管桁架施工组织设计方案.docx
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管桁架施工组织设计方案
第一章工程概况及特点
第一节工程概况
建筑平面呈椭圆形状，在椭圆长轴线位上系大跨度（L=142M）空间焊接钢管落地拱架。
拱架两侧的屋面均呈不等曲率的双曲抛物面的空间桁架结构。
第二节工程特点及难点
本工程屋架是由一主桁架，36榀次桁架组成的空间结构。
主桁架断面呈梯形，采用钢管焊接而成，沿跨长断面及宽度变化。
次桁架断面呈三角形，截面、长度也随之变化。
（1）.因屋盖结构是由主桁架，次桁架组成的空间结构，则在地面组装和高空拼装过程中，各构件的受力状况与设计受力状况是不同的，施工过程中的主要施工工况均需计算核定。
（2）.由于本工程跨度大、重量大、几何尺寸细长，决定了各构件在组装和拼装过程中刚度小、稳定性差，吊装阶段要对吊点反力、挠度、杆件内力等进行施工验算，必要时需采取加固措施。
保证吊装过程中几何不变形，是本工程重点。
（3）.主馆在屋盖材料安装完毕，拆除支撑后中点挠度值应小于10cm。
控制屋盖下沉量为本工程的难点之一。
（4）.焊接质量及工艺要求高。
对接焊缝要求为全熔透焊接，焊缝质量为一级。
同时，本工程杆件间连接基本采用焊接，应选择合理的工艺顺序并采取有效措施，减小焊接变形及焊接应力。
（5）.屋盖系统单个构件外形均以弧形为主，分杆件的型号繁多，截面尺寸及长度各异，要求在制作和组装过程严格管理，避免错用。
（6）.测量精度要求高。
由于各屋架跨度大，几何尺寸细长，存在着杆件变形不确定因素，因此必需保证测量精度，以确保各杆件能准确就位。
（7）.工期紧。
整个钢屋架吊装要求在46天内完成。
第二章施工组织与部署
我们公司组织了高效、精干的项目管理班子，以及技术素质好、能打硬仗的工人班组，将按照“项目法”的模式,运用科学的管理手段，采用先进、严谨的施工方法，按照“工期、质量、安全、文明施工、服务”五个第一流的要求完成本工程钢结构屋架安装工程。
第一节施工组织
一．人员组织
现场施工人员分为两大类：
施工管理层及施工劳务层，他们在项目法管理模式下共同完成工程施工任务。
（一）．项目法管理模式
科学合理的管理体制、统一有效的工程指挥系统是顺利施工的重要保证，为此，我们将在本工程的施工组织上推行“项目法施工”管理组建本工程钢结构屋架安装工程项目班子。
以项目经理为首的管理层全权组织施工生产诸要素，对工程项目进度、技术、质量、安全、文明施工等进行高效率、有计划的组织、协调和管理。
项目作业层由具有专业操作技术和经验的工人班组组成，具体实施各项施工作业。
（二）．管理人员
本工程的结构特点和重要意义决定了管理人员必须具有较高的专业素质和管理水平。
我们作为国家一级建筑施工企业，曾施工过以深圳地王大厦钢结构、广州体育馆等超高层钢结构和大跨、异型网架结构工程，在施工管理、技术能力、施工设备和协调控制方面都有很大的优势，在管理人员的组织上更有广泛的选择，再组建本工程项目管理班子时，我单位将选派管理能力强、技术素质高、经验丰富的人员组建项目管理层。
（三）．劳务班组
劳务班组是施工的实际操作人员，是施工质量、进度、安全、文明施工的直接保证者，从本工程拟定的整套施工程序及施工工艺出发，我们在选择劳务人员时的要求是：
具有良好的安全、质量意识；具有较高的技术等级；具备类似工程施工经验，平均技术等级为25级。
二．机具设备组织
机械设备是完成工程施工的保证条件，在本工程的施工中我们采用的主要施工机械设备如下：
设备名称
数量
160吨汽车吊车
1台
50吨汽车吊车
2台
直流电焊机
5台
CO2电焊机
5台
15吨平板拖车
1台
