1、钢结构工程施工指导手册主编单位:中国建筑第二工程局有限公司华东公司参编单位:中国建筑第二工程局有限公司湖北分公司中建二局华东公司指导手册系列丛书 1 目录目录 第一章 钢结构体系简介.3 1.1.门式刚架轻钢结构体系.3 1.2.钢框架结构体系.4 1.3.钢(钢管混凝土)框架混凝土核心筒结构体系.4 1.4.空间网格结构体系.5 1.5.钢结构常见识图术语.6 第二章 钢结构深化设计.7 2.1.深化设计概述.7 2.2.深化设计流程.8 2.3.深化、优化主要内容.9 2.4.主要连接节点.10 第三章 钢构件制造及运输.13 3.1.钢构件制造流程.13 3.2.钢构件排产、备料.13
2、3.3.钢材进出厂要求.14 3.4.钢构件运输要求.14 第四章 施工部署.15 4.1.施工部署原则.15 4.2.焊工工效分析.15 4.3.铆工工效分析.16 4.4.超高层伸臂桁架及环桁架安装时效分析.16 2 第五章 主要施工工艺.17 5.1.钢结构的安装.17 5.2.钢结构连接.48 5.3.钢结构涂装.71 5.4.钢结构常见检验试验内容.75 第六章 施工测量.78 6.1.基准点复核.78 6.2.平面控制网测量.78 6.3.高程控制网测量.79 6.4.网架结构测量.79 6.5.曲梁定位测量.80 第七章 安全绿色施工.82 7.1.安全作业防护.82 7.2.绿
3、色环保.84 第八章 计算.86 8.1.吊装索具验算.86 8.2.钢构件吊装变形、大跨度网架、桁架应力验算.86 8.3.可移动吊车的支腿反力、楼板或顶板行走验算.86 3 第一章第一章 钢结构体系简介钢结构体系简介 本手册为中国建筑第二工程局有限公司华东公司钢结构工程工艺指导手册,旨在公司员工了解钢结构深化加工流程,现场施工各项工艺流程、施工验收标准,提升公司钢结构工程的施工技术管理,特编制本手册。目前常见钢结构建筑有:单、多层厂房;多、高层民用建筑;超高层建筑;大跨度屋盖、楼盖公用建筑等,结构形式以网架、网壳、悬索、拱式、立体桁架为主。1.1 门式刚架轻钢结构体系门式刚架轻钢结构体系
4、技术特点:承重结构采用变截面或等截面实腹刚架,围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层钢结构体系,由承重骨架、檩条、墙梁、支撑、墙、屋面及保温芯材组成,具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点。适用范围:单层房屋,以单层工业厂房为主。门式刚架轻钢结构体系门式刚架轻钢结构体系-示意图示意图 4 1.2 钢框架结构体系钢框架结构体系 技术特点:由钢梁、钢柱在施工现场通过连接而成的具有抗剪和抗弯能力的装配式钢结构体系,属于单重抗侧力结构体系。技术要求:钢梁和钢柱连接采用刚性节点或半刚性节点,节点可采用螺栓连接、焊接连接和栓焊混合连接,钢梁、钢柱标准化设计。其设计、制作
5、、运输、安装、验收应符合 钢结构设计标准 GB 50017-2017、高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-2015、钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2020 的规定。适用范围:多高层民用建筑。1.3 钢(钢管混凝土)框架钢(钢管混凝土)框架混凝土核心筒结构体系混凝土核心筒结构体系 技术特点:由钢(钢管混凝土)框架和混凝土核心简组合而成的高层钢结构建筑体系。其中,钢管混凝土框架由钢管混凝土柱和钢梁组成,属于混合结构体系。技术要求:其设计、制作、运输、安装、验收应符合钢结构设计 5 标准 GB50017-2017、高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-2015、钢结构工程施工质量验收
6、规范GB50205-2020 的规定。钢管混凝土框架-混凝土核心筒体系的设计、制作、运输、安装、验收尚应符合高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010、组合结构设计规范JGJ138-2016 的规定。适用范围:高层及超高层民用建筑。1.4 空间网格结构体系空间网格结构体系 技术特点:按一定规律布置的杆件、构件通过节点连接而构成的空间结构,包括网架、曲面型网壳以及立体桁架等。技术要求:空间网格结构的杆件可采用圆(方、矩)形截面,节点可采用板式节点或球节点,球节点可采用螺栓球节点或焊接空心球节点,也可采用钢管相贯节点。分析时应根据结构形式、支座节点构造简化为合理的结构计算模型。其设计、制作、运
