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1、 钢结构专项施工方案青岛李沧宝龙城市广场2-1#楼钢结构工程位于青岛市李沧区，本工程安全等级二级，设计使用年限50年，抗震设防类别乙类，设防烈度6度，场地类别II类，该钢结构工程主要分为三部分，由一个大采光天窗、六个小采光天窗和八个电梯井组成，其中大采光天窗结构体系采用倒三角形桁架，共分为八榀，最大跨度41.4米，最大柱距8.1米，该部分为工程难点，针对该工程的特点，为保证能按时保质保量地完成该工程，我们编制了详细的加工制作和现场安装施工方案。（一） 加工制作方案1、 大采光天窗部分（1）大天窗共分8榀，每榀长为41.4米，重量约为120吨，我公司采用三维建模软件对大天窗桁架进行深化设计，能达
2、到所建即所得的效果，建成的三维大天窗模型效果见图1。考虑到运输和现场的吊装，把每榀桁架分为三段，因考虑到桁架中间部位为主要受力区，该区域不设分段点，分段之后三段的重量分别为4.5吨、3.5吨、4.5吨，分段情况见图2；图1图2（2）因考虑到桁架自重，故每榀桁架在工厂加工时在保证总体弧长不变的前提下，实际加工的主弦管件比图纸尺寸预起拱100mm，桁架上其他构件按照图纸尺寸加工；（3）工厂加工时，在公司车间内1：1放样，制作加工制作卧式工装平台，将三根主弦杆件吊装至预定位置，先进行临时固定，然后将其他的各个连接杆件依次吊装就位，进行加固、焊接，基本成型的桁架见图3。在平台上分段部位处的构件要按照准
3、确位置一端焊接，另一端暂时用角钢与桁架主管连接加固，必须保证现场对接后定位准确；图3（4）考虑现场安装和理论上的实际尺寸有一定的偏差，E轴、P轴上的桁架下部立杆暂不加工，等现场安装就位后，测量实际尺寸后加工安装；（5）桁架的加工基本完成后，固定支座和滑动支座的加工成为本工程加工重点，固定支座和滑动支座的大样见图4和图5。固定支座 图4滑动支座 图5固定支座和滑动支座加工，严格按照图纸尺寸进行制作，重点控制构件的机加工精度，针对图纸深化过程中发现的问题，我们及时与设计联系沟通，及早发现并解决加工过程中的问题，以保证构件安装完成后滚轴能够自由滑动。为使现场桁架滑移方便，并控制安装精度，固定支座在车
4、间内一次焊接完成；滑移支座按照安装需要进行零件分散加工后仅进行组装检验，不实施焊接作业，滑动支座的零件现场安装就位后进行焊接；（6）为保证现场构件的安装精度，与桁架相连的各个零部件在公司制作胎具进行1：1放样加工，如檩托板定位必须精确，以确保现场安装时螺栓能够顺利穿过；（7）主桁架在工厂内立胎架进行整体加工制作，完成后再根据分段需要在相应部位断开，断开处加设临时安装耳板，分段节点处理方法见图6方便现场拼装；分段节点 图6（8）系杆、水平支撑等其它次构件按图纸要求进行加工。2、小采光天窗和电梯井（1）电梯井钢柱分两段加工，中间对接部位，腹板采用M16螺栓连接，翼板开坡口焊接；（2）其余钢柱、钢梁
5、按照图纸尺寸加工，精度符合设计及规范要求。（二）安装方案1、小采光天窗安装在基础混凝土强度达到设计值的80%后即可进行安装。小天窗共分六组，分别安装在D轴上的5-7，9-12，16-17，22-23，26-29，31-33轴之间，构件安装在21.6m的屋面上，小天窗屋架高度为3.853m，跨度7.6m，总重90t，单件重量约2t,连接方式为栓焊连接，主要安装流程如下：（1） 按照图纸尺寸放出钢柱位置中心线，核对预埋螺栓位置，如有误差提前修正；（2） 在小天窗洞口处用长8m的I字钢，间距4m,横向搭设脚手架，并铺设安全网；（3） 小天窗钢柱、钢梁吊运至屋面后，先进行拼装，拼装成门式钢架，然后利用
