1、- 1 -1. 编制依据1.1 业主提供某大学综合体育中心屋面钢结构工程施工图纸(GJS-0118、MJS-01 13)1.2 某大学综合体育中心工程施工组织设计和钢筋砼拱结构施工方案1.3 总包提供的施工总平面图及塔吊位置布置图。1.4 我国现行施工规程、规范，主要有：1.4. 1钢结构工程施工及验收规范 （GB50205-95 ）1.4.2建筑钢结构工程焊接规范 （GJG81-91）1.4.3钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 （JGJ82-91）1.4.4碳素结构钢 （GBT700-88 ）1.4.5钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 （GB/T3632 3633-1995）1.4.
2、6钢结构设计规范 （GBJ17-88）1.4.7焊接用钢丝 （GB1300-77 ）1.4.8建筑工程质量检验评定标准 （GBJ301-88）1.4.9建筑工程施工测量规程 （DBJ-01-21-95）1.4.10钢制压力容器超声波探伤标准 （GB11345-89 ）1.5 建筑分项工程工艺标准1.6 我公司提供的 H3.36B 塔吊性能表和 NK-800 型(加藤)汽车式起重机性能表、额定起重量表2.钢结构工程概况某大学综合体育中心屋盖呈近似橄榄形弧面拱顶,沿该体育中心长轴方向设有一对间距 18m 的钢筋砼拱梁,钢屋盖骨架系统布设于该对钢筋砼拱梁和两侧钢筋砼圈梁间。屋盖骨架系统由钢内拱桁架、
3、弓形空腹屋面钢梁及钢管檩条组成，其中钢内拱桁架弧长 74.36m，矢高约 9.3m，用钢管吊固组件与钢筋砼拱梁固定连接，弓形空腹屋面钢梁两肢分别与钢内拱桁架及钢筋砼圈梁铰接，弓形空腹屋面钢梁之间栓接钢管檩条。以此构成屋盖的空间曲面形状。沿钢内拱桁架下面和侧面各设置一道拱形马道，马道弧长 66.98m，下面悬吊风管。整个屋面系统钢结构重量约为 170t，钢马道约120t。3.施工部署3.1 组织机构本工程成立钢结构制作、安装项目经理部，钢结构制作经理部组织机构见附图 1，钢结构安装经理部组织机构见附图 2。3.2 施工队伍钢结构工程由中建二局三公司金属结构分公司承担钢构件的制作、安装工作。3.3
4、 钢构件的制作本工程钢构件制作确定在中建二局三公司（唐山基地）金属结构分公司厂内制作。运至现场安装。3.4 施工顺序：由 3 轴、12 轴分别向 7 轴及 8 轴方向南北对称同时进行安装。附图 33.5 施工进度计划 附图 43.6 施工用电由总包提供二台 90KVA 总电源配电箱，分别布置于体育馆东西两侧，各施工段用电由施工单位按三相五线制配电缆，设配电箱。4.质量安全目标承诺4.1 质量达到优良5.主要施工方法5.1. 钢结构的制作5.1.1 制作前的准备5.1.1.1 材料的质量控制1.材料的质量标准材料质量标准是用以衡量材料质量的尺度，不同的材料有不同的质量标准，根据不同的材料选用对-
5、 2 -应的质量标准来进行材料的质量验收和检验。（1） 钢材a.本工程所使用的钢材为 Q235B 钢，应符合现行国家标准碳素结构钢 （GBT700-88）的规定，所使用的带螺纹销钉及配套螺母、垫圈的材质为 40Cr。b.进厂钢材应附有钢材的质量证明书，各项指标应达到设计文件的要求。c.钢材表面质量除符合 a 条款中的标准外，尚应符合下列规定：当其表面有锈蚀、麻点、划伤、压痕，其深度不得大于该钢材厚度负偏差的 1/2。（2） 连接材料a. 本工程所使用的连接材料、焊条应符合国家现行标准碳钢焊条 （GB/T5117-95） 。b.用于本工程的所有连接材料均应附有合格的“产品质量证书” ，并符合设计
