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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流连体钢结构安装方案.精品文档.连体钢结构安装方案 郑州国家干线公路物流港 综合服务楼连体钢结构 安 装 方 案 编 制：张 全 来 审 批 准：张 新 峰 九冶建设有限公司郑州物流港项目部 二00八年六月 目 录 1 工程概况 . 3 2 施工特点 . 5 2.1 施工难点分析 . 5 2.2 整体提升方案的优点分析 . 5 2.3 施工工艺技术难点及要点分析 . 6 3 安装方案描述 . 8 3.1 钢结构地面整体拼装 . 8 3.2 连体钢结构整体提升方案简述 . 28 4 整体提升方案及程序 . 30 4.1液压提升系统描述 . 30
2、4.2提升作业流程 . 35 4.3方案重点说明 . 37 4.4 液压提升系统配置 . 41 4.5 液压系统同步控制 . 43 4.6 提升前准备及检查工作 . 46 4.7 连体钢结构整体液压提升 . 47 5 资源配置和要求 . 56 5.1劳动力配置计划 . 56 5.2设备及工器具配置计划 . 57 5.3材料配置计划 . 58 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 1 6 进度计划安排 . 59 6.1 进度计划说明 . 59 6.2 进度计划网络图 . 59 7 工程质量控制 . 60 7.1 工程质量目标 . 60 7.2 质量保证体系的建立与运行 . 60 7.3 工程
3、质量保证措施 . 60 7.4 施工过程关键环节的质量控制 . 64 8 安全保证措施 . 66 8.1 安全及文明施工管理 . 66 8.2 应急预案 . 68 9 施工平面图布置 . 70 10 附件 . 71 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 2 1 工程概况 1.1郑州国家干线公路物流港综合服务楼是郑州市重点标志性建筑。建筑物分A、B两个塔楼，两塔楼之间一栋楼平行，另一栋楼斜45度，建筑总高度121.45米，结构形式为框架剪力墙结构及钢结构柱连接。主体结构为框架剪力墙形式，部分主体柱采用型钢结构柱及钢筋混凝土型钢混合柱。全部钢结构分布区域在而是二十层至二十五层之间。从塔楼第20
4、层标高77.725m96m处设计为连体钢结构，连体钢结构使两楼贯通。钢结构柱及梁在不同的部位采用规格不同的箱形柱、梁及H型钢柱梁结构。全部钢结构总量约1450吨。 1.2 连体钢结构位于两栋主楼之间，由两榀主桁架及次结构组成。两榀主桁架跨度分别为33.6米和50.9米，宽16.8m, 连体钢结构安装高度从77.75 m至96.00m,总高度18.85m。 1.3 连体钢结构提升总重量约为740吨。钢结构柱及梁在不同的部位采用规格不同的箱形柱、梁及H型钢柱梁结构。截面形式最大箱形结构1100700mm。最大H型钢截面H9005003035。 1.4 连体钢结构立面安装位置位于20F25F之间，其
5、中主桁架结构位于20F24F之间，顶部一层为装饰性次结构。 1.5 连体钢结构与主楼平面关系示意图如下所示： 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 3 连体钢结构与主楼平面示意图 连体钢结构与主楼平面示意图 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 4 2 施工特点 2.1 施工难点分析 我公司承担的本工程施工内容为所有钢结构制作及安装工程，本方案重点阐述连体钢结构的组装和整体提升过程。 ? 本工程施工的难点是连体钢结构的安装工作。 ? 连体钢结构最大安装高度为+96m（25F），梁、柱、支撑多，自重大。若采用单件高空散装，不但高空组装、焊接工作量大，难度大，而且散装高空作业的人员、机具和
6、构件的安全风险急剧加大；同时，单件高空散装作业效率低，计划工期难以保证；再者，高空散装作业也必将造成对连体钢结构安装投入的人力、物力和财力大大增加。 ? 基于上述连体钢结构高空散装的诸多不利因素，我公司根据以往类似工程施工的成功经验，采用将连体钢结构在地面拼装成整体后，利用超大型构件液压同步提升技术将连体钢结构整体一次提升到位，将大大降低安装难度，充分保证安全文明施工、保质保量按期完工。 2.2 整体提升方案的优点分析 本工程中连体钢结构吊装采用超大型构件液压同步提升技术，具有以下无可比拟的优点： ? 连体钢结构在地面组装平台上拼装整体。液压提升机构安装待土建专业施工至主楼25层以上时进行。无
