钢结构现场拼装施工方法及技术措施.docx
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钢结构现场拼装施工方法及技术措施
钢结构现场拼装施工方法及技术措施
（一）总体部署
1、拼装场地
济南**体育馆中心体育场上部钢结构为东西两片独立的钢结构罩棚，可以分两个区同时独立施工。
根据现场条件及安装方法的需要，分别在场地的西北角、东南角和体育场内各布置一块拼装场地。
拼装场地需要推平、夯实，上面铺设200mm厚碎石，进行抄平。
拼装在胎架上进行，胎架设置的间距不大于腹杆的节间距，胎架需要找平找正。
2、拼装机具
考虑到主桁架和柳叶弦杆的杆件单重较轻，构件外形体量大的特
点，拼装吊机需具有良好的机动性能，故拼装主吊机每个场地拟选用二台NK250E-V型25吨汽车吊及一台QY50型50吨汽车吊。
汽车式起重机QY50型
制造厂浦元工程机械总厂
起重量/幅度50500kg/3.7m
吊臂长度主臂10.6~33m
副臂8.2~13.2m
行驶速度78Km/h
最大爬坡度15.48°
自重38800kg
外行尺寸（长×宽×高）13300×2750×3760mm
汽车起重机QY50型50吨额定起重量表
工作
幅度
（m）
主吊臂长度
支腿全伸后方侧方作业
支腿全伸前方作业
10.6
16
21
27
33
10.6
16
21
27
33
6
26.8
20
17.70
14
13
10.8
11.50
12.0
12.5
12.0
7
21.7
20
15.75
12.50
12.00
7.50
8.40
9.0
9.1
9.3
8
16.5
17.3
14.00
11.20
10.00
5.50
6.30
6.7
7.0
7.20
9
13.0
13.8
12.75
10.00
9.78
4.00
4.50
5.0
5.5
5.70
10
11.3
11.65
9.15
8.90
3.50
4.0
4.3
4.50
11
9.45
9.85
8.35
8.14
3.00
3.3
3.5
3.70
汽车式起重机NK250E-V型
制造厂浦元工程机械总厂
起重量/幅度25000kg/2.5m
吊臂长度主臂10~31m
行驶速度65Km/h
最大爬坡度16.7°
自重34000kg
外行尺寸（长×宽×高）11930×2500×3300mm
汽车起重机NK250E-V型25吨额定起重量表
工作
幅度
（m）
主吊臂长度
10
13.5
17
20.5
24
27.5
31
7
10.25
10
9.8
8.8
7.5
6.5
6
8
8.65
8.45
8.35
7.8
7
6.1
5.65
9
7.2
7.1
6.95
6.25
5.45
5.05
10
6
5.9
6.2
5.6
4.95
4.6
3、拼装胎架的形式
为确保钢桁架拼装时的外形尺寸，拼装胎架必须严格按照设计尺寸进行设置。
胎架放置在路基箱上，表面通过钢垫板找平。
在胎架中心定位完毕后，胎架与路基箱及钢垫板焊接固定。
部分拼装胎架因高度较大，从稳定性和安全性考虑，需采用支撑加固或用揽风绳临时固定。
拼装胎架的形式根据桁架的形式所定，拼装胎架的形式详见第二节胎架的设计，所用材料为型钢及管材。
4、拼装思路
采购的钢管经抛丸除锈达Sa2.5级，在五个小时内涂水性无机富锌底漆，到数控六轴管相贯线切割机切割下料，然后散件运至拼装场地。
主桁架拼装采用卧拼方式，即与安装位置相差90度，第一步在胎架下部先拼装一榀主桁架，第二步在胎架靠上部拼装另一榀主桁架，二榀主桁架的相对位置为实际安装的相对位置，只是变为卧放。
第三步拼装两榀桁架之间的柳叶弦杆。
第四步在上部主桁架上拼装半片柳叶弦杆。
第五步拼装两支座杆件，至此一个拼装单元拼装完成。
