西长安街88号大厦结构加固工程中庭新增钢柱施工方案.docx
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西长安街88号大厦结构加固工程中庭新增钢柱施工方案
北京西长安街88号结构加固工程
中庭新增钢柱专项施工方案
编制：
审核：
审定：
北京市建筑工程研究院有限责任公司
二零一三年十月
一、编制依据
（1）《北京西长安街88号大厦结构工程加固施工合同》补充协议
（2）《北京西长安街88号大厦结构加固改造工程施工组织设计》
（3）现场实际情况，施工经验
（4）北京西长安街88号大厦结构加固改造施工图：
S-结18、S-结19及S-结22
二、执行的规范、规程
（1）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
（2）《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）
（3）《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-91）
（4）《钢结构制作工艺规程》（DBJ08-216-95）
（5）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）
（6）《建设工程项目管理规范》（GB/T50382-2001）
（7）《建筑机械使用安全技术规程》（JGB33-86）
三、项目管理目标
3.1质量目标
单位工程质量一次验收合格率为100%，单位工程质量合格率为100%，力争新增钢柱安装、焊接工程达到建设方、管理方及监理方的要求。
3.2安全目标
杜绝重大安全、机械、险肇事故，重伤和死亡事故为零，月负伤率小于千分之零点一点五，争创“零违章工程”。
3.3文明施工目标
实行标准化施工，创建文明工地，达到标准化工地和北京市文明工地相关要求，做到“工完场清”。
3.4环境管理目标
净化环境、文明施工、预防和减少环境因素的影响，满足环境规定要求。
具体要求：
（1）建筑垃圾及固体废弃物集中堆放；
（2）杜绝浪费现象；
（3）材料消耗控制在消费定额内；
（4）杜绝重大火灾、爆炸事故；
（5）安装阶段噪音控制在施工规程所允许的范围之内，即小于70dB。
四、工程概况
4.1工程结构简介
本工程为北京西长安街88号大厦加固改造工程，大厦主体结构为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，地下4层，地上13层。
主要改造内容包括：
新增钢柱主要施工范围为A3～A6/3～6轴，详见图1所示。
其中，中间8根钢柱尺寸为：
1000×800×20（Q345B），标高为：
+15.000m～+20.500m，高度为5.5m。
8根边角柱尺寸为：
1000×900×20（Q345B）,标高为：
+18.500m～+21.300m，高度为2.8m。
在原结构框架柱进行包钢加固后，将新增钢柱与加固后的框架柱进行焊接，新增钢柱后期将作为球网架的支撑体系。
本次专项施工方案编制为新增钢柱施工提供较为完善的纲领性技术文件，在施工过程中用以指导工程施工与管理。
图1新增钢柱施工区域图
（说明：
图中圆圈位置处为新增钢柱区域）
4.2工程相关单位
施工单位：
北京市建筑工程研究院有限责任公司
设计单位：
北京市建筑设计研究院有限公司
监理单位：
中咨工程建设监理公司
五、施工准备工作
5.1施工技术准备
施工前对图纸进行审查，对钢结构节点设计进行校对。
准备相关技术文件，对工人交底。
5.2吊装机械的选择