7、输、安装、验收应满足 钢 6 结构设计标准GB50017-2017、钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2020、空间网格结构技术规程JGJ7-2010 的规定。适用范围:大跨度屋盖(网架、网壳、悬索、拱式)、楼盖(立体桁架、40 米跨度以下的网架)。1.5 钢结构常见识图术语钢结构常见识图术语 序号序号 设计图符号设计图符号 符号含义符号含义 序号序号 设计图符设计图符号号 符号含义符号含义 1 GJ 钢架 14 YXB 压型金属板 2 GL/GJL 钢梁/钢架梁 15 SQZ 山墙柱 3 GZ/GJZ 钢柱/钢架柱 16 XT 斜拉条 4 XG 系杆 17 MZ 门边柱 5 SC 水
8、平支撑 18 ML 门上梁 6 YC 隅撑 19 CG 撑杆 7 ZC 柱间支撑 20 HJxx 桁架 8 LT 檩条 21 FHB 复合板 9 TL 托梁 22 YG 压杆/圆管 10 QL 墙梁 23 XG 系杆 11 QLT 墙面檩条 24 LG 拉管 12 WLT 屋面拉条 25 QLG 墙拉管 13 GXG 刚性系杆 26 QCG 墙撑管 7 第二章第二章 钢结构深化设计钢结构深化设计 2.1 深化设计概述深化设计概述 钢结构深化设计也叫钢结构二次设计,为使深化设计简单高效,便于加工、制作、运输、现场安装,同时做到经济合理。在深化过程中应对原设计图纸充分理解,做到对构件截面组成、钢材
9、牌号、钢材交货状态、焊缝及螺栓连接形式、节点构造、吊装分段、施工措施、表面处理等进行合理的设计。8 2.2 深化设计流程深化设计流程 2.2.1 深化设计流程深化设计流程 2.2.2 深化设计常用软件深化设计常用软件 钢结构设计、深化常用结构设计软件:ANSYS、MIDAS、SAP2000、ETABS、STAADPro、AUTOREVIT、3D3S;常 用 详 图 软 件:TeklaStructure、AutoCAD。9 2.3 深深化、优化主要内容化、优化主要内容 表表 2.3 主要深化、优化内容主要深化、优化内容 优化类型 优化项及要点 材料优化 1、经设计许可前提,热轧型钢与焊接型钢平衡
10、综合成本相互替代;卷制钢管(直缝钢管、矩管)代替一体成型钢管(无缝钢管、挤压成型管);2、经设计许可前提,合并相近截面型材,选择市面大宗、常用的规格,非必要情况少选用非常规材料;3、构件深化设计分段与备料时,需考虑中厚板长与宽,对有定尺要求的厚板,考虑留有切割余量后,下料长度应以减少本体拼接焊缝数量为原则,充分考虑排版要求。布置图优化 1、优化同类位置与截面的构件,在满足现场安装顺序前置条件,设置相同的节点参数,可减少构件号与加工种类,提高现场安装效率。2、优化加工与安装难度:异形、曲线构件合理优化构件下料的弧度与角度,适应设备的加工能力,减少加工过程对接焊缝。焊缝优化 1、优化焊缝位置:(1
11、)通过下料排版减少对接焊缝数量;(2)多管相贯焊缝交叠位置,合理选择主管与次管相贯顺序;(3)对节点区需全熔透的焊缝,以工厂完成为原则,合理设置牛腿(如框架主梁柱或桁架弦杆与腹杆连接),使现场构件对接节点远离节点区域,保证节点 焊接质量;2、优化焊缝大样,对超厚板熔透焊缝设计合理的接头形式,通过设置焊道间隙与坡口角度数值,保证采用少量焊材达到熔透目的,对 8cm以上板厚,建议采用弧形坡口。3、经设计许可前提,工厂构件本体拼接焊缝,12mm(16mm)板厚可采用双面角焊缝代替部分熔透焊。其它优化 1、框架柱现场对接位置应设置在楼面上 1.2m1.3m,焊接位置高度易于操作,保证焊接质量;2、深化
12、设计图应包括连接耳板、吊耳、钢梁安装时的临时固定码板、锚栓安装时的定位板;3、整合土建钢筋、机电管线开洞、设备所需基础等交叉专业的 BIM 模型,在深化图中考虑预留连接板、开设空洞或基础所需构件;4、科学表达材料表内容,检查模型中材料表参数设置或构件起止端点设置是否影响构件计算长度或重量。10 2.4 主要连接节点主要连接节点 表表 2.4 主要连接节点优化主要连接节点优化 优化优化名称名称 优化前示意图优化前示意图 优化后示意图优化后示意图 钢筋连接 钢骨柱的主筋与钢骨梁的翼缘碰撞,且钢筋直径较大,不易弯折,通过优化采用“双搭筋板”方案,在钢骨梁或搭筋板上设置 25mm 厚竖向搭筋板(长度1
