置要求
序号
内容
1
胎架设置时应先根据坐标转化后的X、Y投影点铺设拼装平台板，相互连接形成一刚性平台（注：
地面必须先压平、压实），平台铺设后，进行放X、Y的投影线、放标高线、检验线及支点位置，形成田字形控制网，并提交验收，然后竖胎架直杆，根据支点处的标高设置胎架模板及斜撑。
胎架设置应与相应的桁架设计、分段重量及高度进行全方位优化选择，另外胎架高度最低处应能满足全位置焊接所需的高度，胎架搭设后不得有明显的晃动状，并经验收合格后方可使用。
2
为防止刚性平台沉降引起胎架变形，胎架旁应建立胎架沉降观察点。
在施工过程中结构重量全部荷载于路基板上时观察标高有无变化，如有变化应及时调整，待沉降稳定后方可进行焊接。
③拼装胎架的测量
拼装胎架的测量与定位直接影响到桁架的拼装质量，为了拼装质量，拼装胎架的测量显得非常重要，施工现场对拼装胎架的测量主要从两方面进行控制。
序号
内容
1
拼装前的测量：
拼装胎架设置完成开始进行拼装前，对桁架胎架的总长度、宽度、高度等进行全方位测量校正，然后对桁架杆件的搁置位置建立控制网格，然后对各点的空间位置进行测量放线，设置好杆件放置的限位块。
2
拼装完成一榀桁架的测量：
胎架在完成一次拼装后，必须对其尺寸进行一次检测复核，复核要求后才能进行下一次拼装。
D、构件拼装定位
组拼单元就位时采用同时在地面和胎架上设置边线投影对准线，必要时设置其边线引出线在地面上的投影线，通过铅垂投影进行构件的初定位。
所有构件采用耳板临时连接。
统一吊装单元的所有需要组拼的构件全部初定位后，采用在胎架外围设置光学测量设备，检测各个基准点和外形线的实际位置，同理论位置进行比较后，进行构件的精确调整，达到误差要求后，按照既定的焊接顺序对该吊装段的构件进行焊接固定。
E、桁架拼装的质量验收
地面拼装的质量好坏将直接影响钢结构安装质量，测量工作则是控制钢桁架拼装精度的关键工作，测量验收应贯穿各工序的始末。
主桁架地面拼装的测量方法、测量内容如下表所示：
桁架地面拼装控制尺寸表
序号
项目
控制尺寸（mm）
检验方法
1
预拼装单元总长
±10
全站仪、钢卷尺
2
对角线
±5
全站仪、钢卷尺
3
各节点标高
±5
激光经纬仪、钢卷尺
4
平面桁架弯曲
±5
激光经纬仪、钢卷尺
5
节点处杆件轴线错位
3
线垂、钢尺
6
坡口间隙
±2
焊缝量规
7
单根杆件直线度
±3
粉线、钢尺
数据来源：
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
F、拼装质量保证措施
序号
内容
1
严格按设计要求进行焊缝尺寸控制，不任意加大或减小焊缝的高度和宽度。
2
采用小热输入量，小焊道，多道多层焊接方法以减少收缩量。
3
在保证焊透的前提下采用小角度，窄间隙焊接坡口，以减少收缩量。
4
拼装焊接时，实施多人对称反向焊接，最大限度减少焊接变形。
5
拼装焊接时构件预留收缩余量，分段（块）矫正构件，控制好拼装块的焊接变形。
6
焊接时应根据杆件的对称布置的特点，选好自由端，避免由焊接误差的累积而造成过大的内力。
7
提高构件制作精度，构件长度按正偏差验收。
8
对跨距、中心线及位移、标高、起拱度的测量，利用钢尺、经纬仪器、水准仪、全站仪进行精确测量，及时发现并纠正可能出现的位置偏差，确保整体拼装精度。
9
拼装胎架必须有足够的刚度。
3、桁架吊装措施
