体育馆钢结构工程施工组织设计.docx
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体育馆钢结构工程施工组织设计
***工程体育馆
钢结构工程
施工组织设计
编制：
校对：
审核：
***有限公司
二○一五年十二
第一章编制依据
1.1编制依据
1．总包单位——***有限公司提供施工图；
2．根据甲方及总包单位提供的现场条件及其它条件；
3．本工程执行现行国家施工、验收规范、标准及规程：
1）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
2）《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-1995）
3）《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9802-97）
4）《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-2015）
5）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）
6）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》（GB11345-89）
7）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）
8）《建筑工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-2014）
9）《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）
10）《焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》GB/T12469-90
11）《建筑工程质量检验评定标准》GBJ301-88
12）《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
13）《火焰切割质量技术要求》JB3029-82
14）《工程建设施工现场焊接目视检验规范》（CECS71:
98）
15）《焊工技术考试规程》（JJ122–89）
16）《钢网架焊接球节点》（JGJ75.2-91）
17）《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》（JG/T3034.1-96）
18）《网架结构设计与施工规程》（JGJ7－91）
19）《网架结构工程质量检验评定标准》（JGJ78－91）
20）《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81－2002）
21）《钢网架焊接球节点》（JGJ75.2－91）
22）《钢网架检验及验收标准》（JGJ75.3－91）
23）《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》（JG/T3034.1－96）
24）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923－2008）
第二章工程概况
2.1工程概述
工程名称：
***工程体育馆
建设单位名称：
***大学
工程建设地点：
***
工程图纸设计单位：
***有限公司提供施工图
工程总包单位：
***有限公司
工程监理单位：
***监理公司
2.2工程内容
1.工程内容包括***工程体育馆中钢骨结构的制作及安装。
钢骨柱部分的钢结构采用钢材等级为Q345B。
2.***工程体育馆中标高为7.8m处钢桁架结构的制作、安装及吊装。