13、50mm)与柱钢筋焊接。当竖向搭筋板与水平搭筋板连接时,必须保证水平搭筋板(包括采用双排搭筋板时)长度满足钢筋焊接长度。钢筋连接 型钢混凝土柱与梁钢筋连接采用搭筋板焊接,当有双排筋的情况下,采用可焊接机械连接套筒与梁纵筋连。由于套筒焊接过程中易产生变形及现场钢筋布设无法 100%与模型放样一致,现场可操作性性差,无法满足现场快速简捷的施工要求。优化采用双排搭筋板以满足现场施工需要。11 钢筋连接 混凝土梁钢筋与劲性柱翼缘板边缘碰撞时,无法按照常规设置水平搭筋板;通过优化为竖向搭筋板,调整模板安装顺序,保证搭筋板不挡住模板安装。钢筋连接 混凝土梁与外框钢柱连接采用 H 型牛腿时,环梁的环筋需分成
14、三段开口箍筋,分段安装后再焊接连接,可操作性差。将 H 型牛腿优化成上下搭筋板,减少环梁环筋焊接工作量。钢筋连接 优化前优化前 12 优化后优化后 核心筒结构墙体厚度较窄,内部钢筋密集时,导致核心筒内钢柱翼缘外侧柱纵筋密集安装套筒后,梁无法避开柱纵筋与套筒连接,采用搭筋板也会导致搭筋板穿孔过密,影响连接强度。钢筋连接 当钢骨砼柱纵筋密集,砼墙体厚度窄小时,会导致柱纵筋与梁纵筋无法顺利避开穿筋板开孔面积过大影响连接强度,甚至无法应用套筒连接。采用钢柱外侧增加T 型连接节点,讲搭筋板与套筒延伸至钢柱纵筋外侧与砼梁纵筋进行连接。13 第三章第三章 钢构件制造及运输钢构件制造及运输 3.1 钢构件制造
15、流程钢构件制造流程 3.2 钢构件排产、备料钢构件排产、备料 3.2.1 特殊钢材的采购特殊钢材的采购 1、普通 Q355B 钢板,双定尺(长、宽)采购周期约为 45 天;2、Q420 及以上的高强钢、板厚大于 40mm、带 Z 向性能、有探伤等级要求等钢板采购周期约 60 天。3.2.2 确认钢材材质后备料要求确认钢材材质后备料要求 根据钢柱和钢梁的规格,拆分为板片,再根据板片的长宽组拼定宽和定长,如不能定长,可统一定长,最终在钢构件长度方向拼接。14 3.2.3 产能及排产产能及排产 根据项目的焊接填充量大小,调配工厂焊工和铆工人数比例,正常排产提料备料常规考虑 45-60 天采购周期,一
16、般普通构件加工制造周期约为35-40天,如特难的构件或桥梁,根据构件难度排加工周期。3.3 钢材进出厂要求钢材进出厂要求 1、钢材进厂:需持有钢厂的质保书、采购预算清单、送货清单;2、钢材出厂:需持有出厂合格证、钢材见证取样复试合格报告、焊材送检合格报告、探伤单位出具的探伤报告或速报、每个检验批还应当付相应的检验批交工资料、送货清单。3.4 钢构件运输要求钢构件运输要求 1、常规钢构件:长度一般不超 17.5 米、宽度不超 3 米、高度不超 2.8 米。2、超大钢构件:华东地区运输路线,高度不超 3.5 米(与桥洞有关),宽度不超 4.6 米,长度根据运输路线确定;如果采用超低板车,高度不超
17、4.5-5 米,但宽度不能超宽,否则收费站无法通行。3、特殊超大钢构件的运输:提前规划全过程运输路线并进行实地勘察,实地复核沿途经过的立交桥、收费站、休息区、桥梁涵洞、路桥上方管廊及高压输配电网、信号灯及交通标识牌等车辆通过性、承受荷载(局部受限时,结合经济、安全、技术可行性,通过局部清障、加宽、增加道路荷载等方式解除局部受限);道路运输受限严重,可适当考虑通过水运为主、道路为辅,实地勘察沿线码头、江河桥梁通过性、码头装卸机械设备能力等。15 第四章第四章 施工部署施工部署 4.1 施工部署原则施工部署原则 1、工程简介 结构体系,钢结构安装最低、最高点高度,主要构件、组成,单构件最小、最大吊
18、装重量,构件典型截面尺寸及材质,最大用钢量。2、技术准备 钢结构施工详图深化设计及确定、焊接工艺评定试验、火焰切割工艺评定试验、涂装工艺评定试验等准备工作。3、平面布置 主要进行现场临水、临电、临消,材料堆场、交通道路的规划,主要机械设备的吊装站位。4、施工方案选型及组织(1)钢结构安装方法、工艺的对比分析及选型;吊装设备的选型与分析(常用汽车吊、履带吊、塔吊);钢结构安装顺序、分区及安装流程的分析与确定;(2)劳动力、进度计划、资源材料配置计划、大型机械设备配置计划的编制与进场组织。4.2 焊工工效分析焊工工效分析 1、一个熟练的焊工 8 小时可完成 20kg 焊条的焊接量,焊缝类别为一级全
