高层管柱施工方案培训资料.docx
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高层管柱施工方案培训资料
中国（酒泉）种子产业园种子大厦
B区钢结构施工方案
审定：
审核：
编制人员：
山东诚祥建设集团股份有限公司
2016.7.16
一、编制依据
2、工程概况与重点难点
3、施工部署
4、施工准备与计划
5、钢构件的制作加工方案
6、运输
7、钢结构安装
8、质量体系与保证措施
9、防风、雨季施工措施
10、施工进度保证措施
11、安全保证措施
12、文明环保施工措施
13、成品保护措施
一 编制依据
1.1招标图纸及文件
1.2 主要规程规范
钢结构设计规范GB50017-2002
钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001
工程测量规范GB50026-2003
建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002
高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005版）
冷弯薄壁型钢结构规范GB50018
1.3 主要标准
高层建筑结构用钢板YB4104-2000
低合金高强度结构钢GB/T1591-1994
建筑结构用钢板GB/T19879-2005
热轧工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T706-2008
热轧H型钢和部分T型钢GB/T11263-2005
热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T9787-1988
埋弧焊缝坡口的基本型式与尺寸GB985-88
钢结构制作安装施工规程YB9254-95
建筑施工安全检查标准JGJ59-99
建筑工程质量检验评定标准GBJ301-88
低合金钢焊条GB5118-85
低合金钢埋弧焊用焊剂GB12470-90
钢结构焊缝外形尺寸GB10854-89
焊接质量保证钢熔化焊接接头的要求和缺陷等级GB/T12469-90
钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级GB11345-89
1.4 主要法规
中华人民共和国建筑法
中华人民共和国环境保护法
中华人民共和国计量法
建设工程施工现场管理规定建设部15号令
建设工程质量管理条例国务院令第279号
二 工程概况与重点难点
2.1 中国洒泉种子产业园种子大厦工程概况
工程名称
中国洒泉种子产业园种子大厦
质量要求
争创飞天奖
工程地址
酒泉市肃州区高铁片区肃北路以北、平原路以东、文化路以西、铁人路以南项目区域内
设计单位
北京龙安华城建筑设计有限公司
监理单位
陕西省工程监理有限责任公司
建筑面积
9.2万m2
建筑层数
地下1层、B1区主楼地上23层，B2区裙楼地上四层
钢结构主要形式
本工程B1区为钢管混凝土-钢筋混凝土核心筒结构，外围框架柱为钢管混凝土柱，地下室为钢骨柱，框梁为钢梁，核心筒墙采用设有构造钢骨的钢筋混凝土墙，B区裙房为钢框架结构，楼板为钢筋桁架楼承板现浇板；核心筒内钢柱采用焊接H型钢柱及十字钢柱，钢骨架采用圆钢管柱及箱形柱。
钢梁为焊接H型钢梁或箱形梁。
钢材材质
材质均为Q345钢。
核心筒内钢骨负一层为Q34B其余均采用Q345GJB,当钢板厚度不小于40mm时采用Q345GJCZ15
钢构件的截面类型
B1区核心筒内钢骨柱主要截面为H300*200*20*20、十字柱为H500*500*200*200*46（40,36,30）*46（40,36,30）；核心筒外箱型钢砼柱：
