地铁车辆段主体结构工程施工方案.doc
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1、地铁车辆段主体结构工程施工方案根据设计说明,本车辆段工程结构形式分为五种:大型无吊车车库为门式钢架结构,轻型屋面,轻型围攻护结构。大跨度有吊车库房采用混凝土柱,钢网架屋面,轻型屋面。轻型围护结构。9-18m跨厂房式库房采用混凝土排架式混凝土框架结构。一般生产生活用房采用框架结构。小型房屋采用砖混结构。由于本次招标采用的是初步设计图纸,且图纸提供不全,无结构部分图纸,故施工方案的编制仅按常规的做法予以考虑。下面按不同的结构形式予以阐述。1.1 门式刚架结构本工程停车列检库采用门式刚架结构,钢结构总重量为1050吨。其总体方案为专业厂家制作,施工现场安装。下面从刚结构加工制作、刚结构安装、屋面板及
2、围护结构安装三方面加以叙述。1.1.1门式钢架加工制作方案1 钢结构加工前的生产准备(1)详图设计和图纸审查1)结合设计的图纸以及招标文件中所规定的要求,进行构件下料的详图设计,这样可以结合工厂条件和施工习惯,便于采用先进的技术,经济效益较高。为尽快采购钢材,在详图设计同时定购钢材,这样详图完成后就可以下料制作。2)进行图纸审查,目的是检查图纸的深度能否满足施工的要求,核对图纸上的构件数量和安装尺寸,检查构件之间有无矛盾,构造上是否满足施工,并且合理地划分运输单元。(2) 编制工艺流程根据规范要求,在施工前编制出完整、正确的施工工艺规程,工艺规程内容应包括: 1)根据执行的标准编写成品技术要求
3、2)关键零件的精度要求,检查方法和检查工具3)主要构件的工艺流程、工序质量标准,为保证构件达到工艺标准而采用的措施(如组装次序、焊接方法等)4)采用的加工设备和工艺设备(3)安排生产计划首先根据产品的特点,工程量的大小和安装施工进度,按整个工程划分工号,以便分批投料,配套加工出半成品。然后根据工程量和进度计划,安排作业计划,同时安排劳动力和机具平衡计划,对薄弱环节的关键机床,需要按其工作量具体安排班次,以免影响整个工程的进度。2、钢结构生产的组织方式和零件加工(1)生产组织方式本工程钢构生产组织方式采用专业分工的大流水作业生产,这种生产组织方式的特点是各工序分工明确,所做的工作相对稳定。定人、
4、定机进行流水作业,这种生产组织方式的正常效率和产品质量都有显著提高。(2)零件加工1)放样放样工序包括:核对图纸的安装尺寸和孔距;以1:1的大样放出节点;核对各部分的尺寸;制作样板和样杆作为下料、弯制、铣、刨、制孔等加工的依据。放样号料用的工具及设备有:划针、冲子、手锤、粉线、弯尺、直尺、钢卷尺、大钢卷尺、剪子、小型剪板机、折弯机。样板一般可用0.50-0.75mm的铁皮或塑料板制作。样杆一般用钢皮或扁铁制作,当长度较短时可用木尺杆。用做计量长度依据的钢尺,特别注意应经授权的计量单位计量,且附有卡片,使用时按计量卡片的记录数值较对其误差数。样板、样杆上应注明工号、图号、零件号、数量及加工边、坡