由于土建工程已基本完成，无法整体吊装，拟将该拼装单元分成两段吊装（见附图）。
本工程钢结构两单片罩棚，关于南北轴基本对称，仅上部支座高度
有所区别，主桁架有32种类型，拼装单元有16个类型，每种类型有四个，共64个拼装单元为了满足工期的要求拟设两个场外拼装区同时进行拼装，分别负责东西两片罩棚带支座部分的拼装并设一场内拼装区，负责桁架悬挑部分的拼装及次桁架的拼装。
每个拼装单元整体试拼完成后，以分段点为界，按试拼胎架记录的各点的空间坐标，做两个支座部分的胎架。
一个在原拼装场地（西南角），一个在东北角，悬挑部分在体育场内的拼装区制作，这样即保证了拼装的质量，又可以减少二次搬运，提高吊装效率，降低了成本。
两个场外拼装场地各配二台25T汽车吊和一台50T汽车吊，配合安装，场内拼装区配二台25T汽车吊配合安装。
5、测量控制
遵循“从整体到局部，先控制后施工”的测设原则。
即将桁架上下弦上的每个支撑点由空间位置水平投影到地面上，并将其空间三维坐标在Z轴方向上转换到地面。
采用全站仪在地面上分别测量出每个支撑胎架的位置。
6、质量控制
控制影响质量的各个因素。
同时，将诸因素进行分类，有侧重点的进行质控。
（二）主桁架拼装胎架设计
根据现场场地条件、吊装方案及桁架的截面形状和结构特点，同时为保证桁架的拼装、吊装精度，设置通长的拼装胎架。
拼装胎架的立柱均布置在桁架的上下弦节点处，直接支撑桁架的上下弦节点。
但为了避免胎架支柱与腹杆件相碰，胎架支柱统一偏移节点一定距离，桁架拼装胎架的布置如图所示。
主拱架的现场拼装胎架如下图所示：
桁架拼装过程中，选用路基箱作为拼装平台，拼装胎架与路基箱间采取焊接的形式进行连接。
拼装胎架支柱选用18＃工字钢及Φ300的钢管，在支柱的侧面焊接14#工字钢的牛腿。
桁架的上弦坐落在牛腿上。
上下弦支柱的底部设置δ＝25的劲板作为下弦管的支撑。
（三）
施工程序
1、胎架的复测
1）复测包含的内容
复测的内容包含三层：
第一层，定位坐标测设的复核；第二层，胎架设计的复核；第三层，胎架本身的检查。
2）胎架复测的重要意义
杆件的精度靠胎架的精度来实现。
因此，胎架的精度务必要求精确。
2、杆件的验收及准备
1）杆件的配套
杆件必须配套，同时，杆件的放置要在吊机的作业半径范围内
2）进场杆件的验收程序
3、桁架拼装
拼装机械西北、东南角两个场外拼装场地各配两台NK250E-V型25吨汽车吊和一台QY50型50吨汽车吊同时进行。
组装场地需要推平、夯实，上面铺设200mm厚碎石，进行抄平。
组装在组装胎架上进行，胎架根据桁架每个节间的断面尺寸设置，胎架找正、找平。
组装和工厂组装相同，根据每根杆件的组对顺序和管口标记组对，严格控制构件的几何尺寸。
先组对、点焊，经过检查确认后焊接，探伤合格后进行最终尺寸检查，并作为吊装时的参考数据，桁架组装流程见下图。
4、拼装过程中的测量、放线
1）测设放线流程
2）测设放线工具
拼装过程中，测量放线选用一台全站仪和一台经纬仪。
3）定位点的测设方法
5、焊接
1）焊接要领
选择适当焊接材料
选择适当焊接方法
选择合适焊接参数
先做焊接工艺评定
焊前按照规定预热
焊后按照规定后热
小锤敲击消除应力
无损检测焊缝质量
2）焊接方法
采用手工电弧焊进行焊接。
直流反接。
此种电弧极性的选择适用于低氢型焊条的焊接。
3）焊接材料
由于是Q345B+Q345B，因此选用E50系列之E5015低氢型焊条。
4）焊接参数
焊接电流
焊接电压
焊接速度
焊条直径
（mm）
φ3.2
100~130
22~24
10~15cm/min
φ4.0
160~180
24~26
10~15cm/min
φ5.0
170~220
24~28
10~15cm/min
5）焊接工艺评定
焊接工艺评定应以可靠的焊接性能为依据。
Q345B具有良好的焊接性能。