口700X500X20，共12根；钢圆管砼柱截面采用Ф900*30、Ф600*20；B2区钢管砼柱采用Ф1000*25、Ф950*25、Ф800*20、Ф750*25、Ф700*20、钢梁截面主要为焊接H型钢，部分钢梁采用箱形梁。
高强螺栓
本工程中凡未注明的螺栓均为10.9级摩擦型高强度螺栓，产品选用大六角高强度螺栓及连接副。
连接方式
柱与柱对接采用全熔透焊接，主梁与次梁采用高强螺栓连接；主梁与柱连接采用上下翼缘与柱牛腿焊接连接，并采用上下补强板，腹板采用高强螺栓连接。
高强螺栓采用10.9级摩擦型高强螺栓。
焊接
手工焊接用焊条的质量标准应符合《碳钢焊条》（GB/T5117）或《低合金钢焊条》（GB/T5118）的规定。
对Q235钢宜采用E43型焊条，对Q345钢宜采用E50型焊条。
直接承受动力荷载或振动荷载、厚板焊接的结构应采用低氢型碱性焊条。
自动焊接或半自动焊接采用焊丝或焊剂的质量标准应符合《熔化焊用钢丝》（GB/T14957）等相应规范和标准的规定。
构件焊接完成后采用磁粉探伤或超声波探伤方法按要求进行检测。
楼承板
采用钢筋桁架楼承板。
底模采用0.5mm厚镀锌钢板，上下弦杆采用热轧钢筋HRB400,腹杆钢筋采用冷轧光圆钢筋550级，支座钢筋采用热轧钢筋HRB400。
除锈
钢结构在进行涂装前，必须将构件表面的毛刺、铁锈、氧化皮、油污及附着物彻底清除干净，采用喷砂、抛丸等方法彻底除锈，达到Sa2.5级。
现场补漆除锈可采用电动、风动除锈工具彻底除锈，达到St3级。
油漆
详见钢结构油漆说明
钢管柱脚节点图钢管柱脚节点图
梁柱节点图梁柱节点图
2.2 本工程的重点与难点
（1）与土建及各专业交叉施工，合理安排施工，确保钢结构施工进度是本工程施工控制的重点。
（2）合理安排钢结构构件的进场时间、构件的进场顺序，保证场地的周转是本工程的重点。
（3）由于钢柱截面大重量重，首节钢柱安装后的固定、校正是本工程施工的重点。
B1区核心筒外围21.55M处钢分叉柱的安装、固定及校正是本工程的难点，亦是本工程的重中之重。
（4）钢材种类多，钢柱板厚最大46mm，厚板焊接质量是工程实施重点控制环节之一
三施工部署
3.1质量及工期目标
质量目标：
达到《钢结构工程施工质量验收规范》验收合格。
工期目标：
响应招标文件工期要求，具体详见钢结构进度时间节点表。
计划开工时间2015年9月10日。
安全文明施工目标：
确保本工程所有施工机械的安全正常运行，施工人员伤亡事故为零；
3.2总体施工部署
1、为按期保质完成本本工程，成立经验丰富的项目经理部，自中标之日起便开始熟悉图纸，开展深化设计、研讨方案等工作。
2、详图设计：
钢结构详图设计在我公司设计室完成，采用专门的钢结构详图设计软件——芬兰X-steel——进行设计，为了保证设计质量、避免错误，详图设计安排专人审核。
3、材料采购：
材料采购由公司材料设备处负责，工程合同签订后即可根据主材的各规格和需求量与厂商联系，详图确定后立即进行采购，保证钢构件加工的需要。
4、钢构件加工：
钢构件加工在山东加工基地进行，钢柱分段加工。
焊接H型钢梁、箱形梁利用工厂的专业流水线加工。
大直径钢管柱在专业厂家加工，我公司派驻厂工程师，全程监督，确保质量。
5、现场安装：
B1区钢构件1-4层超重5T的钢构件采用周边汽车吊吊装，不超过5T的钢构件核心筒北侧采用QTZ80塔吊吊装，南侧及核芯筒内暗柱均采用TCT7015-10E吊装。
为便于安装与运输，钢柱每层分为1节，钢柱现场拼接位置均位于钢梁顶标高以上1.3米处。
最大长度6.76米。
单节最大重量为5.79吨。
总体安装顺序是先安装B区-0.07M以下所有钢框柱；然后再安装B1区核心筒钢构件，接着再安装核芯筒外侧F轴以上15-22轴的框钢柱、钢梁；待15-22轴钢框架柱梁全部完工后再安装13-15轴及22-24轴的钢框架柱梁，最后再安装B2区的钢框架柱梁。
由于钢件的数量较多，现场设置两个堆放构件的场地，面积各为800㎡。
以便于构件的倒运。
现场平面布置图如下：
