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工程名稱:
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編制單位: ****鋼結(jié)構(gòu)有限公司 編制時間:
第一章、編制說明
(一)、方案編制的依據(jù)
根據(jù)設計提供的有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)資料,按照國家有關(guān)規(guī)范及標準,施工經(jīng)驗,進行本工程制作方案的編制。
(二)、工程概況
第二章、鋼結(jié)構(gòu)制作方案
(一)、勞動力組織及施工機械裝備
根據(jù)本工程的結(jié)構(gòu)特點、質(zhì)量要求、工期以及現(xiàn)場情況,初步擬定如下。 勞動力組織:
工長:1人 電、氣焊工:5人 起重工:2人 力工:8人 技術(shù)人員:1人 鉚工:4人 施工機械設備:
(二)、施工準備
1、主要材料:
1.1、本工程鋼柱等主要構(gòu)件采用鋼號為Q235B 的鋼材。
1.2、焊接材料:手工焊接時,采用E40型焊條,焊條符合GB/T-5117-1995的規(guī)定。翼緣和腹板焊接采用等強全熔透焊接。鋼柱對接焊縫質(zhì)量等級不小于二級。
2、技術(shù)準備:
各專業(yè)工程師熟悉圖紙、規(guī)范、施工組織設計和施工方案,進行技術(shù)交底,作好特殊工
種的崗前培訓。
(三)、運輸:
1、在運輸過程中易碰部分,必須采取防護措施。節(jié)點板、拼接板、填板、橫取桿件、螺栓、墊板及其他小部件等,按同一類別用螺栓或鐵絲緊固成束發(fā)運,防止散亂。
2、對于較長的構(gòu)件,要選擇好運輸方式,用木板或廢輪胎將構(gòu)件墊牢,并用鋼絲繩緊固器捆扎牢靠。
(四)、作業(yè)條件
1、施工前組織技術(shù)人員對施工圖進行審核,審核中出現(xiàn)的問題及時與設計和業(yè)主取得聯(lián)系。對圖紙中的問題做出修改、補充。
2、編制出材料使用計劃,提供構(gòu)件單件圖。
3、規(guī)劃加工場地,搭設焊接、組裝平臺,自動焊機就位。組裝平臺應保證控制鋼構(gòu)件的應力變形的剛度和尺寸精度。平臺用水準儀超平,以保證平整度。 4、裝配胎具經(jīng)質(zhì)檢部門復測批準方可投入使用。
5、胎具在使用過程中定期予以復查,若發(fā)現(xiàn)變形,必須立即修復,方可重新投入使用。 6、施工機具、設備進行維護、調(diào)整。
7、制作、安裝、檢查、驗收所用鋼尺,其精度應一致,并經(jīng)計量部門檢定取得證明。 8、現(xiàn)場供電應符合焊接用電要求。 (五) 、主要構(gòu)件的工藝流程:
H 型鋼工藝流程為:放樣下料(自動氣割機)調(diào)直組對成型焊接(埋弧自動焊)調(diào)直、矯正二次裝配焊接(二氧保護焊)調(diào)直制孔成品檢驗編號。
(六)、主要施工方法:
1、放樣:由于此次施工構(gòu)件的型號較多,并且安裝較復雜,要求放樣細致。通過放樣確定柱的各種尺寸(按1:1) 、預留焊接收縮余量(按1:1000考慮)、坡口加工余量、齊頭余量。
放樣和樣板的允許偏差
2、鋼板下料采用自動與半自動氣割機,下料時應根據(jù)工藝要求預留焊接收縮余量及切割的加工余量,氣割時宜采用多割嘴,下料誤差控制在±1.5mm ,不得損傷鋼板邊緣,出現(xiàn)大于2.0 mm 的缺楞。坡口采用機械切削加工,火焰切割坡口時應將坡口打磨休整。氣割加工坡口時要注意方向、角度、鈍邊等準確。氣割部位用砂輪打磨平整,對焊接坡口、加勁板、腹板和有孔眼的節(jié)點板要進行邊緣加工。
3、需組對成型的在拼裝胎具上進行,所有板條必須調(diào)直,并清除焊縫位置的鐵銹、雜質(zhì)。并點好引弧板,引弧板厚度應與母材板厚一致,且長度不小于200 mm。經(jīng)檢驗合格后方可出胎準備焊接工作。
4、焊接:埋弧焊的工藝:選用合格的焊絲和焊劑,首先對現(xiàn)場焊接條件進行試焊,試板按不同的厚度分成三組焊接,其間采取不同規(guī)范參數(shù),分別試焊后最后確定最佳規(guī)范。試焊件全部采用乙炔焰自動切割,直邊對接不開坡口,角向磨光機清除切縫及表面上的氧化鐵雜質(zhì),電弧氣刨清根,背面不墊焊劑雙面施焊,施焊證明,焊縫可靠。別外對于切割局部變形,出現(xiàn)“馬刀變”造成間隙局部過大的問題, 采用填充代藥皮電焊條的工藝措施, 焊接準備條件就緒后, 開始施焊, 焊接順序為先橫向后縱向, 胎上順序?qū)? 焊接過程中, 要使焊縫始終處于自由伸縮狀態(tài), 不用任何卡具固定。外漏焊縫均應打磨鏟平。
