建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工方案

第第頁(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工方案3.6.1技術(shù)難點(diǎn)由于結(jié)構(gòu)全部為鋼管相貫焊接，對(duì)構(gòu)件制作精度要求非常高。為達(dá)到制作的精度要求,經(jīng)過技術(shù)論證，主要的技術(shù)難點(diǎn)是：（1）控制尺寸精度：這個(gè)問題貫穿于施工全過程，包括放樣、下料、組對(duì)、焊接等各道工序。（2）控制焊接收縮和焊接變形：焊接（管件）長(zhǎng)度方向收縮；焊接應(yīng)力引起的各類變形，包括線變形和彎曲變形。（3）鋼管腹桿的相貫線加工。（4）主桁架曲率控制。（5）構(gòu)件長(zhǎng)度大，安裝精度要求高。（6）高空施工作業(yè)量大。3.6.2 鋼結(jié)構(gòu)制作該工程鋼結(jié)構(gòu)包括弧形桁架（TRB）、彩光頂桁架（XTRB）、CTR及管式支撐系統(tǒng)制作，其制作主要工序?yàn)榉艠印⑾铝?、組對(duì)、焊接。施工時(shí)重點(diǎn)是保證桁架主管成型及主管與支管重心匯交于一點(diǎn)共同工作。針對(duì)該工程施工難點(diǎn)及重點(diǎn)，我們采用現(xiàn)場(chǎng)整榀制作方法。弦管接頭處采用襯管（長(zhǎng)100mm），即起到加強(qiáng)作用，又起到傳力作用。接頭位置設(shè)在同一根腹桿兩側(cè)，且錯(cuò)開1.5m。各工序施工方法及措施如下：對(duì)于進(jìn)場(chǎng)材料應(yīng)進(jìn)行二次復(fù)驗(yàn)，經(jīng)二次復(fù)驗(yàn)合格后，方可投入工程使用，材料的二次復(fù)驗(yàn)，按國(guó)家有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。（1）放樣所有構(gòu)件在制作平臺(tái)上按正面投影幾何原理以1∶1放大樣，弧線采用精密的全站儀進(jìn)行放樣，腹桿采用鋼尺放樣，標(biāo)高采用技術(shù)監(jiān)督局檢驗(yàn)過的鋼尺結(jié)合拉力儀放樣，根據(jù)圖紙?jiān)攬D放出所需要的大樣，使之在鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范允許范圍內(nèi)。（2）腹桿的定位所用鋼尺須經(jīng)精密校驗(yàn)，因50m鋼尺出廠時(shí)誤差為±10mm均在合格范圍內(nèi)，但用于本工程鋼結(jié)構(gòu)制作是無(wú)法保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精度的。在用鋼尺進(jìn)行精密測(cè)量時(shí)，可根據(jù)校驗(yàn)時(shí)給定的每把鋼尺的改正方程式和溫度進(jìn)行修正。鋼管相貫線加工是施工的難點(diǎn)，對(duì)于尺寸易測(cè)易算的相貫線，我們采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，可確定加工精度。對(duì)于特殊相貫線，可采用手工加工，并用人工修正尺寸及坡口，同樣可滿足工程需要。（3）下料下料前對(duì)鋼管進(jìn)行檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)變形立即進(jìn)行校正，以冷校為主，輔以熱校正。下料時(shí)，由于受溫度、焊接工藝、焊縫形式等諸多因素影響，管件下料時(shí)應(yīng)考慮焊接收縮量及焊接間隙的數(shù)值，并在下料長(zhǎng)度上予以考慮。為保證構(gòu)件制作精度，需精確地預(yù)留焊接收縮余量，本工程各種規(guī)格桿件每個(gè)焊口預(yù)留焊接收縮量見表3-6。