施工现场平面布置图
3.3项目组织结构及职责
针对该项目的特点，我公司成立专门的钢结构项目班子，各业务部门和施工班组密切配合、全力以赴，从材料采购、构件制作、运输到工程安装层层把关，确保按时按质完成本工程的钢结构施工,详见下图。
四施工准备与计划
4.1技术准备
4.1.1绘制加工工艺图、钢结构制作指导书。
加工工艺图和制作指导书的编制必须结合工厂加工设备条件进行，内容包括材料拼装、标准接头、加工工艺要求、工艺装备、构件加工精度和焊接收缩留量等。
梁、柱穿筋孔的位置、尺寸由总包配合钢结构公司共同完成。
深化设计图须经设计院审核、会签后，方可安排加工。
4.1.2搞好钢结构安装前的施工现场测量工作。
（1）测量依据：
①平面控制依据：
土建施工单位移交的测量资料。
②高程控制依据：
测绘院提供的高程原始点，土建施工单位移交的二级控制点。
（2）对土建移交的测量资料进行全面检查。
4.1.3进场安装前还应做好以下几方面的工作：
（1）待安装构件经检验合格，所有力学性能试验全部完成并合格，制作过程的质量控制文件和资料应上报工地监理。
（2）施工现场配电箱、线路等准备完毕
4.2材料准备
材料准备工作内容
（1）根据施工图、工艺图编制材料采购和加工订货计划。
（2）材料品种、规格、型号和质量必须符合设计要求及施工验收规范的规定，并且有产品质量证明书。
（3）焊条、焊丝进场时必须有带物理性能指标的出厂合格证书。
（4）进入施工现场的构件必须是具有出厂合格证的合格产品。
4.3劳动力配备计划
安装人员配备共57人。
施工人员具体配备见下表
现场施工人员配备表
序号
阶段
岗位
人数
备注
1
现场安装
工长
2
技术员/质检员
2
安全员
2
起重工
3
安装工
26
测量工
4
焊工
12
电工
2
其他
4
合计
57
4.4设备机具准备
4.4.1加工制作阶段所需主要设备具体见表
构件加工机械设备配备
机械或设备名称
规格型号
数量
备注
数控/直条切割机
GS/Z-4000
2
多头直条气割机
CG1-4000B
2
3000吨数控折弯机
1
磁力氧气切割机
1
单丝直流埋弧焊机
（美国林肯电源）
8
内焊机
4
外焊机
4
液压摆式剪板机
GC12Y-10X2500
1
H型钢自动组立机
HG1500
2
埋弧自动焊机
ZX5-1250
3
H型钢翼缘矫正机
JZ-40
1
铣边机
XBJ-15
1
端面铣床
DX1416
1
H型钢锁口铣床
BM38
1
双工作台数控龙门钻床
PD16
1
三维数控钻床
SWZ1000
1
交直流两用弧焊机
ZXE1-500
8
CO2气体保护焊机
CV-500Ⅰ
4
超声波探伤仪
CTS-22－26
1
气割
4
螺旋千斤顶
5t～32t
2
角磨砂轮机
15
抛丸机
RQZ9801
1
焊条烘干箱
500℃
1
干燥箱
DG801-3
1
碳弧气刨
5
涂镀层测厚仪
GTG-10F
1
桥式吊车
QD16/3.2T
5
20龙门吊
V型
1
4.4.2安装阶段主要设备表
安装所需主要的设备
序号
机械或设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
QTZ80塔吊
臂长50米
台
1
B区北侧
2
TCT7015-10E塔吊
臂长50米
台
1
B区南侧
3
汽车吊
25T
台
1
4
汽车吊
160T
台
1
5
汽车吊
220T
台
1
6
钢丝绳
6×19
m
100
7
钢丝绳夹
Y6-20
个
若干
8
千斤顶
10t
台
6
9
电动扳手
个
6
10
CO2气体保护焊机
CV-500Ⅰ
台
40
11
气割
套
40
12
倒链
20t
台
20
13
超声波探伤仪
SM90
台
2
14
栓钉焊机
台
4
15
对讲机
部
若干
16
全自动激光铅直仪
JC-100
台
1
17
激光电子经纬仪
LT-2
台
1
配弯管目镜
18
电子经纬仪
DJD-2A