7、须主体结构封顶，对土建专业施工影响较小； ? 连体钢结构主要的拼装、焊接、螺栓联接及涂装等工作在地面进编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 5 行，有利于减少高空作业的安全隐患，加快工程进度，提高工程质量； ? 连体钢结构上的次结构、楼承板等其它构件可在地面安装，可最大限度地减少高空吊装工作量，缩短安装周期； ? 采用超大型构件液压同步提升技术吊装连体钢结构，技术成熟，有大量类似工程成功经验可供借鉴，吊装过程安全可靠； ? 液压提升设备和工具占用的体积小、重量较轻，机动能力强，运输和安装方便； ? 设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，适用面广，通用性强。 2.3 施工工艺技
8、术难点及要点分析 本工程施工的工艺技术难点是地面整体拼装和连体钢结构整体提升两个方面。 2.3.1 地面整体拼装要点分析： 要点一：地面组装平台的刚性要满足连体钢结构承重要求； 要点二：地面组装平台的平面度不大于10mm； 要点三：地面组装平台的支撑点应选择在地面承台的钢筋砼柱上； 要点四：地面组装后的连体钢结构中心位置应与整体提升后的中心位置重合； 要点五：下吊点加固后，各层横梁之间距须符合图纸要求。 2.3.2 整体提升要点分析： 要点一：上下吊点选择应合理、可靠、稳固； 要点二：上下吊点及牛腿的结构设计必须经强度、刚度及稳定性计编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 6 要点三：大跨度
9、液压提升机具应安全、可靠，无任何安全隐患； 要点四：提升过程中，提升机构应操作方便，同步运行平稳，连体钢结构在提升中始终保持水平状态； 要点五：提升到位后，连体钢结构的横梁、支撑与牛腿之间的连接焊缝必须全焊透。 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 7 3 安装方案描述 3.1 钢结构地面整体拼装 3.1.1 地面组装平台铺设，如下图所示： B C 连体钢结构地面组装平台示意图 如上图所示，连体钢结构地面组装平台的支座为I8004001200，共18个支座，支座的横向连接采用I30，纵向连接采用I30。 地面组装平台组对焊接完毕后，用水准仪测量18个支座的上平面，保证上平面的平面度不大于1
10、0mm。 3.1.2 连体钢结构地面组装要点 ? 利用铺设的地面组装平台，将连体钢结构分层从20层至25层逐层进行组装。 ? 每层钢结构的吊装顺序：先吊装水平横梁，依次吊装水平支撑，编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 8 ? 每层的横梁、钢柱、支撑组装完毕后，圴应进行尺寸检测、水平度检测和垂直度检测。 ? 为保证连体钢结构整体顺利提升和安全可靠，从20层至25层，与连体钢结构相联接的七个砼钢柱的的牛腿每端各留20mm余量，且牛腿尺寸依次递增25-30mm；每层横梁的每端依次递减25-30mm，详见附图1提升设施布置图。 ? 为保证提升的安全可靠，上吊点牛腿设置在第23层的砼钢柱与横梁联接
11、的牛腿的下端，下吊点设置在第20层横梁的下端，详见附图2上下吊点结构图。 ? 为防止整体提升过程中，横梁、支撑等钢结构发生变形，确保连体钢结构整体提升的稳固性和刚性，需对其进行加固，垂直方向增加临时钢柱，水平方向增加斜支撑，加固结构详见附图3及附图4。 3.1.3 提升结构受力计算 桁架总重约800t，由4个吊点同步提升。荷载不均匀系数1.1，荷载分项系数1.4，则每个吊点的荷载设计值P1.11.4800t/4308t。 ? 上吊点牛腿受力计算 D1-12轴悬挑牛腿受力计算，如下图所示。 根部截面为箱形48010003040，材质Q345 截面特性： I?127?10mm 684，W?25?1
12、0mm363，A?93600mm32， S?15.5?10mm，S1?9.2?10mm6 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 9 Q?308t，M?308t?1.42m?437?104N?m 4 ?max?437?1025?10?3?175MPa QS46 ?max?It?308?10?15.5?10 127?108?30?2?63MPa ?1?161MPa QS?104?9.2?106 ?1 1?It?308 127?108?30?2?37MPa ?2?3?2?173MPa=295MPa 结论：通过以上计算可知，结构满足提升要求。 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 10 B1-
13、10轴悬挑牛腿，如下图所示。 根部截面为箱形48010003040，材质Q345 截面特性： I?127?108mm4，W?25?106mm3，A?93600mm2， S?15.5?106mm3，S63 1?9.2?10mm Q?308t，M?308t?1.54m?474?104N?m 4 ?max?474?1025?10?3?190MPa QS4?15.5?106 ?max?It?308?10 127?108?30?2?63MPa 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 11 ?1?175MPa QS49.2?106 ?1 1?It?308?10? 127?108?30?2?37MPa ?
