某大型火车站地下结构钢柱吊装施工方案圆管柱 y型钢柱.docx

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某大型火车站地下结构钢柱吊装施工方案圆管柱y型钢柱

**地下部分钢结构施工方案

一、编制依据

（1）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001

（2）《低合金高强度结构钢》GB/T1591-94

（3）《碳素结构钢》GB/T700-88

（4）《熔化焊用钢丝》GB/T14957-1994

（5）《气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝》GB/T8110-95

（6）《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293

（7）《钢结构设计规范》GB50017-2003

（8）《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2001

（9）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

（10）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923--88

（11）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

（12）《建筑机械使用安全技术规范》JGJ33—2001

（13）铁道第四勘察设计院（2008年5月）《新深圳站车站建筑岩土工程详细勘察报告》

（14）《建筑设计抗震规范》GB50011-2001

二、工程概况

**工程分为主站房和无站台柱雨棚两部分，建筑总面积181035㎡，房屋建筑面积74573㎡，总用钢量达5万吨。

车站分为地面站台层、站台层夹层和高架候车层共三层。

主站房东西长413m，南北宽208m，建筑高度42.795m。

无站台柱雨棚东西长262.6m，南北宽130m，建筑高度18.983m。

站房钢结构最大跨度约86m，最大悬挑约65m。

下部为钢管砼柱与钢-砼楼板组合梁框架结构，屋盖为双向双层不规则截面桁架钢结构。

。

主站房基础部分桩基工程灌注桩256根，最大桩径为2200mm/4300mm；Φ500mm预制管桩260根；承台及明挖基础共计352个，其中最大承台尺寸11000mm×11000mm×6650mm。

。

主站房钢柱分为圆管柱和Y型钢柱2种，其中圆管柱数量72根，单根最长33.84m，单根最重48.74T；Y型钢柱16根，下部为箱型柱，截面达4000mm×2500mm，每米最重达到10.5T/m。

钢梁最长为43m,最大截面H1600mm×2300mm×60mm×84mm，单根钢梁最重66T。

。

主站房屋盖主桁架最大单跨86m，截面高度10.87m，单片最重39T；Y型柱屋盖单跨长55m，单片最重120T；东侧悬挑约65m，桁架矢高20m；西侧悬挑约25m，桁架矢高约5m。

。

站房雨棚部分柱最大截面圆管Φ1200×30,雨棚屋架杆件最大截面尺寸为600×300×15×15、H300×250×6×15、圆管Φ700×16。

。

建筑防火分类为二类高层建筑，防水等级为二级。

主体结构形式下部为钢管砼柱与钢-砼楼板组合梁框架结构，屋盖为双向双层不规则截面桁架钢结构。

抗震设防烈度7度，抗震等级为一级。

。

三、施工部署

3.1总体部署

本工程由于工期紧、施工任务重，且多个施工单位交叉施工，为确保施工进度和施工质量，所以地下部分钢柱吊装选用4组安装作业人员进行组织施工，其中圆管柱吊装3组，Y型钢柱吊装1组。

根据施工现场的施工进度计划安排，先行施工主站房，然后进行两边雨棚施工。

钢柱采用分段加工制作，运输至现场后分段吊装，圆管柱采用100吨或150吨履带吊吊装，Y柱采用250吨履带吊吊装，局部交叉作业区域根据现场的实际情况进行调整。

3.2地下钢柱吊装总平图布置

现场交叉作业多，新区大道、地铁五号线、平南铁路旧线、平南铁路便线、平南铁路新线存在大开挖或是存在既有的坑槽，地下部分钢柱安装时大部分坑槽尚未回填，所以钢柱吊装运输通道需设计多个入口，及钢柱运输通道需分区块分阶段进行铺设，局部坑槽需要回填以便构件运输。