5、口位置弯折线和弯折方向,样板和样杆应妥为保存,直至工程结束后方可销毁。放样时,铣、刨等工件要考虑加工余量,焊接构件要按工艺要求放出焊接收缩量,由于铣、刨时常成叠加工,尤其当长度较大时不易对齐,所有加工边一定要留加工余量5mm,焊接收缩量由于受焊肉大小、气候、施焊工艺等因素的影响变化较大,随时进行调整。2)号料号料工作包括:检查核对材料、在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔的位置、打冲孔、标出零件编号。号料时应注意: 根据配料表和样板进行套裁,尽可能节约材料。 应利于切割和保证零件质量。 工艺有规定时,按规定方向取料。3)下料钢材下料的方法有氧割、机切、冲模落料和锯切,厚钢板剪切比较困难,一般多
6、氧气切割。本单位下料切割的主要设备有多头数控切割机、小车式火焰切割机、等离子切割机、剪板机等。加工时要求按单位内控标准检验切割面、几何尺寸、形位公差、切口截面、飞溅物等,检验复核后进行合理堆放,做上合格标识和零件编号。4)平直普通碳素结构钢在高于-16,低合金结构在高于-12,可用冷矫正和冷弯曲。矫正后的钢材表面不应有明显的凹面和损伤,表面划痕深度大宜于0.5mm,零件、部件在冷矫正和冷弯曲时,其曲率半径和最大弯曲矢高应按设计和规范要求进行加工,普通碳结构钢和低合金结构钢,允许加热矫正,其加热温度严禁超过正火温度(900),加热矫正后的低合金结构钢必须缓慢冷却、中碳钢一般不用火焰矫正。当零件采
7、用热加工成形时,加热温度宜控制在900-1000;碳素结构钢在温度下降到700之前、低合金结构钢在温度下降到800之前,应结束加工,低合金结构钢应缓慢冷却。弯曲成形的零件应采用弧形样板检查。当零件弦长小于或等于1500mm时,样板弦长不应小于零件弦长的2/3;零件弦长大于1500mm时。成形部位与样板的间隙不得大于2.0mm。5)对外露边缘、直接传力的边缘,需要进行铲、刨、铣等加工。根据不同要求,一般采用风铲、刨边机、碳弧气刨、端面铣床等机具、设备进行。6)制孔制孔方法有冲孔、钻孔、气割割孔等几种。孔的允许偏差超过设计或规范规定时,不得采用钢块填塞,可采用与母材材质相匹配的焊条后重新制孔。3
8、钢构件的连接钢结构的连接是通过一定方式将多个杆件连接成整体,杆件间要保证正确的相互位置,以满足传力和使用要求,连接部位应有足够的静力强度和疲劳强度。连接的加工和组装比较复杂,占用工作量较大,因此连接是钢结构施工中重要环节,本工程的连接方法有焊接、普通螺栓、高强度螺栓连接。(1)焊接1)自动埋弧焊埋弧焊主要是对钢柱、钢梁类的H钢的焊接,我单位对本工程的钢柱、钢梁的埋弧焊为自动门式埋弧焊机电焊,埋弧焊时必须根据钢板的厚度和品种按工艺文件采用相应的焊丝,电流电压及焊接速度。2)对工厂焊接接头的要求如下: 型钢要斜切,一般斜度为45度 腹部较厚的要双面焊或开成有缺口 焊接时要考虑焊缝变形,以减少焊后矫
9、正变形的工作量 受拉部位和拉杆要用斜焊缝,受压部位和压杆要用直焊缝,对受力较小的杆件或压杆有时可采用贴角焊缝。3)施工准备 材料电焊条:所选用焊条必须严格按照设计要求,并具有出厂合格证明,如需改动焊条型号,必须征得设计部门同意,严禁使用过期、药皮脱落、焊芯生锈的焊条。焊接前应将焊条进行烘焙处理。 作业条件:审阅施工图纸,拟定焊接工艺;准备好所需施焊工具,焊接电流;在空旷地区施焊时,应采取挡风挡雨措施;焊工应经过考试,并取得合格证后才可上岗,如停焊超过办年以上时,应重新考核;施焊前焊工应复查组装质量和焊缝区的处理情况,如不符合要求,应修整合格后方能施焊。4)操作工艺焊条使用前,必须按照质量证明书