表3-6焊口預(yù)留收縮量表序號(hào)規(guī)格每個(gè)焊口預(yù)留收縮量（mm）1φ114×4.02.02φ152×8.02.53φ203×103.04φ245×124.05φ245×144.0同時(shí)為保證焊接質(zhì)量，應(yīng)預(yù)留焊接間隙，焊接間隙基本上等于焊接收縮量。（4）彎管成型主桁架的弦桿，各彎曲弧度幾乎各不相同，為使鋼管便于運(yùn)輸，我們?cè)诓少?gòu)鋼管時(shí)與鋼管生產(chǎn)廠家聯(lián)系，在加工鋼管的同時(shí)將各種鋼管的弧度直接加工成型，運(yùn)至結(jié)構(gòu)廠。這樣解決了手工彎管的誤差，同時(shí)加快了施工進(jìn)度，保證了工程質(zhì)量。分段彎管、直桿編號(hào)因?yàn)殍旒茕摴軛U件均超過25m，最長(zhǎng)達(dá)45.266m，大部分桁架弦管由3段或4段鋼管焊成，采用分段各自按彎曲弧度加工。同一桿件各段鋼管須進(jìn)行編號(hào)，在兩段管間加100mm長(zhǎng)襯管，并進(jìn)行等強(qiáng)度坡口對(duì)焊。每段按彎曲弧度加工的鋼管，應(yīng)逐一與相應(yīng)的樣桿進(jìn)行對(duì)照，同時(shí)要依次與平臺(tái)上彎曲弧度的大樣進(jìn)行核對(duì)，合格后方可進(jìn)入下道工序。為加快剛架的組對(duì)速度、組對(duì)的質(zhì)量所有的桿件必須具有中心線。以及桿件編號(hào)的準(zhǔn)確性。放樣及下料所用的鋼尺必須統(tǒng)一度量衡，（5）組對(duì)主桁架組對(duì)時(shí)在剛架平臺(tái)上進(jìn)行，各段臨時(shí)連接。組裝平臺(tái)按最長(zhǎng)和最寬桁架進(jìn)行鋪設(shè)、抄平，平臺(tái)頂面距地面500mm高，在平臺(tái)上按剛架的弧形半徑號(hào)出內(nèi)外弦桿的形心線，同時(shí)再作出內(nèi)外弦桿的外徑，根據(jù)內(nèi)外弦桿外皮沿其曲率制作出固定桿，固定桿采用-20×200×150鋼板進(jìn)行定位。再將剛架內(nèi)外弦桿擺放在組裝剛架上，根據(jù)桿件的長(zhǎng)度、位置用夾具作臨時(shí)固定，并在其內(nèi)外弦桿上用鋼尺號(hào)出各弦桿的匯交形心線。根據(jù)內(nèi)外弦桿的形心線測(cè)量出腹桿的長(zhǎng)度，采用數(shù)控相貫切割機(jī)進(jìn)行各腹桿的號(hào)料、下料。腹桿組對(duì)時(shí)應(yīng)按相應(yīng)的位置進(jìn)行安裝，就位后的桿件應(yīng)先采用四點(diǎn)對(duì)稱點(diǎn)焊，待整榀剛架全部臨時(shí)固定后進(jìn)行焊接，避免強(qiáng)行組對(duì)。（6）焊接焊工必須持證上崗，并經(jīng)實(shí)際考核合格后方可施焊。選用設(shè)計(jì)要求的焊接材料，并嚴(yán)格按焊接工藝進(jìn)行施焊。在鋼結(jié)構(gòu)焊接前，必須根據(jù)擬定的焊接指導(dǎo)書和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、施焊試件、檢驗(yàn)試件和試樣測(cè)定焊接接頭是否具有所要求的使用性能，提出焊接工藝評(píng)定報(bào)告，從而驗(yàn)證施焊過程中擬定的焊接工藝的正確性。同時(shí)把修訂后的焊接工藝指導(dǎo)書報(bào)送給監(jiān)理、設(shè)計(jì)院、建設(shè)單位，得到四方共同認(rèn)可后，進(jìn)行批量焊接。在鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中，桿件的焊縫熱影響區(qū)，由于不斷受到焊接熱循環(huán)的作用，在焊件內(nèi)部產(chǎn)生焊接應(yīng)力和焊接變形。由于本工程鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件部分為弧線尺寸，且整體為封閉式，任何微小變形都可能影響安裝質(zhì)量和弧形外觀曲面，故應(yīng)采取有效措施防止焊接變形和減小焊接應(yīng)力。主要采取如下措施：對(duì)稱施焊，同時(shí)焊接。