地下部分钢柱吊装运输通道通过加宽和硬化处理后，同时作为地上部分钢构吊装的运输通道。

。

根据现场的条件，钢构运输设置三个运输通道口，1#入口从**南侧新区大道进入，穿过玉龙路从现场项目部办公室旁经过；2#入口从**东南侧玉龙路穿过平南铁路旧线通往2/0A轴；3#入口从**东北侧新区大道交留仙大道进入。

钢柱运输通道经过碾压平整泥地后，再铺设粗500mm厚的片石，然后铺设200mm厚碎石及石粉并碾压平整，详见地下钢柱吊装总平图（第4页）。

。

地下部分钢柱安装阶段，以现有的管理员办公室北侧8m×36m的场地作为钢结构库房用地，钢结构库房地面浇注混凝土并搭设临建板房，钢结构库房用地布置详见地下钢柱吊装总平图。

。

钢柱堆放原则上就近吊装位置堆放，由于施工现场场地有限，根据现场的需求组织钢柱进场，钢柱进场后就近钢柱的安装位置进行卸车放置，局部无法摆放的构件，卸车放置位于站房南侧的临时堆放场地，Y柱单节较重统一堆放于靠近2/0A轴的Y柱堆放场上。

。

3.3吊装分区

根据地下部分钢柱的形式分为圆管柱和Y型柱2种形式钢柱，其中根据施工现场具体的施工情况，综合进行分析，以新区大道既有线和平南铁路既有线道路为界，吊装分区共分为4个施工大区，每个施工大区安排一个施工队伍进行组织施工，4个施工区域分别是A区、B区、C区、Y区，具体的4个施工大区分区示意如下图：

4个施工区域可以同时安排4个施工队伍进行组织施工，这4个施工区域根据施工条件和交叉情况，各个施工区域再次进行划分，按照最急施工区域和需要及时提供作业面的区域划分，各个施工区域分区如下：

3.4吊装顺序

按分区根据现场的施工进度由四个作业班组插入施工，各大区域中按照

ⅠⅡⅢⅣ的顺序进行安装，由于现场施工条件复杂多变，实施过程如有需要再根据实际情况调整。

施工部署中钢柱加工制作及现场安装优先安排受新区大道、平南铁路旧线、平南铁路便线、平南铁路新线及地铁5号线影响的2/OA轴、1/OA轴、A轴、B轴、1-4轴、1-5轴、1-7轴及1-8轴，吊装顺序见下图。

。

3.5交叉作业流程

本工程现场交叉作业多，地下部分钢柱安装需与本站房内施工的土建单位的交叉流水作业，同时需与地铁5号线、新区大道、平南铁路外部单位进行穿插流水作业，协调好各单位的施工顺序将成为地下部分工程顺利进行的关键。

。

交叉施工作业部位应该遵循以下原则进行协调穿插流水作业，土建单位进行承台垫层钢筋施工时，钢结构插入安装预埋件，承台垫层混凝土浇注完成并达到强度后钢结构安装钢柱支撑架立杆，然后由土建单位进行承台底钢筋的施工，再由钢结构安装钢柱支撑平台和安装钢柱，再交由土建单位施工承台竖筋及箍筋及浇注混凝土，承台施工完成后由钢构安装第二节及第三节钢柱，直至出±0.00标高，再进行回填。

交叉作业流程按照下图进行组织。

具体如下：

Ⅰ）与站房内土建施工单位作业流程图：

Ⅱ）Y型钢柱吊装交叉作业流程图

Ⅲ）新区大道、地铁五号线及平南铁路新线内钢柱施工总体流程图

3.6吊车行走通道及构件运输通道

根据Y型钢柱运输宽度尺寸4m，250吨履带吊主机装车宽度4m，钢构进场及吊装设备进场通道入口大门要求不小于6m，路宽不小于6m，转弯半径不小于20m。

Y型钢柱采用250吨吊车履带进行吊装，250吨履带吊履带边宽度为7.62m，吊车行走通道宽度要求不小于8m，要求路基结实，吊车行走时履带边到开挖边坡不小于2m，其他钢柱采用150吨履带吊吊装，150吨履带吊履带边宽度为6.67m，吊车行走时履带边到开挖边坡不小于2m。