19、熔透焊缝;2、焊缝类别:一级全熔透焊缝;30mm 厚度钢板,1 人/9 小时焊 16 接 2.4 延长米;40mm 厚度钢板,1 人/9 小时焊接 1.8 延长米;50mm厚度钢板,1 人 1 人/9 小时焊接 1.4 延长米;60mm 厚度钢板,1 人/9小时焊接 1 延长米;70mm 厚度钢板,1 人/9 小时焊接 0.8 延长米。4.3 铆工工效分析铆工工效分析 大型螺栓群节点的构件在高空原位安装难度系数较大,一般采用在地面组装,分片、分段或组装成整榀桁架吊装。螺栓节点示意图螺栓节点示意图 工效分析工效分析 本节点高强度螺栓(抗扭型)数量400 套,地面组装需要 4 个熟练的铆工,35
20、个工作日完成。且大型螺栓群节点分为初拧、终拧和复拧三个步骤完成。4.4 超高层伸臂桁架及环桁架安装时效分析超高层伸臂桁架及环桁架安装时效分析 桁架效果图桁架效果图 工效分析工效分析 (1)伸臂桁架(沉降稳定在焊接)与环桁架(吊装、焊接)一起施工工期为 50天(影响环桁架与伸臂桁架安装主要因素有塔吊的吊运性能,其会影响伸臂桁架分段数,从而影响伸臂桁架安装效率;伸臂桁架安装部位焊接难度是影响安装效率的另一个因素);(2)桁架安装工期 15 天,焊接工期 35天;(3)桁架焊接配置 2 个班组/日(9 小时),每个班组 2 人。17 第五章第五章 主要施工工艺主要施工工艺 5.1 钢结构的安装钢结构
21、的安装 5.1.1 单层钢结构安装单层钢结构安装 单层钢结构安装主要有钢柱安装、吊车梁安装、钢屋架安装等。5.1.1.1 施工工艺流程图施工工艺流程图 18 5.1.1.2 施工工艺示意表施工工艺示意表 表表 5.1.1.2 单层钢结构安装示意表单层钢结构安装示意表 施工工艺施工工艺 施工图示施工图示 内容内容 1.钢柱安装 一般钢柱的刚性较好,吊装时为了便于校正一般采用一点吊装法,常用的钢柱吊装法有旋转法递送法和滑行法。对于重型钢柱可采用双机抬吊。2.柱脚灌浆 柱底脚采用螺母调平后,四周按照设计尺寸要求支设模板。柱底脚建议采用高强无收缩灌浆料进行后浇;不建议采用细石砼,无法保证振捣密实,且影
22、响强度。3.吊车梁安装 钢吊车梁安装一般采用工具式吊耳或捆绑法进行吊装。在进行安装以前应将吊车梁的分中标记引至吊车梁的端头,以利于吊装时按柱牛腿的定位轴线临时定位。4.钢屋架安装 钢屋架测向刚度较差,安装前需要进行稳定性验算,稳定性不足时应进行加固。19 5.1.1.3 质量标准质量标准 表表 5.1.1.3-1 质量标准检查表质量标准检查表 项目项目 检查数量检查数量 检查方法检查方法 1.顶紧的节点 抽查 10,且不应少于 3 个。用 0.3mm 厚和 0.8mm 厚的塞尺现场检查。2.钢柱等主要钢构件的中心线及标高基准点 抽查 10,且不应少于 3件。观察检查。3.钢柱安装的允许偏差 抽
23、查 10,且不少于 3件。用吊线、钢尺、经纬仪、水准仪等。4.钢吊车梁或类似直接承受动力荷载的构件允许偏差 抽查 10,且不少于 3件。用吊线、拉线、钢尺、经纬仪、水准仪等检查。5.檀条、墙架等次要构件安装的允许误差 抽查 10,且不少于 3件。用吊线、钢尺、经纬仪等检查。6.钢平台、钢梯、栏杆安装 钢平台按总数抽查 10,栏杆、钢梯按总长度抽查10,钢平台不应少于 1个,栏杆不应少于 5m,钢梯不应少于 1 跑。用吊线、拉线、钢尺、经纬仪、水准仪等检查。表表 5.1.1.3-2 钢屋架、梁及受压杆件垂直度和侧向弯曲矢高的允许偏差表钢屋架、梁及受压杆件垂直度和侧向弯曲矢高的允许偏差表 序号序号
24、 项目项目 允许偏差(允许偏差(mm)图例图例 1 跨中的垂直度 H/250,且不应大于 15.0 2 侧向弯曲矢高 f l30m l/1000 且不 应大于 10.0 3 3060m l/1000 且不 应大于 50.0 20 表表 5.1.1.3-3 整体垂直度和整体平面弯曲的允许偏差表整体垂直度和整体平面弯曲的允许偏差表 序号序号 项目项目 允许偏差(允许偏差(mm)图例图例 1 主体结构的整体垂直度 l/1000,且不应大于 25.0 2 主体结构的整体平面弯曲 l/1500,且不应大于 25.0 5.1.2 超高层钢结构安装超高层钢结构安装 5.1.2.1 施工工艺流程图施工工艺流程
25、图 21 5.1.2.2 施工工艺图示表施工工艺图示表 表表 5.1.2.2-1 核心筒钢结构安装工艺流程表核心筒钢结构安装工艺流程表 施工工艺 施工图示 内容 1.地脚锚栓 地脚锚栓主要为核心筒内置劲性柱、钢板墙的锚栓预埋。2.劲性柱与钢板墙安装 核心筒内钢板墙安装时与劲性柱组合现场组装成小单元整体吊装,再依次由中间向两侧同步安装,安装时应分层安装。3.型钢连梁安装 核心筒外剪力墙连梁部分跨度大,且有外框钢梁埋件,混凝土梁里加入 H 型钢梁,作为外框钢梁受力部分。吊装时采用塔吊安装。4.外框预埋件安装 外框钢梁与核心筒之间由预埋件连接,根据下一楼层上的埋件轴线和标高控制线,在土建核心墙钢筋开