鋼桁架采取平面組對(duì)，立起焊接，以防止側(cè)彎。上弦節(jié)點(diǎn)先向下放置，多人同時(shí)焊接，然后翻轉(zhuǎn)再焊接下弦節(jié)點(diǎn)。（7）探傷鋼桁架焊接在設(shè)計(jì)上沒有明確焊縫的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，我施工單方根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定，主桁架對(duì)接口定為二級(jí)焊縫，進(jìn)行100%超聲波無(wú)損探傷；其它焊縫定為二級(jí)，且檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)由原來(lái)的20%超聲波無(wú)損探傷增加為40%無(wú)損探傷。（8）除銹鋼構(gòu)件在下料完成后，構(gòu)件表面進(jìn)行角磨機(jī)除銹，將構(gòu)件表面的浮銹全部除凈。（9）涂裝防腐做法，根據(jù)建設(shè)單位的要求鋼結(jié)構(gòu)的底漆采用環(huán)氧復(fù)鋅底漆兩遍。為保證焊接質(zhì)量涂裝時(shí)先將焊接位置留出100mm焊口，待焊接后在涂裝。為了消除節(jié)點(diǎn)焊接應(yīng)力，采取以下保證措施：

避免強(qiáng)力組對(duì)。

在保證焊透及熔化深度的前提下采用多層多道焊，小的焊接規(guī)范參數(shù)，避免輸入過大的焊接線能量。每層焊后，采用圓頭小錘均勻錘擊焊縫，以消除焊接應(yīng)力。焊后，在鋼管桁架節(jié)點(diǎn)采用氧乙炔焰加熱，保溫帶覆蓋，使鋼管桁架節(jié)點(diǎn)焊縫局部退火，以消除焊接應(yīng)力。3.6.3鋼結(jié)構(gòu)安裝施工措施（1）桁架安裝1）施工方案選擇本著以吊裝的穩(wěn)定性好，最大限度地保證鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定和安全，減少高空作業(yè)量，降低成本，可操作的原則，經(jīng)過可靠技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，選用45t汽車吊50t履帶式起重機(jī)和70t汽車吊在跨內(nèi)兩臺(tái)吊車為主要機(jī)械，25t汽車吊為輔吊，進(jìn)行主桁架和采光頂鋼桁架分別吊裝的施工方案。2）機(jī)具選擇根據(jù)鋼構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、重量及特殊的幾何外形和安裝高度等條件，選擇日產(chǎn)45t汽車吊、50t履帶式起重機(jī)和日產(chǎn)70t汽車吊進(jìn)行鋼桁架安裝，25t吊車配合安裝，28t履帶式起重機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)倒運(yùn)、拼裝，1臺(tái)50t履帶吊為構(gòu)件運(yùn)輸設(shè)備。電焊機(jī)選用直流焊機(jī)24臺(tái)及CO2氣體保護(hù)焊機(jī)共2臺(tái)。（2）施工順序從B1軸開始向B11軸依次安裝?；偧懿捎镁C合吊裝方法。第一榀剛架就位后，采用全站儀進(jìn)行效正合格，拉緊7道攬風(fēng)繩，且增加一根支柱作為臨時(shí)固定，（攬風(fēng)繩及支柱布置位置詳見剛架臨時(shí)定位圖）第二榀就位后同第一榀剛架效正和臨時(shí)固定。安裝HL及XG，B1軸到B11軸內(nèi)15榀桁架將先安裝主桁架，然后安裝HL及XG，待屋面達(dá)到安裝條件后，安裝順序改為安裝剛架--→安裝采光頂鋼桁架--→安裝HL及XG--→安裝CTR剛架→側(cè)墻環(huán)梁、XG。（3）施工方法1）主桁架現(xiàn)場(chǎng)制作、拼裝平臺(tái)設(shè)置：在現(xiàn)場(chǎng)距建筑物較近且地勢(shì)平坦開闊位置設(shè)拼裝平臺(tái)，平臺(tái)按桁架曲率每間隔3m澆筑200mm×500mm×3000mm混凝土梁作平臺(tái)梁，且在平臺(tái)梁預(yù)留埋件。