。

Y型钢柱截面大，采用分段制作后运输至现场进行吊装，单段重量大于30吨，根据现场条件，吊装时吊车只能在2/OA和1/0A轴之间行走，钢柱卸车后放于1/OA轴东面20m范围内，按最新提供的咨询图2/OA和1/0A轴承台最小边距为11m，如果两边同时放坡开挖边坡距离将小于7m，无法满足钢构吊装吊车行走通道的要求，所以分成三段施工后每段先开挖1/OA，该段内第一节、第二节钢柱吊装完成并浇注承台混凝土后，再开挖2/OA轴。

。

由于Y型钢材料运输及吊车进入吊装区域通道，根据现场条件只能从1-8轴进入或从1-1轴进入。

考虑将来1-7轴至1-8轴间平南铁路新线开挖，开挖后1-8轴吊装吊车停放于1-8轴边上，其他钢柱吊装时材料及吊车从1-1轴进入。

履带吊通过1-1轴进入吊装区域，而1-1轴外及新区大道外侧为一片已经平整的泥土场地，此场地标高比Y型柱底标高高出约10m，为此履带吊要行走至1-1轴线位置必须开挖一条坡度小于10度的道路。

1-1轴线和1-2轴线基本处于统一标高，而1-3轴～1-6轴已经大开挖至基础底标高位置，造成1-2轴～1-3轴之间形成一个很大的高差，Y柱开吊时吊装路面必须平整，1-1轴至1-7轴需开挖成统一标高。

履带吊道路行走示意如下图：

圆管柱吊装通道重点解决受新区大道影响的A轴、B轴钢柱，受地铁5号线影响的1-4轴、1-5轴钢柱，及受平南铁路影响的1-7轴和1-8轴。

。

钢管柱吊装共3个施工班组同时进行施工，由于平南铁路新线混凝土箱涵除受平南铁路既有线影响部分未浇筑外，其余部分已经全部浇筑完成。

1-7轴及1-8轴钢柱均位于箱涵两侧，钢柱吊装时吊车停放于平南铁路便线及平南铁路新线箱涵之间，第三节钢柱吊装出地面后再进行回填，施工现场情况见下图：

B轴线由于处在边坡上，而边坡边缘处于新区大道已有的公路边上，B轴距离新区大道既有线公路距离约为15m，150T履带吊在15m作业半径上的起重能力为32.5T，B轴钢柱单节最重为19T，因此在新区大道既有线公路上进行吊装满足要求。

。

A轴钢柱吊装选用80T汽车吊进行吊装，施工现场由于1-8轴外新区大道新线已经开始箱涵浇筑，已经浇筑完成箱涵高度为8m，宽度大于6m，箱涵全部为混凝土浇筑，能够满足构件运输车辆行走要求。

在已经浇筑完成箱涵北面修筑有一条铺设好的碎石道路，此道路经过泥头车多次运输碾压，能够满足构件运输车辆和80T汽车吊行走要求。

为确保A轴线1-4轴和1-5轴钢柱吊装作业，保证提前插入A轴线施工，80T汽车吊和构件运输车辆只能箱涵中间通过到达1-4轴和1-5轴进行钢柱吊装工作。

A轴道路和B轴道路见下图：

为确保履带吊行车安全，履带吊行走道路设置为8m宽度，行走道路必须进行路面处理才能满足行走要求，具体处理方法为首先对路面进行碾压，等路面压实后再在路面上铺设碎石，在次对路面进行碾压，碎石碾压实在后在路面上根据履带吊行走线路和施工进度铺设2m×6m×30mm的钢板，这样就能满足履带吊行走要求。

