采光顶钢结构施工组织设计.docx
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采光顶钢结构施工组织设计
上海外高桥文化艺术中心
采光顶钢结构
施
工
案
建设单位：
上海外高桥（集团）有限公司
编制单位:
上海高新铝质工程股份有限公司
编制日期:
二O一五年八月
第一章概述-----------------------------------------------------------------------------------3
一、概况
二、编制依据
第二章施工目标及现场准备--------------------------------------------------------------4
一、工期、质量及安全目标
二、人员及机械配备
第三章钢结构制作加工、现场安装-----------------------------------------------------6
一、钢结构制作及加工
二、现场安装施工
第四章脚手架搭设案--------------------------------------------------------------------13
一、脚手架材料选用
二、脚手架的搭设
三、搭设安全技术措施
四、脚手架的验收、使用、维修
五、脚手架拆除
六、脚手架计算书
第五章吊装案-----------------------------------------------------------------------------22
一、安装流程
二、吊装准备
三、主要构件重量及吊机选型
四、钢丝绳选用
五、安装
第六章质量保证措施-----------------------------------------------------------------------25
第七章安全保证措施-----------------------------------------------------------------------26
一、现场安全目标
二、危险源及防护措施
三、吊装作业安全技术措施
四、脚手架安全管理与使用注意事项
五、事故应急预案及危险源分析
附：
脚手架搭设示意图、现场吊装平面示意图
第一章概述
一、工程概况
1、工程名称：
外高桥文化艺术中心采光顶钢结构
2、工程地点：
上海市浦东新区外高桥扬北路3207号
3、建设单位：
上海外高桥（集团）有限公司
4、设计单位：
天华建筑设计有限公司
5、结构概况：
（1）该项目为利用原有建筑屋面上部采光井中空区域搭设采光天棚，原屋面顶标高14.400m，采光顶区域1-13轴（南北）为26.3m，A-G（东西）轴为14.4m，涉及11榀弧形钢架梁及两侧22根支撑钢立柱。
（2）采光顶东侧高，西侧低，形成8%左右的坡度，以利泛水走向。
（3）两侧钢立柱采用规格220×10的管，东西向钢梁采用规格H500×220×8×16的H型钢，底部装饰性弧梁采用8厚钢板弯曲而成，钢梁之间采用108×4圆管拉结连接，钢构安装中使用E4303型焊条焊接。
（4）钢立柱与原有屋面混凝土地梁预埋件螺栓连接，主钢梁与弧梁焊接连接。
（5）结构以外的装饰性外板及顶部玻璃面层不在本次承包工作围，另由专业单位制作安装。
（6）结构外观如下图：
（7）脚手架为配合上述钢结构安装，须在该区域搭设满樘脚手架，搭设面积为23.6米×14.4米，以室+5.000米标高为基准，脚手架操作面标高+16.500米，分二次进行搭设，第一次搭设标高+13.000米，第二次搭设标高至+16.500米，主要用于钢结构系杆的焊接作业面。
东侧平台部位须搭设安全栏杆，高度1.2米，用于吊装时确保现场指挥人员安全。
二、编制依据
1、业主的要求及设计图纸。
2、现场勘察情况及准备会议。
3、现行有关施工及验收规、规程及标准图集：
序号
规及标准名称
规编号
