体育中心钢结构施工组织设计.docx
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1、*奥林匹克体育中心功能完善工程项目奥林匹克体育中心功能完善工程项目-综合体育馆及动力站综合体育馆及动力站钢结构钢结构施工安全施工安全专项专项方案方案编制 _审核 _审批 _*有限公司2017 年 11 月-目目录录1 工程概况.01.1 工程概况.02 编制说明.32.1 编制原则.32.2 编制依据.43 重难点分析.53.1 桁架拼装尺寸大,拼装难度高。.53.2 管桁架连接节点复杂,管桁架变截面多。.53.3 立面钢架异形组合截面,弯弧难度大。.63.4 重要节点销轴连接要求精度高。.63.5 立面钢架基础预埋板多坡面、多角度。.74 工地现场施工准备.84.1 现场准备.84.2 现场
2、劳动力投入计划.84.3 现场施工机具、设备投入计划.94.4 现场用水用电计划.105 钢结构现场拼装.115.1 现场拼装总体思路.115.2 现场地面拼装流程.115.3 现场拼装场地的设置及机械配置.125.4 拼装胎架的设置.145.5 汽车起重机安全操作规程.155.6 拼装技术措施.176 钢结构安装.196.1 钢结构安装的总体思路.196.2 桁架的分段布置.196.3 钢桁架的安装.206.4 钢结构桁架施工阶段反力分析.286.5 吊装设备及进场道路的选择.526.7 吊装注意事项.586.8 钢结构吊装安全防护措施.596.9 施工质量要求.597 钢结构质量控制措施.
3、647.1 编质量管理体系与流程.647.2 构件加工质量管理措施.657.3 安装质量控制.677.4 钢结构变形控制.687.5 钢结构工地材料管理的成品保护措施.697.6 涂装面的保护.69-i-8 钢结构安全控制措施.708.1 安全管理目标.708.2 安全管理方针.708.3 施工安全保证措施.708.4 施工操作安全措施.718.5 挂笼操作安全措施.729 绿色施工、文明生产.729.1 编制依据.729.2 绿色施工、文明生产总目标.739.3 绿色施工、文明生产管理体系及保证措施.739.4 绿色施工、安全生产施工组织体系.749.5 吊装作业组织和职责.779.6 施工
4、危险源分析.789.7 施工安全保证措施.799.8 施工消防保证措施.849.9 季节性施工措施.859.10 环境保护.869.11 节材与材料资源利用.899.12 节水与水资源利用.899.13 节能与能源利用.909.14 节地与施工用地保护.9110 事故应急救援方案.9210.1 成立事故应急救援领导小组.9210.2 危险源辩识分析.9210.3 事故应急措施.9310.4 事故报告程序.9610.5 应急救援路线.9611 钢结构施工总平面布置图.98-0-1 1工程概况工程概况1.11.1 工程概况工程概况工程名称:*奥林匹克体育中心功能完善工程项目-综合性体育馆及动力站建
5、设单位:设计单位:建设地点:*奥林匹克体育中心功能完善工程项目-综合性体育馆及动力站,项目建设用地位于*地块。总建筑面积约 36750,其中地上建筑面积 34649 (含平台面积 6606),地下建筑面积 2101。本工程地上主体一层、局部四层,地下一层,建筑高度为 28.90m。本工程钢结构主要集中在体育馆的圆形钢屋盖包括桁架、支撑、檩条、马道以及周边围护空间钢结构。此钢屋盖结构主要由倒三角形的钢管桁架组成,其中主桁架 14 榀两端通过双曲面抗拉球形钢支座连接搁置在砼结构上,跨中顶标高为 28.32m,最大长度为 116m,次桁架 4 榀连接与各主桁架之间。其主要截面由180 x10、89x