现场施工设备的使用、调度、维修、保养工作由机电队负责。
三．对构件堆场及施工现场要求
（一）．构件堆场
构件堆场原则：
尽量减少场内的二次搬运，不能堵塞施工道路，保证吊车顺利通行。
由于本施工场地较小，现场安装构件堆场比较狭小，但必须按照尽量不倒运少倒运、保证施工道路畅通的原则堆放。
堆场示意图
（二）．施工现场
根据业主提供现场施工道路情况无法满足施工期间大量大型车辆进出场的需要,需要业主单位对道路和现场重新用石块或混凝土对路面进行处理,以满足施工期间大型构件的运输和吊装需要。
（三）．施工场地要求
施工道路充分利用由土建施工单位完成的现场临时道路。
材料堆放场地要求构件进场前场地平整并夯实、无杂物堆放，以保证平板车及汽车吊顺利通行。
各区域构件吊装前，要求施工层内的构件运输及吊装区域清理干净，保证构件在施工现场内的倒运及吊装畅通。
各区域构件吊装前，要求混凝土柱梁板达到100%强度，且妨碍运输及吊装处的模板及脚手架须完全拆除。
紧靠场馆外设环行通道，局部回填土夯实后铺碎石道渣，汽车吊依靠位置铺路基箱。
半成品堆场和组装场地，在场地平整夯实后，局部铺碎石道渣。
占用环行通道均需提前一天报告业主或监理，待同意后进行。
关于土建预留大型吊车进入施工现场作业图：
（备注：
临时石渣路面宽6米，厚度约20厘米，临时道路需与工地现场外围道路连通）
第二节施工部署
一．.施工区段的划分与施工流程
根据设计图纸，将整个工程分为两个施工区段，详见施工分区图，即附图2-1。
图2-1
由于施工工期紧，组织单向流水施工，由施工一区向施工二区平行施工。
安排其吊装顺序为主桁架→次桁架→屋面系统。
二．吊装方案总体构想
主桁架分九段进行吊装，次桁架采用多点绑扎整体吊装的方法。
纵向主桁架采用160吨汽车吊，地面分七段组装，高空原位拼装成形的方法，接头处设钢构架临时支撑胎架
次桁架：
次桁架要求对称于纵向主桁架进行安装。
第三章钢结构制作
第一节构件预拼装方案
本工程桁架，截面尺寸较大，因此在工厂内进行部分拼装，大部分均运至现场进行拼装。
为保证构件在现场拼装的精度，防止构件返工，在工厂需进行构件预拼装。
一．构件预拼装方案
本工程的拼装主要是指H型钢桁架和钢管桁架的拼装，预拼装主要是验证构件拼装的正确性，在厂内进行。
待预拼装检验合格后即可除锈、底漆涂装。
预拼装主要是桁架整体预拼装。
先在拼接地面上搭设胎架，用水准仪测定胎架基准高度，用全站仪、经纬仪、水准仪控制测定胎架的各控制点的坐标位置。
整体预拼装与整体现场拼装原理一致。
桁架拼装采用无余量拼装，待胎架检查合格并固定后，即把各构件吊至胎架上拼接，采用经纬仪和全站仪控制并检测桁架各控制点坐标，然后根据预拼装情况纠正一些误差，直至预拼装检验合格为止。
小段组装并整体预拼装合格后，应立即做好标记并记录后，以方便工地拼接的质量和进度。
预拼装检验合格后，检验、包装和运输。
——下料时应考虑构件焊接收缩量和组拼余量；
——组装焊接时严格按照焊接工艺和施焊顺序，用双数焊工对称施焊，减少焊接变形；
——预拼装单元总允许偏差±5.0MM,对口错边t/10（t为管子壁厚）且不大于2MM;
——焊接尽量采用CO2气体保护焊等高效焊接方法；
——严格工序质量检查，拼装制作时的钢卷尺等应统一校核，确保后续工序的制作精度和拼装顺利；
——拼装时由工艺技术人员对工程管理人员、操作工人进行二次技术交底。
（一）．预拼装与安装的配合
（二）．工厂预拼装的顺序将按照现场安装顺序进行，以检查构件深化设计的合理性和正确性，保证现场能顺利施工。
（三）．工厂预拼装记录将在现场施工前提交安装单位作参考，以便安装前综合考虑关连尺寸的允许误差，尽早作出调整。
第二节钢构件运输计划