钢桁架结构采用钢材材质为Q345B。
3.***工程体育馆网架屋面工程，网架为普通钢螺栓球结构，投影面积约2800平米左右。
根据工程、设计及规范要求，钢管选用Ｑ235制成的高频焊管或无缝钢管；螺栓球选用45号钢；高强螺栓选用40Cr，；支座等均按照《网架结构设计与施工规程》（JGJ7-91）的要求配置。
该部分工程施工包括有：
网架、檩条、屋面板底板、马道、天沟等。
2.3工程特点及施工难度
◇结构中劲性混凝土中的钢骨柱与土建结构工程工序相互交插作业，施工场地环境复杂，各工序工程质量与进度互相影响、制约，协调配合的难度较大。
◇钢骨的安装从标高-11.30m起，直至结构标高23.40m，属高空作业，使安装、焊接、检验、质量控制难度增加。
◇由于土建塔吊在钢结构施工范围内的起重量有限，钢结构部分构件重量均较大，因此，土建塔吊只能局部配合钢结构部分小构件的安装。
◇由于部分钢柱的布置为边柱，使钢柱朝建筑外的一侧安装校正难度加大。
◇钢桁架结构承载大：
楼面为钢筋混凝土楼面，且楼面用途为篮球场，楼面全部恒载约700Kg／㎡，全部活荷载为500Kg／㎡。
◇钢桁架结构跨度大:
桁架跨度达35米。
◇钢桁架单榀桁架自重大:
两边的W形桁架单榀桁架重量达35吨，中间的V形桁架单榀桁架重量约20吨。
◇施工工期紧:
本工程钢结构的总加工制作量为900多吨，整个工程焊接工作量大，工期紧张。
◇工程量大:
钢构件品种规格多，钢材强度级别高，钢管、钢板，强度大。
腹杆、弦管为管---管相贯焊接，焊接技术难度大，工作量繁重。
桁架跨度达35米,高度超过3.5米，属于超长、超宽、超高构件，整体运输困难，加工厂无法一次拼装完成，需分段运输，现场组装，从而导致现场焊接工作量加大。
◇吊装困难：
吊装工作半径过大，起重量大，总包单位的塔吊吊装能力不够，大部分的构件需采用大吨位吊车，但现场施工场地狭小，环境复杂，各种因素相互影响、制约，协调配合的难度较大。
第三章材料管理的控制
3.1材料管理的控制
材料管理各程序的控制执行如下标准:
《低合金结构钢》（GB/T1591）
《低合金钢焊条》（GB/T5118）
《热轧无缝钢管》
《热轧H型钢和部分T型钢》（GB/T11263）
《厚度方向性能钢板》（GB5313）
《圆柱头焊钉》（GB/T10433）
《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98）
《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规范》（JGJ82—91）
《磁粉探伤方法》（GB/T15822-1995）
《焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕的分级》（JB/T6061）
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB/T11345-1989）
《熔化焊用钢丝》（GB/T14957）
《气体保护电弧焊用碳低合金焊丝》（GB/T8110）
3.2原材料的控制
1.根据施工图提出材料采购计划，按照国家标准生产的物资要注明品名、型号、规格参数；有特殊要求的要标明必要的图样、规范、质量要求等，需代用的物资必须经设计同意办理“材料代用洽商”手续。
2.选择有资质的供应商，签订采购合同，合同应明确原材料标准，质量要求、价格、交货方式、地点、时间、违约责任等。
3.原材料到场后，应进行实物与资料核对，如业主方有要求可共同进行。
对有特殊要求的原材料应按有关规定进行检验和试验。
4.原材料必须有符合要求的材质合格证书，不合格品不准进入制作现场。
5.鉴于现在钢材市场的紧张性，对本工程应积极组织货源，依靠公司长期与各大钢厂的业务关系，确保该工程的顺利进行。
3.3材料检验
材料验收时，必须有材质证明及复验报告。