5、二次組對:各種板應事先組對成型調(diào)直后,再裝配到柱上。按要求預留裝配間隙,確定好標高、位置后進行裝配。坡口加工應注意角度、方向及鈍邊尺寸,嚴禁損傷母材,氣焊部位應用砂輪修整,以保證坡口質(zhì)量。連接板上鉆孔,應保證孔徑、孔距、孔邊毛刺要去除干凈,裝配時應按圖施工,并找正找方,焊后板面翹曲變形的要進行矯正。
6、調(diào)直矯正:采用火焰矯正時溫度不超過900℃, 矯正后的構(gòu)件表面不得有凹面和損傷, 劃
痕不超過0.5 mm,并應滿足下表要求:
7、 制孔過程中螺栓連接板鉆孔采用鉆模進行套鉆,并保證精度(H14、H15),孔的允許偏差應符合下表要求:
孔距允許偏差(mm)
8、保證焊接應力不使構(gòu)件變形,采用如下一些措施:(當螺栓孔的偏差超過下表規(guī)定時,不得采用鋼塊填塞,可采用與母材材質(zhì)相匹配的焊條補焊后重新制孔)。
①:采用適當?shù)暮附禹樞蚝头较颉?刹捎脤ΨQ焊,使各次焊接的殘余應力和變形的方向相反和互相抵消。
②:先焊收縮量較大的焊縫,后焊收縮量較小的焊縫(對接焊縫的橫向收縮比角焊縫大);先焊錯開的短焊縫,后焊直通的長焊縫,使焊縫有較大的橫向收縮余地。
③:先焊使用時受力較大的焊縫,后焊受力較次要的焊縫,則受力較大的焊縫在焊接和冷卻過程中有一定范圍的伸縮余地,可減小焊接殘余應力。焊接H 形截面柱拼接中在拼接兩側(cè)各留出一段翼緣與腹板的角焊縫不焊,待安裝時再焊。
(七)、成品檢驗:
①:焊接全部完成后,冷卻24小時后全部做外觀檢查,并作出記錄。 ②:按照施工圖的要求,對柱熔透焊縫進行超聲波檢驗。
③:按圖紙要求和施工規(guī)范對成品外形和尺寸進行檢查驗收,并逐項作好記錄。 ④:對超出質(zhì)量標準的構(gòu)件及時進行整改。
(八)、焊接工藝要求
1、本工程采取機械與手工焊方法焊接,以保證鋼構(gòu)件的變形在規(guī)范允許范圍內(nèi)。 2、焊條要保持干燥清潔,并按使用說明進行,施焊前焊接部位要清理,去除焊接部位的氧化物、鐵銹、油污等雜質(zhì)。
3、雨、風天氣嚴禁露天作業(yè),四級以上風力應采取防風措施。 4、按照施工圖規(guī)定,對柱的對接焊縫進行超聲波探傷。 5、手工焊焊接時可參照下表參數(shù):
注:以上參數(shù)只供參考,焊接用的參數(shù)以焊接工藝評定參數(shù)為準。
6、焊縫外觀:用肉眼和量具檢查焊縫外觀缺陷和焊腳尺寸,應符合施工圖和施工規(guī)范的要求,焊波均勻,不得有裂紋、未熔合、夾渣、焊瘤、咬邊、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷,焊接區(qū)應清理干凈,無飛濺殘留物。外觀檢測的質(zhì)量標準按:GB041-89、CJJ2-90。 7、焊縫連接:手工電弧焊縫的焊工要求經(jīng)過焊接工藝考核后方可施焊,焊縫質(zhì)量等級:鋼骨對接焊縫不小于二級,現(xiàn)場連接與預埋件施焊前,需嚴格清理預埋件表面,不得有污物、氧化層。
(九)、質(zhì)量標準及驗收
1、質(zhì)量標準
執(zhí)行下列國家及行業(yè)標準:
、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205-2001) 2、《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50017-2003) 3、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(JGJ82-2002)
(十)、鋼結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量保證措施
1、 材料質(zhì)量:選擇合格的供應廠家,并按材料管理工作程序進行采購、驗收、檢驗、發(fā)放,鋼材使用前要核對材質(zhì)證明及復驗報告,機械性能、化學成分等各項指標合格后方可使用。
2、 選用合格的檢定量具,張拉鋼尺時使用彈簧稱。
3、 焊工持證上崗,焊接時應嚴格按工藝要求和施工規(guī)范操作。
