大型客机研制保障条件建设项目综合保障设施行政办公楼项目 技术标
2.2、钢结构工程施工方案
2.2.1、工程概况
本工程总共两处结构属于金属结构工程,分别为:会议中心一层及屋面钢结构梁;屋顶造型钢结构网架,局部钢桁架。
⑴会议中心屋面钢结构概况
会议中心一层钢结构梁顶标高为5.880m,屋架跨度20.05m;屋面钢结构梁顶标高为10.30m,屋架最大跨度25.60m,最小跨度19.00m;结构均采用H型钢,规格有7种,分别为:GL1(主梁) H1000*400*16*30,1根;GL2(次梁) H500*300*10*16,3根;GL3(次梁) H300*200*8*12,2根;GL4(次梁) H250*175*7*11,5根;GL5(次梁) H150*100*6*9,1根;GL6(主梁) H1000*400*16*20,3根;GL7(主梁) H1200*500*25*16,5根,其中GL(1-5)为一层钢结构梁,G(6-7)为屋面钢结构梁,材质均为Q345B。
与混凝土柱的连接方式主要是预埋连接板,通过摩擦型高强螺栓连接。 ⑵屋面钢结构网架概况
根据招标文件要求:本工程屋顶造型采用钢结构网架,局部钢桁架,主要分3部分,第一部分为1#、2#、3#、4#出屋面部分;第二部分为5#、7#处屋面部分;第三部分为6#、8#出屋面部分,网架形式:正交正放网架,螺栓球节点、部分焊接球节点、桁架形式为矩形平行弦桁架。
本工程中采用结构混凝土柱支撑的正交正放焊接球钢网架结构体系,所有混凝土柱顶采用三向固定铰支座。网格尺寸不规则。网架两侧厚度2.1m,网架中间最大厚度4.4m,支撑形式为下弦多点支承,钢材质为Q345B。采用网架外侧包裹装饰铝板找坡,有组织排水。
2.2.2、关键技术及重难点分析
⑴本工程钢结构安装主要为高空作业,保障高空作业的安全是本工程结构安装过程中的重中之重,尤其是网架拼装主要在满堂脚手架及活动脚手架平台上进行操作,
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大型客机研制保障条件建设项目综合保障设施行政办公楼项目 技术标 对操作平台的安全质量检查至关重要。
对策:a、必须编制专项施工方案,经报审批准后方可实施;
b、设置沉降观测点,在满堂架比较密集的区域分别在四个角的位置设置沉降观测点,可用红色油漆标记,定期检查;
c、每周组织监理、业主及施工人员检查架体的稳定性,并做书面记录; d、操作平台上钢构件应分散堆放;
⑵根据本工程的建筑布局及屋面网架形式,本工程施工的重点及难点主要在会议中心屋顶上空的网架及桁架的安装。该区域施工场地狭小,对后期桁架的安装有很大的约束力,主要是限制了吊机的占位及吊机在桁架区域活动的范围。
对策:合理安排施工顺序。会议中心屋面钢结构梁应在屋顶网架安装前吊装完成并结构封顶,在屋顶局部位置(根据网架轮廓而定)搭设满堂脚手架,进行屋面网架的拼装,网架安装中,下图中云线内网架必须待桁架安装完毕后封闭。网架安装到位后开始组织桁架的吊装,桁架吊装采用150T吊机由中间向两边的顺序吊装,吊装完毕后再施工未封闭的网架。(注:现场一定要保证吊机的占位空间)
⑶本工程屋面部分网架呈空间曲线造型,屋面网架各杆件的空间位置需要精确定位。由于本工程中大部分采用螺栓球节点,为保证现场的顺利连接,加工精度要求高。
对策:
a、钢网架加工精度控制:制作精度主要控制螺栓球的精度。
b、钢网架安装精度控制:利用全站仪进行精确的定位测量,及时消除安装过程中形成的各项误差,减少累积误差。
⑷ 本工程屋面为空间网架,网架支座支承于混凝土柱柱顶,由于钢屋面安装时,下部土建结构施工已基本完成。网架安装拟采用散拼的安装思路。而不同分区网架下部条件不一,现场拼装工作量大,拼装精度要求高。
对策:
本工程屋面为网架结构,每个区域相互独立,故划分为两个施工区域。网架安装采用:屋面直接散拼,部分区域可屋面拼装,塔吊配合吊装(吊装重量应严格按照吊机的实际情况,不得超吊)。