6、4、114x4、140 x4、159x6、219x12、245x12、245x14 等钢管组成,材质为 Q345B。屋盖桁架 BIM 模型屋盖桁架每榀左右两端均通过双曲面抗拉球形钢支座连接搁置在 1400 x1400 的砼柱上,四层混凝土梁板结构上共有 60 个双曲面抗拉球形钢支座对桁架下弦进行支撑-1-双曲面抗拉球形钢支座布置及下弦支点布置图双曲面抗拉球形钢支座布置及下弦支点布置图此钢屋盖檩条分为主檩条和次檩条,主檩条为矩形钢管与桁架上弦杆件上部檩托板相连接;次檩条为 C 型截面与主檩条上部檩托板相连接,整体呈圆形造型排布,各个圆形次檩间有系杆相连。檩条为热镀锌涂装,其主要截面为口 180X
7、120X4、口200X120X5、C280X80X20X2.5 等,材质为 Q235B。-2-屋盖中部有屋面检修马道,通过附加檩条连接角钢吊杆(吊杆间设置有拉杆),吊杆底部铺设有格栅板和槽钢边梁(梁上连接 1.2m 高的圆管栏杆),其主要截面为口200X120X5,L50X50X5、10、45X3、32X2.5、16 等,材质均为 Q235B。-3-屋盖外围有立面围护结构,通过 M60 销轴与预埋件连接,其底部连接钢雨棚。立面围护结构与钢雨棚的主要截面是异形截面(见异形截面图示)、口 200 x200 x6、口500350 x550 x10 x14 等截面,材质分别有 Q345B 和 Q235
8、B。钢构件按设计及规范要求进行防锈、防火处理。异形截面图示立面围护钢架 BIM 模型2 2编制说明编制说明本方案以施工图纸为依据,结合现场的实际情况,按照国家及地方相关的现行施工规范和标准,结合本工程的相关计算和分析结果进行编制。2.12.1 编制原则编制原则(1)严格执行中华人民共和国颁布的各项法规及行业标准。(2)严格遵循设计图纸、地质资料及国家部委和地方政府颁布的有关技术规范、规程的规定;认真分析研究,制定切实可行的施工技术措施。(3)总体考虑,选择最合理的施工方案,选择适合本工程吊装条件的机械、设备和-4-人员,发挥设备、人才优势;认真分析,充分比较、论证,合理规划整个工程的吊装程序和
9、技术措施,确保施工安全、质量和进度。2.22.2 编制依据编制依据本方案编制过程中,遵循的规范及依据有:1)合同文件:上级主管部门批准的文件,如招标文件等。2)设计文件:建筑施工图、结构施工图、深化设计图、施工平面布置图等。3)国家、地方相关法律、法规、规范性文件、标准、规范及有关施工规定等;4)相关的计算标准和依据;5)危险性较大的分部分项工程安全管理办法(建质200987 号)6)湖北省住建厅(2014)43 号文件7)国家相应的有关标准、规范、规程和规定钢结构工程施工质量验收规范GB502052001钢结构工程施工规范GB50755-2012钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程(J
10、GJ822011)钢结构焊接规范GB50661-2011钢管结构技术规程(CECS280:2010)钢结构防火涂料应用技术规程(CECS24:90)低合金高强度结构钢GB/T1591直缝电焊钢管GB/T13793工程测量规范GB500262007建筑施工安全检查标准JGJ592011高空作业机械安全规则JGJ5099建筑机械使用安全技术规程JGJ332012建筑施工起重吊装安全技术规范JGJ276-2012建筑工程施工现场供用电安全规范JGJ46-2005建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80起重机安全规程GB6067起重机试验规范及规程GB9504其它规定:-5-中国建筑工业出版社出版的建筑