构件在厂内加工完成并经检验合格后，对大型构件在进行完毕出厂前构件预拼装并合格后，按钢结构安装工程施工计划运至现场或发包人指定的中转场地。
一．构件运输计划安排
本着先安装先运输的原则，对现场首批安装的构件应先运输，运输过程应做到既能满足现场安装的需要，又要保持运输工作量合理，尽量避免出现运输过程量前后相差较大，时松时紧的现象，运输的顺序还应与现场平面布置合理结合，对于现场易于存入或已具备存放设施的构件，可以提前运输，而对于一些大构件，又不易在露天存放或难以存放，现场暂时又没有安装到的构件，应尽量不要先期运输到达施工现场，而应根据现场安装过程需要，以及考虑运输过程中可能出现的特殊情况组织运输。
构件运输详细计划与制作加工供货计划相对应。
根据厂内分段情况将主桁架分为21小段，考虑到运输的超高、超宽问题，将分段后个别超宽的桁架段将被分为片（每片约2m×9m）运至现场组装成段。
二．构件运输方法
本工程的构件运输难度较大，构件大而较重，大量的钢桁架构件体积大，不能满足公路运输要求，如果把大量的零散构件运到现场后再组拼装，势必会增加对业主的场地配合要求，而对工期和质量的保证可以满足。
为此我方经过分析研究，提出运输方案：
本工程的构件运输采用公路运输，为此所有零部件工厂内制作检验合格后,采取公路运输至现场或发包人指定的中转场地。
同时要注意以下几个问题：
（一）．严格执行中华人民共和国公路法第四十九条，要求运输公司对参与运输的车辆进行全面检查、检修。
（二）．严格执行中华人民共和国公路法第五十条，与县级以上地方人民政府交通主管部门、公安部联系，取得主管部门和公安部同意。
并对指定路线进行沿途公路、桥梁、弯道查看，清除障碍。
（三）．根据构件尺寸和施工现场需求，本工程计划采用公路运输方式，力求快、平、稳的将构件运抵施工现场。
经现场调查结合本工程实际，所有钢构件将通过公路方式运输，尽量选用大型汽运公司，然后用载重汽车将构件运至现场或发包人指定的中转场地。
（四）．在构件运输前20天必须制定可靠的运输计划，作好运输车辆的调度安排，考虑雨天等不利因素，作好提前准备工作，保证材料按时到达施工现场。
三．构件包装
钢构件按规定制作完毕检验合格后，应及时分类贴上标识；每一个构件上应挂有明显得标记，详细注明安装所需的位置信息（施工构件号、及构件编号等）；按编号顺序分开堆放，并垫上木条，减少变形、磨损。
钢结构运输时绑扎必须牢固，防止松动。
钢构件在运输车上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均能保证构件不产生变形、不损伤涂层且保证运输安全。
主要螺栓孔以及顶紧面用胶布贴盖，桁架加固支撑固定不少于两道，防止运输、吊装过程中孔、顶紧面堵塞受损及。
包装物与钢构件必须加垫包装板防止油漆受损。
钢构配件应分类标识打包，各包装体上作好明显标志，零配件应标明名称、数量、生产日期。
螺栓等应有可靠的防水、防雨淋措施。
四．构件运输保证措施
（一）．构件运输准备
（二）．构件运输前，应根据其结构、形状、长度、大小进行适当的包装，以确保构件在运输过程中不损坏，不变形。
在每一件包装外做好标签，标出它的采购号、提货号、工程的名称、承包人的名称、材料及大致的重量等。
我公司将在构件抵达施工地点前一周向业主和总承包提交发运钢构件的书面计划，计划包括构件名称、构件型号、预计每批构件进场时间、数量等。
并在构件发运前的3天再次书面通知业主和总承包，将发运到场的钢构件名称、数量清单等，并通知业主和总承包到达的预定日期。
（三）．对现场附近进行踏勘，落实能满足桁架各分段运输到现场的临时场地及相应的资源准备工作。
（四）．根据工程运输量和构件特点，选择汽车作为运输工具，先以与运输承揽单位签订运输合同，运输承揽单位是全国联运单位,有足够的运输能力和运输经验,以及现场赶工所需的运输能力储备。