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大型客机研制保障条件建设项目综合保障设施行政办公楼项目 技术标 ⑸各工况下跟踪测量控制难
由于施工过程中结构体系发生转化,因此,各施工工况下对屋面网架的位置和变形必须进行跟踪测量,施工时采取必要的措施,使变形在受控下完成,以保证整体造型和施工质量。
对策:
依据本工程的特点,建立起平面与高程测量控制网,利用我司先进的全站仪系统对各相关工序屋面网架的定位、变形进行监测与跟踪,从网架的拚装、砼柱定位的复测、网架的分块散装等网架各工况下的变形进行监测,并依据监测结果采取相应调整措施。
2.2.3、施工总体思路
根据本工程结构特征、现场的施工条件等,经过方案的综合比较,针对本工程工期紧、施工作业面大的特点,本工程总体施工技术路线确定为:分区施工,突出重点;区域组织,多点开花;流水作业、平行施工;屋面人工直接拼装;统筹管理,协调配合
质量工期,安全完成。
(1)分区施工,突出重点——施工部署
本工程根据单体平面布置,可分为2个区,其中3-8号办公楼为A区,会议中心及1-2号办公楼为B区,屋顶上方结构均采用螺栓球节点网架,结构形式为正放四角锥,施工工序较为复杂,所以应该作为施工中的重点。
(2)区域组织,多点开花——施工战略
本工程9个单体相对独立(具体分区参见施工部署),各单体均有充足的工作面,并且每个单体配置有塔吊,因此,为保证钢结构工期,将本工程钢结构屋面网架各单体同时投入资源,同时安装,尽快为其他专业上场提供条件。
(3)流水作业,平行施工——施工组织
为保证工期,各单体内的作业线必须同步推进,每条作业中的拼装、吊装、高强螺栓安装、涂装等工序必须形成流水作业。同时,钢结构与土建、暖通、水电等专业互为条件,也要形成流水作业。
(4)屋面人工直接拼装(或屋面小单元拼装再吊装)——屋面网架结构
我司在前期屋面网架安装操作平台(满堂脚手架)的搭设,已经满足了人员直接屋面拼装的需要,再有所有拼装材料均较轻,所以在网架的拼装上,可以采取脚手架滑移的方式进行安装,所有构件可以用塔吊直接吊至屋面分散堆放,以螺栓球为起点向四面滑移拼装。
(5)统筹管理,协调配合——施工管理
本工程施工作业面较大,施工操作人员、施工投入机械众多,因此,在施工中必须统筹计划,全面管理,统一协调,紧密配合。
(6)质量工期,安全完成——施工目标
按照业主提出的工期目标,合理、安全的组织现场施工,在要求的工期内圆满完成钢结构安装任务。 2.2.4、施工顺序
为保证工期要求,在屋面钢结构安装过程中,采取全面开花的原则,屋面结构封顶以后,立即组织人员进行网架的拼装,前期每个单体均为独立的施工区域,待满堂脚手架搭设到位后开始施工各单体之间的网架,B区为施工重点可参见2.4.2关键技术及重难点分析。
2.2.5、钢结构深化
合理安排工程深化设计人员的人数,使其分工合理,人尽其才,充分发挥每个设
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大型客机研制保障条件建设项目综合保障设施行政办公楼项目 技术标 计人员专业特长;及时了解工程进展动态,以便于及时调整深化设计的分工与人员数量,确保整个工程的顺利进行;做好各方面的协调工作,及时准确地了解原设计、施工现场等部门提出的有关设计的变化,及时的反应到深化设计成果中;
负责钢结构施工详图设计和相关专业设计配合;派驻加工厂、工地安装现场设计代表,参加与钢结构相关的设计联络会、技术协调会、技术交流会等;参与加工制作、焊接、安装等过程中出现的质量事故核查、鉴定,提供相应的技术处理方案建议等;
按经招标人批准的详图出图计划,按时提供施工详图(含安装详图图纸、杆件与节点的验收图及测量方法)以及相关技术文件;根据原设计人调整设计的内容进行相应的施工详图设计变更,参加工地安装验收等,配合招标人完成竣工图,竣工图应反映所有设计、制作和安装过程中所发生的修改;
严格遵守合同规定的其它有关深化设计的条款;