26、始绑扎前,把埋件初步就位。埋件与核心筒钢筋之间焊接固定,保证混凝土浇筑后埋件板不移位。22 表表 5.1.2.2-2 外框安装工艺流程表外框安装工艺流程表 施工工艺 施工图示 内容 1.钢管柱安装 上部钢柱吊装前,在柱身上绑爬梯,吊升到位后,先将柱身中心线与下节柱的中心线对齐,四面兼顾,安装连接板进行钢柱对接,拧紧连接螺栓。根据塔吊起重量及位置,钢柱标准节一般按塔吊起重能力 23层一节进行分段,特别情况 1 层一节进行分段。钢柱对接采取设置临时连接耳板节点形式,对接接头焊接完成后将连接耳板割除。2.主梁安装 钢梁在地面穿好端头连接板并绑扎吊绳,检查吊索具后起吊。钢梁吊至安装位置后,用临时螺栓固
27、定钢梁与外框连接一端。将钢梁安装到预先焊接固定好的临时定位板上。用临时螺栓固定钢梁与核心筒连接一端。待钢梁调校完毕后,将临时螺栓更换为高强度螺栓并按要求进行初拧及终拧。3.次梁安装 待主梁安装完毕后,安装次梁。4.桁架楼承板安装 次梁安装后铺装楼承板 23 表表 5.1.2.2-3 伸臂桁架安装工艺表伸臂桁架安装工艺表 序号序号 安装顺序安装顺序 1 第一步:下弦安装 2 第二步:斜腹杆拼装 3 第三步:钢柱安装 4 24 第四步:上弦安装 5 第五步:补装中间楼层钢梁 表表 5.1.2.2-4 带状桁架安装工艺表带状桁架安装工艺表 序号序号 安装顺序安装顺序 1 1、先吊装腰桁架下弦杆及 n
28、-1 层楼层钢梁;2 2、吊装腰桁架上弦干及 n 层楼层钢梁;25 3 3、吊装腰桁架加强斜撑;4 4、吊装腰桁架 n+1 层上弦杆及加强斜撑。5.1.2.3 质量标准质量标准 表表 5.1.2.3-1 钢构件进场检查验收内容及方法钢构件进场检查验收内容及方法 序号序号 类型类型 验收内容验收内容 验收工具及方法验收工具及方法 补修方法补修方法 1 焊缝 构件表面外观 目测 焊接修补 2 现场焊接剖口方向 参照图纸 现场修正 3 焊缝探伤抽查 无损探伤 气刨重焊 4 焊脚尺寸 测量 补焊 5 焊缝错边、气孔、夹渣 目测 补焊 6 多余外露的焊接垫板 目测 切除 7 节点焊缝封闭 目测 补焊 8
29、 构件外观 坡口是否平整、宽 100mm范围是否已打磨 目测 现场打磨修正 9 螺栓连接处是否打磨 目测 现场打磨修正 10 螺栓孔边缘是否已打磨 目测 现场打磨修正 11 构件外形尺构件长度 钢卷尺丈量 工厂控制 26 12 寸 表面平直度 靠尺检查 工厂控制 13 运输过程变形 目测 变形修正 14 构件筋板尺寸位置 钢卷尺丈量 工厂控制 15 螺栓孔眼间距及大小 钢卷尺丈量 铰孔 16 预留孔的大小及数量 钢卷尺丈量 补开孔 17 油漆 表面防腐油漆 目测、测厚仪 补刷油漆 18 构件本体涂层是否破损严重 目测 补刷油漆 19 涂装油漆的粘结力测试 监理见证取样 重新打磨涂刷 表表 5.
30、1.2.3-2 钢构件预拼装检查内容及方法钢构件预拼装检查内容及方法 序号序号 构件构件类型类型 项目项目 允许偏差(允许偏差(mm)检验方法检验方法 1 多节柱 预拼装单元总长 5.0 用钢尺检查 2 预拼装单元弯曲矢高 L/1500 且不应大于 10.0 用拉线和钢尺检查 3 接口错边 2.0 用焊接量规检查 4 预拼装单元柱身扭曲 H/200,且不应大于 5.0 用拉线、吊线和钢尺检查 5 顶紧面至任一牛腿距离 2.0 用钢尺检查 6 梁、桁架 跨度最外两端安装孔或两端 支承面最外侧距离+5.0 10.0/7 接口截面错位 2.0 用焊接量规检查 8 拱度 设计要求起供 L/5000 用
31、拉线和钢尺检查 设计未要求起供 L/2000 9 节点处杆件轴线错位 4.0 划线后用钢尺检查 10 管构件 预拼装单元总长 5.0 用钢尺检查 11 预拼装单元弯曲矢高 L/1500,且不应大于 10.0 用拉线和钢尺检查 27 表表 5.1.2.3-3 钢结构安装允许偏差表钢结构安装允许偏差表 序号序号 项目项目 允许偏差允许偏差(mm)图例图例 1 钢结构定位轴线 L/20000 3.0 2 柱定位轴线 1.0 3 地脚螺栓位移 2.0 4 柱底座位移 3.0 5 上柱和下柱扭转 3.0 6 柱底标高 2.0 12 对口错边 t/10,且不应大于 3.0 用焊接量规检查 13 坡口间隙+