14、2?3?2?186MPa=295MPa 结论：通过以上计算可知，结构满足提升要求。 B1-16、D1-16轴悬挑牛腿，如下图所示。 根部截面为箱形4808003040，材质Q345。截面特性如下：I?74?108mm4，W?18?106mm3，A?81600mm2， S?11.1?106mm3，S3 1?7.3?106mm Q?308t，M?308t?0.85m?262?104N?m 262?104 ?max?18?10?3?146MPa QS411.1?106 ?max?It?308?10? 74?108?30?2?77MPa 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 12 ?1?132MP
15、a QS46 ?1 1?It?308?10?7.3?10 74?108?30?2?51MPa ?2?3?2?159MPa=295MPa 结论：通过以上计算可知，结构满足提升要求。 ? 下吊点受力分析提升托梁，如下图所示。 每个吊点（开孔处）的设计荷载为T308t/2=154t。 Q?154t，M?154t?0.335m?52?104N?m 根部截面为箱形3504503030，材质Q345 截面特性： I?12?108mm4，W?5.4?106mm3，A?44400mm2， S?3.3?106mm3，S63 1?2.2?10mm ?52?104 max?5.4?10?3?96MPa 编制：张全来
16、 审核：李永波 批准：张新峰 13 ?max?QSIt?154?10?3.3?10 12?10?30?2846?71MPa ?1?83MPa QS It1 154?10?2.2?1012?10?30?2846?1?47MPa ?2?3?2?116MPa=295MPa 结论：通过以上计算可知，结构满足提升要求。 ? 整体提升加固受力分析，如下图所示。 D轴桁架加固图 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 14 加固支撑杆件为H3504502020，材质Q235 A?22200mm2，i?80mm ?l i?2950 80?37，?0.91 N308?104 ?A?0.91?22200?152
17、MPa?f?205MPa 结论：通过以上计算可知，结构满足提升要求。 ? 上吊点牛腿处钢柱的受力计算 B1、D1-16轴提升牛腿的钢柱受力分析 提升牛腿立面图 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 15 提升牛腿平面图 计算简图 由力的平衡原理得： T?1.2?F1X?3.807 F2X?F1X F1.2 2X?F1X?3.807T?95t 立柱截面受力： Mmax?95t?2.597?247?104N?m N?T 2?150t 立柱材质为Q345，截面尺寸，W?14.6?106mm3，A?67500mm2。 N247?104150?104 ?M W?A?14.6?10?3?67500?1
18、0?6?169?22?191MPa?f?315MPa 结论：钢柱满足提升要求。 有限元校核，如下图： 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 16 应力图 1 应力图2 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 17 应力图3 结论：不考虑分析得出的局部应力集中，牛腿的根部与立柱的最大应力为175MPa，立柱内劲板的最大应力值小于175MPa。与手算基本相符。 D1-10轴提升牛腿的钢柱受力分析 采用有限元分析，如下图： 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 18 应力图1 应力图2 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 19 应力图3 结论：不考虑分析得出的局部应力集中，牛腿的根部
19、与钢柱的最大应力为162MPa，钢柱内劲板的最大应力值小于215MPa。钢柱满足提升要求。 D1-10轴提升牛腿的钢柱受力分析 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 20 应力图 1 应力图2 结论：不考虑分析得出的局部应力集中，牛腿的根部与钢柱的最大应力为134MPa，钢柱内劲板的最大应力值小于134MPa。钢柱满足提升要求。 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 21 3.1.4 地面组装技术要求 ? 连体钢结构在现场进行组装、焊接和螺栓连接时，要符合国家现行标准钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001的有关规定。 ? 连体钢结构安装前，应按构件明细表核对进场的构件，核查