焊接工艺评定的过程：
焊接工艺评定验证施工单位拟订的焊接工艺的正确性，并评定施焊单位能力。
焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊接材料必须符合相应标准，由本单位焊接熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。
6）焊前预热与焊后后热
焊前预热的温度为120~1300C；层间温度为120~2000C；预热范围不小于焊缝宽度的3倍且不小于100mm；焊接完成后立即进行后热；后热温度为220~2500C，恒温2小时，然后缓冷；电热片加热，自动温控。
7）小锤敲击消除残余应力
锤高不超过3cm;每分钟100次；锤击密度为15~20次/cm2；锤击时恒温不低于预热温度。
8）焊缝的无损检测
无损检测方法：
超声波检测、磁粉检测
焊缝质量等级：
对接焊缝----为一级焊缝，100%UT；管管相贯焊缝----A区100%UT。
无损检测要在焊接热处理后进行，焊缝冷却至常温，然后再进行检测。
6、涂装
1）环氧云铁中间漆和氯化橡胶面漆要在拼装过程中进行施工。
同时，还要进行焊接节点的补漆工作。
2）面漆施工前，要用高压水龙冲洗构件表面。
3）根据实际情况选用施工方法，建议采用刷涂。
4）补漆的施工程序
7、检查验收
（四）拼装变形控制措施
1、增加拼装预变形
1）补偿焊接收缩量
由于焊口较多，焊缝金属填充量较大，因此，拼装过程中的焊接收缩量很大。
必须在焊接之前加以补偿。
2）补偿加载后的挠度
由于主桁架上下弦主管腹杆组成一悬挑28—53.2米的空间结构挠度较大，因此，要在拼装时加以补偿。
2、组装技术保证措施
1）焊接收缩量的补偿措施
在车间进行无余量预组装，即杆件的下料长度不考虑焊缝根部间隙，此时的控制尺寸为设计尺寸；在吊装现场进行有余量拼装，即留有焊缝根部间隙。
2）补偿加载挠度的技术措施
建模后，可以计算不同点处的挠度变形值，在整体拼装胎架搭设的过程，将挠度补偿值加以考虑。
（五）组装技术保证措施
1、桁架组装前,应对胎架的布置进行检查，相临两片胎架之间的距离不宜过大，胎架上部与主桁架连接的连接板定位尺寸应正确。
2、桁架组装时，先按照事先放好的定位线安装好下弦杆，然后安装上
弦杆，安装时应保证桁架杆件轴线在同一平面上。
3、通过调节预设的平顶螺栓来对弦杆间的相对位置进行调整,使其符合设计的要求。
4、桁架弦杆的平面位置由在胎架顶部连接板上的定位轴线确定,调节到位后,用预设的防侧倾螺栓进行定位。
5、主弦杆安装就位后，应对其尺寸、位置等进行复测。
然后，进行腹杆的安装。
腹杆安装时应保证其轴线在主弦杆的中间。
5、主桁架组装时应考虑起拱，以防止桁架在自重作用下的下挠。
7、为减少焊接的变形，主桁架在组装好后，焊接时应对称施焊。
（六）预埋件的施工
1、预埋件的施工流程及方法
根据招标设计图纸，本工程桁架支座需在混凝土施工时预埋，具体施工流程详见下图：
2、预埋件埋设
（1）预埋件（锚固件）埋设应在基础混凝土浇注前完成。
（2）土建钢筋网绑扎完毕后，根据设计图纸要求，将预埋件按照图纸位置及定位尺寸埋设。
（3）为防止预埋件在混凝土浇注过程中发生位移，对后期钢结构安装造成不利影响，埋设过程中需要对预埋件及模板进行永久性固定。
具体做法可采用型钢或钢筋制作固定支架，与钢筋网（最好是主钢筋）焊接。
其后将埋件与固定支架焊接固定。
（4）在预埋件（锚固件）定位之后，立即进行测量复核。
在满足规范和设计允许偏差要求后，即可移交下道工序进行混凝土浇注施工。
（5）埋设允许偏差见下表（参照GB50205-2001）：
项目
允许偏差
支承面
标高
±3.0
水平度
L/1000
位移
±5.0
（七）支撑塔架的施工
1、临时支撑胎架的作用