本新增钢结构柱工程由于处于室内作业，导致大型吊车不能驶入安装场地内，所以必须采用搭设固定吊点进行安装的方法。
因此，根据以上施工特点，选择手动导链与电动导链相结合的方法进行安装。
本工程所采用机具进场应有年检合格证书。
5.3主要施工人员、机具、材料投入计划
（1）根据施工进度及工程量，各工种人员数量如表1所示。
表1人员投入计划表
施工工种
按工程施工阶段投入劳动力人数
运输操作工
4
焊工（须持有焊工证）
4
矫正工
2
电工
1
起重工
4
辅助工
2
设备维修工
1
注：
以上施工吊装作业人员必须培训合格后上岗。
（2）各机具数量如表2所示。
表2机具投入计划表
序号
机具名称
数量
1
电焊机
4
2
5吨手动导链
2
3
5吨电动导链（DHS型环链电动提升机）
2
4
Φ20钢丝绳
6
六、新增钢柱运输与吊装
6.1新增钢柱进场与堆放
工厂预制的新增钢柱进场后分散堆放（禁止集中堆放）在大厦首层右侧竖井处便于吊装至大厦四层地面（详见图2所示），预制构件吊装前就近堆放，尽量减少材料的二次搬运，以提高施工效率。
图2新增钢柱进场与堆放
6.2新增钢柱垂直运输（首层+0.000m运至四层+15.000m）
根据图2所示的垂直运输通道，将预制钢柱由首层运至四层地面，吊点设置在五层顶板，通过工字钢作为吊点梁将钢柱吊至四层地面。
此处设置两个吊点（其中一个吊点作为保险，应急时可防止意外坠落发生）工字钢总长6m，外挑长度1.5m，一侧端头与脚手架上角钢焊接搭接，另一侧工字钢与地面采用圆钢卡箍连接。
如图3所示：
图3新增钢柱垂直运输示意图
以上起重设施承载力核算书详见附件。
起重用工字钢与地面采用Ⅰ级光圆钢筋穿透楼板与钢梁焊接的方式固定，如图4所示：
图4工字钢梁固定方式示意图
6.3新增钢柱水平运输（由吊点运至安装位置）
根据图3所示的垂直运输通道，将预制钢柱吊至四层地面，通过在地面铺设脚手板，板上铺设圆钢管，采用卷扬机牵引的方式将预制钢柱水平运输至安装位置，水平运输通道板带宽度1米。
对于该层已拆除楼板处，在楼板下方搭设脚手架及脚手板以满足水平运输通道搭设要求，如图5所示：
图5新增钢柱水平运输平面示意图
6.4新增钢柱安装用脚手架
新增钢柱安装用脚手架与原结构加固框架柱拉结，自四层地面搭设至六层地面，高7m，步距1.4m，纵横杆间距如下图所示：
七、新增钢柱安装施工工序
7.1．本项工程为中庭标高15m至20.5m新增钢柱安装，首先应对三至五层内庭框架柱以及相应框架梁按照设计图纸完成粘钢加固，如下图所示：
包钢加固用钢板
预先按要求打孔
3~5层框架柱、梁头
钢板焊接包裹原结构柱
7.2.采用电动导链吊装新增预制钢柱的方法，依次将新增钢柱吊至粘钢加固柱旁进行焊接安装。
新增钢柱定位后焊接
7.3三至五层新增钢柱（边柱）吊装次序图如下所示：
表3三至五层新增钢柱吊装表
吊装序号
名称
重量（t）
柱高（m）
1~8
GZ
4.1
5.5
4．新增钢柱焊接施工工艺
（一）焊接前准备工作
①、进场与运输：
工厂预制好的钢柱进场后，利用吊车将其运至大厦首层中庭处，利用大厦已有竖井（中庭西侧）将钢柱吊至三层顶板，进而通过搭设新增钢柱吊装脚手架吊至焊接位置后，对钢柱与粘钢加固柱紧贴性进行检查。
②、消除偏差：
超出规定的偏差在焊接之前应设法消除，构件制作允许偏差应符合规范要求。
③、防变形措施：
焊接前将新增钢柱与原结构柱钢板进行点焊，焊点间距500mm,焊接时采用冰水敷于焊缝周边，防止焊接时钢板传热导致钢板变形。
④、灌胶孔：
原粘钢加固柱与新增钢柱接触一侧宜多设置灌胶孔与排气孔，以保证该侧钢板与混凝土之间胶的密实性。
（二）新增钢柱与粘钢加固柱焊接