20、质量证明书、设计更改文件、构件交工所必需的技术资料以及大型构件预装排版图。构件应符合设计要求，并对主要构件应进行复检。 ? 构件安装前应清除附在其表面上的灰尘、油污和泥土等杂物。 ? 连体钢结构地面组装时应考虑起拱，组装后长度方向起拱值为1025mm，宽度方向起拱值为010mm。建议组装时长度、宽度方向起拱值取上限25mm、10mm。起拱值通过调整地面组装平台上的垫板厚度来实现。同时应保证连体钢结构组装后每层构件均有相应的起拱值。 ? 钢柱组装要求：钢柱组装中，为了对钢柱的垂直度及标高进行测量、监控，钢柱在安装前应对柱中心线及标高线进行标注，如下图： 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰
21、22 ? 在钢柱的两个相互垂直的端面下端各500mm处做柱中心线，在距柱底1000mm处作标高线。在距上端面1500mm处喷上工程名称和杆件编号（此部分工作在制作厂进行）。字体为宋体，字距为25mm，大小为6060mm。 ? 三角标记为边长为50mm的等边三角形，其内部颜色为白色。 ? 中心线标记及标高线标记中的三角形与样冲眼之间的相对位置关系如下图 ? 钢柱的垂直度的调整采用两台经纬仪从两个互成90方向对柱中心标志进行观测后，采用焊接调节螺丝的方法，对柱接口间隙进行调节，使每节钢柱垂直度调整至标准允差范围内。同时钢柱调整的下视点应以第一节原始点为准。 ? 钢柱组装时，柱底面到牛腿支承面间应预
22、留焊接收缩量。 ? 梁、柱及支撑的对口焊接详见地面组装焊接要求。 ? 连体钢结构的柱、梁、支撑等主要构件在地面安装就位后，应立即进行校正、检测和固定，以形成稳定体系，对不能形成稳定的空间体系的结构，应进行临时加固。 ? 连体钢结构组装完毕并经检验合格后，在拆除夹具时，不得损伤母材，并对残留的焊疤进行打磨修整。 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 23 ? 连体钢结构组装有关技术要求见下表 连体钢结构拼装的允许偏差（mm） 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 24 3.1.5 地面组装焊接要求 (1) 焊接一般要求 为保证现场焊接质量，所有焊接检查人员和作业人员的应具有相应有效合格的
23、资质，焊接设备和检测工器应合格有效，焊接方法、 采用的标准规范及焊接环境必须满足图纸要求。 ? 焊接检查人员应持有效合格证件上岗，焊工应经考试并取得合格证后，方可从事现场焊接工作。合格证中应注明施焊条件、有效期限等。停焊时间达三个月及以上的焊工，应重新进行考试，合格后持证上岗操作。 ? 现场焊接设备应具有参数稳定、调节灵活、满足焊接工艺要求和安全可靠的性能。 ? 钢结构件焊接前应编制焊接工艺指导书和焊接工艺卡，焊接工艺指导书应包括母材、焊接材料、焊接方法、焊接接头形式、组装要求及允许偏差、焊接工艺参数、焊接顺序、焊接检验方法及合格标准等主要内容。 ? 焊工在焊接前应复查零部件接头质量和焊区的处
24、理情况，如不符合要求，应在修理合格后方可施焊。 ? 钢结构件在施焊过程中应严格按照焊缝接头工艺卡规定的工艺参数和焊接顺序（焊缝排位图）进行施焊。 ? 不得在焊道以外的母材表面引弧和熄弧。对于设计有特殊要求的重要受力钢结构件承受拉应力的区域内，不得焊接临时支架，卡具及吊环等临时构件。 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 25 ? 多层多道焊逢宜连续施焊，每一层焊道焊接完毕后应及时清理并检查合格，如发现有影响焊接质量的缺陷，应及时清除后再进行施焊。焊道层间接头应平缓过渡并错开。 ? 焊缝返修必须编制焊缝返修工艺卡，由原施焊焊工进行返修。但焊缝同一部位的返修次数不宜（Q345低合金钢）超过两次
25、。当超过两次时，应经焊接技术负责人核准，并经焊接责任师及总工程师审核批准后，方可按返修工艺进行。 ? 梁、柱对接焊缝为单边剖口焊，对接间隙为23mm,背面加垫板，详见节点图。 ? 焊缝坡口和间隙超差时，不得采用填加金属块或焊条的方法处理。 ? 焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查明原因，制订出焊缝修补工艺，方可处理。 ? 对需要进行后热处理的焊缝，应在焊接结束后焊缝金属没有完全冷却时立即进行，后热温度为200-300度，保温时间按板厚每30mm/h计算，但不得少于2小时。 ? 手工电弧焊的焊接电流应符合YB9254-95中E 5.5.22中的规定。 ? 焊接作业人员焊接完毕后进行自检，自检合
