高层钢结构施工方案.docx

1、高层钢结构施工方案【编制依据和所执行的标准】钢结构工程施工及验收规范 GB50205-2001建筑钢结构焊接规程 JGJ81-91钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程 JGJ82-91钢结构设计规范 GBJ17-88冷弯薄壁型钢结构技术规范 GBJ18-87碳素结构钢 GB700-88碳钢焊条 GB5117-85涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB8932-88BD40-0.76 复合结构楼承板产品技术要求建筑工程质量检验验收统一标准 GB50300-2001高层建筑钢结构技术规程 JGJ99-98 钢结构工程手工焊缝超声波探伤方法和结果等级分级 GB11345-892 【工程概况】2

2、1 建筑结构2 2 工程特点2 21 本工程为改造加层工程，施工难点多，高空作业多。2 22 节点型式多且复杂。有栓 焊混合的刚性节点，也有高强螺栓连 接的铰接节点。2 3 深化设计2 31 消化图纸。组织专业技术人员熟悉图纸，掌握规范标准和施工现 场条件，为深化设计提供完整可行的资料。2 32 本工程特点决定了二次深化设计，出图多，工程量大，及时解决 好二次深化设计是保证工程优质快速的关键。2 4 施工难点2. 4. 1钢材采购。所有钢材的材质均为 Q345 B，钢材质量检验和复验 要求比较高，且市场供应紧缺， BD400.76 压型钢板加工订货周期长，国内 尚无加工厂。2. 4. 2 加工

3、制作。如何保证焊接质量、防止变形、变形如何矫正以及保 证制孔和加工精度是本工程钢结构制作的难点。弧型梁加工及精度保证也是 加工制作的难点。2. 4. 3 钢柱的预拼装与对接。由于构件运输和吊装能力的限制，钢柱在 加工厂只能进行分段制作（按地上五层分两段、六层分三段制作） ，然后在现 场空中对接。如何保证对接质量是钢结构加工制作、现场安装中要重点考虑 的问题。2. 4. 4 运输。由于工程处于闹市区，且相当构件超长，选择好运输方案 和运输道路、确保运输安全具有十分重要的意义。2. 4. 5 吊装方案的选择。由于施工现场没有塔吊，构件吊装高度为 23m， 最远的吊装点距汽车吊中心的水平距离约 23

4、m以上，以及现场条件的限制， 经济合理并有可操作性吊装方案的选择比较困难，必须周密计划，多套方案 准备，避免吊装方案滞后。2. 4. 6 安全质量控制。本工程为多层钢结构，钢柱、钢梁等构件的定位、 测量控制及安装校正是现场安装的难题，须要认真仔细解决。2. 4. 7 涂装施工恰逢冬季，冰雪雨霜与低温会造成质量纰漏，所以应严格按照涂装 工艺施工。3 【组织机构及质量保证体系】31 组织机构及质量保证体系的建立原则：精干高效。3 2 针对该工程特点成立以钢结构专业工厂为主体的工程指挥部，调集各 有关职能部门优秀专业人员充实该工程项目部，组成精干高效的项目管理班 子。34 本工程的质量保证体系图总公

5、司5 【施工准备】51 技术准备511 技术负责人组织技术、质检、工长和班组长进行图纸会审，领会设 计意图，不明之处向技术部进行咨询。51 2 钢结构的二次深化设计。仔细阅读所有结构图，并根据结构图和设计提供的节点图进行详细的二 次深化设计，包括构件尺寸、连接节点的高强螺栓数量和尺寸，焊缝形式及 尺寸。51 3 压型钢板和剪力钉的设计。压型钢板规格、型号和尺寸必须满足设计要求，施工前应根据结构图进 行详细的排版图设计，每块压型钢板的位置和尺寸、板配件等均应绘制在施 工详图上。图纸还应清晰的表示压型钢板与钢构件之间的联系，压型钢板的 搭接关系，该设计由专业厂家代理商负责提供。514 根据 ISO