新增钢柱与粘钢加固柱的焊接是本次专项施工方案的重点，焊接质量的好坏直接影响到新增钢柱的承载能力，为此我方经过多次方案讨论，将新增钢柱内隔板缩短100mm后沿柱纵向再设一道通长加劲肋（规格见下图），这样既可保证原粘钢加固柱按照原工期计划进行施工，亦可保证预制钢柱与原粘钢加固柱焊接时变形较小，根据设计图纸最终确立焊接深化设计方案如下图所示：
八、新增钢柱的有关检验、验收方法
本工程新增钢柱由钢结构生产厂家直接预制生产，然后运送到我工地进行安装，所以我公司要确保责任分清，要对进场材料、构件进行验收、抽样送有关检测单位检测，检测合格后按照国家《钢结构施工及验收规范》及有关标准规定进行施工安装。
九、质量保证措施
9.1钢结构件的质量:
9.1.1本次加固工程所选用的钢材必须有出厂合格证及原始资料，同时要求生产厂家提供钢材出厂合格证及必须经进场抽样复试合格后方可使用。
9.1.2所使用的焊条应具有出厂合格证或材质报告。
9.1.3所有操作人员必须严格按技术、质量、安全交底内容执行，要求焊接人员必须持证上岗。
9.1.4钢结构要求焊接的对接焊缝为全熔透一级焊缝。
9.2．钢结构安装：
9.2.1钢结构吊装过程严格执行《GB50205－2001钢结构施工及验收规范》。
9.2.2开工前必须对钢构件外形尺寸、焊接质量进行复验合格后施工。
9.2.3施工前必须进行技术交底。
9.2.4施工时特工种上岗人员必须有劳动局颁发的上岗证书。
9.2.5测量仪器必须经过计量检定为合格的仪器方可使用。
一十、安全施工保证措施
10.1坚决执行国家劳动部颁发的《劳动操作规程》按照钢结构的安装工艺要求精心操作，并采取安全与工奖挂钩。
正确使用个人防护用品和安全防护措施，进入施工现场必须戴安全帽，禁止穿拖鞋或光脚。
10.2钢结构安装前应对全体人员进行详细的安全交底，参加安装的人员要明确分工，利用班前会、小结会，并结合现场具体情况提出保证安全施工的要求。
上下交叉作业，要做到“三不伤害”，即：
“不伤害自已，不被别人伤害，不伤害别人”。
10.3高空作业要系好安全带，地面作业人员要戴好安全帽，高空作业人员的手用工具袋，在高空传递时不得扔掷。
10.4吊装作业场所要有足够的吊运通道，并与附近的设备、建筑物保持一定的安全距离，吊装竖向通道洞口四周为安全警戒范围，须在其周边拉设警戒线，设置安全员巡视。
在吊装前应先进行一次低位置的试吊，以验证其安全牢固性，吊装的绳索应用软材料垫好或包好，以保证构件与连接绳索不致磨损。
构件起吊时吊索必须绑扎牢固，绳扣必须在吊钩内锁牢，严禁用板钩钩挂构件，构件在高空稳定前不准上人。
10.5现场气割、电焊要有专人管理，并设专用消防用具。
10.6参加安装的各专业工种必须服从现场统一指挥，采用对讲机实时监控吊装过程，负责人在发现违章作业时要及时劝阻，对不听劝阻继续违章操作者应立即停止其工作。
附件：
钢结构吊装吊点计算
如下所示的为新增钢柱吊点示意图：
如下图所示新增钢柱吊点力学模型。
其中，g=0.6kN,P=41kN，脚手架参数：
截面An=4.89×102mm，回转半径i=15.8mm，钢管长度为2.3m，动力系数取为1.2。
1、钢管承载力验算
根据
，可知，N=83.6kN。
由σ=N/An≤fc可知，
σ=83.6kN/4.89×102mm2=0.171kN/mm2≤fc=0.205kN/mm2
2、钢管稳定性验算
由长细比计算公式：
λ=l0/i可知，
钢管长细比λ=2.3/0.0158=146≤150，即钢管长细比小于允许长细比，满足钢管稳定性要求。
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