6、现场塔吊一起吊装，若塔吊无法使用，则钢柱、钢梁分别吊装，每完成一架后都要进行检查、校正；（4） 安装屋架的同时，进行屋架间钢梁的安装。 2、大采光天窗安装 大天窗长60m，宽45m,总重量约120t，主要由8榀倒三角型桁架以及屋面檩条、系杆组成，其中8榀桁架是安装难点，每榀桁架重约12.5t，两榀钢屋架加上、下弦支撑及檩条最大重量为30t。由于安装位置位于屋面中间部位，吊车难以在外围施工，而且施工现场的塔吊起重能力满足不了施工需要，根据现场的实际情况，我们公司采用了厂内分段加工，施工现场进行整体拼装后用滑动累计滑移法施工，安装工艺顺序图如下所示：大天窗安装施工成立专门的指挥控制小组，小组人员分
7、工见下表：序号姓名职责备注1项目经理，总体负责2安装负责人，滑移指挥3技术负责人，技术支持4施工员，过程监控5施工队长，安装实施具体施工过程为如下：（1） 对大天窗的基础轴线进行复测，检查预埋螺栓和抗剪槽的位置是否准确，将现场测量的预埋螺栓的尺寸位置传回公司，底座板的加工按照现场的实测尺寸进行加工；（2） 构件的运输进场，由于大天窗的桁架超宽、超长，运输桁架的车辆（17.5米长，3.8米宽）无法从君峰路门（西门）口进入，只能从九水路门（南门）口进入现场，然后西侧及北侧的道路绕行到2#塔吊的卸车位置， 在此路线上车辆的行走也极为困难，部分道路情况如下。考虑到目前施工现场还有大量的运输及混凝土浇筑
8、工作需要进行，经沟通，我公司计划将大型桁架的运输安排在夜间进行，卸车工作安排在早上进行，以减少因工作交叉造成的道占用及拥堵状况，使整个工程项目顺利推进。（3） 根据安装顺序，将E轴P轴的桁架依次命名为第1榀、第2榀第8榀桁架；桁架根据安装顺序分段运至现场2#塔吊西北侧位置，由于此部位的场地为斜坡道路，道路情况如在进行构件垂直吊装时需要将吊装设备的支设、吊装指挥、上下人员的配合等作为重点关注对象，配备专职起重工、信号工，整个过程由施工员、安全员全程监督，利用50吨汽车吊吊运至顶层屋面；西侧道路北侧道路（4） 桁架吊装到屋面后，桁架的屋面水平运输使用特制的平车，平车样品见图7； 平车样品 图7桁架
9、到达预定位置后，开始桁架的拼装。在屋面上搭设三个四柱吊装方架，用工字钢和角钢制作，每个门架高7.5m，净长3.2m，净宽2.0m，下面装四个行走车轮，可以自由移动，工字钢钢钢梁上方挂两个5t吊链滑子，吊重达到8t以上，可以将分段的桁架进行水平方向的自由移动，吊装门架加工图见图8、图9，吊装方架的计算书附后。在大天窗的北侧，搭设外挑平台，临时支架用脚手架钢管搭设，8.1米分段搭设，以方便现场灵活移动，在平台上铺设滑移轨道。 图8 图9（5） 现场安装采用滑动累积滑移法施工，为保证滑移过程的顺利进行，现场在17轴和22轴上连续铺设200mm高（含小车高度，小车高度约120mm）的型钢作为滑移轨道,
10、总高度高出预埋螺栓高度。H型钢与30mm厚的底座钢板焊接固定，轨道安装过程中要控制两轨道间距并保证轨道的顺直和平整度；（6） 利用上述工具在屋面上进行第1桁架的整体拼装，拼装过程借助现场的临时胎架，利用临时耳板把三段桁架组装成一体，精确测量校正整体桁架的弦长，在确保准确无误后，把对接部位进行焊接，焊接处加衬管，焊完后割去连接耳板，打磨光滑，补刷防腐油漆；（7） 组装完成第1榀桁架后，利用吊装工具将其吊运到3m高的大天窗基础梁上，并用钢索和支撑把桁架稳固牢固；桁架在外挑平台上的组装详见下图：按照上述步骤进行第2榀桁架的拼装，然后用吊装门架提升到大天窗基础梁持平高度，与第1榀桁架间隔8.1m，调整
11、两榀桁架空间位置，然后进行边桁架、檩条、系杆、水平支撑等构件的安装。桁架拼装长度测量，拼装长度控制的重点在拼装接头位置，测量时在接头两侧，通过钢尺测出接头两侧的腹杆间距，差值规范允许范围内后方可焊接。相邻桁架间距测量，第1榀、第2榀桁架拼装的同时，相邻桁架间的屋面支撑同时进行吊装，形成空间体系，保证桁架间距。第1榀、第2榀组装完成后利用安装在桁架底部的滑动小车进行桁架滑移，滑移小车滑移见图10；图10方案计算: 小车车轴尺寸要符合轨道的外型尺寸，并略大34cm，以减少滚动中的来回碰撞，小车的承重总量要大于屋架的重量，小车轴径的选取要满足剪应力要求：=NA 式中N-小车受压力； ，A-轴受剪投影