11、施工手册、工程建设强制性标准;建设部颁发的建筑工程施工现场管理规定;公司设计标准及规范。3 3重难点分析重难点分析3.13.1 桁架拼装尺寸大,拼装难度高。桁架拼装尺寸大,拼装难度高。本工程屋面桁架为倒三角形弧形桁架,最大跨度 71.4m,截面高度 5.2m。立面钢架呈拱形,矢高约 6.3m。杆件异性、节点复杂。桁架、钢架体积过大无法满足运输条件,钢架现场拼装、安装精度要求高,桁架数量多,节点复杂,地面拼装量很大。对策:1本工程拟采用“地面拼装、分段吊装、高空合拢”的方案进行施工,来应对体积过大无法运输的难题;2对于跨度大且形式特殊的管桁架结构必须采取预拼装的施工方法,这样方能保证结构高空整体
12、安装精度。预拼装的优劣将直接影响到后续结构安装的精度,乃至总体吊装进度,必须严格验收、慎重对待;3构件在运输过程中采取妥善的方式,保证构件在运输过程中不发生变形。3.23.2 管桁架连接节点复杂,管桁架变截面多。管桁架连接节点复杂,管桁架变截面多。钢管桁架弦杆与腹杆相连接均采用焊接,相贯焊接量大。节点连接范围内全熔透焊缝、主桁架弦杆变截面多,与腹杆连接节点复杂。主桁架纵横连接处增加十字加劲板,制作工艺复杂。对策:1严格控制焊接人员素质。没有相应焊接工艺的考试合格证书资质的焊工不能上岗;2由于屋面桁架体积大、重量重,考虑到运输的实际,采取在工厂加工,散件出厂;所有杆件均在现场组装、焊接,所以组装
13、成设计要求的效果,难度很大;通过 AUTOCAD和 X-STEEL 建模发现,只要控制好节点标高、位置,加上相贯口的空间曲线切割的精确性即可控制和定位桁架,为此我们从相贯口加工、组装程序、胎架变形、标高及节点定位等四个方面来控制施工质量,确保建筑效果。-6-3.33.3 立面钢架异形组合截面,弯弧难度大。立面钢架异形组合截面,弯弧难度大。本工程外立面钢架为组合截面形式,最大截面由 600*450*10 的箱型构件+600*500 边长的三角形构件组合而成。此异形组合截面所形成的构件单根构件重量达 8.051 吨,整体组合单榀立面钢架达 26 吨。该异形组合截面为造型和幕墙龙骨的主要承载构件,其
14、弯弧造型加工难度级大。对策:1使用 BIM 建模技术,利用模型中的原始数据,搭设截面模型,并现场放样,严格控制组成异形组合截面的零件下料尺寸;2胎架模板的设置,必须保证构件的定位方便安全可靠。因此需设置专用的定位模板,胎架模板须采用数控切割,以保证胎架的组装定位精度;3地面线型是零部件定位的一个重要基准,划线时应严格控制其精度要求,以确保构件在加工制作过程中定位的精确度。3.43.4 重要节点销轴连接要求精度高。重要节点销轴连接要求精度高。本工程主要由“屋面桁架系统”和“立面围护钢架系统”两大部分组成整体的钢结构的主要钢框架体系。立面围护钢架为空间立体造型结构,多位异形截面,加工难度大。立面围
15、护钢架与屋面桁架的销轴连接尺寸直接影响整体钢结构工程的屋顶外形尺寸。下部与砼柱墩的连接也为销轴连接,其安装精度直接影响外立面的定位及幕墙工程的施工成型尺寸。所以销轴连接的精度控制是本工程的重点之一。立面钢架与砼柱墩销轴连接节点立面钢架与屋面桁架销轴连接节点对策:1零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工销轴零件时,要按照图纸要求确定零件的定位基准和测量基准,以便有效的控制销轴零件的形状和位置精度。-7-2严格控制与销轴连接的屋面桁架挠度,在每榀桁架组装完成后,对所有观测点位进行第一次标高观测,并做好详细记录,待桁架上销轴与立面围护钢架连接后,再进行第二次标高观测,并与第一次
