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钢结构施工方案
导读 编辑:黄峰  日期:2016-12-28  
钢结构是由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。
 目录
·钢结构基础工程
·钢结构吊装
·屋面、墙面系统安装
·钢结构竣工验收
 钢结构基础工程
钢结构基础工程
  该钢结构工程基础虽由土建专业队负责施工,但当基础短柱钢筋绑扎完成,模板支护完成并加固牢固后,我司项目部随之立即派专业技术人员和施工人员进行钢结构螺栓预埋工作。为确保上部结构安装质量,也必须与土建施工单位密切配合,共同把关。预埋时必须严格控制地脚螺栓的位置和伸出长度、基础支承面水平度和标高等。
  螺栓预埋施工要点:为便于螺栓就位,将采用(如图表NO.14示意)在工厂预制好的钻孔钢模辅助就位。当基础模板支撑牢固,即在模板面上投测中线点(十字型),并根据中线点,初定位地脚螺栓的位置,然后调整模板面上的中线点与钻孔钢模上的十字线重合,精确的把地脚螺栓安放在设计位置。地脚螺栓安装以后,检查螺栓下端第一丝扣标高是符合要求,合格后即将螺栓焊牢在钢筋网上。为防止地脚螺栓在安装前或安装中螺纹受到损伤,宜采用防护套将螺纹进行保护。而为了保证地脚螺栓位置及标高的正确,在土建浇注混凝土时应进行看守观测,如发现变动应立即通知施工人员及时处理。当所有基础锚栓施工完毕后,报监理公司进行基础工程的验收工作,并做出隐蔽工程验收单,交相关单位签定确认。发现不合格部位,及时返修整改,确保所有部位完全合格。
 钢结构吊装
钢结构吊装
(一)、吊装准备工作
  对本工程所有基础锚栓进行全部复测,并做好原始记录,确保所有基础锚栓各项数据符合设计要求和有关施工规范的要求。同时将所有基础锚栓进行清理,打油,复核标高,安装螺栓全部到位。对所有整体轴线和柱间尺寸进行复核。
  根据现场道路和材料堆放情况,设置吊装行进路线,并清理行进路线,保证所有道路畅通无阻。
  分别找出各钢构件的基准点,做出明显的标志。
  钢结构吊装前按照构件明细表核对进场构件,查验质量证明单和设计更改文件,检查验收构件在运输过程中造成的变形情况,并记录在案,发现问题及时进行矫正至合乎规定。对于基础和预埋件,应先检查复核轴线位置,高低偏差,平整度,标高,然后弹出十字中心线和引测标高(见图表NO.15),并必须取得基础验收的合格资料。由于涉及到钢结构制作与安装两方面,又涉及到土建与钢结构之间的关系,因此它们之间的测量工具必须统一。
(二)、吊装方法
  该工程采用两台16T汽吊进行流水吊装(更具实际情况可增加吊装设备),次构件及板材采用人工悬拉,钢柱吊装采用单机旋转法吊装。每片雨篷梁先在地面拼装校正后再吊装,必要时人工抬升辅助拼装,钢梁扶正翻身起板采用两点起板法,吊装时采用单机旋转法吊装。为确保吊装安全和避免吊机停转次数,该工程钢结构吊装按行进路线的先后顺序吊装施工,且吊装时先吊装竖向构件,后吊装平面构件,以减少建筑物的纵向长度安装累计误差。
(三)、钢柱的吊装与校正
  钢柱材料卸货时,根据钢柱构件编号按照施工图纸一一就位。构件就位后采用单机旋转法吊装(见图表NO16),为提高吊装效率,在堆放柱时,尽量使柱的绑扎点、柱脚中心与基础中心三点共圆弧。
  将汽吊钢丝绳绑扎好钢柱和吊点,并用缆风绳将钢柱一头绑好,辅助起吊,起吊时先进行试吊,找准起吊后方可起吊。起吊时吊机将绑扎好的柱子缓缓吊起离地20cm后暂定,检查吊索牢固和吊车稳定,同时打开回转刹车,然后将钢柱下放到离安装面40-100 mm,对准基准线,指挥吊车下降,把柱子插入锚固螺栓临时固定,钢柱经初校正后,待垂直度偏差控制在20mm 以内方可使起重机脱钩,钢柱的垂直度用经纬仪检验,如有偏差立即进行校正,在校正过程中随时观察底部和标高控制垫块之间是否脱空,以防校正过程中造成水平标高误差。