1
钢结构工程施工及验收规
GB50205-2001
2
建筑钢结构焊接技术规程
JGJ81-2002
3
临时用电安全技术规
JGJ46-2005
4
建筑施工起重吊装工程安全技术规
JGJ276-2012
5
施工现场临时用电安全技术规
JGJ46-2005
6
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33--2012
7
建筑施工高处作业安全技术规程
JGJ80-2001
8
建筑施工安全检查标准
JGJ59-2011
9
建筑施工扣件式脚手架安全技术规程
JGJ103-2011
4、现行的有关安全生产规定及各项安全规章制度。
5、公司有关安全管理制度及HSE管理手册、ISO质量管理体系文件等。
第二章施工目标及现场准备
一、工期、质量及安全目标
1、工期目标
现场安装期为10日历天，后附施工进度计划
2、质量目标
按照设计图纸及建设要求进行施工，确保工程质量“一次性竣工验收合格”。
3、安全目标
实现一次吊装完成，确保不对边设施造成破坏，不发生安全事故及安全隐患。
二、人员及机械配备
1、劳动力
序号
工种
人数
备注
1
起重工
1
2
安装工
4
4
电工
1
5
电焊工
2
2、运输及吊装机具配备
序号
名称
数量
单位
用途
备注
1
10米运输车
1
辆
驳运钢构件
2
80吨汽车吊
1
台
吊装钢构件
配4块路基箱
3
水准仪
1
台
测量水平
4
电焊机
2
台
焊接
5
氧气乙炔
1
套
临时修改
6
安全帽
若干
顶
安全
7
保险带
若干
副
安全
8
棕绳
200
米
固定钢架及起重
9
20米钢丝绳
2
根
钢结构吊装
10
普通扳手
若干
把
固定普通螺栓
3、施工用电
现场施工用电主要为现场焊接用电，按2台电焊机考虑用电量的计算。
施工用电计算
计算公式：
P=1.05*（K1P1/cos+K2P2+K3P3+K4P4）
其中：
P---为供电设备总需容量（KW）
P1---电动机额定功率（KW）
P2----电焊机额定功率（KW）
P3---室照明容量（KW）
P4---室外照明容量（KW）
K1=0.6，K2=0.6，K3=0.8，K4=1，cos=0.75
K1P1=0.6*0=0KW
K2P2=0.6*（23.4*2）=47KW
K3P3=0KW
K4P4=0KW
P=1.05*47=50KW
第三章钢结构制作加工、现场安装
一、钢结构制作及加工
本工程采光顶钢梁采用H型钢，公司采用先进的专用焊接H型钢生产线进行制作。
构件板材下料采用电脑下料自动切割快速准确，面板与腹板焊接采用埋弧自动焊焊接，保证焊接质量，构件除锈为抛丸除锈。
1、焊接钢梁的加工制作
工艺过程：
1）下料图单
①此工序为材料检验部分，其容包括对工程所选用的型号、规格的确认以及材料的质量检查。
②质量检测标准：
应符合设计要求及现行标准的规定。
③检验法：
检查钢材质量证明书和复试报告，用钢卷尺、卡尺检查型号、规格。
2）放样、号料
①放样划线时，应清楚标明装配标记、螺标注、加强板的位置向、倾斜标记及中心线、基准线和检验线，必要时制作样板。
②注意预留制作，安装时的焊接收缩余量；切割、刨边和铣加工余量；安装预留尺寸要求。
③划线前，材料的弯曲和变形应予以矫正。
④质量检验法：
用钢尺检测。
3）下料
钢板下料采用数控多头切割机下料，但下料前应将切割表面的铁锈、污物清除干净，以保持切割件的干净和平整，切割后应清除溶渣和飞溅物，操作人员熟练掌握机械设备使用法和操作规程调整设备最佳参数的最佳值。
①质量检验标注：
项目允偏差：
切割的允偏差值（mm）
零件宽度、长度±3.0mm
边缘缺棱1.0mm
型钢端部垂直度2.0mm
②钢材剪切面或切割面应无裂纹、夹渣和分层。
③质量检验法：
目测或用放大镜、钢尺检查。
4）组立、成型
钢材在组立前应矫正其变形，并达到符合控制偏差围，接触毛面应无毛刺、污物和杂物，以保证构件的组装紧密结合，符合质量标准。