6、 质量管理体系和相关程序文件建立质量保证体系， 制定技 术质量管理措施。515 编制钢结构结构施工方案和焊接工程、紧固件连接工程、钢零件和 钢部件加工工程、钢构件组装工程、钢构件预拼装工程、多层及高层钢结构 安装工程、压型金属板工程、钢结构涂装工程等分项工程技术交底。 51 6 对现场安装人员进行详细的技术交底。51 7 搞好钢结构安装前的测量和复验工作。518 核查特殊工种人员的资质，根据工程的结构特点使之符合规程、规范的要求。519 根据母材材质、焊接材料、工位、预热温度、焊接方法、接头形式JGJ81-91 及等清查焊接工艺评定，补充完善焊接工艺评定项目，使之符合JB4708-2000 的

7、规定。52 材料准备5. 2. 1按照设计要求，钢柱和钢梁等主要构件的材质为 Q345-B。钢材供应厂家必须是合格的分承包方，材料品种、规格、型号和质量必须符合设计 要求，并且有产品质量证明书，所购的材料必须是最近出厂的新料，表面无 明显的锈蚀、麻点和划痕。原钢厂炉批号标识等清楚可辨认。5. 2. 2 压型钢板的规格型号必须符合设计要求，其耐火性能必须经消防部 门指定的国家级检测单位检测。5. 2. 3焊接Q345-B钢材的焊条采用E5016,焊接Q235钢材的焊条采用E4303,埋弧自动焊焊丝采用H08MnA，焊剂采用HJ431。焊条、焊丝、焊剂 进场时必须有带物理性能指标的出厂合格证。5.

8、 2. 4 油漆底漆设计选用红丹防锈漆，油漆的品种、型号和质量必须符合 设计要求及施工验收规范。5. 2. 5 高强螺栓连接副的性能等级、规格应符合设计要求及钢结构高强 度螺栓连接的设计施工及验收规程 JGJ82-91 的规定，由厂家按批配套供应 并有出厂质量保证书及预拉力、摩擦面抗滑移系数试验报告，进场后应按规 定进行复验。5. 2. 6栓钉选用 16X70,其规格型号应符合设计要求，所有栓钉应是标 准的、可机械焊接的栓钉。5. 2. 7 进入施工现场的构件必须是具有出厂合格证书的合格产品。5. 3 加工制作准备5. 3. 1 对图纸中的构件种类、数量、材质、各构件的相互关系、接头细部 尺寸

9、等进行核对，审查构件之间各部尺寸有无矛盾，技术要求是否合理，分 段制作是否符合制作、运输、安装的要求。53 2 绘制加工工艺图 加工工艺图的绘制必须结合工厂加工设备条件进行，内容包括材质、材 料、材料拼装、标准接头、加工工艺要求、工艺装备、构件加工精度和焊接、 收缩留量等。53 3 编制钢结构制作指导书及工艺流程。534 备料。根据图纸材料表算出各种材质、规格的材料净用量，再加上 一定数量的损耗，提出材料预算计划。结合本工程的材料类型和供货条件， 工艺损耗按 5%考虑。53 5 核对。核对材料的规格、尺寸和重量，仔细核对材质。53 6 焊接评定的准备 根据标准要求对不同材料焊材施焊的方法、工位

10、进行焊接工艺评定后， 经试验检验合格后写焊接工艺评定报告。评定时应结合现场的安装焊缝工位 特点（平横立仰）提前进行，焊前预热的应有单独的工艺评定，根据经评定 合格的焊接工艺编制焊接工艺文件。54 安装现场准备54 1 钢结构安装前，其安装部位的混凝土强度应达到有关规定。542 由土建给定的测量控制基准点已明确，经复验无误并与土建测量员 办理交接手续，对钢柱放线定位，并办理检查验收手续。54 3 现场汽车吊安装调试完毕，其起重能力满足钢构件吊装的要求。544 待安装构件已加工完毕，经检验合格，并已运至施工现场。所有力 学性能试验完全完成并合格， 制作过程的质量控制文件和资料上报工地监理545 高