（五）．设计制作运输过程中需要的临时支撑、抬架等加固稳定装备。
（六）．钢构件运输进度计划，密切与组装、拼装、安装进度的配合，减少中间二次运输，确保运输过程的合理性与经济性相结合，能够保证现场安装进度的需要。
（七）．以与运输单位签订行车安全，文明运输责任协议严禁违章野蛮运输。
五．运输组织管理
本工程的运输具体由供应部经理担任主要负责人。
运输过程应严格按照厂内运输程序管理文件和制订的运输进度计划进行控制，制订网络计划图，确保运输计划科学、合理。
满足运输要求及现场人员安装工期。
运输管理人员应对运输过程进行全方位的监督，并担负运输责任。
（一）．构件运输的搬运和装卸
1、构件在厂内使用吊车和铲车负责搬运和装卸，在施工安装现场使用汽车吊和铲车搬运和装卸所有运输构件，构件严禁自由卸货，吊车工与铲车工应经过专门的培训，持证上岗，装卸、搬运要做到轻拿轻放，并做到以下几点：
2、确保搬运装卸过程中安全，包括人员安全、零部件及构件、搬运装卸周围的建筑物及其他装备设施的安全。
3、按规定的地点进行堆放，在搬运过程中不要混淆各构件的编号、规格，应做到搬运装卸依次合理，及时准确地搬运。
（二）．构件堆放
构件堆放应布置合理，易于安装时的搬运，具体应满足下列要求：
1、按安装使用的先后次序进行适当堆放。
2、按构件的形状和大小进行合理堆放，用垫木等垫实，确保堆放安全，构件不变形。
3、零部件、构件尽可能室内堆放，在室外堆放的构件做好防雨措施，对于构件的连接磨擦面应得到确实保护。
4、现场堆放必须整齐、有序、标识明确、记录完整。
（三）．交货及验收
1、所有材料都在施工现场验收。
检验标准采用设计要求和国家相关标准规范执行。
2、产品外部需要字迹清楚的识别标志。
3、材料到货后，经检验发现损坏或不符合设计要求和国家相关标准和规范要求时，将有关要求进行修整、更换等措施。
第四章施工准备
熟悉合同、图纸及规范，参加图纸会审，做好施工现场调查记录。
其程序是：
第一节
施工技术准备
参加图纸会审，与设计、监理充分沟通,确定钢结构各接点、构件分节细节及工厂制作图，尽早开始构件加工。
进一步确认与各承包之间的配合工作内容，确定具体工作计划，尤其是钢结构加工制作单位的材料采购、构件加工及运输进场日程安排，以便合理安排现场各工序施工。
各专项工种施工工艺确定，并组织必要工艺试验，如加工厂、现场焊接工艺试验、钢索张拉施工及检测工艺工序的计算验证。
进一步计算构件安装时各工况构件受力及确定抗失稳的技术措施、要求。
对现场周边交通状况进行调查，确定大型设备及钢构件进场路线。
第二节设备准备
本工程结构安装采用大型吊装设备，工期紧，在施工准备阶段，根据现场施工要求，编制施工机具设备需用量，根据工地现场各单位施工现状，场地情况，确定各设备进场日期、安装日期及临时堆放场地，确保在不影响其它单位的施工活动的同时，保证机具设备按现场吊装施工要求安装到位。
现场施工机具设备需用计划见下表:
序号
名称
规格型号
数量
额定功率（KW）
备注
进场时间
退场时间
1
汽车吊
160吨
1台
/
吊装
2
汽车吊
50吨
2台
/
吊装
3
铲车
5吨
1辆
/
疏通道路
4
平板车
15吨
1辆
/
倒运
5
液压千斤顶
5～10t
10个
/
调节
6
手动葫芦
5t
10个
/
调节
7
手动葫芦
3t
10个
/
调节
8
半自动CO2焊机
DC1500
5台
35
节点焊接
9
直流电焊机
ZX-300
5台
24
节点、劲板焊接
10
空压机
1台
7.5
电焊清根、返工用
11
碳弧气刨焊机
1台
60
电焊清根、返工用
12
超声波探伤仪
CTS-23
2台
/
探伤检查
13
漆膜厚度测定仪