  柱子的垂直校正,测量用两台经纬仪安置在纵横轴线上,先对准柱底垂直翼缘板或中线,再渐渐仰视到柱顶,如中线偏离视线,表示柱子不垂直,可指挥调节拉绳或支撑,可用敲打等方法使柱子垂直。在实际工作中,常把成排的柱子都竖起来,然后进行校正。这时可把两台经纬仪分别安置在纵横轴线一侧,偏离中线一般不得大于3mm。
(四)、钢梁的吊装与校正
  钢梁构件运到现场,先应拼装。钢梁扶正需要翻身起板时采用两点翻身起板法,人工用短钢管及方木临时辅助起板。钢梁翻身就位后需要进行多次试吊并及时重新绑扎吊索,试吊时吊车起吊一定要缓慢上升,做到各吊点位置受力均匀并以钢梁不变形为最佳状态,达到要求后即进行吊升旋转到设计位置,再由人工在地面拉动预先扣在大梁上的控制绳,转动到位后,即可用板钳来定柱梁孔位,同时用高强螺栓固定。并且第一榀钢梁应增加两根临时固定揽风绳,第二榀后的大梁则用屋面檀条或连系梁加以临时固定。(简要示意图详见:图表No.18)。
  在吊装钢梁时还须对钢柱进行复核,此时一般采用葫芦拉钢丝绳缆索进行调整,待大梁安装完后方可松开缆索。对钢梁屋脊线也必须控制。使屋架与柱两端中心线等值偏差,这样各跨钢屋架均在同一中心线上。

(五)、柱底板垫块安装及二次灌浆
  钢柱安装时,因需调整柱高程、通常于柱底端头板下放置垫块,而垫块的尺寸,一般只考虑承载钢架本身的重量。基础砼面的高程与柱底板高程间两者之差即为所需加垫块的厚度,由此可计算出所需垫块的数量。柱底垫块应包括6 mm垫铁或锲形垫铁,锲形垫铁垫到柱底板角。
  主钢构吊装校正完成后,才可进行灌浆通常在校正完毕后三天内完成,以免因其他原因造成结构体移位,灌浆材料应采用细石膨胀混凝土,使柱底板与基础完全接触,灌浆砼标号比柱砼标号高一级。灌浆前准备工作,削除砼表面过高处使灌浆厚度至少保持4cm以上,去除砼表面的细微物,油脂、泥土等不良物质,而保持适当粗糙。一端及两侧而之模板亦需高出板面,且留出间隔,并稍具倾斜,以使插入木棒或钢筋。灌浆料必须以拌和机拌和,若以手拌和,则缺乏流动性而使水易增加,造成收缩之危险。一经灌注,必须连续不断进行作业,直到灌浆从周围出为止,灌浆料必须从一侧开始,未完成前不可中断。灌注后,保持湿润状态保养至少七天。
(六)、高强度螺栓施工方法
  该钢结构工程钢梁、柱连接采用大六角高强螺栓,安装高强螺栓时构件的磨擦面应保护干燥清洁,不得在雨中作业。拧紧顺序应从节点板中心向边缘施拧(参考图表No.5-H),两个连接件的顺序为先主要后次要的顺序,H型钢构件为上翼缘、下翼缘、复板的顺序,同一节柱上梁、柱节点紧拧顺序为先上梁柱接点再下梁柱节点,最后为中间梁柱节点。高强螺栓紧固程度用扭矩扳手进行控制。其外露丝扣为2-3丝,连接檩条墙梁用的普通螺栓每个螺栓垫两个垫圈。所有安装螺孔,均不得采用气割扩孔,当板叠销孔超出允许偏差造成连接螺栓不能穿通时,可用铰刀进行修整,但修整后的最大直径应小于螺栓直径的1.2倍,铰孔时应防止铁屑落入板叠缝隙。同时本工程所有规格的高强螺栓经监理见证取样后送试验室试验。
  该工程拟编制一个班组6人专门负责高强度螺栓施工,其中螺栓安装4人,初拧2人,终拧2人,并必须做到当天安装的螺栓应在当天终拧完毕。
(七)、焊接方法及焊接材料要求
  必要时现场将搭设临时防风、防雨棚,以改善因风、雨等自然环境所造成的影响。
  选用适当的电焊机、碳弧气刨、稳压器及焊接辅助装置如干燥箱、保温筒等,确保焊接所需的装备完整,能满足质量保证的需要,焊前焊条必须烘干处理。
  提供合格的焊接工人及探伤工程师,所有焊工均必须持证上岗,所有对接焊缝均必须探伤,焊缝等级应达到设计要求。
  焊接方法和焊接材料选择
根据工程结构焊接接点位置,现场焊接施工采用手工焊相结合的焊接方法,焊接材料根据结构钢材的材质,现场焊接采用手工电弧焊,焊接材料为:E4303或E506焊条,,定位焊用手工电弧焊进行。打底焊用φ3.2的焊条,填充及盖面焊用φ4.0的焊条进行。(如天气较湿,需进行电焊条烘烤)按表选择:
  结构焊接施工顺序