11、强螺栓、力矩扳手、焊条、烘干箱、电焊机等安装用辅助材料和 设备全部到位并运至施工现场指定存放地点。54 6 电焊工等特殊作业工种全部经培训考核合格。547 安装方法、顺序及工艺经研究论证可行，满足整体工程质量、进度 及工序穿插要求，所有施工用料全部准备齐全。548 由于施工现场场地条件限制，钢构件只能随吊随运，安装前须根据 安装顺序制定详细的安装运输计划，确保构件运输满足安装需要并少占施工 场地。6 【加工制作】钢结构制作工艺流程平料、矫直、划线、号料检验探伤6. 2主要投入机械设备加工 制 作 设 备序号名称型号数量产地出厂日 期1多头直条气割机CG1-400B1无锡2000.42平料机1沈

12、阳2001.23剪板机GB20-25001大连1990.74摩擦压力机300T2济南1988.55摩擦压力机60T1徐州1991.36开式可倾压力机J28-161上海19957刨边机BJ-150001济南2000.38H型钢自动组立机HG-15001无锡2000.39门型自动埋弧焊机MZG-2X10001无锡2000.410H型钢翼缘矫正机JZ-401无锡2000.511交流弧焊机BX1-5003天津199812直流焊机ZXG1-4008北京1999.1113套丝机TS403新乡1999.1014摇臂钻Z305016/13沈阳2000.715台钻3德州200116砂轮切割机SL4002北京19

13、99.1017电炉RJX-30-901哈尔宾1977.418空压机W-03661保定199719天车5T2保定197820主要投入机械设备安 装 施 工 设 备序号名称型号数量产地出厂日 期1交流电焊机BX1-500-26天津2000.12弧焊整流器ZXG1-4003切割机2北京2001.24叉车0PC31北京2001.65汽车吊25T1长沙1998.26汽车吊50T1徐州2000.57解放汽车7T5长春1999.108磁力钻29栓钉焊机SLH-251主 要 检 测 仪 器 设 备1经纬仪2北京2001.12水平仪3天津2000.53超声波探伤仪2北京1989.94100T拉力试验机1北京19

14、80.35硬度计2北京19986. 3车间组织体系6. 4车间质保体系表6. 5加工制作方案与施工顺序6. 5. 1图纸与工艺准备对技术部下发的二次深化设计图纸仔细核对检查是否有矛盾的尺寸，并 根据制作要求及复杂程度，将原制作工艺流程适当调整，并绘制出加工工艺 图。6. 5. 2材料核实与焊接工艺评定由技术员、施工员、检验员、保管员四方验证材料是否符合设计，合格 后可进行焊接工艺评定试验。按技术部图纸上技术要求与相应工艺流程经下 料、焊接、铣加工、探伤、承载力试验等工序进行试验。评定合格后，可投 入正式制作加工。6. 5. 3材料矫正钢材下料前应矫正，用矫正机或火焰烘烤，矫正矢高保持在 L/1

15、000，且不大于5。6. 5. 4放样与号料确保材料无误的情况下，放样、号料、画线后，自检无误，可报质检员 检验，合格后再进入作业。所画石笔线粗细不得超过 0.5m m,弹线不得超过1mm,放样允许偏差见下表：项目允许偏差备注平行线士 0.5对角线1.0长度、宽度0.5孔距士 0.56. 5. 5接料翼板与腹板接料焊缝不能设置在同一平面。工字型接口相邻焊缝距应错开200mm。焊接等级不低于二级，须经超声波探伤检查合格，评定标准应符合GB11345-89的规定，应有0.5-1.5mm余高保证强度。6. 5. 6切割下料腹板、翼板下料采用多头直条切割机(CG1-400B )自动下料，保证下 料精度