32、2.0 1.0 14 用焊接量规检查 各楼层柱距 4.0 用钢尺检查 15 相邻楼层梁与梁之间距离 3.0 16 各层间框架两对角线之差 H/2000,且不应大于 5.0 17 任意两对角线之差 H/2000,且不大于 8.0 28 7 单节柱的垂直度 H/1000 10.0 8 同一层柱的顶标高 5.0 9 同一根梁两端的水平度(L/1000)+3 10.0 10 压型钢板在钢梁上的相 邻列错位 15.0 11 建筑物的平面弯曲 L/150025.0 12 建筑物的整体垂直度(H/2500)+10.050.0 13 主梁与次梁表面高度 2.0 14 建筑物总高度 按向对标高安装 (h +z
33、+w)按设计标高安装 H/1000 30.0 29 5.1.3 网架安装网架安装 5.1.3.1 焊接球网架分块安装焊接球网架分块安装 序序号号 工艺步骤工艺步骤 工艺图例工艺图例 工艺内容工艺内容 1 布置拼装胎架 根据网架结构平面投影在拼装地面画出结构定位线,并布设下弦球胎架及安装下弦球,胎架设置前应测量放线,胎架找平高度应考虑预起拱值。2 网架小拼单元拼装 设置拼装胎架,根据分块方案,采用汽车吊或其他起重设备拼装网架小拼单元,拼装场地应选在就近吊装的区域。3 网架小拼单元吊装 支撑胎架安装固定后,采用汽车吊或者其他起重设备将网架小拼单元分片吊入设计位置。4 补档形成整体单元 利用汽车吊或
34、者其他起重设备在网架小拼单元之间补档安装,将网架与钢柱有连接的部分焊接固定,形成稳定结构体系。5 网架安装完成 按照上述步骤依次完成所有网架单元的安装,直至整个网架安装完成。6 卸载,拆除胎架/网架全部安装完成后,按方案预定的顺序进行胎架卸载,卸载完成后,将胎架转运出场。30 5.1.3.2 螺栓球网架分块安装螺栓球网架分块安装 序序号号 工艺步骤工艺步骤 工艺图例工艺图例 工艺内容工艺内容 1 布置地面拼装胎架 网架施工时应根据现场场地条件、设备起重能力等综合考虑网架分块大小,合理设置拼装区域;地拼胎架设置前应测量放线,胎架找平高度应考虑预起拱值。2 下弦球定位安装 下弦球定位应注意判别方向
35、,可结合上弦和腹杆布置图,基准孔朝上放置,依次通过弦杆孔和腹杆孔径判定。3 下弦杆安装 下弦球与下弦杆通过螺栓拧紧。4 安装上弦球 利用汽车吊或者其他起重设备在网架小拼单元之间补档安装,将网架与钢柱有连接的部分焊接固定,形成稳定结构体系。5 形成基本单元 按照上述步骤依次完成所有网架单元的安装,直至整个网架安装完成。31 6 扩大基本单元 网架全部安装完成后,按方案预定的顺序进行胎架卸载,卸载完成后,将胎架转运出场。7 拼成吊装单元 依次完成周边网格安装,拼装成吊装单元。8 吊装 根据现场条件设置支撑胎架,进行网架吊装单元吊装,完成相邻两吊装单元后及时进行嵌补杆件安装。9 分级卸载/网架安装完
36、成后整体测量,确认无误后,分级卸载,拆除胎架。32 5.1.4 大跨度空间钢结构安装大跨度空间钢结构安装 大跨度空间钢结构体系广泛用于:火车站候车大厅、机场候机楼屋盖、高层空中连廊、大型展厅(会展中心)屋盖结构、大型体育场馆等工程中,由于该类结构一般跨度大、结构尺寸大,考虑经济性和安全性一般采用整体提升、滑移安装工艺。整体提升:适用于各种大跨度,形状复杂、柱网不规则的钢结构,提升面积、重量、高度不受限,特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位钢构件的提升(如武汉秀场、南京江北市民中心等)。滑移:适用于平面上尺寸统一,呈长条形,柱网较规则或曲率一致且高度不太高的结构,有效解决吊机臂长不足、起重量不足
37、等问题(如长沙未来城 A25 项目大堂屋顶、合肥滨湖会展中心等)。5.1.4.1 整体提升法施工工艺整体提升法施工工艺(1)施工工艺流程图 33 (2)施工工艺概述 表表 5.1.4.1 整体提升法施工工艺表整体提升法施工工艺表 序序号号 工艺步骤工艺步骤 工艺图例工艺图例 施工方法及控制要点施工方法及控制要点 1 施工准备 提升结构单元整体提升前,先进行施工模拟计算分析。如拼装及提升对原结构的影响及加固、上下吊点受力分析、提升平台设计、提升段受力分析及加固、抗倾覆验算、风荷载计算及防碰撞措施等;并选择核实提升设备及钢绞线,提升段与附近结构的距离应不小于300mm。2 胎架制安及验收 在提升段