根据桁架的分段，同时为了保证分段构件在吊装过程中的稳定性，空中姿态的可调节性，并防止分段桁架发生变形，根据我公司长期施工类似工程的经验，采用多点吊点方式进行吊装，吊点设置在桁架弦杆的节点上，每个吊点一根钢丝绳，吊索与水平面的角度控制在45~60度。
4、桁架吊装工艺流程
桁架高空组拼工艺流程
5、现场高空拼接组装技术保证措施
如何在高空中进行精确拼接是一个直接影响到工程安装质量的重要因素之一，为此我们采取以下措施保证高空的拼接质量。
序号
内容
1
焊接前必须编制合理的焊接工艺和焊接顺序；严格按焊接工艺进行焊接。
对组装焊缝进行检验，根据焊接工艺方案的要求，选用对应的焊材。
2
组装焊接时，实施多人对称反向焊接，最大限度减少焊接变形。
3
严格按设计要求进行焊缝尺寸控制，不任意加大或减小焊缝的高度和宽度。
4
焊接前将焊接区边缘30～50mm内的铁锈、毛刺、污垢等清除干净，以减少产生焊接气孔等缺陷的因素。
5
焊后应清理焊缝表面的溶渣及两侧飞溅物，检查焊缝外观质量，检查合格后，在工艺规定的焊缝及部位打上钢印。
6
焊工必须持有效证件上岗，施焊前应进行相应的培训。
7
严格按照工艺流程施工
6、高空拼装的测量检验
序号
内容
1
焊接接头质量检验：
所有接头为对接焊缝，焊缝焊接保证一级，并100%超声波检查，执行标准GB50205-2002《钢结构工程施工质量验收规范》中有关规定。
2
对跨距、中心线及位移、标高、起拱度的测量，利用钢尺、经纬仪器、水准仪、全站仪进行精确测量，及时发现并纠正可能出现的位置偏差，确保整体拼装精度。
7、钢柱安装技术措施
钢柱吊装时先在基础上标注十字线，使钢柱十字线与基础十字线对齐。
A、钢柱安装操作流程
B、钢柱安装前的准备
序号
准备内容
1
吊装前彻底清除柱基础及周围的垃圾、积水，对混凝土基础面重新凿毛，并清除尘屑等杂物，并在基础上划出钢柱安装的纵横十字线。
2
预埋螺栓复核的主要项目为：
轴线位置、标高及螺栓的伸出长度。
3
清理螺栓螺纹的保护膜，对螺纹的情况进行检查。
4
测量基础混凝土顶面的标高，准备好不同厚度的铁垫块。
5
准备好钢柱吊装用的临时爬梯、操作平台等。
C、吊装机械的选择
根据本工程幕墙柱的吊装工况，选用一台300履带吊进行吊装。
D、钢柱吊点的选择
根据钢柱的形状、长度、重量、起吊方法及吊装机械的起重能力，决定采用6X37+1互捻制钢丝绳进行吊装，吊机吊装时焊接专用耳板进行吊装（等钢柱吊装完成后割除耳板并磨平），吊钩下设置铁扁担，以保证钢柱起吊后的垂直度。
E、吊装方法
钢柱吊装就位后，先进行初步的调整偏差，在刚度较小的方向设置缆风绳,有垂直支撑跨的钢柱必须立即进行垂直支撑的安装。
F、钢柱校正
⑴、柱基标高调整
根据钢柱的实际长度、柱底的平整度及柱顶距柱底部的距离，来决定基础标高的调整数值。
吊装前先测量牛腿顶面到钢柱底板的距离，然后根据此距离确定钢柱柱脚垫板的放置厚度。
⑵、纵横十字线的对准
在钢柱安装前，用经纬仪在基础上面将纵横十字线划出，同时钢柱柱身的四个面标出钢柱的中心线。
在钢柱安装时，起重机不脱钩的情况下，慢慢下落钢柱，使在钢柱上标注的四个面中心线与基础上划出的纵横十字线对准，尽量做到线线相交。
⑶、柱身垂直度的校正
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