POSITEETF
1台
/
检测漆膜厚度
14
焊条烘箱
ERICHSEN295/S
2台
30
焊条烘干
15
角向磨光机
150型
5台
5
打磨
16
经纬仪
JP-1A
2台
/
测量
17
全站仪
GTS-602
1台
/
测量
18
精密水准仪
S1
1台
/
测量
第三节材料准备
根据施工图，测算各主耗材的数量，作好定货安排，确定进场时间。
各施工工序所需临时支撑，钢结构拼装平台，脚手架支撑、安全防护器材数量确认，安排进场搭设、制作。
根据现场吊装安排，编制钢结构件进场计划，提供制作方案，安排制作运输计划。
第四节劳动力准备
一．现场管理机构建立
工程中标后，项目经理及各主要管理人员即进驻现场开始安排各项施工准备工作，各管理人员合理分工，密切协作。
二．劳动力需求计划
根据施工方案，制定制定劳动力需求计划，并按开工日期及需求计划组织工人进场，安排职工生活，并进行安全、防火和文明施工等教育。
劳动力需求计划详见附表3-1。
劳动力
单位
人数
进场时间
退场时间
起重工
人
14
焊工
人
10
架子工
人
6
铆工
人
4
测量工
人
4
机修工
人
2
电工
人
1
油漆工
人
2
普工
人
15
表3-1
根据施工方案，制定制定劳动力需求计划，并按开工日期及需求计划组织工人进场，安排职工生活，并进行安全、防火和文明施工等教育。
第五章测量方案
第一节本工程测量放线的特点
本工程结构形式独特，屋盖由圆锥体在对称轴两侧切去一部分再合并组成，高度较高，跨度长，测量放线作业面与屋盖施工面落差较大，放线工作有一定难度。
屋顶圆锥体圆的曲率半径大，受建筑物本身障碍，不便利用圆心直接放线。
由于场馆四周为看台，放线作业面不是一个平面，而是阶梯形作业面。
钢结构工程安装精度要求较高，测量放线的精度亦较高。
第二节主轴线的定位及标识
主轴线定位及标识方法如下：
如上图所示，根据土建单位提供的主轴线控制点在场馆底部及看台上，将主轴线逐一弹在地面上（台阶侧面也弹线），为便于量距及检查，纵轴上设四个控制点。
横轴上设三个控制点，在已浇筑好的砼的立面上也弹上轴线控制线，供细部放线时使用。
第三节主桁架的定位
根据吊装方案，在主桁架施工时，拟搭设九个操作平台，即各分段处有一个，除在地面标识轴线控制点并用铅直仪加以控制外，在平台上则进一步标识控制轴线和标高控制点，以控制主桁架的安装，具体控制方法如下：
操作平台轴线点及标高的标识
操作平台搭设时在其中心点处应预留激光光束通道，在平台顶端中心处固定一透明纤维板,在底部做好控制点A9（或A10）,架设激光铅直仪,将A９点垂直投影到纤维板上并做好标识。
标高控制点则直接选择平台主立柱,在底部使用水平仪将控制标高引测至立柱上,再使用经检测过的50m钢卷尺量垂直距离而测定,平台处控制标高的计算式如下:
HA9=H01-{R0-（R02-Ｌ/2）1/2}
其中:
R0为主桁架的曲率半径
H01为主桁架中心顶点标高
L为A9点离中心顶点的水平距离
第四节次桁架的定位
次桁架和纵向主桁架联连。
主桁架安装完毕后即可定出次桁架的上下端点。
在次桁架吊装过程中，在圆心O1、O1点架设全站仪复核。
第五节测量精度控制
一．预埋件的测量放线
对主次桁架预埋件预埋时，必须先对土建轴线进行复查，然后架设经纬仪在相应轴线上对埋件进行轴线投点，并在埋件就位部用油漆做上标记，放出每个埋件就位点，按此做法对每个埋件就位点进行测量放线。
既可得出每榀桁架埋件正确就位
二．桁架直线度和垂直度控制
在桁架中心线上选出两点，根据施工图纸，计算各榀桁架中心上所选点的坐标，从主轴线上的控制点测设纵向桁架中心线上所选点，并在桁架上弹出墨线，桁架安装时，用经纬仪校正桁架的位置。