焊接施工顺序对焊接变形及焊后残余应力有很大影响,在焊接时为尽量减少结构焊接后的变形和焊后残余应力,结构焊接应尽量实行对称焊接,让结构受热点在整个平面内对称、均匀分布,避免结构因受热不均匀而产生扭曲和较大焊后残余应力。
  焊接顺序要求
①总体原则:任一构件焊接尽可能按排双数焊工进行对称施焊,为尽可能地避免焊接应力导致构件变形,应先施焊完整个结构节点的打底焊,再施焊整个结构节点的填充焊,最后施焊节点的盖面焊,使各层应力有一个自由释放的过程。
②在施焊前要求焊工先检查工装胎架是否对结构件进行了有效定位,结构两端是否有保型装置,并且做好防风、抗雨、保温等各项焊前准备工作,在施焊过程中尽可能使用一种焊接方法进行施焊,以减少焊接能量不同引起的附加焊接应力。
  焊缝质量检验要求:
  本工程二层梁柱、梁梁之间对接焊缝为二级焊缝,焊缝焊好24小时后进行20%的超声波无损探伤,评定等级Ⅲ级。其它部位的焊缝为角焊缝,三级焊缝。不进行探伤试验。
  焊接工艺评定方案
  焊接工艺评定要求
  ①焊接工艺评定根据《钢结构工程施工质量验收规范》规定,按《建筑钢结构焊接规程》、施工图技术要求进行。
  ②焊接工艺评定之前应根据钢结构工程节点形式提出相应的焊接工艺评定指导书,用来指导焊接工艺评定试验(已做过的焊接工艺评定试验,经工程监理确认后可免做或替代)。焊接工艺评定试验经多次检验或试验评定合格后,由公司检测中心根据试验结果出具焊拼工艺评定报告。
  ③焊接工艺评定前,主管焊接工程师应根据《建筑钢结构焊接规程》中的内容,并结合产品的结构特点、节点形式等编制焊接工艺评定试验方案。
  ④焊接工艺评定试验方案由主管焊接工程师提出,经业主或监理会签后实施。
  ⑤施工单位根据焊接工艺评定报告,编制焊接工艺指导书用于指导产品的焊接。
 屋面、墙面系统安装
屋面、墙面系统安装
(一)、檩条及支撑系统的安装
  檩条及支撑系统应配合钢结构吊装,进行交叉作业,流水施工。
  该钢结构工程檩条安装可采用以滑轮借力法安装,安装要求螺孔位置对准,拧紧程度合理。根据檩条规格和使用部位,采用人工借力悬拉至屋面或墙立面相应位置安装。
  支撑应按规定要求及时安装,要求安装位置准确,达到设计要求,确保钢结构整体刚度和稳定性。
  吊装完成后马上要再调整构件之间垂直度及水平度,为确保连续构件间的正确准线,需及时安装柱间支撑及水平支撑及调整这些支撑。调整柱撑应使一边柱撑锁紧另一边放松,当柱已达到垂直度时,则柱撑应该最后锁紧到“拉紧”状况,但不要把斜撑锁太紧而损害构件。从屋檐到屋脊系利用屋脊点为中心点调整水平支撑,并对齐屋顶梁就能保持屋顶垂直。总之只有待调整所有构件垂直度方正后方可锁紧斜撑。
  一般梁隅撑均是在地上连结至屋顶梁上,吊装后才使用螺栓连结到屋面檩条上。台度角钢采用膨胀螺栓固定,山墙角钢安装则由檐口至屋脊并尽量固定于山墙檩条之下翼沿上。
  屋面、墙面系杆及拉杆安装时要及时调整檩条的水平度,并纠正檩条因运输或堆放中造成的弯曲变形等。
  整平:檩条安装前,应对檩条支承点进行测量和整平,低的点应适当垫高,檩条间高差应严格控制在±5mm范围内。
  弹线:檩条支承点应按设计要求的支承点位置固定,所以支承点应用墨线弹出(或划出)中心位置,以供檩条安装定位,确保檩条的直线性和按檩条布置图布置。
  垂直起吊及布置:按布置需要对檩条进行适当捆装后,用汽吊提升吊到指定位置,然后根据图纸及檩条规格,对檩条进行布置,做到堆放合理,布置正确。(或在施工场地上将各种规格的檩条按图纸置抬运到位,借用滑轮提升到屋面上)
  搭接:由安装工根据布置的檩条按图纸要求进行螺栓连接,连接前应对固定点位置进行测量,确保间距、位置正确,直线度不大于6mm,高差不大于5mm。
(二)、屋面板及包边板安装
  屋面板纵向不设接头,施工现场一侧山墙端应留屋面板制作场地和成品堆放场地。采用起吊将屋面板运输至屋面,安装顺序应考虑有利于本地区的主导风向而从厂房一端开始逐跨铺设。屋面板施工顺序根据现场情况再定。