4 、根據(jù)母材厚度,焊縫尺寸,坡口形式合理選擇焊接電流電壓,采取合理的焊接順序。重要部位焊接前進行焊接工藝試驗,找出最佳的焊接參數(shù),確保焊接質(zhì)量。焊縫嚴禁有裂紋、加渣、焊瘤、燒穿、針狀氣孔、咬邊過大、焊腳尺寸不足等缺陷。
5、 在施工中所有零件、部件及構(gòu)件應分類碼放整齊,并注意保護,母材外觀要嚴防電弧擦傷及不必要的損傷。連接板件裝配時要注意位置、角度、方向,焊后變形要及時調(diào)整矯正,板面要清理干凈,不得有銹跡、焊渣、油污等雜質(zhì)。吊運過程中應防止碰傷、變形和捆綁時勒傷。
6、嚴把檢驗關(guān),只有驗收合格的構(gòu)件才能出廠。
(十一)、鋼結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量驗收
1、標準:構(gòu)件驗收必須按照《鋼結(jié)構(gòu)施工驗收規(guī)范》GB50205-2001標準進行。
2、 制度:鋼結(jié)構(gòu)分公司質(zhì)量管理實行報驗制、質(zhì)量否決制、樣板驗收制、隨機抽查檢查制、工序交接
質(zhì)量檢查認可制、質(zhì)量獎懲制。
(十二)、檢驗程序
(1) 每道工序施工完在進行下一道工序之前必須由班組長進行自檢,填寫檢驗批記錄,向施工管理部質(zhì)量員提出進行下一道工序的申請;
(2) 施工管理部質(zhì)量員接到申請后必須在2小時內(nèi)對班組長提出的申請驗收的工序或構(gòu)件進行實物和資料的驗收;
(3) 如所驗收的工序或構(gòu)件符合要求,施工管理部質(zhì)檢員在申請單上簽字認可,可以進行下一道工序,每道工序的交接必須由交接雙方在交接檢查表上簽字;否則進行返工或修補;
(4) 當對構(gòu)件出廠之間經(jīng)施工管理部質(zhì)量員檢查合格后,向綜合管理部提交出廠申請表,由綜合管理部組織技術(shù)部、施工管理部對構(gòu)件進行實物和資料的檢查,合格后在申請單上簽字方可出廠,否則必須查找原因進行修改和后方可出廠。
(5) 對于施工構(gòu)成中所有出現(xiàn)的問題必須記錄問題原因和解決方法,積累經(jīng)驗,為以后施工提供寶貴的經(jīng)驗。
(十三)、安全要求
1、 使用各種加工機械,要嚴格遵守機械安全操作規(guī)程,嚴禁違章操作. 2、 現(xiàn)場內(nèi)使用電動工具及時用電設施,應有漏電保護裝置,防止觸電。 3、 氧氣瓶、乙炔瓶要分開放置不小于5米,并遠離明火不小于10米。 4、 起重作業(yè)前,起重人員應對繩索、卡具等進行檢查,合格后方可使用。
5、 塔吊作業(yè)時,司機和起重工應密切配合,嚴格遵守安全操作規(guī)程,嚴禁超載、斜拉。吊運構(gòu)件及時翻身應提前明鈴示警,并避開 作業(yè)人員。
6、 構(gòu)件運輸、翻身時應先確定方案,并經(jīng)安全、技術(shù)部門審核后,由專職指揮人員負責實施。
第三章、鋼結(jié)構(gòu)安裝施工方案
(一)、方案編制的依據(jù)
根據(jù)總包單位提供的有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)資料,按照國家有關(guān)規(guī)范及標準,結(jié)合本公司的實力與施工經(jīng)驗,進行本工程制作方案的編制。
(二)、機械設備一覽表
(三)、勞動力組織
吊裝工長:1人 電焊工:4人 技術(shù)員:1人
力工:4人 安全員:1人 起重工:2人 鉚 工:4人 測量工:1人
(四)、吊裝工藝流程
鋼柱 焊接 打磨
(五)、安裝要求:
1.安裝施工前,應詳閱全部施工圖,根據(jù)結(jié)構(gòu)特點,現(xiàn)場情況和施工能力制定一個包括施工方法、施工步驟、施工管理并能確保安裝質(zhì)量和安裝精度以及安裝安全的計劃,該計劃須經(jīng)施工監(jiān)理認可后方能施工,安裝單位應對運到現(xiàn)場的每一構(gòu)件進行檢查和驗收,確認符合質(zhì)量標準后方可安裝。
2.安裝施工前,應對已完成的結(jié)構(gòu)進行全面測量,并做好記錄,以確保鋼構(gòu)件層高、垂直度、水平平整度符合規(guī)范的要求。柱子垂直度的控制應由地面引出基準線避免誤差疊加,應小心仔細,以免損傷構(gòu)件。鋼構(gòu)件現(xiàn)場安裝時,應確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定并確保結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生永久變形。