16、，宽度、长度允许偏差 1.0，局部切口深度 1.0。耳板、筋板、底版 下料采用剪板机下料，并保证剪切尺寸及公差。65 7 预埋组立H钢腹板与翼板预焊时，应在组立机上进行保证垂直度误差不大于 2 mm。65 8 埋弧焊接埋弧自动焊采用 H08MnA 焊丝， HJ431 焊剂，焊角应满足设计要求。65 9 翼缘矫正H型钢埋弧焊完成以后，焊接变形在所难免，需经矫正机(J2-40)矫正， 以腹板作为基准，矫正翼缘板的不平度，保证垂直度w 2 mm,不平度L/1000 且不大于5,扭曲度W 5.0。65 10 钻孔预拼与组焊 有安装孔的小部件,画线后用摇臂钻孔机钻孔,检验合格后可进入预拼 组焊。组焊由手

17、工电弧焊完成。焊条采用 J506 (E5016)交流焊接，焊条应经烘焙。经检验合格的部件运至预拼平台,检查无误后,按尺寸摆放定位进 行预拼预焊。经检验合格即可组焊。对于要求熔透焊的部位,应开坡口,并 用 3.2焊条打底焊接，保证焊接质量。小部件钻孔采用摇臂钻,大构件钻孔采用磁力钻,按钻孔工艺,先打样 冲再进行加工。高强螺栓孔、普通螺栓孔均采用H级精度，直径允许偏差+1.0mm,孔距小于等于 500mm时，允许偏差士 1.0mm,孑L距在5011200 范围内时，允许偏差士 1.5mm,孔的垂直度允许偏差0.03t,且不应大于2.0mm。65 11 检验与探伤 各部件均需经检验员认可后,方可转入

18、下道工序,特别是组焊完毕,需详细检验，检验几何尺寸与焊缝，并填写检验记录单。探伤员应按规范对一、 二级焊缝探伤。探伤比例：一级焊缝 100%，二级焊缝 20%，严格检查裂纹、 未熔合，防止危害性大的缺陷漏检。焊缝根部易出现未焊透与未熔合； CO2气体保护焊，当气压降低时，易出现密集性气孔，对一些危害性大的缺陷可 采用碳弧气刨将焊缝刨掉重焊。65 12 除锈与涂漆 视构件锈蚀情况，大构件采用砂布、钢丝刷、钢丝轮除去浮锈手动砂轮磨去氧化皮，金属露出光泽，检验标准达到 Sa2.5,与喷砂效果接近或相当。 连接件全部喷砂。然后按设计要求涂两遍红丹底漆，涂层应在 70卩m左右。雾天、雨天不得涂刷，涂后

19、4h 不得淋雨。涂漆无明显起皱流挂，附着良好。 65 13 标识与验收构件完工，应按照设计图纸标明构件名称与编号，并清点数量，填写好 构件清单，确认无误，交质检人员验收，执行标准 GB50205-2001。65 14 包装与运输钢柱钢梁等大构件打捆包装，并摆放整齐，防止变形。小构件用铁丝穿 串，防止丢失。运输时考虑到构件长约10m，可采用10m长半拖挂车运输，构件平卧摆 放，用木方将间隙垫牢，并捆扎结实。65 15 焊接事项65 151 焊接方法、焊接材料及设备见下表：焊接 方法焊接部位焊接材料焊接设备埋弧焊H型钢H08 MnA门式自动埋弧焊机M2G-2X1000手工电 弧焊组焊E5016交流

20、焊机BX1-500 弧焊整流器ZXG1-400C02保护焊组焊H08M2SiNB-500焊机6. 5. 15. 2焊前准备6. 5. 15. 2. 1将焊缝区域50mm范围内氧化皮、油漆、水、污物等清理 干净，要求露出金属光泽。6. 5. 15. 2. 2焊条、焊剂应按说明烘焙。6. 5. 15. 2. 3焊机电流调整应符合施工工艺。6. 5. 15. 2. 4焊接工程师与焊接工人应熟悉该焊接技术要求及焊接工艺， 并将不符合要求的构件拒绝焊接，返工处理。整个工程焊接全过程应在焊接 工程师监管下进行。6. 5. 15. 3焊接工艺要点6. 5. 15. 3. 1始焊时应在引弧板上引弧。6. 5.