6、文件和国家标准的要求。c.所使用的焊条药皮不得脱落，焊芯不得生锈。d.高强度螺栓应符合（GB/T3632 3633-1995）标准要求，并且有出厂证明书。(实际施工采用的高强度螺栓的级别为 10.9 级)，使用前应按出厂批号分别堆放，并应在同批内配套使用，防止受潮、生锈、沾污和碰伤，同时应按（JGJ82-91）标准执行。（3） 涂装材料本工程所采用的涂装材料，屋面部分为环氧富锌底漆，马道部分主结构为环氧富锌底漆，其余部分为一般防锈漆。上述材料应具有出厂质量证明书和混合配料说明书，并符合国家现行有关标准和设计要求。2材料的质量检验（1） 用于本工程的材料由质检员对自行采购的材料和厂商提供的产品的
7、质量保证资料、试验报告等进行审核、取得认可方能使用。（2） 对进厂的材料要从品种、规格、标志、外形尺寸等按相关国家现行标准进行直观检查。（3） 对质量有疑义的钢材应抽样复检，抽样复检必须分批分规格按标准复检，复检合格后方可使用。3材料的管理a.加强对材料的质量控制：材料进厂必须按规定的技术条件进行检验，合格后方可使用。b.钢材应按种类、材质、规格等分类平整堆放，并作好标记、标识。c.焊材必须分类堆放，并有明显标志，不得混放，焊材库必须干燥、通风。d.对于油漆等属于时效性的物资，宜先进先用，注意时效管理。5.1.1.2 制作机械设备的准备针对制作各工序的特点，配置相应的设备及工装，如数控切割机、
8、摇臂钻床、预拼装工装等。5.1.1.3 检验、测量和试验设备的准备1 施工过程中所使用的计量器具，必须经计量法定单位验证合格，且在有效期内，以确保量值传递的统一、准确和可靠。1).采用经纬仪对制作或拼装平台进行测平。2).采用钢卷尺进行放样。3).采用超声波探伤仪进行焊缝检验。4).试验设备5.1.2 钢结构构造特点：1）钢屋面分部内容（1）钢内拱桁架a.拱本体 29910 钢管。b. 吊件 835、1025 钢管。c.连接方法:各构件间用 M1650 高强度螺栓（10.9 级）连接加焊接。（2）弓形空腹屋面钢梁a 按规格分见下表：构件编号 截面尺寸（mm）- 3 -LT-1、LT-1 （反）
9、 650270612LT-2、LT-2 （反）LT-3、LT-3 （反）750330820750330820LT-4、LT-4 （反）LT-5、LT-5 （反）85038010258503801025b 水平支撑：1335 钢管c 剪刀撑和下弦拉杆：25 圆钢（3）檩条：a 2033 钢管b 连接方法：各构件间以 M16 普通螺栓连接加焊接。2）钢马道（1）主拱架：20310 钢管180 槽钢、-12 钢板（2）吊杆：25 圆钢（3）栏杆：竖杆为1260 扁钢，扶手为 603.5 钢管，栏杆为 303 钢管。（4）踏步：16 圆钢，间距为 50mm。（5）吊杆与固定件连接方式：M22 高强度螺
10、栓（10.9 级）5.1.3 制作单元的划分考虑屋面系统结构特点及运输条件限制，在构件制作过程中需进行单元划分，具体划分为：1）钢内拱桁架：由于钢内拱弧长为 74.36m，制作时需分段进行，分段应遵循三个原则：（1）每段按实际长度尽量控制在 1011m 之间。（2）分段部位应与吊固点错开，错开量不小于 500mm。（3）根据塔吊起吊能力，钢内拱制作时分七段，运至现场分段进行安装。其分段编号为：GL-1-1、GL-I-1（反） 、GL-1-2 、 GL-1-2、 （反） 、GL-1-3、GL-1-3、 （反） 、GL-1-4 。2）弓式屋面钢梁：（1） 根据施工现场和长途运输条件，把 LT-4、
11、 LT-4（反） 、LT-5 、LT-5（反） 、LT-3 弓形屋面钢梁分为二段制作，运到施工现场组装成整榀，用 80 吨汽车吊安装。（2） LT-3（反）弓形屋面钢梁分二段制作，运到施工现场组装，用塔吊整榀安装。（3） LT-1、 LT-2、LT-1（反） 、LT-2（反）弓形屋面钢梁整榀制作，运到施工现场用塔吊安装。（4） 散件制作的构件：弓形屋面钢梁吊挂件、钢檩条、钢支撑、拉杆等。3）钢马道（1）主拱架分段制作，分段位置与图纸相同。制作时将两主拱管、槽钢、节点板组焊成各单元拱体，运至现场安装。（2）栏杆、吊杆、踏步等构件在厂内制作成单件构件，运至现场安装。5.1.4 弓形空腹屋面梁制作工