3.安裝施工前,對基礎進行驗收,對于不合格的進行處理后方可進行吊裝。
4.復查埋件位置是否正確,將埋件表面砼鑿除。
(六)、鋼結(jié)構(gòu)安裝和校正
1、 鋼結(jié)構(gòu)安裝必須按本方案進行,并必須保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和不導致永久性變形。安裝前,
應按構(gòu)件明細表核對進場的構(gòu)件,清除構(gòu)件表面上的油污、泥沙和灰塵等雜物,安裝過2、鋼結(jié)構(gòu)安裝前應對建筑物和構(gòu)件的定位軸線、鋼結(jié)構(gòu)安裝前,
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應對鋼構(gòu)件的質(zhì)量進行檢查。構(gòu)件的變形、缺陷超出允許偏差時,應報監(jiān)理進行處理和校正。進行鋼構(gòu)件拼裝前,應清除飛邊、毛剌、焊接飛濺物,摩擦面應保持干燥、整潔,不得在雨中作業(yè)。
3、鋼結(jié)構(gòu)安裝時,對容易變形的鋼構(gòu)件應進行強度和穩(wěn)定性驗算,采取加固措施,鋼構(gòu)件安
裝就位后,應立即進行校正、固定。安裝完畢后的鋼構(gòu)件應形成穩(wěn)定的空間體系。
4、構(gòu)件安裝吊點必須經(jīng)計算確定,利用安裝好的鋼結(jié)構(gòu)吊裝其它構(gòu)件時,應進行驗算,采取
相應的措施,并應征得相關(guān)單位同意。
5、鋼結(jié)構(gòu)安裝校正時,應考慮風力、溫差、日照等外界環(huán)境和焊接變形等因素的影響,采取相應的調(diào)整。柱構(gòu)件的長度尺寸應包括焊接收縮余量和荷載使柱產(chǎn)生的壓縮變形值。
6、連接和固定:構(gòu)件的連接接頭,應經(jīng)檢查合格后方可緊固或焊接。
(七)、鋼構(gòu)件吊裝
1、柱鋼骨在加工廠分段加工。
2、吊裝前對鋼柱的標高、軸線位置、垂直度等進行復測,對于不合格的進行處理后方可進行
吊裝。
3、鋼構(gòu)件吊裝使用塔吊進行。對吊裝機具進行全面檢查,檢查認可后方可進行試吊。各鋼構(gòu)
件的單件重量詳見深化設計圖,根據(jù)現(xiàn)場塔吊的起重性能,使用塔吊均能直接吊裝到位。
4、中心線的調(diào)整主要是通過用水平靠尺(具有測水平和垂直的雙重功能)對準基礎中心線和柱子四面已分好的中心線,然后再進行反復調(diào)整。
5、柱子的垂直度控制
柱子垂直度的控制是使用直角交匯法,直角交匯法就是在相互垂直的方向上同時控制垂直度。具體做法是:在柱子兩個相互垂直的的軸線上安裝兩臺經(jīng)緯儀,各自瞄準柱底的中心線的標志,然后逐漸抬高望遠鏡,若軸線始終與各自的十字線重合,說明柱子的垂直度無偏,正工作。在完成校正工作后,才可澆灌混凝土。
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(八)、鋼結(jié)構(gòu)工程驗收
1、鋼結(jié)構(gòu)工程驗收應符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-200中的相關(guān)規(guī)定。
2、鋼結(jié)構(gòu)的驗收,可在鋼結(jié)構(gòu)的全部完成或分幾部分完成后進行。在每一個流水段一節(jié)柱的高度范圍內(nèi)全部構(gòu)件安裝、校正、焊接、栓接完成后并自檢合格后作隱檢工程驗收;全部鋼結(jié)構(gòu)安裝、校正、焊接、栓接完畢自檢合格后作鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的竣工驗收。
3、鋼構(gòu)件進場、出廠、工程驗收都應提交相應的資料。
4、設計要求的鋼結(jié)構(gòu)試驗報告、結(jié)構(gòu)安裝檢測記錄及安裝質(zhì)量評定資料。
5、其余焊接驗收參見制作驗收。
(九)、質(zhì)量管理點
鋼結(jié)構(gòu)的吊裝要符合施工驗收規(guī)范GB50205—2001規(guī)定。施工允許偏差控制在目標范圍之內(nèi),具體見下表:
鋼結(jié)構(gòu)安裝的允許偏差及檢驗方法
(十)、文明施工及安全技術(shù)措施
1、文明施工
1.1、遵守現(xiàn)場安全的各項管理規(guī)定,進入現(xiàn)場必須帶好安全帽,嚴禁吸煙。
1.2、構(gòu)件堆放、電焊機排列整齊有序,備用的氧氣、乙炔瓶放入專用籠子內(nèi),分開放置。
1.3、現(xiàn)場設置專職安全員、防火員、治保員。
1.4、保持現(xiàn)場衛(wèi)生。
1.5、現(xiàn)場所有施工人員服從指揮,言行文明。
2、安全技術(shù)措施
2.1、嚴格執(zhí)行各項安全管理制度和安全操作規(guī)程、標準、規(guī)范,并做好各項安全檢查防護措施,嚴格執(zhí)行安全用電的規(guī)定。
2.2、高空作業(yè)搭設安全腳手架、安全護欄和安全網(wǎng)進行防護,進入施工現(xiàn)場必須戴好安全帽,作業(yè)人員必須穿防滑鞋、系安全帶,凡不適合高空作業(yè)的人員,不得從事高空作業(yè)。
2.3、吊裝作業(yè)區(qū)應設警戒線,作時顯標志,并設有專人負責。吊裝工作嚴禁非施工人員進入或通過吊裝區(qū)域。
2.4、施工用機索具施工前由工長帶領(lǐng)有關(guān)人員進行檢驗,合格后方可使用。
2.5、四級風以上禁止作業(yè)。
2.6、吊裝作業(yè)人員作業(yè)中嚴格執(zhí)行《安全規(guī)程》中“十不吊”規(guī)定,吊裝前安全員應對作業(yè)人員應進行安全教育。
2.7、吊裝過程中,應待構(gòu)件就位后再上前操作,解開構(gòu)件的吊索時應將安全帶系在牢固處,防止空中墜落。
2.8、吊裝作業(yè)點距離高壓線不得小于2m 。距低壓線不得小于1m ,否則應采取措施后方可施工。
2.9、在同一垂直線上,嚴禁上、下同時施工。
2.10、高空作業(yè)中。各類工具、配件應裝入工具袋內(nèi),嚴禁亂扔、亂拋以防物體打擊。
2.11、構(gòu)件就位應平穩(wěn),避免振動和擺動,待構(gòu)件緊固后方可松開吊索具。
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2.12、施工用氧氣瓶、乙炔瓶,必須距明火10m 以上,2者相距10m 以外,避免曝曬、燒烤,搬動時禁止碰撞,以防發(fā)生火災。
2.13、在進行焊接作業(yè)時要對焊接部位采取圍護,防止火花飛濺。
2.14、現(xiàn)場構(gòu)件的搬運均采用人工,因此在進行搬運時,一定要口令統(tǒng)一,防止構(gòu)件砸傷施工人員。
2.15、主要構(gòu)件吊裝應盡量在上午進行,其他吊裝工作應盡量在白天進行,避免在夜間作業(yè),夜間作業(yè)必須具足夠可靠的照明。嚴禁在風力四級和四級以上進行吊裝,雨、雪天氣進行吊裝作業(yè)。
3、環(huán)境保護
3.1、在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中要減少構(gòu)件的的碰撞以施工噪音。
3.2、夜晚在進行焊接作業(yè)時,要采用圍擋,以防光污染。
3.3、采用環(huán)保油漆和焊條。
3.4、裝材料和用品要放入專門的庫房,專人保管,油桶等要及時回收。
3.5、運輸車輛出工地現(xiàn)場要進行清洗。
【關(guān)鍵詞】大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房
1、前言
鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是[1-5]:1)其施工周期短,機械化程度高。鋼構(gòu)件可在工廠制作,現(xiàn)場安裝,對周圍環(huán)境污染小,施工時機械化程度高。其次,鋼結(jié)構(gòu)本身可承受結(jié)構(gòu)荷載和施工荷載,節(jié)省模材,不但可降低成本,而且可大大加快施工進程,減少項目建設周期。2)符合環(huán)保要求,混凝土建筑不僅在建材生產(chǎn)過程中產(chǎn)生污染,而且在建筑工程中產(chǎn)生的建筑垃圾的污染也非常嚴重。據(jù)調(diào)查,鋼筋混凝土建筑在施工階段產(chǎn)生的固體建筑垃圾,不但對人體危害不淺,也造成大量的建筑垃圾負擔。