1.钢材
根据规范GB/T2970-91《中厚钢板超声波检验方法》的要求对母材进行超声波检测和肉眼检查。
2.焊材
（1）实行严格的焊材保管发放制度。
（2）焊接材料必须放置于干燥、通风处进行保存，以防受潮变质。
3.网架杆件
用于制造杆件的钢材、品种、规格、质量必须符合设计规范及相应标准，应有出厂合格证明。
4.螺栓球
螺栓球应按机械行业标准进行加工，并满足受力要求，各螺栓孔螺纹尺寸符合《普通螺纹基本尺寸》（GB196）。
螺纹公差应符合《普通螺纹公差与配合》（GB197），6H级精度的规定。
5.油漆
（1）油漆进厂时必须同时提供检验证明及合格证。
（2）油漆在使用之前，要对其进行检查，合格后方可使用。
（3）油漆必须在有效期内使用，并且采取可靠的防火措施。
第四章机械设备及人员投入计划
4.1加工厂机械设备投入计划
序号
设备名称
数量
型号
产地
生产能力
用途
1
H型钢自动抛丸除锈机
1
HP6012B
江苏
1200mm
除锈处理
2
H型钢自动抛丸除锈机
1
HP6020B
江苏
2000mm
除锈处理
3
抛丸机
1
/
中国
除锈处理
4
喷砂机
6
AC-4
江苏
6m3
除锈处理
5
无气喷漆机
4
GB6C
天津
/
涂装
6
数控切割机
1
SKG-3D
哈尔滨
100mm
切割
7
数控H型钢切割机
1
SKHG
哈尔滨
2000mm
H型钢端部坡口加工
8
砂轮切割机
2
J3G3-400
中国
400W
切割
9
H型钢生产线
直条火焰切割机
2
CG1-4000A
江苏
宽3300mm
长12500mm
切割
直条火焰切割机
3
GZ-3000
中国
宽3000mm
长18000mm
切割
数控直条切割机
1
CG4000C
江苏
80mm
切割
H型钢自动组立机
3
Z20
江苏
600-2000mm
组对H型钢
H型钢自动组立机
1
Z12
江苏
200-1200mm
组对H型钢
H型钢悬臂焊接机
4
LHCA
沈阳
2000mm
焊接H型钢
龙门式H型钢自动埋弧焊机
2
LHA
江苏
1200mm
焊接H型钢
H型钢翻转机
2
/
江苏
200-2000mm
H型钢翻转
H型钢翼缘矫正机
1
HYJ-800
江苏
40mm
H型钢矫正
H型钢翼缘矫正机
1
YTJ-60B
江苏
60mm
H型钢矫正
10
数控切割机
1
HG5500*14000
德国
Lmax＝14000，Wmax=5500
切割
11
半自动精密切割机
8
CCD-100
沈阳
100mm
切割
12
半自动精密切割机
16
CG150
沈阳
150mm
切割
13
数控相贯线切割机
1
带等离子割头
日本
切割
14
H型钢端面铣床
1
1200×800
江苏
1200×800mm
H型钢端部加工
15
端面铣
1
中国
端部加工
16
铣边机
1
XBJ-12
江苏
6-50mm
坡口加工
17
双丝龙门焊机
8
双丝双极
美国
Hmax=1500
焊接
18
电渣焊机
8
双丝双极
美国
Hmax=1500
焊接
19
轨道钻
4
中国
钻孔
20
翻转设备
10
中国
H型钢翻转
21
翼缘板矫正机
1
JZ6080
W800厚60
矫正
22
翼缘板矫正机
1
JZ-40H
Hmax=40
矫正
23
AMADA带锯
1
HK1000
日本
Hmax=1000
切割
24
卧式双柱双缸
龙门带锯床
1
GA4060
江苏
/
H型钢切割
25
SHINX锁口机
2
MV-1050
日本
Hmax=600
Wmax=1250
坡口加工
26
锁口机
1
NK1000W
日本
1000mm
坡口加工
27
管子坡口机
1
GPK630I
中国
坡口加工
28
H钢组焊生产线
1
HJ120
中国
Wmax=1500
29
摇臂钻床
1
Z3080×25
沈阳
Ф40、Ф80
平面钻孔
30
交流焊机
10