台
2
配弯管目镜
19
经纬仪
TDJ2E
台
1
配弯管目镜
20
自动安平水平仪
ANL132
台
2
21
拓普康全站仪
台
2
22
磁力线坠
个
5
23
钢卷尺
30m50m
把
各2把
24
钢直尺
10m
把
12
五、钢构件的制作加工方案
本工程中加工的钢结构构件主要有钢管柱、箱型柱、热轧H型钢梁、焊接H型钢梁及焊接箱形梁。
结合实际层高及起重机械的起重能力、运输、现场场地实际情况，对钢柱进行分段加工，钢梁按全长进行加工。
大直径钢管向专业厂家采购，我公司派驻厂代表对构件加工全过程监督，采取完备的质量控制措施。
大跨度钢梁的制作应预起拱，钢梁大于8米时起拱值为1/600。
5.1钢管柱的加工工艺
厚壁大直径钢管加工工艺：
放样→下料→坡口加工→成型→组对（合缝）→焊接→校整→端头加工→环向对接→无损检测→除锈→喷漆→标识→入库（包装）→发货（运输）
圆管柱工艺流程图如下：
5.1.1圆管成型工艺：
钢管采用冷轧成型工艺或冷卷成型工艺；其中冷轧钢管成型工艺包括两个工序，即预弯、折弯。
（1）预弯：
a、使用设备是：
1200吨数控端头弯曲机。
b、操作过程：
预弯采用1250T端头预弯机进行作业,预弯模具采用钢板立拼，能够形成各种规格的模具，起始端均有过度块防止母材局部产生撕裂。
将相关数据输入端头弯曲机控制器内，将工件吊至上料架上，启动控制器，即可进行自动操作。
（2）折弯：
a、使用设备：
3000吨数控折弯机
b、操作过程：
按工艺卡的要求，将工件规格、材质输入微机编程后，选择折弯时所需的压力，设置下压行程Y1，Y2的位移，送料小车将板送至上下模具间，对好第一点后，开始压制。
在压前几刀时要看一下直线度。
如直线度不合格，要适当升降预凸，以防管件局部出现凸起或下凹的现象。
（3）检验：
成型过程中、操作工应不时的用标准样板检测弧度是否合格，检测钢板弯曲部位的直线度，压制完成每一根后，由质检员检测外圆直径并符合如下标准：
D/500且≤5mm。
5.1.2圆管柱牛腿及零部件组装
典型牛腿构造示意图1
典型牛腿构造示意图2
（1）牛腿先拼接翼缘板，翼缘板拼接焊缝为全熔透一级焊缝，拼接后的翼缘板必须在组装牛腿前划出十字线，确保腹板位置正确。
牛腿翼缘板拼接不得出现超过2mm的错接，局部焊接弯曲必须在制作牛腿前进行矫正。
（2）牛腿制作需要定出胎具，胎具制作采用圆管柱拼接预料做基准，制作中必须定出牛腿腹板孔位相对位置。
牛腿制作应采用水平尺抄平，不得出现翘曲。
牛腿腹板与翼缘板为全熔透一级焊缝。
（3）对接完的钢柱应该先调直，局部弯曲不得超过3mm。
拼装时，先在圆管上弹出4条安装位置通长中线，同时在牛腿翼缘上也弹出腹板中线，安装时将单个牛腿中线与圆管柱上中线对准，调整好竖向位置后，将单个牛腿与圆管柱点焊固定在一起，依次安装好4个牛腿后，将各牛腿翼缘板点焊连接，然后焊接各个牛腿与圆管柱间的焊缝，最后焊接各个牛腿翼缘板之间的焊缝。
装配时要严格控制好牛腿的角度和位置以及牛腿翼缘板间的错位。
柱身十字线必须先找出后再拼装牛腿，注意牛腿、柱底板方向及螺栓孔控制尺寸。
（4）单节柱和多节柱最上端牛腿组对完毕后再往柱身上套，其它部位的牛腿都在胎具上分两块组焊完毕后再往柱身拼装，班组制作完牛腿胎具必须经技术质检部门验完合格后再组立牛腿。
（5）在拼装时一定要把对称方向的牛腿铆焊准确，以防在工地安装出现只能装一边，另一边装不上的现象。
（6）不同标高的牛腿必须保证设计的相对位置，不得出现在安装时有较劲的现象。
5.1.3圆管柱组装的质量要求
（1）钢管对接焊缝同其它焊缝的间距不小于200mm。
直缝电焊钢管对接时,两纵缝在圆周上的间距不小于200mm（设计有特别要求的按设计执行）。
每节柱中最多只允许有两个对接接头，最短的管子不能小于2倍的管子直径且不能小于800mm。
（2）圆管柱组装按照工艺规定的工序进行，组装前对零部件进行检查，组立后的允许偏差见下表.