10、的规定进行烘培,低氢型焊条经过烘焙后,应放在保温箱内随用随取。首次采用的钢种和焊接材料,必须进行焊接工艺性能和物理性能试验,符合要求后才采用。普通碳素结构钢厚度大于34MM和低合金结构钢厚度大于或等于30MM,应进行预热,其焊接预热温度及层间温度宜控制在100-150度,预热区应在焊接剖口两侧各80-100MM范围内。多层焊接应连续施焊,其中每一层焊缝焊完后应及时清理,如发现有影响焊接质量的缺陷,必须清除后再焊,要求焊成凹面的贴角焊缝,可采用船位焊接,使焊缝金属与母材间平缓过渡。焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,应申报焊接技术负责人查清原因,订出修补措施后才可处理。低合金结构钢在同一处的返修不
11、得超过两次。严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧。在坡口内起弧的局部面积应熔焊一次,不得留下弧坑。要焊缝接头,应在焊缝两端配置起弧和收弧板,共材质和坡口形型式应与焊件相同。焊接完毕用气割切除并修磨平整,不得用锤击落。要求等强度的对接和丁字接头焊缝,除按设计要求开坡口外,为了确保焊缝质量,焊接前宜采用碳弧气刨刨焊根,并清理根部氧化物后才进行焊接。5)为了减少焊接变形与应力必须采取以下措施 焊接时尽量使焊缝能自由变形,大型构件的焊接要从中间向四周对称进行。 收缩量大的焊缝先焊接 对称布置的焊缝应由成双数焊工同时焊接 长焊缝焊接可采用分中逐步退焊法或间跳焊接 采用反变形法,在焊接前,预先将焊件在变形相反
12、的方向加以弯曲或倾斜,以抵消焊后产生的变形,从而获得正常形状的构件。 采用刚性固定法:用夹具夹紧被焊零件能显著减少焊件的残余变形及翅曲。 锤击法:锤击焊缝及其周围区域,可以减少收缩应力及变形。6) 焊接结构变形的矫正机械矫正:用机械力的作用去矫正变形,可用锤击焊缝法,也可用压力机械矫正变形。火焰矫正:又叫“人工矫正”。利用金属局部受火焰加热后的收缩所引起的新的变形去抵消已经产生的焊接变形,常用的气体火焰是氧乙炔焰,对低碳钢和普通低合金钢的结构加热温度可控制在700-500度范围内。(2)钢结构高强度螺栓连接1)接头的组装连接处钢板或型钢应平直,板边、孔边无毛刺,以保证磨擦面紧贴。接头处有翘曲或
13、变形时必须进行矫正,且不得损伤摩擦面。装配前清除浮锈、油污、油漆(禁用火燃烧,以免产生氧化层)。接触面积的间隙按下列规定处理:间隙大小处理方法1mm以下不作处理3mm以上将较厚一侧作向较薄一侧过渡的缓坡(1:5)3mm以上填入垫板且垫板要与摩擦面作同样处理安装临时螺栓:首先用临时螺栓接装,数量不应少于接头螺栓总数的1/3以上,方法是先用钢穿杆对准孔位,在适应位置插入临时螺栓拧紧螺母;每一个节点至少放入两具临时螺栓,不允许使用高强度螺栓兼做临时螺栓,以防螺纹损伤,一个安装段完成后经检查确认合格后方可安装高强度螺栓。安装高强度螺栓:结构中心位置经调整检查无误后,即安装高强度螺栓。垫圈放置在螺母一侧
14、,不得装反。如螺纹损伤,修孔后清理毛刺,高强度螺栓紧固后,即拆下临时螺栓。高强度螺栓的紧固:一般分两次进行,第一次为初拧,紧固至螺栓标准预拉力的60%80%,第二次为终拧,紧固至螺栓标准预应力,偏差不大于10%。初拧可用电动板手,风动板手或手动扭矩板手;终拧多用电动板手,如空间狭窄时,也可用手动板手进行终拧。为使螺栓群均匀受力,应按如下顺序进行: 对于一般接头,应从螺栓群中间顺序向外侧进行紧固。 对箱形接头,应从平面两对称轴螺栓群中间顺序向轴外侧对称进行紧固。 对工字梁接头,应从柱的一侧上下翼缘向柱的同侧腹板,再由柱的另一侧上下翼缘向柱的该侧腹板对螺栓群进行紧固。 对于不规则的接头,应从拼接处