BX3-500
中国
AC500A
焊接
31
磁座钻
4
JIZ-SD04-32A
中国
450W
钻孔
32
气保焊机
90
XC-500
中国
DC500A
焊接
33
碳刨机
30
ZX5-800
中国
DC800A
34
栓钉拉弧焊机
2
SLH-25C
中国
DC3000A
焊接
35
埋弧自动焊机
16
MZ-1000
沈阳
/
焊接
36
CO2气体保护焊机
30
YM-500
唐山
500A
焊接
37
栓钉焊机
4
Ф25
沈阳
Ф25
栓钉焊接
38
焊条烘干箱
3
500℃
北京
500℃
焊材烘干
39
干燥箱
2
DG801-3
北京
500℃
焊材烘干
40
空压机
2
20m3
北京
20m3
送风
41
桥式吊车
2
32/5
天津
32t
吊装构件
42
1T卷扬机
2
1T
天津
1T
吊装构件
43
缆风绳
临时固定
4.2施工人员投入计划
序号
工作任务
人数
备注
1
图纸设计
5
2
材料进厂验收
4
3
施工准备
20
含技术准备、设备准备、技术工人培训、材料预算等
4
钢结构制作
埋弧焊
H型钢车间
48
H型构件焊接
CO2焊工
40
直条切割
H型钢车间
8
钢板切割下料
数控切割
H型钢车间
8
异型零件板下料
组立
H型钢车间
18
H型钢组立
箱型车间
28
箱型钢组立
轨道钻
箱型车间
8
电渣焊接孔
端面铣
4
端面加工
栓钉焊接
8
栓钉焊接
矫正机
H型钢车间
24
型钢的火工和机械矫正
型钢二次加工
三维钻
4
H型钢的钻孔、
锯断、锁口
带锯机
4
锁口机
4
起重工、天车
20
构件的吊装
铆工
40
各工序
5
相贯线切割机
4
桁架杆件的切割
6
网架构件加工
25
网架杆件、空心球加工
7
构件运输
20
8
管理人员
30
工程技术、设计、技术工人
9
安装现场服务人员
12
第五章加工制作工艺
5.1焊接H型钢制作工艺
5.1.1制作工艺流程
5.1.2放样、号料
1.根据运输条件，构件可按图纸分段出厂。
2.放样和号料应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量,待焊后二次净料,边缘加工要留出加工余量。
3.所有节点板必须1∶1放大样，作出样板进行号料。
4.接料坡口：
5.号料排版时，构件的上下翼缘板宜避免在跨中1/3范围内拼接，其腹板及翼缘板的焊接拼接应采用加引弧板的焊透的对接焊缝，引弧板割去处应打磨平整，三者的对接焊缝应相互错开200mm以上，并且与横向加劲肋错开200mm以上，上翼缘与腹板的连接采用焊透的T型连接焊缝。
6.放样和样板的允许偏差
项目
允许偏差（mm）
平行线距离和分段尺寸
±0.5
对角线差
1.0
宽度及长度
±0.5
孔距
±0.5
加工样板的角度
±20’
7.号料前对变形超出规定的钢材要进行矫正。
碳素结构钢在环境温度低于-16℃,低合金结构钢在环境温度低于-12℃时,不得进行冷矫正和冷弯曲。
5.1.3切割
1.大板切料采用数控直条火焰切割机切割，12mm以下加筋板采用剪板机进行剪切，其余亦采用半自动精密切割。
2.厚钢板下料采用多头自动（数控）切割机进行，见上图示。
3.碳素结构钢在环境温度低于-20℃,低合金结构钢在环境温度低于-15℃时,不得进行剪切。
4.大板切料时应采用一定的防变形措施。
5.机械剪切的允许偏差:
项目
允许偏差（mm）
零件宽度及长度
±3.0
边缘缺棱
1.0
型钢端部垂直度
2.0
5.1.4接料
1.采用埋弧自动焊。
2.焊接材料选用:
选用与母材相匹配的焊丝、焊剂。
5.1.5组装
1.组装前,零件、部件应经检查合格，连接接触面和沿焊缝每边30-50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等应清除干净。
2.工字型的组装：