项目
允许偏差（mm）
图例
测量工具
对接接头底板错位
t≤16
1.5
角尺
16＜t＜30
t/10
t≥30
3.0
对接接头的间隙偏差
手工点弧焊
+4.0
0
钢尺、塞尺
埋弧自动焊和气体保护焊
+1.0
0
对接接头的直线度偏差
2.0
钢尺
根部开口间隙偏差
（背部加衬板）
±2.0
钢尺、角尺
焊接组装构件端部偏差
3.0
钢尺
钢管外径偏差
钢直尺塞尺
对口错边
t/10
且不应大于3.0
角尺
管口圆度
D/500且不大于3.0
钢尺
（3）圆管柱的长度、截面高度、宽度、垂直度、牛腿等附件的位置允许偏差。
项目
允许偏差（mm）
图例
测量工具
柱的高度H
±3.0
钢尺
铣平面到第一个安装孔的距离
±1.0
柱身弯曲矢高
H/1500且不大于5.0
拉线钢尺
牛腿上表面到柱底距离L1
两牛腿上表面之间的距离L4
±2.0
钢尺
牛腿的长度偏差
±3.0
钢尺
各牛腿腹板中线与钢管中心的偏差Δ3
2.0
拉线
线锤
钢尺
各牛腿之间的夹角偏差Δ4
±20′
钢尺
牛腿孔到柱轴线距离L2
±3.0
钢尺
牛腿的翘曲、扭曲、侧面偏差Δ
L2≤1000
2.0
拉线
线锤
钢尺
L2>1000
3.0
端部铣平面
表面粗糙度
0.03mm
检验样板
钢管外径偏差
参见表3.1.2、3.1.3
钢尺
管口圆度
D/500且不大于3.0
管面对管轴的垂直度
D/500且不大于2.0
钢直尺
塞尺
对口错边
t/10
且不应大于3.0
角尺
柱脚底板平面度
3.0
直尺
塞尺
柱脚螺栓孔对柱轴线的距离a
1.5
钢尺
（4）构件外观质量要求
a）产品钢材表面和切口均不允许存在裂缝、夹杂、分层、压入氧化皮、超过允许偏差的麻点、压痕和麻纹等。
b）产品气割面外观质量符合表3.2.3的规定。
构件机械剪切面外观质量符合表3.2.4的规定。
c）构件上所有外露棱边均需去毛刺处理，做到无割渣及毛刺。
d）构件上所有螺栓孔均做到无毛刺,孔壁表面粗糙度≤25um。
e）构件内部不得有任何杂物（焊条头、割渣等）。
f）圆管柱构件上的焊接切角形式与尺寸按设计要求，若设计无标明，则切角形式与尺寸统一。
g）非加工表面不得有焊点、硬伤或人为缺陷。
表面缺陷要求：
凹、凸0.3mm以下，局部1mm以下，但必须平滑过渡。
h）构件外观质量原则上采用目测进行检查。
当目测质量存在疑问时，辅以检测设备进行定量定点检测。
5.1.4圆钢管成品保护措施
为保证钢管圆度，在成品检测合格后在管口处设置角钢支撑，防止变形。
钢管成品保护示意图
5.2热轧H型钢的加工工艺
本工程中的钢梁大多为焊接H型钢梁，主要的截面为H500*200*14*18、H600*200*12*16、H900*400*20*35、H450*200*10*16、H400*200*8*14、H700*200*14*18、H900*280*16*24、H750*300*20*24、H700*300*20*30、H1000*300*20*35
5.2.1放样、号料
本工程放样采用的计量器具应经计量检测单位检测合格后方可使用。
5.2.2材料矫正
热轧Ｈ型钢在制作前均应进行复检，如有变形等情况，采用矫正机或火焰进行矫正。
火焰矫正温度不得超过900℃，并严禁强制降温。