基于上述優(yōu)點,鋼結(jié)構(gòu)工程應用與工業(yè)廠房中也越來越多。本文主要以筆者工作經(jīng)驗為依據(jù),探討大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工方案。
2、工程概況
本工程位于攀枝花市米易縣白馬鎮(zhèn)彎丘彝族鄉(xiāng)黃龍村7社,為葛洲壩易普力股份有限公司混裝炸藥生產(chǎn)系統(tǒng)廠房。總建筑面積27972 m2平方米,建筑高度6米。建設單位為葛洲壩易普力四川爆破工程有限公司,設計單位為五洲工程設計研究院,鋼結(jié)構(gòu)施工單位為四川中船鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司。工業(yè)廠房里有部分鋼骨柱,主要以圓管柱和H型鋼梁為主,大部分鋼結(jié)構(gòu)分布于建筑物周邊,屋頂分布有桁架,最大跨度為30m,總用鋼量約為800t。鋼框架柱、型鋼梁、普通鋼桁架所用軋制型鋼、焊接H型鋼除圖別注明外均采用Q345B;鋼桁架及框支柱所用鋼材均采用Q345GJC、Q345GJC-Z15或Q345GJC-Z25,最大截面為1200×600×50×50的箱形柱,最大板厚為50mm。
圖1 項目施工圖
3、本工程具體施工過程
3.1 鋼結(jié)構(gòu)制作
十字柱和桁架的制作過程具體如下:1)十字轉(zhuǎn)箱形柱加工。此鋼柱由十字柱、箱形柱、牛腿等其它配件組成。然后分為兩次組裝。如圖2所示,第一步組裝,分別加工十字柱和箱形柱,其中箱形柱先加工為U形。第二步組裝,十字柱貫入箱形柱,貫入柱內(nèi)的主焊道采用特制長槍焊接,焊接完成所有焊縫后,將箱形截面蓋板完成。2)十字轉(zhuǎn)圓管柱加工此鋼柱。由十字柱、圓管柱、牛腿等其它配件組成,方法同十字轉(zhuǎn)箱形。3)桁架加工。桁架分為箱形上下弦+H形腹桿和H形上下弦+H形腹桿兩種形式,桿件最大截面為400*400*35,M軸桁架為轉(zhuǎn)換桁架,是桁架區(qū)的加工重點。
如圖2所示,加工桁架時,首先加工桁架的弦桿。然后腹桿加工:腹桿的腹板為異形板,采用數(shù)據(jù)火焰切割而成,翼緣板采用液壓機折彎。第三,桁架組裝:在鋼平臺上按1:1放樣,組裝桁架零部件。第四,桁架焊接:桁架組裝完成,固定牢固后,拆開后,進行焊接。第五,桁架預拼裝:焊接完成后,為保證現(xiàn)場對接精度,將整榀桁架在工廠進行預拼裝,對焊后變形進行修整、矯正。
圖2 十字柱與桁架加工圖
3.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝
如圖3所示,本工程鋼結(jié)構(gòu)安裝主要包含:鋼柱吊裝,柱腳灌漿,鋼筋與鋼柱連接施工,桁架安裝,鋼梁安裝,扭剪型高強螺栓終擰,柱對接安裝,鋼梯安裝,構(gòu)件測量校正,柱對接焊等幾個階段。
1)地腳螺栓的埋設精度對上部鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用,我公司采用法蘭盤固定,法蘭盤孔較地腳螺栓直徑僅大1mm,從而保證地腳螺栓定位精度。
2)超重鋼柱的分段是一大難點。鋼柱最重構(gòu)件分布于M/1、M/8軸的GKZ-3,截面為1200*600*50*50,單位重量為1.334t/m,若再加上加勁板和牛腿,按層分段單節(jié)柱最重將達到8.5t,而此處塔吊吊重分別為7.2t、6t,周邊也無法站立汽車吊。如圖4所示,通過與設計單位多次溝通,最終確定方案,減短鋼柱分段,M/8軸柱最小分段為2.2m,桁架與柱節(jié)點不設置牛腿,改為現(xiàn)場直接對焊。
3)另外一個難點是桁架安裝,桁架主要分布于屋頂,其中跨度最大達30m,重量最重達33t,桁架的安裝為本工程重點;焊接點多,焊接量大,焊接變形的控制。
桁架分段:因起重設備及運輸原因,構(gòu)件必須分段,綜合考慮,選用“高空原位拼裝”的方法安裝桁架,根據(jù)其重量,分為整榀分段和上下弦斷開分段兩種方式。桁架臨時支撐:臨時支撐體系通過通用有限元分析與設計軟件SAP2000全過程模擬計算分析,桁架設置8個支撐點,支撐柱采用Φ609x12的鋼管支撐,水平連桿桿采用等肢雙角鋼200x14,柱間支撐采用等邊肢角鋼125x8及雙槽鋼28a。支撐在結(jié)構(gòu)安裝完成后拆除。桁架安裝順序:根據(jù)結(jié)構(gòu)布置的桁架主次關(guān)系,按順序進行安裝。桁架支撐點設計:桁架與臨時支撐點間采用馬凳臨時支撐,馬凳上使用多種厚底的鋼板重疊,調(diào)整到設計標高,千斤頂輔助校正。