12、面积。经计算轴径应不小于30mm，为增加安全系数，采用35mm的轴径，这样小车轴可以满足剪切强度的要求。拉拽钢桁架绳索拉力为：（轮压15吨X滑动摩擦系数0.05）/cos=1吨悬臂钢筋混凝土柱进行保守简化计算其承载力如下：钢筋混凝土柱的截面规格为600X600,主受拉钢筋按照4根20二级钢筋,中性轴为中心线进行计算其最大抗弯承载力：Mmax=4X314mm2X310N/mm2X250mm=97.34KNMC30混凝土柱的抗弯承载力考虑其中性轴为中心线计算其抗弯承载力：Mmax =W=1.43 N/mm2X36000cm351.48KNM截面抗弯承载力：97.34+51.48=148.8KNM折
13、算成悬臂混凝土柱顶的抗拉力为：148.8 KNM/3M=49.6KN5吨作用于混凝土柱的拉力基本均分于8根混凝土柱,相当于每根混凝土柱受力为1/8=0.125吨计算其最大承载力与受力的比较关系为5吨0.125吨所以钢筋混凝土柱完全可以承受此牵引拉力。采用对钢桁架东西两端同时进行牵引滑移时，可以选用10t手扳葫芦两个，生根点为混凝土柱与混凝土粱交掖处。钢屋架在水平滑移时，要保证两小车之间的同步前进，两个手扳葫芦的不同步值不应大于50mm，牵引速度不宜大于1.0 mmin，要设专人监护，发现不同步现象要及时停车调整。（8） 重复上述步骤，直至8榀桁架全部滑移到位后，应先将钢桁架用若干个千斤顶顶起，
14、撤去滑移轨道，在降低钢屋架的高度至千斤顶的最小高度之前，应垫好垫铁，调整各个支座位置，利用千斤顶将桁架一步步安装就位，撤走千斤顶，再逐块的撤下垫铁，直至钢桁架降至安装标高。与预埋螺栓可靠连接，柱脚垫板四周围焊，螺母与柱脚垫板点焊，滑动支座部分现场调整好安装位置后，进行滑动支座滚轴的安装，再将滚动支座的其他零件定位、焊接。（9） 应急预案 本次滑移所使用的10吨手拉葫芦，滑移过程中如手拉葫芦损坏等故障或出现手拉葫芦不同步时，应及时将信息反馈到滑移指挥，由指挥下达命令全线停止滑移，待所有手拉葫芦完全正常工作或更换手拉葫芦后方可重新进行滑移工作。 轨道破坏应急预案以往工程中滑移轨道故障较多，主要因轨
15、道铺设造成，如轨道垫板间距过大，与滑移梁之间空隙太大，构件滑到此处时会造成轨道脆断。轨道铺设直线度太差，会造成构件挡板与轨道严重摩擦。现场如出现轨道断裂，将轨道断处临时焊接、磨平，继续滑移，滑移离开断接位置可更换轨道。如无法焊接，需千斤顶将此处桁件稍稍顶起，更换此根轨道。 自然环境影响应急预案雨天停止高空作业，大雨停止现场作业，如遇大风天气，停止滑移，同时张好抗风缆风绳。如遇台风天气，除张拉揽风绳外，还要用卡马板将所有桁架支座与轨道梁焊接牢固，并加强轨道梁的侧向连接。 意外事故应急预案施工人员熟悉施工程序的同时，技术交底、安全检查和必要的安全设施也是相当重要的。焊接、切割施工部位放置防火设施，
16、对施工人员教授必备的紧急救护措施。如遇紧急事故及时报警，并通报业主进行紧急处理。整个施工过程大约52天，第1榀与第2榀拼装、滑移10天，剩余桁架每7天完成1榀。工地安装分为四个小组，托运组对，每组6人，根据工程进度可随时进行调整。3、电梯井钢结构安装 电梯井共分八个，安装高度从-7.95m至22m不等，总重量约100t，连接方式为栓焊连接，主要安装程序如下：（1） 按照图纸尺寸放出钢柱中心线，核对预埋构件的位置和高度，如有误差提前修正，中心线定位后再核对各层混凝土梁和洞口是否有冲突，如有冲突，及时与总包方联系解决；（2） 根据施工需要，搭设施工平台；（3） 将钢柱运到指定的安装位置，利用倒链或