在平臺(tái)梁預(yù)留埋件上焊接道軌作為剛架支點(diǎn)2）由于主桁架比較長(zhǎng)，且側(cè)向剛度不好，主桁架的翻身、起吊采用70t吊車和50t吊車主吊，25t吊車輔吊，進(jìn)行整榀跨內(nèi)吊裝。吊點(diǎn)位置見剛架吊裝示意圖。當(dāng)主桁架吊至垂直時(shí)，25t吊車脫鉤。根據(jù)主桁架安裝高度及外形特點(diǎn)，50t吊車吊點(diǎn)設(shè)在主桁架2/3高度處，四點(diǎn)滑輪綁扎，吊索采用φ21.5。雙機(jī)同時(shí)起吊，當(dāng)起吊4m高時(shí)主吊吊車?yán)^續(xù)起吊，輔吊吊車轉(zhuǎn)桿，且緩慢回鉤，使剛架處于垂直狀態(tài)，70t吊車將剛架進(jìn)行就位。3）由于施工條件限制，采光頂桁架不能和主桁架同時(shí)安裝，這樣主桁架處于不穩(wěn)定狀態(tài)。為了不影響下一榀桁架安裝，保證施工進(jìn)度，將對(duì)主桁架進(jìn)行臨時(shí)固定。垂直方向采用龍門架柱支頂和千斤頂，側(cè)面方向采用纜風(fēng)繩進(jìn)行拉結(jié)。具體方法為，支頂點(diǎn)選在主桁架下弦鋼球下面第一節(jié)點(diǎn)處，支頂桿件為龍門架柱支頂和千斤頂。外弦正面采用三道φ21.5鋼絲繩作為纜風(fēng)繩進(jìn)行固定，側(cè)面采用二道φ21.5鋼絲繩作纜風(fēng)繩進(jìn)行固定，為保證剛架的安裝精度，在安裝時(shí)采用具有高精度的全站儀進(jìn)行全方位定點(diǎn)抄測(cè)，經(jīng)抄測(cè)合格后進(jìn)行固定。固定后的剛必須進(jìn)行復(fù)測(cè)，待采光頂桁架安裝后整纜風(fēng)繩，使主桁架和采光頂桁架安裝就位。4）采光頂鋼桁架吊裝，采用45t吊車在主桁架跨內(nèi)進(jìn)行吊裝，根據(jù)采光頂鋼桁架安裝位置，吊索采用經(jīng)計(jì)算的不等長(zhǎng)綁扎吊索起吊后和主桁架進(jìn)行拼接，就位后進(jìn)行軸線標(biāo)高垂直度檢測(cè)，無(wú)誤后進(jìn)行焊接。5）7.4m標(biāo)高出的剛架安裝，剛架安裝前，在7.4m處制作以一鋼支架，支架的上平面位置應(yīng)根據(jù)剛架所在的弧墻位置進(jìn)行確定。標(biāo)高采用經(jīng)緯儀進(jìn)行抄測(cè)，先安裝剛架環(huán)梁-→剛架吊裝就位后，安裝采光頂桁架，再安裝7.4m柱高處其它環(huán)梁，然后由上至下安裝環(huán)梁及系桿。6）環(huán)桁架安裝環(huán)桁架安裝采用高空散拼法進(jìn)行安裝，按標(biāo)高從高到低的順序進(jìn)行。為了減少高空焊接難度，保證焊接質(zhì)量，加快施工速度，12m標(biāo)高以下環(huán)桁架安裝采用每四榀循環(huán)搭設(shè)雙排腳手架來(lái)完成。12m標(biāo)高以上根據(jù)弧形鋼桁架外觀幾何特性及材料外形特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制造了滑動(dòng)焊接平臺(tái)，利用平臺(tái)安裝。平臺(tái)主要利用主桁架四根鋼管的曲面為附著面，與桁架弦桿接觸處采用滑動(dòng)控制主滾輪和附著滑輪，來(lái)保證平臺(tái)自由升降，安裝平臺(tái)懸掛在主桁架弦桿和腹桿處，借助手扳葫蘆來(lái)把平臺(tái)和懸掛點(diǎn)連接在一起，扳動(dòng)手扳葫蘆可自由升降，實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)高位置環(huán)桁架的安裝。主滾輪控制安裝平臺(tái)在兩桁架弦桿間高度方向自由滑動(dòng)，附著滾輪控制安裝平臺(tái)緊密接觸在桁架主弦桿上，使安裝平臺(tái)不能脫離主弦桿，從而固定住安裝平臺(tái)，給操作者創(chuàng)造出施工工作面，從而保證焊接質(zhì)量。（4）臨時(shí)固定措施由于剛架的安裝時(shí)與使用時(shí)的受力不同產(chǎn)生了水平推力，水平推力計(jì)算如