（1）桁架分段吊装的高空就位临时支撑胎架；
（2）桁架安装定位的基准；
（3）大跨度桁架实现安装的保证。
2、临时支撑胎架布置原则
（1）安全、可靠，方便施工（包括胎架本身的施工和钢屋盖的施工）。
（2）尽量符合设计意图，即施工时的结构受力状况与最终结构本身的受力状况大致一致。
（3）尽量减少安装时的变形，便于安装精度的控制。
（4）尽量简化结构的受力和支撑胎架的受力情况。
（5）尽量减少对下部混凝土看台结构的影响。
（6）卸载要安全、可行，方便施工。
3、临时支撑胎架的设计
（1）临时支撑胎架的设计依据
1）桁架的临时支撑胎架根据桁架吊装分段重量、胎架的设置高度确定；
2）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
3）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
4）《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）
（2）主桁架支撑胎架的设计
1）主桁架支撑胎架形式
临时支撑胎架主要用在分段吊装时，对体育场内的桁架悬挑部分起支撑作用。
根据自身受力特点和桁架的截面要求，临时支撑胎架的形式设计成格构式支撑柱。
安装用临时支撑胎架采用60塔吊塔架标准节组装到需要的高度，上端不足一标准节的高度，现场制作（选用同规格、同材料的型钢），胎架顶部的托座由20#工字钢及δ=30的钢板组成。
临时支撑胎架与路基箱之间采取焊接的连接方式，底部荷载保证传
递到看台下的砼柱上，吊装过程中在临时支撑胎架四周拉设揽风绳。
（3）桁架支撑胎架验算
胎架结构布置图
胎架断面布置图
材质：
Q235
强度及刚度验算：
胎架竖向变形图
立柱应力图
腹杆应力图
4、临时支撑胎架的加工
临时支撑需现场加工部分与原塔架尺寸、材料的材质、规格型号完全一样，遵照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）验收。
5、临时支撑胎架的安装
（1）临时支撑胎架的安装
1）安装流程
2）安装方法
支撑胎架采用桁架吊装吊机7150型150吨履带吊进行安装，支撑胎架位置见平面示意图。
3）安装质量
支撑胎架的安装质量按照《钢结构施工质量验收规范》（50205-2001）检查验收。
检查的内容：
※地脚锚固牢靠；
※平面位移≤3mm；
※标高≤20mm；
※垂直度≤H/1000mm，整体不大于10mm；
※标高、位移标志线≤2mm；
※稳定体系安装可靠。
6、临时支撑胎架的拆除
支撑胎架在屋盖卸载完成后分段拆除，拆除用吊机为150吨履带吊，卷扬机和手拉葫芦进行配合。
拆除时要注意以下事项：
a）在确认拆除段与下段或锚固件（预埋件）彻底脱离后，才能起吊和移动；
b）拆除过程中，拆除段拉设溜绳，防止与已安构件或混凝土结构发生碰撞；
c）未拆除段及时拉设风缆绳，防止倾翻。
六、工程质量控制及管理措施
（一）质量保证总体规划
1、工程施工质量控制总体思路
（1）全面按照ISO9001-2000质保体系规范质量管理
1）按照ISO9001-2000标准确定的本项目的质量方针和质量目标，编制质量计划，确定质量检验项目和质量控制点，在工程施工过程中，严格实行自检、互检、专检制度，确保一切质量要素符合要求。
2）建立以项目经理为主的质保体系，确保各质量要素处于受控状态。
3）制订质量管理制度，奖罚分明，对不遵守操作规程、违反质量规定的行为要批评教育，对造成质量事故问题的给予处罚。
4）严格遵循现行的施工验收规范和质量标准、施工图纸及设计说明、设备厂商提供的安装要领书等有关标准。
5）把好材料采购、检验（复检）、试验关，所有材料做到质保资料齐全，具有可追溯性。