组立时应有适量的工具和设备，如直角钢尺，以保证组立后有足够的精度。
采用设备为Z12型型钢组立机。
①点焊时所采用焊材与焊件匹配，焊缝厚度为设计厚度的2/3且不大于8mm，焊缝长度不小于25mm，位置在焊道以。
②预组立的构件必须进行检查和确定是否符合图纸尺寸，以及构件的精度要求成型。
③组立成型时，构件应在自由状态下进行，其结构应符合《施工及验收规》及有关标准规定。
经检查合格后进行编号。
④质量检验法：
用直尺、角尺检查。
5）焊接：
①该工序采用设备为全自动埋弧焊机。
②焊接工艺：
焊接钢梁采用自动埋弧焊进行焊接；钢梁与底部装饰性弧梁、弧梁加肋板采用手工焊接。
使用自动焊应满足以下两点：
（1）焊接后边缘30-50mm围的铁锈、毛刺污垢等必须清除干净，以减少产生焊接气等缺陷的因素。
（2）引弧板应与母材材质相同，焊接坡口形式相同，长度应符合标准的规定；使用手工电弧应满足以下规定：
使用状态良好、功能齐全的电焊机，选用的焊条需用烘干箱进行烘干。
6）制
①采用设备：
摇臂钻
②质量检验标准：
螺栓及距允偏差符合《钢结构施工及验收规》的有关规定，详见下表：
螺栓允偏差表（mm）项目允偏差：
直径﹢1.0
度2.0
垂直度0.3t且不大于2.0
螺栓距的允偏差表项目允偏差：
≤500501-12001200-3000＞3000
同一组任意间距离±1.0±1.5--------------
相邻两组的端的距离±1.5±2.0±2.5±3.0
③质量检验法：
用直尺、钢尺、卡尺和目测检查。
7）矫正型钢
①使用设备：
翼缘调直机
②工艺要求：
操作人员熟悉工艺容并熟悉掌握设备操作规程，矫正完成后，应进行自检，允偏差符合《钢结构施工及验收规》有关规定。
质量检验法：
目测及直尺检查。
8）除锈
除锈采用专用除锈设备，进行抛射除锈可以提高钢材的疲劳强度和抗腐能力。
对钢材表面硬度也有不同程度的提高，有利于漆膜的附和不需增加外加的涂层厚度。
除锈使用的磨料必须符合质量标准和工艺要求，施工环境相对湿度不应大于85%。
经除锈后的钢材表面，用毛刷等工具清扫干净，才能进行下道工序，除锈合格后的钢材表面，如在涂底漆前已返锈，需重新除锈。
9）油漆
钢材除锈经检查合格后，在表面涂完第一道底漆，一般在除锈完成后，存放在厂房，可在24小时涂完底漆。
存放在厂房外，则应在当班漆完底漆。
油漆应按设计要求配套使用，第一遍底漆干燥后，再进行中间漆的涂刷，面漆根据现场要求施工，保证涂层厚变达到设计要求。
油漆在涂刷过程中应均匀，不流坠。
10）包装与运输
①构件编号在包装前，将各种符号转换成设计图所规定的构件编号，并用笔（油漆）或粘贴纸标注于构件的规定部位，以便包装时识别。
②在搬运过程中注意对构件的涂层的保护，对易碰撞的部位应提供适当的保护。
③搬运后的构件如发生变形损坏，应及时进行修补，以确保发运前构件完好无损。
11）验收
钢构件出厂前，应提交一下资料：
①产品合格证；
②施工图和设计文件；
③钢结构零件及部位加工（剪切、气割）质量检查记录；
④钢结构件组装（焊接H型钢）几尺寸检查记录；
⑤二、三级焊缝外观质量检查记录；
⑥部分焊透组合焊缝、角焊缝外形尺寸及外观质量检查记录；
⑦钢结构件涂料、涂层、干漆膜厚度、外观质量等检测记录；
⑧构件发运清单资料。
二、现场安装施工
1、钢结构安装
1）施工法：
本工程钢结构安装，首先复核混凝土基础的轴线及基础顶面标高，采用吊装的法，先吊装所有钢立柱，待校正固定后，依次吊装13榀钢梁至四层屋面，随吊随调整，然后再进行安装固定。
整体钢架吊装完成后，最后进行系杆与钢梁的焊接工作。
2）施工顺序：
现场吊装分为三步，首先将钢立柱、系杆吊至四楼屋面平台，然后将钢梁运至一楼地面，待四楼钢立柱固定后，最后开始吊装钢梁。
3）安装前准备工作
①柱脚螺栓的施工：
复核土建基础施工的柱脚定位轴线，东面埋件为后置化学螺栓。