总之,无论在设计过程中,还是设计完成后,本公司设计部都会积极配合有关单位解决与详图设计相关的问题,提供与详图设计相关的技术支持;特别是在设计过程中,我们会与设计单位密切配合,解决好详图设计过程中遇到的所有问题,及时把设计变更内容反应到我们的作品中。设计完成后,我们将为加工和安装单位提供完善的技术服务与支持;紧密与业主和监理配合,及时解决施工中遇到的与详图设计相关的所有问题。
由于本工程结构较为复杂,深化设计难度较大,工期很紧,所以施工详图设计时,要求原设计单位尽可能地提供完整的设计资料:
由于本工程建设的重要性,施工详图设计过程显得至关重要,为此,在施工详图设计每个阶段过程中,要求原设计进行必要的施工技术交底、增加相互技术沟通,将所需的设计变更及时融入施工详图设计中。 2.2.6、钢结构加工制作方案 2.2.6.1、加工制作内容
本工程钢构件工厂加工主要包括焊接节点球、网架弦及H型钢杆等钢构件。主要加工工艺包括,钢材预处理、零部件放样、号料、切割下料、坡口加工、制孔、拼接及构件组装等。
2.2.6.2、钢结构加工制作总体工艺 2.2.6.2.1、螺栓球制作工序 ⑴螺栓球的工艺流程
圆钢加热 → 锻造毛坯 → 正火处理 → 加工定位螺纹孔及其平面→ 加工各螺纹孔及平面 → 打加工工号 → 打球号
为了保证加工质量和精度,将由专业厂家加工螺栓球毛坯并经正火处理、检验合格后方可进行下一道工序。
⑵定位孔螺纹孔及其平面的加工
位孔一般指与图纸给出的螺栓球放置状态下与图纸平面相垂直的孔。其余孔与该孔中心汇交于球心,在图纸平面内水平方向旋转一定角度,垂直该平面方向旋转一定角度。定位孔是确定螺栓球所有孔相对位置的基础和保障,因此要确保定位孔的精确度。
定位孔螺纹孔及其平面的加工主要分为四步:
①平面加工:采用普通外圆车刀,为保证加工质量,须根据切深不同分几次给至图纸给定深度。
②钻孔:采用固定在车床尾座上的锥柄麻花钻加工。 ③倒角:采用固定在车床尾座上的锪钻加工。
④内螺纹加工:采用固定在车床尾座上的丝锥加工。
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大型客机研制保障条件建设项目综合保障设施行政办公楼项目 技术标 以上四个步骤球坯均在车床上用三爪卡盘一次装卡,连续完成。 ⑶其它各孔及平面的加工
其它孔均为与定位在水平和垂直方向上成一定角度的孔。
因此只需将加工完定位孔的螺栓球利用定位孔定为装卡完毕后,相对定位孔轴线做水平及垂直方向旋转,即可对其进行加工。
其余孔的加工方法与定位孔加工的步骤基本相同,也分为平面加工,钻孔,倒角和内螺栓加工四个步骤。不同之处在于:
①其余孔加工时经初加工的球坯腰果定在车床上专用夹具(见下图)上,此时球坯可在夹具上水平与垂直方向任意角度旋转与固定。
②加工用的刀具均固定在车床的三爪卡盘上的专用刀座上
③每个其余孔旋转至指定位置装卡完毕后,连续完成上述四个步骤,然后旋转至下一孔位置,再重复上述四步,直至全部孔加工完毕方可将螺栓球卸下。
螺栓球专用卡具 ⑷打加工工号及球号
螺栓球加工完成之后,须立即打上加工工号及球号,以便追溯检查、修整及装配和安装。
依据施工区域的划分,对球进行不同色环的标识,同一区域的球按所在的行列线位置进行编号标识,编号标识与色环的色彩相同一,便于包装运输及安装的查找及对安装位置正确性的确认。
螺栓球标识详见“钢结构运输方案”中的2.4.7.2.1构件标识示意图。 2.2.6.2.2、网架杆件制作工序
网架杆件中钢管的加工,由我公司在钢结构加工厂内制作完成。为保证钢管加工尺寸精度,采用管子割断坡口机对钢管进行加工。钢管加工完毕并除锈后与经检验合格的端部零件(螺栓、锥头、封头、套筒)进行组装。
⑴材料检验
钢管材质为Q235B级钢,并符合《碳素结构钢》GB/T700-2006规定的Q235B高频焊管或20#无缝焊管。
焊接用的焊条、焊剂、焊丝和施工用的保护气体,必须符合图纸设计要求和《建
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