38、安装位置投影面正下方的地面或楼面上搭设拼装胎架,按上部提升点牛腿定位,调整下部提升段的拼装定位,以确保提升对接口精度。拼装结构应按施工模拟结果预起拱,并安装提升段加固杆件。3 安装提升架和液压提升器 在构件设计标高的主体结构(格构柱、塔架柱顶端)安装提升架(上吊点)和液压提升器。4 安装液压同步提升系统 在上吊点安装液压泵源系统、导向架(梳理固定液压管路、钢绞线、同步通讯缆等),接通两个泵源系统,计算机同步控制系统。34 5 安装下吊点 在构件提升单元钢桁架的上弦两端与上吊点对应的位置安装提升下吊点临时吊具,在提升上下吊点之间安装专用钢绞线及专用底锚。6 调试液压同步提升系统 张拉钢绞线,使得
39、所有钢绞线均匀受力,然后检查大型构件提升单元以及液压同步提升的所有临时措施是否满足设计要求。7 带载试提升 试提升时,依次按 20%、40%、60%、80%分级加载,确认各部分无异常后,继续加载到 90%、95%、100%,直至提升构件脱离胎架。提升单元整体提升约 100mm后,暂停提升,微调构件提升单元的各个吊点的标高,使其处于水平,静置 12h24h,期间可进行断电试验,确保防坠锁紧装置及吊索工作性能满足要求。8 正式提升 以调整后的各吊点高度为新的起始位置,复位位移传感器。在整体提升过程中,保持该姿态直至提升到设计标高附近。整体提升施工过程中,影响构件提升速度的因素主要有液压油管的长度及
40、泵站的配置数量,通常整体提升每隔 35m 进行一次数据测量,(各吊点提升高度测量,根据测量结构若有需要进行单调点调整确保一定的提升同步性)。35 9 微调就位连接 在微调开始前,将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式。通过液压同步控制系统的“微调、点动”功能,使各提升吊点准确达到设计位置,满足设计及相关规范关于桁架对接的要求,复测相关数据,锁紧液压提升器,等待结构安装后补段、焊接作业。10 分级卸载完成提升 结构焊缝探伤合格后,同步卸载液压提升系统设备,相同于提升工况,卸载时也为同步分级卸载,依次为 20%、40、60、80在确认各部位无异常的情况下,可继续卸载至 100,即提升器钢绞线
41、不再受力,结构载荷完全转移至钢柱(主体结构),结构受力形式转化为设计工况。11 关键控制事项(1)整体提升施工模拟计算 提升段或整体结构受温度、风荷载、自重变形、不均匀沉降、各等因素的影响,其影响分析需通过施工模拟计算进行确定,以提出指导性的措施,如可提升风力等级、反变形起拱预调值,卸载顺序等;(2)拼装平台 根据提升段及项目场地情况,可选择地面拼装、支架上拼装、钢平台拼装等措施。(3)提升支架 提升支架结构用于放置提升器,并承受整个提升过程中的全部提升荷载,所以提升支架的结构设计重点关注。(4)提升加固措施 提升施工时,有时为了传递荷载及保证提升结构的整体稳定性,需根据结构特点对被提升结构或
42、提升平台设置临时的加固措施。(5)提升吊点 桁架类结构提升吊点通常有几种类型,桁架提升吊点,有托梁式和焊接式两种,采用托梁式吊点式,时需注意提升托梁的截面尺寸。(6)提升同步性控制措施 整体提升同步性控制尤为关键,一般采用三重控制体系。一是利用全站仪人工测量,每提升一定距离进行提升高程监测;二是计算机同步控制系统。三是激光测距仪系统。36 (7)抗风拉结措施 提前进行可提升风力等级计算,并通过提升地区专项天气预报,提升位置设置风速仪等进行风速监测,一旦风力过大,应停止提升作业,采取抗风拉结措施,将结构与周边结构用钢丝绳进行临时拉结。(8)提升监控措施 为保证提升施工过程安全,可根据项目实际情况
43、,在施工过程中选取整体提升段结构的受力较大点进行应力应变监测、支座转角监测,对变形较大点进行变形监测,掌握结构在整体提升过程中结构的受力状态,发现并报告可能出现的安全隐患,以便及时采取措施,确保施工安全。5.1.4.2 整体累积滑移施工工艺整体累积滑移施工工艺(1)施工工艺流程图 37 (2)施工工艺概述 表表 5.1.4.2 累积滑移法施工工艺表累积滑移法施工工艺表 序序号号 工艺步骤工艺步骤 工艺图例工艺图例 施工方法及控制要点施工方法及控制要点 1 滑移施工准备 对网架/桁架初步确定单次滑移单元大小,采用施工模拟计算分析,滑移单元累积滑移过程中的受力分析,各种拼装支架、滑移支撑塔架的设计
44、与受力分析,对原结构加固、抗倾覆验算,滑移单元吊装机械的选型。2 滑移导轨及爬行器、泵源系统等布置 待滑移部位,下方地楼地面或利用原有柱间框架梁上铺设滑移轨道;滑移轨道及滑移液压爬行器、泵源系统安装(23 柱跨安装 1 套,具体根据滑移重量等分析顶推力需求计算),并对设备进行试运行,确保在滑移过程中,能顺畅滑动。3 塔架、拼装平台施工 在滑移起始端根据结构分块尺寸大小及高度,设置拼装胎架、搭设拼装平台。4 第一滑移单元构件拼装 利用汽车吊(履带吊)将第一滑移单元构件吊装至拼装平台或者支撑塔架,若滑移单元构件跨度过大可采用分段二次拼接。38 5 第一滑移单元构件试滑移 对第一单元滑移构件的安装、