为保证化学螺栓的定位准确，将螺栓用模板预制，并在模板上标上十字线，将十字线与钢柱或钢梁定位线相吻合，用记号笔标出螺栓的位置，再进行穿种植φ20化学螺栓，并请有资质的检查单位来现场进行拉拔检测。
②编制安装计划和构件供应计划，组织好施工。
③检查钢构件：
钢构件出厂时应具有出厂合格证，安装前按图纸节点复核构件，将构件依照安装顺序运到安装围，在不影响安装的条件下，尽量把构件放在安装位置下边，以保证安装的便利。
④钢结构的安装流程：
检查钢构件的型号、尺寸；
检查钢构件的定位轴线及标高，做好放线定位工作；
吊装点与主体结构可靠连接，选用φ26mm的钢丝绳、高强度尼龙吊带。
划定吊装区域，使用红白旗或三角旗等形式进行施工区域划分，专人负责指挥吊装。
4）安装校正
①钢柱校正：
钢柱垂直度校正用经纬仪或吊线锤根据预先弹出的中心线检查钢柱垂直度，待钢柱整体校正无误后再进行焊接固定。
②钢梁校正：
钢梁轴线和垂直度的测量校正，校正后立即进行固定。
③钢结构整体垂直度：
（H/2500+10.0）且不大于50.0；
整体平面弯曲的允偏差L/2500且不大于25.0。
5）高强度螺栓施工：
①高强度螺栓在施工前必须有材质证明书（质量保证书），采用高强度螺栓10.9级，摩擦面喷砂处理，抗滑移系数0.5。
②高强度螺栓设专人管理妥善保管，不得乱扔乱放，在安装过程中，不得碰伤螺栓及污染脏污，以防扭矩系数发生变化。
③高强度螺栓要防潮、防腐蚀、防粉尘，并按类型和规格分类存放。
④安装螺栓时应采用光头撬棍及冲钉对正上下（或前后）连接板的螺，使螺栓能自由投入。
⑤若连接板螺的误差较大时应检查分析酌情处理，若属调整螺无效或剩下局部螺位置不正，可使用电动绞刀或手动绞刀进行重新打。
⑥高强度螺栓的安装顺序，应从刚度大的部位向不受约束的自由端进行。
在同一连接面上，高强度螺栓应从螺栓群中部开始向四扩展逐个拧紧。
同一个接头中高强度螺栓，分初拧、复拧、终拧，应当天（24小时）完成。
6）焊接
焊接的质量等级为：
对接为二级焊缝，桁架焊缝为二级焊缝，其余结构焊缝为三级焊缝，加劲肋焊缝为贴脚焊缝。
设计图纸未注明的焊缝均匀连续焊缝，设计中未注明的角焊缝焊脚高度为6mm，满焊，最小焊缝长度50mm。
管焊缝不小于构件的最薄处。
焊接连接材料应按强度、性能及母材相匹配选用，亦可按下表选用。
当两种不同的钢号焊接时，采用与强度较低钢号匹配的焊条或焊丝。
承受直接动荷载的焊接连接或重要的厚板焊接等宜选用低氢型焊条，如E4315、E4316、E5015、E5016等型号。
焊条必须有合格证、质保书以及完整的包装，能使用。
钢材牌号
手工焊焊条型号
埋弧自动焊焊剂与焊丝型号
CO2气体保护焊焊丝型号
Q235钢
E43XX焊条
FGAx型焊剂
H08A焊丝
ER49-1
ER50-6
焊接工艺：
①焊工焊接时必须格执行焊接工艺。
②焊接时，应将焊缝每边30mm~50mm围的铁锈、毛刺和油污清除干净。
③定位焊所采用的焊接材料型号，应与焊材材质相匹配；焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3。
④多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，缺陷清除后再焊。
⑤焊成凹形的角焊缝，焊缝金属与母材间应平缓过渡；加工成凹形的角焊缝，不得在其表面留下切痕。
⑥每焊完一条焊缝，都要敲掉药皮检查焊缝，如发现有缺陷，清除后再焊。
焊接检验：
①焊缝金属表面应均匀，不得有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑和针状气等缺陷，焊接后应清除飞溅物。
②禁在焊缝区以外的母材上打火引弧。
③经检验（外观和部）确定质量不合格的焊缝，应进行返修。
返修次数不宜超过2次，如超过2次必须经过技术负责人核准后，能按返修工艺进行。