在平整的平台上进行，并在焊缝两端加与母材同材质、同坡口的引熄弧板。
3.组装后对构件进行检查，合格后方可焊接。
5.1.5焊接H型钢
1.焊接材料：
选用与母材相匹配的焊丝、焊剂。
焊剂要按产品说明书的要求进行烘干，并做好烘干记录。
2.H型钢两端焊前加引弧、熄弧板，长度100mm，材质与母材相同，焊后用气割切掉，并用磨光机磨平。
3.为减小焊接变形，其焊接顺序如图：
4.不得在构件上焊接临时固定件，不得在母材上引弧或打火。
焊接H型钢板厚翼缘板从20㎜～30㎜，腹板从16㎜～20㎜，高度从700㎜～1200㎜，以平台连系梁为主。
按常规H型钢制作工艺可以获得优质的产品，另外，需注意以下几点：
（1）如焊接H型钢上下弦焊透，应调整焊接顺序及坡口形式。
（2）焊接顺序在正面焊接1～2遍后进行反面碳弧气刨清根，前2遍应使用单丝焊辅以大电流，以便容易焊透。
（3）焊接中应使用卡样板（角度测量）观测变化情况；以利于控制变形，及时翻转，便于矫正变形。
（4）因为梁比较长应满足起拱要求：
当梁为12m时，应按10mm弧形起拱；当梁为24m时，应按20mm弧形起拱。
平台梁不应下挠。
6.矫正焊接变形
（1）角变形采用翼缘矫正机进行矫正。
（2）侧弯及拱度采用火焰矫正，同一部位加热不宜超过两次，加热温度不得高于正火温度。
（3）矫正后二次净料。
净料及号孔所用的盘尺应使用修订后的同一把盘尺。
7.二次装配及焊接
（1）将修整合格的工字形进行二次装配。
（2）装配前将连接板用钻模钻孔。
（3）焊接。
手工焊时:
Q345钢选用E50型焊条。
采用CO2焊接时:
选用焊丝为H08Mn2SiA。
气体纯度为99.7%，含水率≤0.05。
焊条要求按规定烘干，焊接时采取合理的焊接顺序，由中间向两边及对称焊的方法以减小焊接变形。
8.预装钻孔
（1）在平整的平台上进行预装及钻孔，构件钻孔采用数控钻床进行钻孔。
预装内容有:
吊车梁及制动板、制动桁架等。
钻孔主要项目精度要求
项目
允许偏差
孔中心偏移
±1mm
连接同一构件的任意二组安装孔的距离
±2mm
梁二端最外侧安装孔距离
±3mm
（2）检查合格后拆开，并用鲜艳油漆按编号进行标识。
5.2轧制H型钢制作
5.2.1制作工艺流程
见下页图所示。
5.2.2注意事项
1.号料之前，应对型钢进行矫正，减小尺寸偏差，矫正精度应符合GB50205-2001中下料部分的要求。
2.进行锯切净料时，预留2mm收缩余量及切割余量。
3.端部连接板套钻时，应采用摇臂钻进行钻孔。
连接板划线应以多孔定位为基准，并用连接板复核。
4.采用锁口加工机加工端部坡口时，应及时更换铣刀，调整好角度。
轧制H型钢制作工工艺流程图
5.3钢桁架制作
5.3.1工艺流程
本工程的钢管桁架的制作工艺流程见下图：
5.3.2桁架分段要求
在工厂制作时,将桁架分为10-12米一段,每段对接位置上下弦杆不应在同一平面,而应错开300-500mm。
考虑桁架形状尺寸大小、运输条件，为保证工程工期，在工厂下料、分段组装、焊接、矫正、喷砂、涂装后，桁架以半成品的形式运至现场，在现场进行最后组装和安装。
5.3.3桁架制作
管下料前准备
加工时杆件分界面在梁相邻节点的距离的1／4处，且各弦杆应错位，安装时对接的间隙是两侧管端各占一半。
钢管的对接焊接选择合理的焊接工艺，保证焊后钢管的平顺，焊接时除控制几何尺寸外，也注意焊接变形的控制。
为了确保对接处的焊缝质量，在管内接缝处设置附加衬管。
钢管的对接焊缝均达到一级焊缝要求。
钢管对接示意图
钢管下料
杆件切割长度的确定：
通过试验事先确定各种规格杆件预留的焊接收缩量，在计算杆件的断料长度时加入预留的焊接收缩量和钢管端面机械削坡口的加工余量。
切割长度的检验：
放样人员对每根杆件都有一一对应的加工票，标示杆件的长度，车间切割机操作人员每完成一根构件的切割必须检查构件的长度并填表记录。
管件切割精度：
切割偏差控制在