26、格后填写焊接生产纪录，并在规定的部位打上本人焊工代号。 ? 焊接质量检查员依据焊工的生产记录，对焊接部位进行目测、焊角尺寸测量、无损检测等不同方法的检验。 (2) 焊接顺序 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 26 为了减少局部或整体焊接变形，将焊接残余应力降低到最小限度，钢结构焊接应按以下原则制定、实施合理的焊接顺序： ? 在平面上，应从中心框架向四周扩散焊接。 ? 先焊收缩量大的焊缝，再焊收缩量小的焊缝。 ? 对称与分段焊接相结合。 ? 同一根梁的两端不能同时焊接（先焊一端，待其冷却后再焊另一端）。 ? 对于箱型柱先焊翼板焊缝、再焊腹板焊缝，翼缘板及腹板焊接时使用两名焊工进行对称、反
27、向焊接。 ? 对于H型钢柱先焊翼板焊缝、再焊腹板焊缝，翼缘板焊接时两名焊工对称、反向焊接。如下页图所示 ? 主梁的焊接顺序为：先焊下翼板焊缝再焊上翼板焊缝，上下翼板的焊接方向相反。 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 27 3.2 连体钢结构整体提升方案简述 液压同步整体提升时，根据连体钢结构结构特点及周边的主楼框架，在B轴和D轴分别与10轴和16轴的交点处，主桁架上弦杆端部上方，利用型钢混凝土柱设置提升上吊点。在与上吊点正对应下方的主桁架下弦杆件上设置提升下吊点。上、下吊点间通过提升专用钢绞线连接承载。 由于主桁架跨度分别为33.6米和50.9米，其跨度等于两轴线净间距，使得连体钢结构
28、从几何尺寸上无法从地面直接整体提升至安装位置。因此在连体钢结构整体提升之前，将上、下弦杆及斜腹杆在靠近端头部位断开。当连体钢结构整体提升至设计标高后，再安装端部预留部分杆件，与连体钢结构之间固定连接后，整体卸载落位。 分别利用两侧主楼的B轴和D轴分别与10轴和16轴交点处的4根立柱上设置四组液压提升平台，在其上安装液压同步提升系统设备。 在与上吊点垂直对应的主桁架下弦杆上设置提升用下吊点。通过提升用钢绞线将液压提升设备与主桁架上的对应下吊点连接，同时连接安装好其它提升辅助设施； 液压提升系统预加载，整体提升连体钢结构离开拼装胎架一定高度，空中停留、观测约12小时； 在确保提升系统设备、临时设施
29、及永久结构等安全的情况下，继续同步提升连体钢结构； 提升设备同步整体提升连体钢结构至设计标高附近，通过计算编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 28 机控制系统进行联动或独立调节四个吊点的液压提升装置，以实现对连体钢结构的位置进行微调，满足连体钢结构空中对接要求； 主桁架端部与型钢混凝土柱连接、安装其它后装杆件，使连体钢结构与两侧主楼形成整体； 液压提升系统同步卸载作业，至钢绞线完全松弛，使连体钢结构自身重量全部转移到型钢混凝土柱上； 液压提升设备、临时设施拆除，完成连体钢结构的整体液压同步提升吊装。 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 29 4 整体提升方案及程序 4.1液压提升系
30、统描述 4.1.1 整体提升的关键技术及设备 多年来，我公司已获取采用液压同步提升技术进行大跨度连体钢结构吊装的成功经验，并配合本工艺的先进性和创新性，我公司主要采用如下关键技术和设备： ? 超大型构件液压同步提升施工技术； ? TJJ-2000型液压提升器； ? TJD-30型变频液压泵源系统； ? YT-2型计算机同步控制系统。 4.1.2 超大型构件液压同步提升施工技术特点： ? 通过提升设备扩展组合，提升重量、跨度、面积不受限制； ? 采用柔性索具承重。只要选取合理的吊装点，提升高度不受限制； ? 液压提升器锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程安全可靠，且构件能在提升过程中的任意位置可靠锁定； ? 液压提升器通过液压回路驱动，动作过程中加速度极小，对被提升构件及提升框架结构几乎无附加动荷载； ? 液压提升设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件牵引安装； ? 设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强。 编制：张全来 审核：李永波 批准：张新峰 30 4.1.3 液压提升原理 ? “液压同步提升技术”采用液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具。液压