④焊缝质量检验，应按设计要求，并按标准《钢结构工程施工及验收规》（GB50205-95）执行。
焊缝外观质量检验及允偏差见下表。
在质量检验按设计要求进行。
项目
质量标准
一级
二级
三级
气
不允
不允
直径小于或等于1.0mm的气，在1000mm长度围不得超过5个
咬边
不要求修磨的焊缝
不允
深度不超过0.5mm累计总长度不得超过焊缝长度的10%
深度不超过0.5mm累计总长度不得超过焊缝长度的15%
要求修磨的焊缝
不允
不允
————
钢结构的焊接必须符合《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）中的规定及标准，必须符合设计要求。
安装焊缝坡口的允偏差
项目
允偏差
坡口角度
±5°
钝边
±1.0
实腹梁两端最外侧安装间距
±1.0
本工程桁架焊缝的焊缝质量不低于二级，根据施工规及设计要求，对焊缝进行20%的超声波探伤。
7）喷漆
钢结构构件表面采用喷砂除锈处理，除锈等级达Sa2.5级。
采用除锈后，表面须氟碳喷涂处理，室外漆膜厚度不小于150μm，室漆膜厚度不小于125μm。
允偏差厚度：
-25μm，每遍涂层干漆膜厚度允偏差为：
-5μm。
第四章脚手架搭设案
一、脚手架材料选用
1、材质要求
钢管的材质为A3钢，质量需符合现行的标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235-A级钢的规定，出厂还必须具有生产厂家的检验合格证。
对承重杆件还要具有抗拉、延伸率、屈服点和硫、磷含量的合格证。
2、钢管规格要求
各杆件应选用外径φ48mm，壁厚3.0-3.2mm的焊管。
用于立杆、大横杆和斜撑的钢管长度以4-6米为好，用于小横杆的钢管长度以1.5-2米为宜，以适应脚手架宽度的变化，所用钢管表面无锈蚀。
3、连接件要求
（1）钢管连接件采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定；脚手架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65N.m时，不得发生破损。
扣件的附件（T形螺栓、螺母、垫圈）的材料应符合GB700-79《普通碳素结构钢技术条件》中A3钢的规定：
螺纹应符合GB196-91《普通螺纹》的规定；垫圈则要符合GB96-76L《垫圈》的规定。
（2）所采用的扣件不应有裂纹、气，也不应有疏松、砂眼等铸造缺陷，外观质量符合要求。
扣件与钢管贴面整，保证与钢管扣紧时接触良好，扣件夹紧钢管时，开口处最小距离≥5mm。
扣件的活动部位应灵活，放置扣件的两放置面间隙小于1mm。
（3）绑扎采用18号镀锌铁丝。
4、防护设施要求
操作平台作业面铺设竹笆，边护栏采用竹笆围护。
二、脚手架的搭设
1、搭设流程
场地平整、清扫→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆（搁栅）→剪刀撑→铺竹笆→扎防护栏杆→悬挂安全标识。
脚手架分二次进行搭设，第一次搭设标高+13.000米，待现场焊接完钢架下部系杆支撑后，第二次搭设标高至+16.500米。
2、立杆布置
（1）脚手架采用满樘落地脚手架，纵距为1米，横距为1米，步距1.6m。
（2）立杆采用不同长度的钢管参差布置，使钢管立杆的对接接头交错布置，高度向相互错开500mm以上，且要求相邻接头不应在同步同跨，以保证平台的整体性。
（3）立杆应设置垫木，并设置纵横向扫地杆，连接于立脚点杆上，离底座20cm左右。
（4）立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1／400。
3、大横杆、小横杆设置
（1）大横杆置于立杆里面，每侧外伸长度为150mm。
（2）外架子按立杆与大横杆交点处设置小横杆，两端固定在立杆，以形成空间结构整体受力。
4、剪刀撑布置