21、 15. 3. 2焊接过程中引弧应在焊缝坡口内进行。6. 5. 15. 3. 3收弧时将弧坑填满，避免弧坑裂纹的出现。6. 5. 15. 3. 4 任何时候不得在母材上随便引弧。6. 5. 15. 4对接焊缝对接焊缝一般要求不低于二级，按两面焊接进行。当一面焊接结束，另 一面焊接前应彻底清除焊渣，防止夹渣、未熔透缺陷发生。65 155 贴脚焊缝 贴脚焊缝首先应保证焊脚尺寸，并使焊缝圆滑过度。焊缝在端部转角处 应有良好的包角焊， 包角焊高度应为 1.2 倍的焊脚尺寸，其长度应距端部 10mm 以上。65 156 焊接变形的预防65 1561 下料前应留焊接余量。65 1562 装配前将零部件矫正

22、，保证安装的公差要求。65 1563 装配时应在胎具上进行，并需要安装夹具。65 1564 按焊接工艺要求，采用热量对称分布方式进行施焊。65 157 焊缝清理 焊接完毕，应进行焊渣清理，打掉药皮，仔细检查焊缝外观，合格后提 交检验，合格焊缝打上焊工与检验员钢印。65 158 不良焊缝补修6515 81 焊缝出现裂纹，焊工不能随便处理，应报焊接工程师查明 原因，按处理方案进行。6515 82 密集性气孔或严重未焊透焊缝可由碳弧气刨刨除焊缝，再 重新施焊。65 1583 不良焊缝的返修应按总包要求控制在一次以内。65 159 焊缝质量的检验 焊缝质量：三级焊缝仅外观检查；一、二级焊缝，外观检查合

23、格后还需 超声波探伤进行内部检查。焊缝外 观按 GB50205-2001 执行，探伤按 GB11345-89 执行。对一级贴脚焊缝， 随机抽查 20%，二级贴脚焊缝抽查 10%进行磁粉探伤。 对全熔透焊缝， 一级按 100%，二级按 20%超声波探伤检查。 最终合格方可通 过。65 16 施工顺序为方便安装，先制作 2 层以下钢柱，其次制作 2 层以下钢梁，再次是 2 层以上钢柱，最后作 2 层以上钢梁。以保证工程的衔接与施工顺利。 65 17 弧形梁制作要保证弧形梁安装顺利，在制作时应保证几何尺寸的正确，特别是弧度 的正确。我方采取如下的步骤：65 171 翼板由数控机床下料，保证几何尺寸与

24、弧度的准确。 65172 腹板由直条气割机下料，并由滚压机滚压成要求弧度。下料保 证弧长，验收检验弦长，允许偏差 3mm。6. 5. 17. 3制作焊接平台，用水准仪检查标高正确，控制标高士 3mm,并 在平台上画线，使弧形梁部件准确就位。6. 5. 17. 4 焊接分预焊、全焊进行。先将两端焊接,再用机械千斤顶将中 间调整就位,然后点焊,检查无误,可进行全焊。6. 5. 17. 5 15层弧形梁曲率相同，使用一个平台可以完成。6. 5. 17. 6 将制作完成的弧形梁从 B 轴结合处割开,分成两段后,再做连 接板,以便安装。6. 5. 17. 7 6 层弧形梁为标准圆周结构,拟分四段制作,方