，以较高的精度来保证桁架的制造质量和尺寸精度。
切割件的管理：
加工后的管件放入专用的贮存架上，以保护管件的加工面。
5.3.4工厂预拼装
本工程桁架截面大，均采用在工厂整体预拼装，再分段运至现场组装的方案。
组装应在坚实、稳固的专用胎架上进行，其支撑基准水平偏差允许
；
组装时，在组装平台上划出钢桁架的中心轴线，弦杆轮廓线，节点中心，并做好标记；
安装专用分段组装胎架，胎架应设置在节点位置，胎架上设置标高标记，以备随时复测，防止变形，水平弦杆中点打上中心标记；
分段组装时先用定位模板定位下弦杆，然后在调整模块上放置上弦杆，用活络夹头固定；
从分段中心向两边依次组装水平弦杆、腹杆。
组装过程中，通过可调上弦杆的移动，把每一节点的水平弦杆、腹杆就位，定为检测合格后，立即用卡码使上弦杆完全固定；
按上述方法分别组装各段构件，出胎前必须完成整个桁架预拼装，并在上下弦杆处设置拼接定位连接板。
对出胎钢桁架分段进行除尘、除锈、补涂及完整性验收。
钢桁架制作工艺措施要点：
组装前所有零部件必须单件制作验收合格，方可组装；
在胎架上组装过程中，不得对构件进行切割修正；
柱状构件各种控制标示应醒目表示，并与组装胎架相一致；
组装中所有构件应按施工图纸控制尺寸，各杆件的受力线应交汇于设计点，并完全处于自由状态，不允许有外力强制固定；
分段预拼接时，宜按钢桁架实际就位状态进行，以便检查；
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进行；
下料时应考虑构件焊接收缩量和组拼起拱量。
5.3.5构件表面的除锈处理和油漆工艺
（1）钢管表面采用喷砂除锈处理，表面达到Sa2.5级。
（2）根据油漆供应商技术要求进行油漆施工的工艺试验,试验合格后,方可施工。
（3）注意事项：
a.室外施工时，环境温度为5---38℃之间，相对湿度不大于85%。
雨天或钢结构表面结露时，不宜作业；
b.油漆搅和均匀，喷咀压力适度；
c.不得出现流油、掛坠、针孔、厚度不均的缺陷。
如发生上列缺陷，应停止施工，修改工艺，重新试验，合格后方可继续施工。
5.4螺栓球网架的制作
5.4.1制作工艺流程
5.4.2杆件制作
采购钢管→检验材质、规格、表面质量→下料、坡口加工→与锥头或封板组装点焊→焊接→检验→防腐前处理→防腐处理。
钢管下料、倒坡口使用管件下料机一次完成，下料时应预留焊接收缩量,以减少网架拼装时的误差。
杆件端部的锥头或封板加工按下列工艺过程进行：
成品钢材下料→胎膜锻造毛坯→正火处理→机械加工。
锥头、封板及其连接焊缝以及锥头的任何截面必须与相配的钢管材质一致，其焊缝宽度可根据钢管壁厚取2-5mm。
封板厚度按实际受力大小计算决定，且不小于钢管外径的1/5。
锥头底板厚度也不小于锥头底部外径的1/5。
钢管与封板或锥头成杆件时，钢管两端对接焊缝质量等级选择相应焊接材料进行施焊，并采取保证对焊接全熔透的焊接工艺。
杆件组装点焊时按图纸规定取配对的钢管、锥头或封板以及高强度螺栓在胎具上组装、点焊。
采用二氧化碳气体保护焊，并应符合成品杆件成品尺寸极限偏差和形位公差（如下表）。
5.4.3螺栓球加工工艺
下料→锻造毛坯→正火处理→加工定位螺纹孔→加工螺孔及平面→打加工工号、打球号→防腐处理。
球坯用压力加工的钢锭锻造的黑皮锻件经正火处理，球坯圆度允许偏差本工种为2.5mm。
锻造球坯采用胎模锻。
螺纹孔及平面加工应按铣平面→钻螺纹底孔→倒角→丝锥攻螺纹过程加工，螺纹孔经抗拉强度检验合格后方能安装使用，螺栓球标记打在基准孔平面上。
加工螺纹孔及平面设备：
使用加工中心机床或采用车、钻、镗、铣床配以专用工装，所用的专用工装，其转角误差不得大于10'。
螺纹孔及平面采用一次装夹加工，采用分工序加工时，必须有可靠的技术措
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