桁架安装就位后，应对其进行直线度和垂直度的校正，将经纬仪架设在弹好的墨线上，转动经纬仪的望远镜，将桁架的直线度和垂直度校正到规范允许范围内。
第六节标高控制方法
标高控制均采用水准仪抄平和钢卷尺垂直量距方法进行控制。
在底层将标高引测至某一垂直并无障碍的立面，采用５０m钢卷尺量距，将标高引至支撑顶端，然后在支撑上采用水准仪抄平控制桁架下端标高，次桁架上端标高即根据主桁架实际标高确定。
第七节测量人员组织及主要仪器
由于本工程工期较紧，测量工作内业计算量较大，现场测量工作较繁琐，因此，需配有仪器操作工３人，放线工６人，形成三组放线人员，满足施工要求。
主要仪器配备如下：
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
全站仪
拓普康GTS602
台
1
配弯管目镜
大棱镜
2
经纬仪
J2正像苏一光
台
2
配弯管目镜
3
自动安平水准仪
ZDS3苏一光
台
1
5
塔尺
苏一光
把
1
6
50米手摇盘尺
长城牌
把
1
验收用1把
7
8米卷尺
把
1
8
5米卷尺
把
1
9
铟钢水准尺
把
1
10
线锤
0.5kg、0.75kg
个
各1
11
油漆笔
白色、红色、蓝色
支
各4
12
磁力线锤
0.5kg
个
2
13
对讲机
MOTOROLA
部
2
15
油漆
白色、红色
千克
各1
16
弹线墨斗
只
1
17
墨汁
瓶
1
20
专用三角板
300*30045。
支
1
22
安全带（大扣）
副
2
第六章结构焊接及无损检测
第一节工程焊接概况
本工程结构中焊接圆钢管采用Q235和Q345低合金结构钢；次桁架下弦的无缝钢管、连接套筒、主桁架无缝钢管采用16Mn钢，其中管径最大为Ф500×12。
本工程现场焊接施工主要为主桁架、次桁架的现场拼接焊缝及二者间连接的焊缝。
现场焊接接点多，焊接量大，焊缝全部要求达到一级焊缝质量。
第二节焊接方法和焊接材料选择
根据工程焊接量大、工期紧的特点，结合焊接接点位置，现场焊接施工采用CO2气体保护焊半自动焊为主，手工焊为辅的焊接方法，焊接材料根据结构钢材的材质，按下表选择：
母材材质
手工焊
埋弧焊
CO2气保焊
焊剂
焊丝
Q235B
E43
HJ401
H08A
H08Mn2SiA+CO2气体
Q345B、Q345C
16Mn
E5015或E5016
HJ402
H10Mn2
H08Mn2SiA+CO2气体
第三节现场焊接施工组织
一．现场焊接劳动力、设备计划
现场焊接施工考虑到体育场馆施工焊接量大、质量要求高、工期短，本工程将精心挑选10名有多年钢结构工程现场焊接施工经验的焊工，分为两个组来焊接施工。
二．焊接施工准备
（一）．.焊工培训
针对本工程现场焊接施工的各种焊接接点，对将参加焊接施工的焊工进行培训，让每个焊工熟练掌握结构中各种位置接点的焊接施工，并对将要施工的工程焊接状况有清楚认识。
（二）．焊接工艺试验及节点初步设计
因体育馆屋盖系统在设计、构造上有其特殊性，在施工准备阶段需对结构各构件的现场拼接接点进行细化设计，并进行焊接工艺评定试验，验证现场焊接工艺及节点构造的可行性。
现初步拟定以下现场拼接接点细节及焊接工艺试验内容。
1、连接接点细节图
钢管对接接点；
次桁架上弦与纵向主桁架上弦连接接点；
次桁架下弦与纵向主桁架连接接点；
2、工艺试验内容
焊接工艺试验可验证焊接接头的强度满足设计要求，并确定焊接工艺参数，即焊接电流、电压、焊接速度等一系列工艺参数。
接点编号
外观检查
UT探伤
面弯
背弯
侧弯
拉伸
a
√
√
2
2
2
b
√
√
2
2
2
c
√
√
2
2
2
第四节焊
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