15、的螺栓群对称地向外侧顺序进行坚固。2)对螺栓进行自检,用经过检定的扭矩板手抽查螺栓的紧固扭矩,抽查数量为节点处螺栓总数的10%,并不少于一支,如发现有坚固扭矩不足,则应用扭矩板手对节点所有螺检重拧一遍。3) H型钢焊接生产线该生产线由直条火焰切割机、H型钢组立机、门式自动焊接机及H型钢翼缘矫正机等四大部分组成。H型钢由两块翼缘板及一块腹板焊接而成,钢板经直条火焰切割机下料后,经过H型钢组立机将翼缘板、腹板组合成型并点焊好,然后进入门式自动焊接机进行自动埋弧焊,焊接完成后再通过H型钢翼缘矫正机对焊接后H型翼板的变形进行矫正,从而完成整个加工过程,生产出合格的H型钢产品。4)喷丸除锈构件成品后采用
16、全自动喷丸除锈机进行喷丸除锈,经处理的表面应做抗滑移系数试验,除锈要求达到涂装前钢材锈蚀等级和除锈等级Sa21/2的规定。这样处理后的构件表面轧制氧化皮、锈和附着物残留在钢材表面的痕迹已是点状的轻微污痕,构件表面露出银灰色的金属光泽。这是一种非常彻底的除锈,并保证了下道油漆工程的牢固、可靠。经处理的摩擦面,不得有飞边、毛刺、焊疤或污损等。5)涂装、编号在除锈后,采用环氧富锌漆对构件进行喷涂、防止构件腐蚀。并做到喷涂均匀,无明显起皱、流挂、附着良好。油漆的种类、遍数、保层的厚度应符合设计要求。施工图中注明不涂装的部位不得涂装,安装焊缝处留出30-50MM,暂不涂装。涂装完毕后,在构件上标注构件的
17、原编号,大型构件应标明重量,重心位置和定位标记。6)钢构件验收出厂前钢结构进行验收,出厂的成品构件硬具有出厂合格证及技术文件等,并在工厂内进行预拼装,符合设计尺寸后方可出厂。包装箱上应标注构件、零件的名称、编号、重量、重心和吊点位置等,并应填写包装清单。1.1.2钢结构安装方案1、吊装前的准备(1) 编制门式刚架吊装施工组织设计编制的组织设计的内容应包括:计算构件和连接件的数量,选择吊装机械、确定流水程序、确定吊装方法、制定进度计划、确定劳动组织、规划钢构件进场、确定质量标准、安全措施和特殊施工技术等。选择吊装机械是关键,选择吊装机械的前提条件是:必须满足钢结构的吊装要求,机械必须保证供应,必
18、须保证确定的工期,本工程拟选择QY25C型汽车吊进场作业。(2) 基础预埋件和钢结构检验基础检验包括轴线误差、基础的准备、支承面和支座表面标高与水平度的检验、地脚螺栓的位置和伸出支承面的长度量测。柱子基础轴线和标高是否正确是确保钢结构安装质量的基础,应根据基础的检验资料复核各项数据,并标注在基础表面上。基础支承面、支座和地脚螺栓的允许偏差见下表项 目允许偏差(mm)支承面标高3水平度1/1000地脚螺栓螺栓中心偏移5.0螺栓外露长度20; 0螺纹长度20; 0预留孔中心偏移10.0钢构件外形几何尺寸正确,可以保证结构安装顺利进行。为此在安装之前应GB50205-95规定对构件进行外形几何尺寸检
19、验,如有超出规定的,应设法在吊装之前消除。此外为了便于校正钢柱的平面位置和垂直度,桁架和吊车梁的标高等,需在钢柱底部和上部标出两个方向的轴线,在钢柱底部适当高度标出水平基准线,对于吊点也应标出,以便于吊装时安规定吊点绑扎。(3) 吊装机械的选择选择起重机的型号原则是所选起重机的三个工作参数,即起重量Q,起重高度H和工作幅度(回转半径)R均需要满足班组结构吊装要求。设备名称臂长幅度起重量起升高度QY25C20m时6m9.5t19m31m时12m4t28m39m时加副臂20m1.5t33m根据上述要求Q、H、L、R采用QY25C可以满足要求。2 钢结构吊装(1) 钢结构吊装方法本工程拟采用分件吊装