16、观测记录相比较,测定桁架变形情况。根据数据与设计图纸比较进行空间定位调整,保证销轴的定位精度。3.53.5 立面钢架基础预埋板多坡面、多角度。立面钢架基础预埋板多坡面、多角度。立面围护钢架作为整个工程的主要外立面造型部分,其空间结构十分具有特色,与之连接的砼柱墩上形成三面带坡砌体面,用于放置立面钢架主杆件的支撑预埋板。且每个面的角度各不相同,施工难度大。且砼柱墩内部钢筋排布密集,钢结构预埋板的锚杆插入时必须避开砼柱墩内钢筋,难以保证埋板坡度。对策:1严格控制预埋板所在位置的投影区域,并将预埋板的投影尺寸标注在木模板上,并将预埋埋板固定在模板使其紧密贴合,可保证预埋板的定位及浇筑后的平整度。2使
17、用 BIM 技术模拟出砼柱墩处的钢筋分部,在满足设计要求的锚固长度的前提下,分部锚杆的间距,使其避开砼柱墩内部钢筋,避免碰撞影响埋件的坡度或角度。砼柱墩埋件侧视投影尺寸埋件俯视投影尺寸-8-4 4工地现场施工准备工地现场施工准备4.14.1 现场准备现场准备由于本工程施工工期紧张,并且工程中钢结构构件多,不但需要大量的构件堆放场地和拼装场地,而且要求现场畅通,确保大型吊车的进退场、行走路线和大型构件的进场。因此,工程现场必须进行场地平整,清除施工障碍,修筑道路,接通施工用电线路,保证构件运输、转弯的畅通。为了便于工程文明施工管理,同时结合本工程现场条件,将生产区、办公区与生活区严格分开,利用总
18、包方的办公及生活用房及各类仓库,材料堆放场地约 500m2,且各区根据自身特点制定不同的管理制度。现场 M 轴至 K 轴处有地下室,吊车吊装时,需在吊车行走路面上铺设钢板或枕木,并利用土建地下室施工完成后的临时支撑进行加固。4.24.2 现场劳动力投入计划现场劳动力投入计划现场钢结构施工劳动力投入计划表序号序号类别类别单位单位数量数量备注备注1专职安全员人2全过程2指挥工人2各工种人员根据施工工序和进展情况陆续进场和退场,及根据施工作业任务要求调整,特种作业人员要持有效证件上岗。3起重工人44铆工人155电焊工人186普工人27电工人18测量工人2合 计人46-9-4.34.3 现场施工机具、
19、设备投入计划现场施工机具、设备投入计划1)主要施工机具、设备投入计划序号设备名称规格型号数量用途备注1260 吨汽车吊QY2601吊装2200 吨汽车吊QY2001立面刚架吊装325 吨汽车吊QY252桁架拼装4直流电焊机ZX-32010焊接5CO2焊机CPXS-50010焊接6碳刨机ZX5-63010焊缝处理7电焊条烘箱YGCH-X-4002焊条烘焙8电热焊条保温筒TRB 系列10焊条保温9角向砂轮机JB1193-7110焊缝打磨10空气压缩机XF2004焊接11倒链10 t10稳定校正12千斤顶100 t10稳定校正13千斤顶50 t10校正桁架安装14照明设备1000 瓦5照明15平板车
20、30t1构件二次转运16钢丝绳43(619)16 个吊绳4 个4 组17钢丝绳1920 个缆风绳18卸扣T-DW4520 个吊装2)主要仪器投入计划序号设备名称规格型号数量用于生产部位1超声波探伤仪USL-32UM21焊缝探伤2电子全站仪GTS-7011拼装、安装检测3经纬仪光学 FDTL2CL2定线、长轴线测设4水准仪DZS3-12标高测设5涂层测厚仪EPK600BF1油漆厚度检测-10-3)主要桁架详细分段吊装表:根据以上统计表可以看出:桁架分段后最长段为 58 米此桁架为 F 轴中段桁架 XHJ6-2;需要吊车杆件最长的为XHJ13-2,臂长需要 75 米;最重的桁架为 XHJ8-1,重