（2）加强中间过程控制，通过过程管理，确保最终质量
严格工序交接验收管理，通过中间过程及关键工序的控制，预防为主，本工序不合格产品不流入下道工序，通过制作前、中及完成后的三道控制，确保本工程各施工环节的工程质量。
过程控制
控制内容
事前质量控制
施工前技术准备，图纸会审，编制施工方案，采用新工艺、新技术，技术培训，制订工序质量控制文件等；抓好采购质量，做好材料检验，选择合格的供方，保质保量做好验收；使用前，核对标号、规格、型号。
事中质量控制
落实现场质量责任制，加强施工的纪律性，重要项目关键部位、重点部位、薄弱环节自检、交接检、专检相结合。
事后质量控制
对已完成的工序及时进行自检，定期组织互检，交接或隐蔽前作好专检，并报上级质量部门和监理进行审核。
加强成品保护，及时填写整理好有关资料，明确岗位责任，做好职业道德教育。
坚持全员、全过程各职能部门共同为确保工程质量做好自己的本职工作。
（3）严格按照国家标准、规范要求进行质量控制
工程施工前，由公司技术管理人员，依据工程的特点，将国家标准要求，细化为具体专业施工具体项目的质量标准和偏差要求，在工程实施时，由我公司专职质量检验与控制人员对其检验与验收，检验合格，完全符合国家标准、规范的要求后，再报监理、业主抽检，确保所有施工程序、工序、产品的质量符合国家标准、规范的要求。
（4）实施计划、实施、检查、总结（PDCA）的持续改进的质量管理模式
依据我公司以往类似工程质量管理经验，采取PDCA循环进行质量的管理，可很好保证工程各分部工程的质量及其持续改进。
1）计划阶段（P）
本工程结构形式较为复杂，涉及曲线管桁架、铸钢件等众多构件形式，制作、安装难度较大，在工程开工前,,结合工程的特点与以往类似结构的施工经验，编制质量控制与检验计划，确定质量控制的关键点。
2）实施阶段（D）
依据结合本工程特点编制的质量检验与控制计划与具体技术施工方案，在工程实践中进行实施。
3）检查阶段（C）
在工程的实施中，对于确定的质量关键点，进行中间过程的检查与验收，包括各阶段的检测、尺寸检查验收、隐蔽部位验收等，合格产品才允许流入下道工序进行施工。
4）总结阶段（A）
工程检验同时，进行各方面数据统计与分析，对于出现的同一类型的问题，分析其原因，以备后续工序的持续改进。
P-D-C-A的实施是循环进行的，即前一阶段总结经验，作为第二轮循环计划、实施、检验的基础，保证整体工程质量的持续改进。
（二）质量检验控制保证体系
1、管理体系的要点
（1）建立总包管理的质保体系，保证体系的有效运作
除自身建立质保体系外，还要求各分包单位根据总包的质保体系各自建立起各自的质量保证体系，建立完善的横向分区，纵向分层的质量保证体系。
（2）目标明确，分解清晰，总体控制，分层把关
在体系建立、机构确定的基础上，按照本工程的质量目标，我公司于工程开工时将制定《工程质量创优规划》、《总包质量管理规定》、《年度质量工作规划》、《质量奖惩办法》等一系列统揽工程总体的纲领性文件，并发至各分部工程管理部贯彻实施。
从一开始就将质量目标、质量方针、质量工作的主体思路和指导思想明确下来，为了保证总体质量目标的实现，将指标分解落实到已明确的分部分项工程上，真正做到总体控制、分层把关，分项工程保分部工程，分部工程保单位工程。
（3）建立完善、有力的组织机构，保证本工程的质量目标的实现
项目经理对全过程质量控制实施管理；下设若干职能部门，分担各个质量要素的主次责，其中质量部作为总承包工程质量管理的实施机构，具体负责本工程的质量管理工作。
（4）严格执行质量标准
建立从工程原材料进场、施工过程到工程竣工验收的标准质量控制管理程序体系，要求每一分部工程必须严格按控制程序的模式，进行管理。
2、质量岗位职责
（1）项目经理
全面负责工程质量的管理，主持质量教育大会；定期检查工程施工质量；参加工程竣工内部验收。