如钢材严重受损时，不得强行矫正，只能作短料使用或不予使用。
矫正后的钢材表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不得大于0.5mm。
钢材矫正后钢材的局部平面度允许偏差为1.0mm。
热轧H型钢校正主要针对翼缘板对腹板的垂直度，校正设备采用型钢校正机。
校正后的翼缘板对腹板的垂直度控制在允许偏差范围内。
H型钢翼缘板的垂直度允许偏差≤b/100（b为翼缘板宽）且≤2.0mm。
5.2.3下料
热轧H型钢下料采用YGJ1500系列智能控制带锯床进行。
切割下料前应预先校直，将切割区钢材表面的油污、铁锈、潮气应清除干净。
下料板材边缘光洁度达不到验收规范要求时，应使用砂轮机打磨光洁，并根据需要进行堆焊后用砂轮机打磨平整。
5.2.4H型钢构件装配
（1）构件尺寸质量要求
H形截面钢构件的长度、截面高度、宽度、垂直度、接头平齐度符合图纸要求.
（2）构件外观质量检查要点
构件上所有外露棱边均需去毛刺处理，做到无割渣及毛刺。
H钢构件上的焊接切角形式与尺寸按设计要求,若设计无标明,则切角形式与尺寸统一。
5.2.5H型钢构件端部加工
H钢梁装配完成后端面加工的主要内容是：
开坡口和锁口（开工艺槽）如下图所示；焊接H钢柱端面加工还包含端铣。
H型钢梁端部坡口和工艺槽示意图型钢端铣机
H型钢柱端面铣平后的构件其偏差应控制在允许偏差范围内（见下表）。
端部铣平的允许偏差应符合下表的规定。
端面铣平后的允许偏差
项目
允许偏差（mm）
两端铣平时构件长度
±2.0
两端铣平时零件长度
±0.5
铣平面的平面度
0.3
铣平面对轴线的垂直度
l/1500
5.2.6制孔
工程主要构件连接为腹板高强螺栓连接、翼缘板焊接。
高强螺栓标准螺栓孔，位置精度要求较高，采用钻模钻孔方法和数控钻床钻孔，水平长圆孔应采用冲压机冲孔。
当板厚大于25㎜时，长圆孔采用先钻孔后用等离子切割机切直线，高强螺栓标准螺栓孔的允许偏差应符合以下两表的规定。
高强螺栓孔必须精密钻制，孔的精度应达到H15级，孔周毛刺、飞边等应用砂轮清除。
钢梁制孔采用SWZ1000型三维数控钻床进行，连接板制孔采用PD16型双工作台数控龙门钻床进行。
焊接H型钢梁制孔连接板制孔
当螺栓孔的允许偏差超过偏差值规定时，不得采用钢板填塞，采用与母材材质相匹配的焊条补焊后重新制孔。
螺栓孔孔壁表面粗糙度Ra不应大于25µm，螺栓孔允许偏差及螺栓孔孔距允许偏差应符合下表规定。
螺栓孔的允许偏差
项目
允许偏差
直径
+1.0～0.0
圆度
2.0
垂直度
0.03t，且不应大于2.0
螺栓孔孔距允许偏差
螺栓孔孔距范围
≤500
501～1200
1201～3000
>3000
同一组内任意两孔间距
±1.0
±1.5
－
－
相邻两组的端孔间距离
±1.5
±2.0
±2.5
±3.0
注：
1.在节点中连接板与一根杆件相连的所有螺栓孔为一组。
2.对接接头在拼接板一侧的螺栓孔为一组。
3.在两相邻节点活接头间的螺栓孔为一组，但不包括上述两款所规定的螺栓孔。
4.受弯构件翼缘上的连接螺栓孔，每米长度范围内的螺栓孔为一组。
5.3箱形柱的加工工艺
本工程中
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