45、拼接缝量进行检测,包括:焊缝检测、螺栓拧紧度、构件平面尺寸,检测合格后,进行试滑移。6 吊装第二单元滑移构件及安装单元间次结构 7 第一、第二单元滑移构件整体滑移一个柱跨 8 第三单元滑移构件安装 9 第三单元滑移构件间次结构安装 39 10 第一、二、三单元滑移构件整体滑移一个柱跨 11 剩余滑移单元依次滑移及次结构安装直至全部完成 按照上述步骤依次进行构件单块拼装及整体滑移,直至整个系统结构滑移就位,进行验收;滑移过程中,为保证两侧同步滑移,宜每隔 24 米进行一次位移测量,单侧若偏移过大,停止滑移,进行纠正,纠偏完成后方可继续滑移。12 卸载 安装完成后,检查轴线及支承点位是否准确;按照
46、原预定卸载顺序,每主单元支座两端用两个液压千斤顶抬(高度保证支座有足够操作空间),抽出滑移轨道、限位装置。安装支座,下降构件将支座就位到支座锚板上,调整结构竖直位置,结构应力变形观测稳定后,进行支座固定。40 13 关键控制项(1)滑移轨道设置 滑移轨道设置一般设置在原有结构梁柱或支撑上方,同时根据滑移单元的跨度,必要时应经过计算确定是否增加临时支撑架作为轨道的支撑柱,以保证结构稳定安全、变形小。(2)滑移主要临时措施 结构滑移时需设置滑移临时措施,滑移临时措施主要包括滑靴、柱间支撑等,尺寸均应根据滑移单元的结构、自重、顶推力等情况设计使用。(3)结构落位 当滑移结构滑移到安装位置正上方时需将
47、结构落位与原结构支撑点连接,结构落位通常采用顶升器+钢板垫块进行卸载落位。(4)液压顶推系统配置 液压顶推滑移系统主要由液压顶推器、液压泵源系统、传感检测及计算机同步控制系统组成。液压顶推滑移系统的配置本着安全性、符合性和实用性的原则进行。5.1.5 网架施工关键控制点网架施工关键控制点 5.1.5.1 变形控制变形控制 1、预起拱 (1)在网架拼装前,提前确定吊装方式,进行施工模拟分析,确定起拱值;拼装胎架设置高度应考虑起拱影响;(2)除了考虑结构自重下挠,验算时还应考虑不同吊装方式带来的局部变形。2、焊接变形控制 (1)针对工程特点,制订详细的焊接工艺及焊接顺序,以控制焊接变形。(2)网架
48、焊接应在拼装单元整体拼装完成复测合格后进行,按照先焊中间节点,再向桁架两端节点扩散的焊接顺序,以避免由于焊 41 接收缩向一端累积而引起的各节点间的尺寸误差。3、加强过程监控 (1)确保测量工具合格、技术先进,使用方便;(2)对跨距、中心线及位移、标高、起拱度等主要尺寸进行精确测量,及时发现并纠正可能出现的位置偏差,确保整体拼装精度。5.1.5.2 结构替换结构替换 在吊装、滑移、提升等施工过程中,存在局部杆件加强、增设临时杆件、局部杆件避让既有结构或设备等情况,导致网架就位过程受力与最终结构受力情况并不完全一致,甚至杆件受力反号,实际工程中往往会采取局部结构替换,以保证施工过程的结构安全。1
49、、临时球临时杆 提升施工时,提升器通常布置在最终竖向受力结构上,为避让提升设备或竖向受力结构,常在提升位置的设置临时球及临时杆。临时球通过临时杆与永久结构连接成整体,提升就位后在该位置嵌补施工,分级卸载完成受力转换。2、结构加固 在吊装、滑移、提升施工过程中,易出现局部杆件拉压反号,常采用结构自身加强(增大永久构件截面)或临时加固(增加临时杆件)的处理方式,实际应用时,可据实灵活选择。特别注意地,任何结构的加固处理都应通过施工模拟分析,出具相应计算书,验算结果通过后才能实施。5.1.5.3 脱胎控制要点脱胎控制要点 拼装完成后网架起吊脱胎,也是网架施工的关键控制点。42 1、脱胎前,应进行一次
50、全面复测,对网架单元进行定位尺寸复核,满足要求后才允许进行吊装提升;2、正式脱胎前,应对网架与支撑胎架临时固定位置排查,确保网架与支撑胎架自由脱离;3、采用提升施工时,对提升器分级加载,使网架脱离胎架约100mm,停止提升,液压缸锁紧,网架保持 100mm 相对高差静置不少于 12 小时,期间检查网架结构、临时杆件、提升点位和提升支架等结构有无异常,复测施工模拟分析时变形较大处是否超过允许变形的限值。如有异常情况,立即放弃提升,并全面排查异常产生原因,复测复验满足要求后方可再次提升。5.1.5.4 卸载施工卸载施工 大跨度钢结构卸载是钢结构施工中的重要环节,对结构施工安全有着重要影响。在卸载施