12、艺框图、钢内拱桁架制作工艺框图- 4 - 5 -弓形空腹屋面钢梁制作工艺框图平整翼缘板 腹板 端部铰接板 锚固板(拉固下拉杆)板材拼接点焊埋弧自动焊超声波探伤零件拼装半自动气割下料 半自动气割下料平直 平直制孔数控切割机下料腹板开坡口梁本体拼装梁本体焊接超声波探伤喷砂除锈涂装编号预拼装检验矫正碳刨清根消除缺陷碳刨清根消除缺陷耳板(连檩条)半成品出厂放样- 6 -钢内拱桁架制作工艺框图5.1.5 制作工艺说明5.1.5.1 弓形空腹屋面钢梁的制作1.放样锚固板碳刨清根消除缺陷放 样弯管下料 下料齐头 制孔组对焊接超声波探伤喷砂除锈涂装编号检验半成品出厂- 7 -分为以下步骤进行:a.厂内钢平台采
13、用水准仪进行测平并加以固定。b.用计算机绘制各拱梁上、下腹板轴线放样图，采用坐标放样法列出各样点的坐标值。c.根据放样图在钢平台上放出拱梁腹板轴线上的各点。d.用数控切割机制取 L=2500mm、=3mm 的钢样板。e.用覆盖过样法将钢样板的形状拓取到白铁皮或塑料板上，并以此样板作为放样板。f. 用放样板在钢平台上放出腹板的轴线，逐段放出拱梁上、下腹板的大样，并用腹板的内外弧检测样板对放出的实样进行检测。g.放样时留切割预留量 3mm，放样使用的量具必须经计量检验合格。2.下料翼缘板、腹板用数控切割机下料，其误差可控制在 0.5mm 内，需开坡口的部位在下料后进行，加工后坡口面的粗糙或槽痕应符
14、合(GB50205-95)规程的有关规定，一旦出现粗糙度或槽痕超过规定值，应加以修理打磨。隔板、节点板若有加工坡口的要求，也按上述方法进行加工。铰接板、锚固板、耳板用半自动切割机下料，下料后需对切割面进行打磨然后平直。3.板材的拼接翼缘板、腹板拼接时，其接头方式及接头布置应严格按照钢结构工程施工及规范（GB50205-95）的有关规定进行，拼接时采用埋弧自动焊，接头两端必须配置引弧板和引出板，其长度应150mm、宽度80mm；焊缝引出长度应80mm。选用的焊丝应与母材的强度相应配合，符合现行国家标准焊接用钢丝 （GB1300-77）的规定。4.板材的平直、检测下料前对板材（包括拼接的板材）须采
15、用平直机具预以整理、平直过程不得有损伤材质情况发生，对拼接板材的拼接焊缝应进行超声波探伤，对不合格的焊缝采用碳刨清根以消除缺陷。5 制孔采用摇臂钻床对板类构件进行钻孔。6.组装、焊接弓形空腹屋面钢梁的拼装是制作中的技术难点之一，为保证梁的拼装符合设计要求，要采取以下步骤：a.设计制作拼装工装，确保构件在拼装工装中定位准确可靠。 （见附图 5）b. 拼装前将梁的上、中、下翼缘板用卷板机进行加工，并用圆弧检测样板进行检测。c.拼装时定位焊缝长度可为 5080mm，间距为 500600mm。点焊高度不得超过设计焊缝高度的 1/2。d. 拼装顺序：中翼缘板定位、卡紧、点焊下腹板先后定位、卡紧、点焊焊接
16、定位隔板上腹板先后定位、卡紧、点焊下翼缘板定位、卡紧、点焊上翼缘板定位、卡紧、点焊e.拼装后用专用样板检查腹板，翼缘板定位尺寸。f.坡口两侧 3050mm 范围内的油漆、锈、氧化铁皮、油污等清除干净，并露出金属光泽。（2）焊接焊接采用手工焊，并通过焊接工装使焊接为船形焊接位置，以减少焊接变形量。焊接前要制定焊接工艺评定，并按工艺评定的结果执行。焊接时要采用合理的焊接顺序，焊接顺序的制定分二个方面：a. 梁的焊接顺序：按附图 6 所示的顺序进行，以防止梁产生下挠。b.腹板与翼缘板的焊接顺序：按附图 7 所示的顺序，即由中间向两端焊，采用分段退焊的方法，焊工要对称焊，同时采用相同的焊接规范和保持相