圖3 十字柱與桁架加工圖
圖4 超重段分段
4)第三個難點在于保證焊接質(zhì)量。如圖5所示,至少M、3、5軸桁架全部拼裝完成,并經(jīng)測量校正,形成固定框架后才能開始桁架的焊接以M軸桁架為例,桁架上下箱型主弦桿采用35mm、20mm厚鋼板,整體分為三段,且上下弦桿為斷開節(jié)點,累積焊接收縮量大,焊接后殘余應力大。按先焊收縮量大的焊縫的原則,先進行35mm板厚上下主弦桿的箱形梁焊接完成后,后進行腹桿及斜撐的焊接。H型腹桿及斜撐的焊接依照自中間向兩側(cè)擴展的順序跳躍焊接,每箱形主弦桿對接時為兩腹板同時對稱焊,兩翼板同時對稱焊,35mm板厚要分2次在腹與翼板間輪流施焊。每H型桿件為兩翼板先同時對稱焊,后焊腹板。焊接基本原則是:單個構(gòu)件同一軸線兩端不得同時焊接;腹桿的對稱截面立焊、橫焊縫需兩名焊工同時等速焊接;必須嚴格遵照多層多道焊原則施焊,嚴禁在起弧熄弧點不熄弧往復焊接板。考慮卸載時M軸下?lián)线^大,對結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)構(gòu)層M-K軸間的構(gòu)件,在首次卸載前不焊接,待首次卸載后,再焊接。
5)第四個難點在于桁架卸載[6-7]。本工程卸載分為兩次進行,首次是在桁架施工完成,且該區(qū)域砼樓板達到75%設計強度時進行。首次卸載完結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后,各支撐架再回頂,頂緊即可;第二次卸載是在整個廠房結(jié)構(gòu)施工完成后進行。結(jié)構(gòu)卸載前需做好胎架卸載及位移監(jiān)測的準備工作,要有計劃、有順序的做好胎架卸載施工。經(jīng)監(jiān)理驗收合格后,方能開始卸載。支撐胎架共計8個卸載點位,統(tǒng)一人力、物力,同步進行卸載,將單次卸載量分為1mm、2 mm、5 mm、5 mm、卸完四步。各點采用兩個50t千斤頂頂升,至馬凳有一定間隙時,去除馬凳上的鋼板,調(diào)整到每次卸載的行程,回縮千斤頂,循序漸進,直至卸裝完成。
圖5 桁架焊接順序
結(jié) 論
(1)大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房一直是鋼結(jié)構(gòu)施工的重點和難點,因而對于其施工方案的研究有重要意義。
(2)本文以易普力公司混裝炸藥生產(chǎn)系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)廠房工程為具體背景,從鋼結(jié)構(gòu)的制作,安裝過程兩大部分論述了大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工要點。
(3)大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工難點主要是桁架的安裝與焊接,由于跨度較大桁架中部往往產(chǎn)生較大的變形,本工程基于有限元軟件合理確定了8個支撐點,較好的完成了桁架的安裝。焊接質(zhì)量與焊接順序有直接關(guān)系,本工程確定了從兩端往中間焊,在卸載前M-K軸部分不焊接,首次卸載后在焊接的焊接順序,較好的保證了焊接質(zhì)量。
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(1)工程工作量大,現(xiàn)場安裝工期緊,組織協(xié)調(diào)工作要求強。本建筑物綜合面積大、局部存在多層結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)用量大、構(gòu)件形式多,現(xiàn)場安裝時間極為緊張,總工期只有7個月。這就要求在現(xiàn)場已有一定量的資源情況下,合理調(diào)配,統(tǒng)籌安排,建立高效的項目組織機構(gòu)。
(2)構(gòu)件體形大,須確保吊裝安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由于本工程許多鋼屋架梁跨度達到了27m,噸位重,無論是在制作過程中,還是現(xiàn)場安裝方式上,都與常規(guī)的鋼架有些不同,如何保證安裝及運輸過程中的穩(wěn)定性及安全性,也是本工程需要重點控制的問題。