操作平台外侧立面的设置通长剪刀撑，并应由底至顶连续设置；剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接，搭接长度不小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定。
剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线离主节点的距离不宜大于150mm，水平剪刀撑按照6米高度设置。
5、脚手板的铺设要求
作业面满铺竹笆必须满铺到位，不留空位。
6、防护栏杆
（1）操作平台作业面边设置1.2米高防护栏杆，不少于2道，高度分别为0.6米和1.0米。
（2）人员上下工作面由屋面进入，禁通过攀爬脚手架上下工作面。
三、搭设安全技术措施
1、技术保障措施
（1）钢管与扣件进场前应经过检查挑选（选择标准应符合规JGJ130-2001第3条），所用扣件在使用前应清理加油一次，扣件一定要上紧，不得松动。
（2）架子搭设完毕后会同监理单位和建设单位对整个脚手架进行验收检查，验收合格后可投入使用。
2、质量保障措施
（1）操作人员作业前必须进行岗位技术培训与安全教育。
（2）在搭设、拆除前必须给作业人员下达安全技术交底，并传达至所有操作人员。
（3）脚手架搭设完毕，依据专项案及验收标准对脚手架进行验收，发现不符合要求处，必须限时或立即整改。
3、安全保障措施
（1）操作人员必须持有登高作业操作证，可上岗。
（2）架子在搭设（拆除）过程要做到文明作业，不得从架子上掉落工具、物品；同时必须保证自身安全，高空作业需穿防滑鞋，佩戴安全帽、安全带，未佩戴安全
（3）在架子上施工的各工种作业人员,应注意自身安全，不得随意向下、向外抛、掉物品，不得随意拆除安全防护装置。
（4）大雨、大雾及六级以上大风等天气，禁进行该脚手架的搭设、拆除工作。
（5）现场设安全员负责对脚手架进行经常检查和保修。
（6）搭拆及拆除期间，地面应设置围栏和警戒标志，禁非操作人员入。
四、脚手架的验收、使用、维修
1、验收
脚手架搭设完成后由安全负责人和甲人员一同组织验收，验收合格并填写验收单后，允挂牌使用。
下面为验收要点：
（1）基础处理、做法等必须正确可靠，底座是否松动，立杆是否悬空。
（2）架子的布置：
立杆、大小横杆的间距。
（3）架子的搭设和组装，包括工具架和起重点的选择。
（4）安全网的挂及扶手的设置是否齐全；
（5）扣件螺栓是否松动。
（6）与结构固定部分要安全可靠，剪刀撑、斜撑应符合要求。
（7）架子的安全防护和绑扎拧紧情况要符合规定。
（8）作业面的铺设符合本案及建设要求。
（9）是否超载。
（10）垂直度及水平度是否合格。
2、使用
脚手架在使用过程中，人员上下作业面由屋面进入，禁通过攀爬脚手架上下作业面。
每日施工完毕，施工人员应对作业面平台上的留置物体等进行清理，不得将其留置在平台上，以防风吹坠落伤人。
3、维修保养
为确保在整个施工作业期间的稳固可靠，实现安全操作，在脚手架的使用阶段，施工负责人、现场安全员及搭设负责人都必须经常性检查脚手架并且配置专人维修。
及时更换松动的绑扎材料，加固松动歪斜的杆件，保证安全使用的要求。
五、脚手架拆除
1、拆除前应全面检查脚手架的整体性能，对于松动的拉结点必须进行加固。
2、拆除前应进行技术及安全交底，并由该项目施工负责人召集有关人员进行签证。
3、拆除时应划分作业区域，围设立警戒标志；主要通道进行封闭，地面设专人指挥，禁止非作业人员入。
4、拆架子的高处作业人员，必须是经过培训合格，持有有效特殊作业证的专业人员。
进行作业时，应戴好安全帽、系挂安全带、穿软底鞋。
5、拆除前，首先清理干净架上的杂物，拆除顺序应遵守由上而下，先搭后拆、后搭先拆的原则。
即先拆栏杆、竹笆、剪刀撑、斜撑，而后小横杆、大横杆
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