17、同的焊接速度。c.焊接前，将焊接区 60100mm 范围内的油、水清理干净，露出金属光泽。7.超声波探伤焊后对焊缝进行超声波探伤，按修复后达到合格。探伤前，探伤表面应打磨光洁，超声波探伤的一般程序：a.选定探伤仪、探头，明确探伤设备性能。b. 准备标准块或对比试块，指定试块。- 8 -c.选定测定范围。 （按国标GB50205-95 的规定及设计要求执行）d. 检验准备。e.仪器调整和校验。f.初始检验。g. 规定检验。h. 缺陷评定。i. 判定合格与否。j. 合格验收。8.矫正矫正采用冷矫正的方法进行，矫正时要注意缓慢加力。冷矫正和冷弯曲的最小曲率半径和最大弯曲矢高的允许值应符合国标GB50
18、205-95 附录 A 的规定。9.预拼装检验为确保制作精度在允许偏差内，制作完的弓形屋面梁应在厂内实施预拼装检验，预拼检验应符合下述要求：a. 零部件在预拼装前应矫正使变形量控制在偏差范围内，接触表面应无毛刺、污垢和杂物，以保证构件的组装紧密贴合，符合质量标准。b.组装时，应有适当的工具和设备如定位器、夹具、坚固的基础（或胎梁）以保证组装有足够的精度。c 预拼装的构件必须进行检查和确认，符合图纸尺寸，符合构件的精度要求。需预装 的相同构件按规格、型号进行检查。d 预装时，构件应在自由状态条件下进行，预装结果应符合钢结构施工及验收规范GB50205-95）规定，预拼装检查合格后，应根据预装结果
19、标注中心基准线等标记。10.喷砂、除锈制作完的构件采用喷砂除锈，除锈等级要求达到 Sa2.5 级。11.涂装按施工详图要求对构件表面涂刷 45 遍环氧富锌底漆，涂层厚度按国标GB50205-95的规定执行（涂层干漆膜总厚度 125m ） ，涂装表面质量均匀、无流挂、脏物粘附、漏涂等。附着良好，涂装后应在构件明显部位编号。5.1.5.2 钢内拱桁架的制作1.放样放样钢平台测平，根据施工详图的要求，采用坐标放样法逐段放出钢内拱实样，并根据实样制作成型样板用于检查曲线成型偏差。放样时留切割预留量 3mm，放样使用的量具须经计量检验合格。2.下料钢内拱采用管子坡口切割机分段下料。拱上锚固节点钢板采用气
20、割下料。3.弯管根据施工详图尺寸，确定钢内拱曲率半径等参数，采用高频弯管机弯制管节，并随时用样板检测。4.制孔采用摇臂钻床对板类构件进行钻孔。5.组对焊接对于单元钢内拱进行组装，组装接头的坡口、钝边、间隙等进行检查无误后，组装锚固节点板、衬管等零件，检验后施焊，焊接应严格遵循国家现行标准钢结构施工及验收规范 （GB50205-95）及建筑钢结构焊接规程 （JGJ81-91）的规定。钢内拱在现场高空组对时，在接头位置采用衬管连接。6.喷砂、除锈、涂装、超声波探伤等工序参照弓形空腹屋面梁的相应条款。5.1.6 构件运输(1)构件应有明显编号及标志，在运输过程中应采取有效措施保证构件不变形和防止碰撞
21、，构件的运输要求与构件的吊装密切配合，根据吊装进度及所需构件，发出构件进场时间表，要求在吊装的前一天，将构件运至安装现场交验，分批运到的构件，以货运单为依据，逐车- 9 -逐件的清点，构件验收以图纸和 GB50205-95 标准中有关规定为依据。（2）构件的配套供应构件必须按照现场安装流水顺序的需要配套供应，各种构件必须预定进场时间。(3)钢内拱桁架、弓形空腹屋面钢梁运输用 4 台 10t 东风半拖车负担，其它构件按吊装的顺序分批进场。装卸车时应采取可靠保护措施，防止漆面损伤。(4)钢构件进入施工现场后，按构件编号卸在拼装台旁进行组装后，用吊车倒运到吊装位置上。5.2 钢结构安装方法5.2.1
22、 主要构件重量一览表：名称 型号 数量 单件重量（吨） 单件长度 mLT-1 2LT-1（反） 2 0.605 5.13LT-2 2LT-2（反） 2 2.94 12.31LT-3 2LT-3（反） 2 4.68 17.95LT-4 2LT-4（反） 2 8.89 21.96LT-5 2弓形屋面梁LT-5（反） 2 9.84 24.02名 称 型 号 数量 单位重量 长度 分段数钢内拱曲梁 29910 2 71.29kg/m 74.36m 7钢马道曲梁 20310 8 47.59kg/m 66.98m 95.2.2 起重参数计算及吊车机械设备选择以 H3/36B 塔吊作为钢构件安装起重机械进行