  这根线和第一块屋面板将成为引导基准,便于后续屋面板的快速安装和校正,然后对每一屋面区域在安装期间要定期检测,方法是测量已固定好的屋面板宽度。在屋脊线处(或板顶部)和檐口(或板底部)各测量一次,以保证不出现移动和扇形,保证屋面板的平行和垂直度。
  该钢结构工程屋面板折弯件主要有屋脊内外收边、封口板及山脊山墙檐口收边等等(注意施工先后顺序),这些彩板折弯件与彩板连接用铝铆钉,彩钢折弯件配件应做到整齐、美观、满足防水效果,全部固定完毕后,用密封胶打完一段再轻擦使均匀,泛水板等防水点处应涂满密封胶。
  1、屋面板安装
  施工顺序
施工顺序由结构具备条件的先后顺序决定,正常施工顺序从屋盖的一端向另一端发展。
  根据金属屋面系统的构造和系统的安装程序,本工程的施工程序如下页图所示:
  在檩条上搭设人行走道,确保施工安全和施工进度。
  安装时,用吊机把板吊到屋面上(也可以采用人工吊装法)。起吊带必须使用尼龙带或布带等柔性吊装,不得使用钢带。在包装与吊带或包装之间应插入保护性木条,从而防止板沿变形。
  板材的搬运应轻拿轻放,避免磕碰,严禁拖地,以免破坏板材。
  安装前应首先把板材表面清除干净,然后检查板面是否有残留物,如有用清洁剂和水把混和物清洗干净。并用干布抹干表面的湿气。
  板的铺设方向必须是逆主导方向铺设。在屋面板安装过程中必须随时弹线,以防累积误差。
  在屋面板安装过程中,屋脊盖板和防水堵头(或屋面板上弯)安装必须同时跟上。
  板对集中荷载较敏感,因此屋面彩板施工时,施工人员不得聚集在起,以避免集中荷载导致板的局部破坏。
  安装屋面板时采用边吊边运安装,至少要做到把吊运屋面上的板当天安装完,凡是当天没有安装完的板,必须采取相应措施防止坠落。
  质量要求:压型板尺寸无误、表面干净、无可察觉的凹凸和折纹、接槎顺直、纵横搭接均成直线,接缝均匀整齐,严密无翘曲、无错钻孔洞。
  压型钢板安装的允许偏差应符合下表的规定:
压型钢板安装的允许偏差(mm)
  2、屋脊堵头(或屋面板上弯)及屋脊板的安装
  放线定位第一块屋脊板的起始基准线,顺安装方向定出屋脊堵头(或屋面板上弯)及屋脊堵头两边线的安装控制线。
  安装屋脊堵头板(或屋面板上弯),堵头板与压型板接触部位满涂防水胶,然后安装,用防水胶将堵头密封防止渗漏,依次安装后续堵头。
  安装第一块屋脊板,依起始基准线和控制线安装第一块屋脊板调整定位。在屋脊板上测量划出弯折档水板的定位板,用剪刀剪口,将屋脊板用规定的拉铆顶固定于压型板上,用防水胶将固定件密封,依划出的弯折定位线弯折定位线弯折档水板。
  3、泛水、包角,伸缩缝盖板的安装
  放线定出第一块的起始基准线,顺安装方向确定板两边线的控制线。
  安装第一块,依基准线和控制线安装第二块板调整定位,固定在固定板上,以防水胶将固定件密封以防渗漏。
  在第一块板上量测划出第二块板与第一块的搭接定位线、在板的搭接部位涂防水胶,安装第二块板调整定位,固定件固定并涂防水胶密封,依次安装第二块板及后续板。
(三)、天沟安装
  本工程采用镀锌钢天沟排水,两段天沟之间的连接方式为对接焊接。
  天沟对接焊接。天沟对接前将切割口打磨干净,对接时注意对焊缝间隙不能超过1mm,先每隔250px点焊,确认满足要求后方可焊接。为提高施工效率,可在地面将几段天沟拼装在一起,然后再安装,可以大大减少高空作业,提高天沟拼接质量。
   开落水孔。安装好一段天沟后,先要在设计的落水孔位置中部钻几个孔,避免天沟存水,对施工造成影响。天沟对应部位的板安装好后,必须及时开落水孔。正式落水孔用空心钻切割机开孔或切割机开孔。
 钢结构竣工验收
钢结构竣工验收
  竣工验收准备:按照规范和设计要求做好资料整理工作;按照先班组检查,再项目部检查,最后总包、监理和业主检查的原则,对施工质量进行验收,发现不合格工序必须及时整改,不得将同样的问题带到下一检查程序中。
  组织竣工验收:邀请当地质检站会同五方主体对工程资料和施工质量进行验收。
  验收合格后,做好资料装订和归档工作。
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