17、卷扬机将钢柱安装就位后，逐根进行校正，确认准确无误后进行钢梁的安装，并同时对螺栓进行紧固，钢柱和钢梁的安装过程中必须保证安装精度，而且要综合考虑整个电梯井的精度要求；（4） 随着安装高度的升高，安全措施必须到位，每安装完成一层都要设置安全网；（5） 整个电梯井安装完成后，再进行一次整体校正，在确保安装精度达到要求后，方可进行焊接；八个电梯井计划分两组人员进行安装，每组6人，7#、8#、13#、14#电梯井5天完成一部，9#-12#电梯井6天完成一部（三）安全保证措施1、安全文明施工(1)要在施工人员中树立安全第一的思想，认识到安全文明施工的重要性，作到每天班前检查、班后总结，所有施工人员，必须
18、严格遵守现场条令及我公司有关外场作业安全规章制度。(2)施工前逐级进行安全技术交底，其交底内容针对性要强，并做好记录，并明确安全责任制。(3)重视安全宣传，加强安全管理，以教育为主，以惩罚为辅来搞好安全。(4)在施工过程中，施工人员必须按施工方案的作业要求进行施工，如有特殊情况进行调整，则必须通过一定的程序以保证整个施工过程安全。(5)通讯工具专人保管，确保信号畅通。非电器人员不得私自动电，现场要配备标准配电盘，现场用电要设专职电工，电缆的敷设要符合有关标准规定。(6)加强雨季施工的防护措施，及时掌握气象资料，以便提前作好工作安排和采取预防措施，防止雨天对施工造成恶劣影响。(7)大风、大雨不得
19、从事露天高空作业，施工人员应注意防滑、防雨、防水及用电防护。(8)吊运设备和结构件要充分做好准备，有专人指挥操作，遵守吊运安全规定。(9)使用起重机应和司机密切配合，严格执行起重机械“十不吊”的规定。(10)高空作业点下地面不允许站人，并做好安全警戒措施，防止高空坠落事故。(11)施工用电、照明用电按规定分线路接线，对于绝缘保护层裸露的线要严禁使用。(12)各种施工材料要分类有序堆放整齐，对余料注意定期回收，对废料及时清理，定点设垃圾箱，保持施工现场的清洁整齐。(13)结构运输倒运必须绑扎牢固，堆放平稳牢靠，防变形，防坍塌倾倒。(14)夜间施工必须有足够照明，深坑作业地面应红灯示警。(16)在
20、施工现场平面布置和组织施工过程中严格执行国家、地区、行业和企业有关环保的法律法规和规章制度。(17)在屋面上施工时，应采用安全绳、安全网等安全措施。为保证施工过程的安全，在P轴N轴/17轴22轴区域张拉钢丝绳，悬挂安全网，并派专人在此区域巡逻、监督。 2 、 起重机械及索具工作前应严格按安全生产技术标准检查验收吊索具，符合本工程要求后方可使用。吊装构件之前，应查明构件重量和就位高度是否在起重机性能允许范围内，严禁违章作业。起重机行走时，道路要坚实、平整，严禁长距离运输。起吊重物离地面500mm时停止提升，检查物件的捆札牢固情况和构件的平直情况确认无误后，继续吊升。工作时升钩或吊杆要稳、避免紧急
21、刹车，起重物在高空时，严禁调整刹车。起重司机工作时应精神集中，服从信号工的指挥，停止作业时应关闭起动装置，吊钩不得悬挂物品。3、雨季施工措施1） 为确保雨季施工的正常进行，保证工程质量，本工程的各主要工序及对气候敏感的工序，应针对雨季施工的特点，编制相应的工艺措施，如防受潮或雨淋、防坍塌、防漏电触电、防滑等措施。2） 当雨季气候恶劣，不能满足工艺要求（如高强度螺栓）及不能保证安全施工时，应停止施工。此时，应注意保证作业面的安全，设置必要的临时紧固措施。3） 雨季施工，应保证施工人员防雨具的需要，尤其注意施工用电防护。降雨时，除特殊情况及特殊部位外，应停止高空作业，并将高空作业人员撤到安全地带，拉断电闸。4） 雨季施工应注意防止材料雨淋或受潮，室内仓库的地面应设防潮层。5） 做好场地周围防洪排水设施，疏通现场的排水沟道。6） 作好安全防护，雨后必须检查供电网路，防漏电、触电。电箱和焊接设备底部用木方垫高，垫高顶部要有防雨水措施，雨天应停止露天焊接作业。7） 各上人的马道必须绑扎防滑木条。