23、参数计算。附表 15.2.2.1 弓形空腹屋面钢梁起重参数：LT-1、 LT-1（反） 、LT-2、L T-2（反）弓形屋面梁整榀制作、运输，用塔吊安装； LT-3、LT-3（反）弓形屋面梁分两段制作、运输，在现场组装成整榀，LT-3（反）用塔吊安装；LT3 用 80 吨汽车吊安装；LT-4、LT-4 （反） 、LT-5、LT-5（反）弓形屋面梁分两段制作、运输，在现场组装成整榀，用 80 吨汽车吊安装。LT-2 梁 起重量：Qmax=2.94t+0.1t （索具）=3.04t回转半径：R=53mLT-3 梁 起重量：Qmax=4.68 t +0.1t（索具）=4.78t回转半径：R=56mL
24、T-4 梁 起重量：Qmax=8.89 t +0.1T（索具）=8.99t回转半径：R=60m- 10 -LT-5 梁 起重量：Qmax=9.84 t +0.1t（索具）=9.94t回转半径：R=60m5.2.2.2 钢内拱桁架曲梁和钢马道曲梁起重参数：（1） 钢内拱曲梁分七段：74.36m/771.27kg/m+100kg（索具）=857kg（2）钢马道曲梁分九段：66.98m/947.59kg/m+100 kg（索具）=454kg5.2.2.3 吊车机械设备选择根据以上理论参数计算，结合 H3/36B（L=60m ）两台塔吊性能，得出钢构件安装工作参数，见下表：理论参数 H3/36B 塔吊
25、起重参数序号 构件名称 起重量 （ t） 幅度（m ） 起重量 （ t） 幅度（ m）1 钢内拱曲梁 1.43 60 3 602 钢马道曲梁 0.897 60 3 3LT-1 0.705 43 5.4 45LT-1(反) 0.705 25 5.4 45LT-2 3.04 54 3.8 55LT-2(反) 3.04 35 3.8 55LT-3 4.78 55 3.8 55LT-3(反) 4.78 40 5.5 42LT-4 8.99 58 3.0 59LT-4(反) 8.99 43 5.0 45LT-5 9.94 56 3.5 563弓形空腹屋面钢梁LT-5(反) 9.94 56 3.5 56注
26、：为超重构件从钢构件安装工作参数表中可看出：除 LT-3、LT-4 、LT-4(反)、LT-5、LT-5( 反)弓形空腹屋面梁重量大于塔吊起重量外，其它构件用塔吊安装均能满足要求。LT-3、LT-4、LT-4(反)、LT-5、LT-5( 反)弓形空腹屋面梁采用 80t 汽车吊进入场馆内进行吊装。80t 汽车吊安装性能参数 见附表 2。5.2.3 钢内拱安装5.2.3.1 安装顺序钢筋砼拱梁吊架搭设预埋件检查、处理、放线钢内拱桁架连接件安装钢内拱安装、校正钢内拱桁架腹杆安装高强度螺栓初拧、终拧5.2.3.2 安装方法（1）钢内拱桁架采取高空散件安装。（2）安装前，搭设供钢内拱安装使用的脚手吊架及
27、操作平台，操作平台上要求满铺脚手板，设置安全栏杆。（3）脚手架操作平台搭设好后，在钢筋砼拱梁顶中心用经纬仪穿出一条中心线，放出钢筋砼拱梁底中心线。以钢筋砼拱梁底中心线为基线放出腹杆安装中心线位置，弹出腹杆与混凝土大梁连接板的中心线,检查埋件偏移情况，误差较大的必须进行处理。处理方法是：以连接板的中心线为基准，实测螺栓到连接板中心线的实际距离，绘图编号。按实测数据钻孔。（4）用水准仪实测每个埋件的标高。方法是用钢尺侧挂在埋件中心线上，通过水准仪复测埋件标高，误差用腹杆调整。（5）根据钢内拱桁架安装位置图，先将钢内拱曲梁按安装分段图，用塔吊吊至脚手架操作平台侧面，用手拉葫芦平移到位，然后将各段钢内拱曲梁拼接成整榀，用手拉葫芦校正。（6）钢内拱曲梁校正、焊接完，实测曲梁到埋件的距离，腹杆按实测尺寸下料、安装。（7）高强度螺栓初拧、终拧。（8）涂装5.2.4 弓形屋面梁安装5.2.4.1 弓形屋面梁的现场拼装