20、和节间吊装法综合的吊装方法进行主体结构吊装,分件吊装法的特点是施工内容单一,准备工作简单,因而构件吊装的效率较高,且便于管理,可以利用更换起重臂长度的方法分别满足各类型件吊装。即采用较短起重臂吊柱,接长起重臂吊梁,因此,决定先分件吊装柱、再用节间吊装法吊装库房全部构件。起重机的行驶路线按从东面一跨自南向北退吊的跨内单向吊装法,这种路线方法工效高。(2) 吊装顺序确定吊装顺序应注意考虑土建和设备安装等后续工程的施工顺序,以满足整个单位工程施工进度要求,还应考虑满足提高吊装效率和安全的要求,根据吊装工程现场的实际情况,确定从何处始吊,从何处退场。安装总体顺序要求如下:1)安装顺序先从靠近山墙的有柱
21、间支撑的两榀屋架开始。在刚架安装完毕后应将其间的懔条、支撑等全部安装好,并检查其垂直度。然后以这两榀钢架为起点,向房屋另一端顺序安装。2)刚架安装宜先立柱子,然后将在地面组装好的斜梁吊起就位,并与柱连接。3)刚架在施工中应及时安装支撑,必要时增设缆风绳充分固定。根据上述要求吊装顺序以起重机行驶路线进行,详见附图15-1。(3) 构件的平面布置由于本工程钢结构的特殊性,构件按吊装顺序进场采用随到随吊法进行施工,这样可以减少构件的场地平面布置,减少机械的投入。即进场构件按厂内编号陆续进场,现场建临时拼装平台进行拼接吊装。(4) 钢梁的吊装与校正起吊前,用绳索绑好屋架两头支座,随吊随放,以保持在吊装
22、过程中不和已安装的柱等构件相撞,钢梁构件运到现场,先应拼装,拼装的平台应平整,吊点必须设在钢梁的汇交节点上,钢梁起吊50mm应暂停,检查无误后再起吊安装。屋架临时固定用的临时螺栓,每个节点处穿入的螺栓应经计算确定,并应符合下列规定:1)不得少于安装孔数的1/3。2)至少应穿2个临时螺栓。钢梁的检验主要是垂直度,垂直度可用挂球检验,其允许偏差应符合GB50221-95验收评定标准,检验符合要求后的屋架用电焊或高强度螺栓作最后固定。(5) 构件的连接和固定各类构件的连接的接头,必须经检查后,方可进行固定和焊接,安装定位焊接的焊缝除全数外观检查外,重要的对接焊缝应检查内部质量:对于I、II级焊缝,需
23、进行超声波深伤。均需作出检查记录。安装用的临时螺栓和冲钉,在每个节点上应穿入的数量必须进行计算决定,并应符合下列规定:1)不得少于安装空总数的1/3。2)应穿两个临时螺栓。3)冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%。4)扩钻后的精制螺栓的孔不得使用冲钉。用于临时连接时,每一处的数量应经过计算确定,但每个节点不少于两个;当用于永久性连接时,如有少许错,允许用过冲冲孔,但冲孔数量不多于螺栓数的30%。当用作永久螺栓时,螺母下应放置垫圈,粗制螺栓可将螺母点焊或打毛螺纹。永久性的普通螺栓连接不得垫两个以上的垫圈,或用大螺母代替垫圈。螺栓拧紧后,外露丝扣应不小于2-3扣并应防止螺母松动。安装螺栓,均不得随
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