25、法同上。7【安装方案】7. 1组织体系与安装流程7. 1. 1组织体系7. 2吊装方案的选择7. 2. 1由于现场狭窄，无法立塔吊，经过对构件的最大重量（ Z3重3.57 吨）、最远距离（距汽车式起重机中心距离约 23m）、技术经济指标等的综合比较，选用一台50T和一台25T的汽车式起重机。7. 2. 2根据施工现场位置的大小，吊装时两台汽车式起重机分别沿 A轴和E轴开行，距A轴和E轴的距离约为3m,吊装时构件分别放在吊车两侧。 其吊装平面示意图如下图：7. 2. 3为减小实际安装的累计误差，吊装时先吊装电梯间的核心筒部分,然后依次向四周展开724 由于受工作半径、吊装高度和起重臂杆等条件的限

26、制，在进行 3-6层钢结构安装时，应将 24 轴的所有构件安装完毕后，才能进行 3 6 层的 1 轴和 5 轴的钢柱、 1 2 轴和 4 5 轴钢梁安装。73 安装方法73 1 地脚螺栓的安装与定位73 11 地脚螺栓安装前应放出钢柱的中心线、同一钢柱上各地脚螺栓 的中心线及地脚螺栓埋设时标高控制线。73 12 为保证地脚螺栓的精度，使用定位钢板用螺栓进行各螺栓之间 的位置固定，同时其螺杆之间用钢条或角钢进行焊接定位，以保证其精度。 73 13 在混凝土强度达到要求后，取掉上螺母和定位钢板，进行钢柱 安装。732 为了方便操作和保证施工安全，安装时随施工进度搭设必要的操作平台，脚手架立杆间距采

27、用1.5mX1.5m，横杆间距采用1.5m,标高应在接点往下约 1m 处，以满足施工方便为准。73 3 基础复测安装测量所用的仪器和量具，必须经过法定计量检验单位检定合格，并 在有效期内。对土建施工单位移交测量资料进行实地交点，并办理书面检查 验收手续。当业内资料无问题时，方可实地进行基准线、轴线、水准点、标 高点等的复查工作，其精度应符合规程规范要求（见下表） ，若不符合要求， 应由原施工单位进行调整。项目允许偏差备注基础上柱的定 位轴线1.0基础上柱底标 高士 2.0地脚螺栓位移2.07. 3. 4权衡各柱基的实际误差，调整确定安装用的各种柱基的十字轴线。7. 3. 5为保证柱脚柱高微调的

28、精度和方便操作，根据多年的施工经验，柱脚标高利用斜垫铁和螺母调整，调整到柱脚标高的误差不大于 2mm为准。7. 3. 6钢柱吊装为提高柱子的安装精度，在钢柱柱脚板划十字轴线便于安装。吊装时次序从 中间向四周展开，减小安装误差。把第一层的柱子全部吊装完毕。7. 3. 7钢柱的初次校正用两台经纬仪对所校正柱子的垂直度进行校正，两台经纬仪成 90度夹角放置，同时用水准仪测量柱底板的水平标高，并进行柱脚螺栓的初拧。7. 3. 8安装地下一层钢梁，柱梁连接的高强螺栓进行初拧。7. 3. 9二次校正7. 3. 9. 1确定基准柱。根据平面柱网布置图，施工时选取中间区段的四 根柱为基准柱并在每个基准柱柱脚相应位置设控制点（见下页图） 。7. 3. 9. 2对钢柱的垂直度和钢梁的相关尺寸进行二次校正，其校正结果 误差在下表的范围之内：柱子安装的允许偏差（mm）项目允许偏差备注底层柱柱底轴线对 定位轴线偏移3.0柱子定位轴线1.0单节柱的垂直度H/1000，且不应大于 10.0钢梁垂直度和侧向弯曲矢高的允许偏差（mm）项目允许偏差备注跨中的垂 直度H/250，且不应大于 15.0侧向弯曲 矢咼fL 30mL/1000 ,且不应大于 10.030m v l 60mL/1000 ,且不应大 于 50.07.3. 9. 3校正的次序为从中间四根基准柱依次向四周扩展 。7. 3. 9. 4校正完毕，