2鋼結(jié)構(gòu)廠房施工方案
(1)螺栓的預埋和安裝
預埋螺栓安裝精度影響著整個鋼結(jié)構(gòu)工程的拼裝質(zhì)量,所以預埋件位置應給予嚴格控制。施工中嚴格控制基礎軸線位移在±2.0mm范圍內(nèi),預埋螺栓標高偏差控制在±5.0mm以內(nèi),埋設后要進行兩次復測。如果地腳螺栓預埋有困難,可以加工制作定位鋼板輔助螺栓定位。
(2)鋼柱安裝
鋼柱的吊裝采用單機旋轉(zhuǎn)法進行吊裝,第一條鋼柱起吊前,檢查鋼絲繩綁扎是否牢靠,包角是否松動。完成后汽車吊開始起鉤,當鋼柱離地面1m左右時停止起鉤,轉(zhuǎn)動吊車臂至基礎的正上方,慢慢下鉤至預埋件頂時,作業(yè)人員將柱底板孔對準預埋件,再慢慢下鉤。鋼柱就位后,擰緊螺母,拉設纜風繩,松鉤吊裝下一條鋼柱。起吊時應在柱腳下面放置墊木,以防止與地面發(fā)生摩擦,同時保證吊點、柱腳基礎同在起重機吊桿回旋的圓弧上。
(3)鋼梁安裝與吊裝
1)鋼梁應在平整的地面上拼成單榀。主梁拼裝在現(xiàn)場場地上進行,拼裝時鋼梁應立放,按照設計跨度拼裝支架及填木將鋼梁填起,同時也便于螺栓拼裝及起吊,鋼梁放置方向不符合拼裝的需要起吊翻邊。鋼梁拼裝時,先將端部鋼梁吊起立放于地面,另一端支于拼裝支架上按鋼梁坡度用填木填起,并打好斜撐以防鋼梁傾倒,然后按順序?qū)⒘硪桓摿旱跗鹁臀唬欢伺c前一根鋼梁連接,另一端用支架頂起。拼裝時先用鋼穿桿對準孔位,在連接處逐個從中心向四周穿入高強螺栓。初擰和終擰按緊固順序由螺栓群中心向外施擰,螺栓的緊固必須在24h內(nèi)完成。
2)鋼梁吊裝順序由建筑物的一端向另一端按軸線順序展開,先二層梁,后屋面梁,鋼梁就位前對應的鋼柱必須校正完畢(色括標高、位移、垂直度、扭轉(zhuǎn)),采用單榀吊裝,吊點采用兩點綁扎,防止鋼梁變形,綁扎點用軟材料墊至其中以防鋼構(gòu)件受損并保護鋼絲繩。起吊時先將鋼梁調(diào)離地面50cm左右,保持起吊狀態(tài)5min左右,鋼梁吊起后緩緩移動,用溜繩控制方向,直到鋼梁底板螺栓孔與柱頂預埋螺栓對準,將預埋螺栓穿入梁底板,待放置平穩(wěn)后,穿入螺栓墊板,用高強螺栓固定,同時進行垂直度校正,校正后完成高強螺栓初擰。在鋼梁的標高、軸線調(diào)整過程中,一定要保證已安裝好的構(gòu)件的整體安裝精度,嚴格控制吊裝順序。安裝處理螺栓孔偏差時,只能采用沖釘過孔和絞刀絞孔,嚴禁采用氣焊擴孔。
3)在拼裝與吊裝前,必須對鋼梁的吊點的安全性進行驗算,防止鋼梁變形和扭曲。為保證吊裝中不失穩(wěn),鋼梁吊裝設鐵扁擔,采用二點綁扎,為配合吊裝角度設鐵滑車控制鋼梁斜度。綁扎點及索具的長度應保證鋼梁吊裝的穩(wěn)定性,可采用試吊確定。鋼梁采用高空旋轉(zhuǎn)法吊裝并設牽引溜繩控制就位。
(4)高強螺栓安裝
1)高強螺栓副到貨后,應進行復檢,復檢按規(guī)范規(guī)定進行,合格后方可用于施工。
2)摩擦面的抗滑移系統(tǒng)數(shù)試驗,應按規(guī)定進行,在施工前完成。
3)加強高強度螺栓安裝要點:①對孔、穿孔、擴孔②穿入方向正確③螺栓緊固程度④緊固方法。
(5)焊接施工
本工程的鋼材厚度基本在20mm以內(nèi),因此本工程現(xiàn)場焊接采用半自動CO2焊和手工電弧焊,對于鋼梁及鋼梁與鋼柱對接處的坡口焊縫用半自動CO2焊,其他部位采用手工電弧焊。
3質(zhì)量檢驗與驗收
焊接完畢,及時清理焊縫表面的熔渣和兩側(cè)飛濺物,檢查焊縫表面的外觀質(zhì)量,委托第三方有檢測資質(zhì)的單位進行無損檢測。檢測前制定焊接檢測方案,并經(jīng)施工單位技術(shù)負責人和總監(jiān)理工程師審核批準后實施,然后按方案要求的比例進行超聲波檢測。二級焊縫的探傷比例為20%;一級焊縫的探傷比例為100%。
(1)外觀檢驗方法:觀察檢查或使用放大鏡、焊縫量規(guī)和鋼尺檢查,當存在疑義時,采用滲透或磁粉探傷檢查。
(2)無損探傷應在外觀檢查后進行,無損探傷方法采用超聲波,超聲波探傷不能對缺陷做出判斷時,應采用射線探傷。經(jīng)無損檢測確定焊縫內(nèi)部存在超標缺陷時應進行返修,返修使用與正式焊相同的焊接工藝進行焊接,返修后應進行復探。同一部位的返修次數(shù)不得多于兩次,如果多于兩次應制定專門的返修方案。
4結(jié)束語