21、量 17.1t。其中 HHJ1-1 为 A 轴第一段桁架,是双曲桁架;按桁架屋盖布置图所示,我们将每榀XHJ 桁架分为 3 段,其中左右各拆分一段为 XHJ?-1(2 件);中间部分桁架为 XHJ?-2(1 件)。整个屋盖主桁架分为共计 47 榀起吊。(钢结构转运拼装堆放场所平面位置详见钢结构安装示意图)4.44.4 现场用水用电计划现场用水用电计划1)施工用水引入现场总水源,作为施工用水,由水源位置接管,干管选用镀锌管入地埋设,分别接至办公区及生活区。由于钢结构行业的特殊性,施工用水很少,所以施工区域只考虑工人生活用水。-11-2)施工用电序号设备名称规格功率台数合计功率暂载率1直流电焊机Z
22、X-32026 KW10260 KW35%2CO2焊机CPXS-50030 KW10300 KW35%3角向砂轮机JB1193-710.55KW1011 KW4空气压缩机XF2007.5KW430 KW5电焊条烘箱YGCH-X-4005 KW210 KW6照明设备1000W1 KW55 KW7其它设备10 KW5 5钢结构现场拼装钢结构现场拼装5.15.1 现场拼装总体思路现场拼装总体思路桁架钢管杆件间连接采用相贯线焊缝,焊接量大,拼装精度要求高。根据桁架构件的规格和本工程建设地点等情况,经综合分析考虑,由于受到汽车运输超宽、超长的限制,拟采用工厂散件制作,工厂预拼后,汽车运输至工地,工地搭设
23、拼装胎架,进行桁架构件分段拼装,最后进行空中对接安装。在拼装过程中,把能够在地面安装的主檩条和马道进行安装就位,搭设活动操作架,涂装中间漆、面漆等,实现“能够在地面施工的,绝不到高空施工”的原则,降低施工安全风险。为了实现流水施工,桁架的拼装顺序和进度均以满足吊装为原则,根据吊装要求,桁架的地面拼装采取工厂预先整体拼装,配套散件发货,工地分区地面拼装。散件的加工和运输应与现场实际拼装、安装进度相一致,避免出现到场的构件不能及时用上,出现不必要的挤压和多次倒运。制作 4 套拼装胎架以满足流水作业,拼装的速度满足吊装施工进度。5.25.2 现场地面拼装流程现场地面拼装流程钢构件地面拼装精度至关重要
24、,它是钢结构安装能否顺利进行的重要前提和保障。因此针对本工程钢结构的特点,特制定以下现场拼装方案。-12-现场地面拼装工艺流程图现场地面拼装工艺流程图5.35.3 现场拼装场地的设置及机械配置现场拼装场地的设置及机械配置5.3.15.3.1场地要求和设置场地要求和设置拼装场地布置合理与否,将直接关系到施工进度的快慢和安全文明施工管理水平的高低,为保证现场施工顺利进行,具体的拼装场地在体育馆内场 5 区及 8 区部位;材料堆场及设备堆放区域和要求如下:(1)在满足正常施工的条件下,尽量节约施工用地。(2)在满足施工需要的文明施工前提下,尽可能减少临时设施的搭建。(3)在保证场内交通畅能和满足施工
25、对材料要求的前提下,最少限度的减少材料场内运输,特别是减少场内材料的二次搬运。(4)施工现场要加强场容管理,做到整齐、干净、节约、安全,力求均衡生产。(5)场地布置遵循“三防”原则,消除不安定因素,防火、防水、防盗设施齐全布置合理。-13-材料堆放区域布置图材料堆放区域布置图-14-5.3.25.3.2拼装场地内机械配置拼装场地内机械配置构件主要是以散件形式运至现场,拼装场内的机械主要是用于构件胎架上拼装的装卸和转运。根据构件的重量和分段特征,拟采用 2 台 25t 汽车吊作为拼装场地内的垂直、水平运输机械,另 1 台 30 吨平板车作为水平方向的运输。5.45.4 拼装胎架的设置拼装胎架的设
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