（2）质量工程师
代表施工方监督施工单位按照国家有关规范和合同要求施工。
（3）施工经理
领导施工员参加各类质量活动；主持重要分项工程中隐蔽工程验收；领导施工员进行重大的新工艺、新材料施工试验，并总结编写工艺及施工方法；检查施工员工作质量；参加工程竣工内部验收。
（4）质检员
实施项目质量计划规定的有关质量活动；核定分项工程和隐蔽工程检验结果；主持材料质检，并填写有关质量记录文件。
（5）施工员
组织参与施工现场预检、测量；组织工程样板施工，并编写施工技术交底资料，分项工程或隐蔽工程检验并填写质量记录文件；组织新工艺，材料的施工试验，并总结编写施工工艺及施工方法，指导施工班组作业；组织工序“交接检”。
（6）施工班长
检查班组工人“互检”及“交接检”。
（g）施工工人
参加所施工项目的“自检”、“互检”、“交接检”。
3、质量管理流程图
（三）制作质量的检验及保证措施
1、检验项目
（1）原材料检验
序号
检验项目
具体内容
1
板材
力学性能、化学成分、无损检测
2
铸钢件
磁粉检测，超声波检测
3
油漆
色标对比，附着力试验
（2）过程控制
序号
检验项目
具体内容
1
零件
标识、切割程序预演
2
可追溯性
钢号移植、件号标识、台帐追溯
3
胎具
精度校核
4
焊接检验
内、外质量
5
摩擦系数
试验确定
（3）预装检验
序号
检验项目
具体内容
1
胎架检验
精度校核
2
就位后精度
对口精度
（4）涂装检验
序号
检验项目
具体内容
1
除锈
光洁度、粗糙度
2
油漆
过程检验、外观检验
2、质量管理组织流程
3、质量控制程序
4、质量体系的支持文件
（1）严格执行质量体系文件《建筑安装工程质量体系程序文件》。
（2）按质保体系运作，作好相关见证资料。
（3）制作人员必须熟悉图纸、工艺规定。
（4）先自检，后专检，自检专检记录齐全。
（5）编制工艺卡，按工艺卡进行工艺流转。
（6）具体工艺流程与体系作业文件结合，确定质控点。
5、质检环节
（1）质检包括中间检查与最终检查；
（2）应有过程检查记录；
（3）质检按工序分阶段进行。
6、钢构制作的检验制度
（1）制品检验。
（2）公司质检部门负责质量监督、质量评定；钢结构厂负责制品检验和试验。
（3）检验必须在工序过程中完成。
（4）自检专检后，合格制品转下道工序。
（5）不合格品按《不合格品控制程序》执行。
（6）待出厂制品须具备以下条件：
1）实体已按设计完成；
2）质保资料齐全。
3）厂质检员进行等级评定，填评定表。
4）制品合格证签字手续齐全。
5）例外转序，厂车间主任填写报告，报厂总工审批后执行，并上报公司质检科备案。
6）配合甲方派驻的质检人员进行工作。
7）与甲方质检人员的配合项目：
●参与构件验收，协商解决分歧。
●配合抽样检查。
7、质量总体控制
（1）技术科负责技术交底。
（2）质检科负责质控和检测。
（3）作业人员持证上岗。
（4）计量器具均应在有效鉴定期内。
（5）专检合格后报业主确认。
8、质检过程中的质控点
（1）钢材质控点
1）质保资料内容。
2）炉批号、品种，规格，型号，外形尺寸，外观表面质量。
3）按规定进行探伤及化学、物理、机械等性能测试。
（2）焊材质控点
1）质量证明书，若有疑义需复验。
2）品种，规格，型号，牌号，生产批号，外观及包装质量。
（3）油漆的质控点
1）质量证明书，产品说明书。
2）保质期，牌号，规格，色泽。
（4）号料质控点
1）样板尺寸。
2）材质、炉批号的移植。
3）准线，中心线，加放余量。
4）零件号的移植。
5）拼接位置的确认。
（5）切割、锯割与铣削的质控点
1）割断面的粗糙度、垂直度及缺口深度。
2
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