。

由于各个施工区域插入时间和吊装工作内容不同，根据进入施工的条件，各个区域施工分析见下图：

由于施工现场道路全部为新修道路，且施工现场的土质情况和大面积开挖，桩基础孔洞，扩大基础开挖孔洞以及钢柱位置、重量综合分析，为确保在进行钢柱吊装时吊车的站位安全和保证钢柱吊装的施工效率，履带吊车停机站位必须在道路中间，且尽量减少履带吊移动，做到一点多吊的方法进行钢柱吊装。

吊车站位及每次站位吊装范围见下图：

四、吊装设备的选择

4.1圆管柱吊装设备选择表:

序号

名称

规格

数量

用途

1

汽车吊

50T

1

圆管柱卸车

2

汽车吊

80T

1

A轴钢柱吊装

3

履带吊

150T

3

圆管柱吊装

4.2Y型钢柱吊装设备选择表

序号

名称

规格

数量

用途

1

履带吊

250T

1

Y型柱吊装

2

履带吊

250T

1

Y型柱卸车

4.3焊接设备选择表:

序号

名称

规格

数量

用途

1

CO2气体保护焊机

YD500KH1

30台

Y型钢柱焊接

钢管柱焊接

2

交流焊机

BX-500

10

临时焊接用

3

空压机

0.9立方米

4

气刨用

4

高温烘箱

00C—5000C

1

焊条烘焙

5

保温筒

TRB－5（立式）

4

焊条保温

6

碳弧气刨机

600A

4

气刨用

7

角磨机

Ф200/Ф100

10/10

打磨用

8

烤炬

H03～650

2

9

氧割设备

10

切割用

4.4用电量计划和复核计算

设备荷载如下所示：

序号

设备名称

功率（KW）

数量

合计功率（KW）

系数

1

CO2焊机

23

30

690

K2

2

交流焊机

18

10

180

K2

3

空压机（0.6m3）

5.5

4

22

K1

4

Φ150角向砂轮磨光机

0.5

20

10

K1

5

照明

30

K4

932KW

钢结构施工分4个施工队伍分别组织施工，由于钢结构施工的集中性，一段时间内每个队伍所有施工设备需要由最近的配电柜做为电源，根据上表所示，每个施工队伍安装用电负荷计算为：

Pjs=1*（K1ΣP1/cosδ+K2ΣP2+K4ΣP4）/4

其中利用系数：

远距离供电系数1.0

全部动力用电设备同时使用系数K1=0.4

电焊机同时使用系数K2=0.4

室外照明设备同时使用系数K4=1.0

用电设备功率因素cosδ=0.8

ΣP1=32KWΣP2=870KWΣP4=30KW

则Pjs=1.0×（0.4×32÷0.8+0.4×870+1.0×30）/4＝98.5KW

即每个施工队伍需要的用电容量为：

98.5KW

钢结构安装需要的总用电量容量为：

98.5×4＝394KW

五、劳动力组织计划表

本工程钢柱吊装共分4组进行吊装，其中圆管柱3组进行吊装，每组吊装人数为6人，6人中包括1个指挥工，5个安装工，5个安装工中其中2人负责绑钩，3人负责圆管柱的就位安装，Y型钢柱1组人进行吊装，人数为8人，其中指挥工1人，绑钩2人，4人负责Y型钢柱安装就位工作，1人负责点焊工作。

由于Y型钢柱截面尺寸大，钢板厚度达到50mm，钢柱对接焊缝数量多，为此钢柱对接焊接安排安排4组人员分2个班（白班和晚班）进行施工作业，每个班组安排5名焊工同时作业，圆管柱对接数量较少，只安排1个班组焊工进行作业，根据圆管柱管径大小和焊接工艺要求，圆管柱对接焊接每个班组为2人同时进行对接焊接。

焊工数量总数为22人，根据Y型钢柱和圆管柱的分布区域不同，钢柱卸车安排2组人员在晚间进行构件卸车工作。

卸车班组每个班组为5人，其中车上绑钩2人、车下构件摆放2人，指挥工1人，及卸车班组共10人，由于施工场地面积大，用电设备较多，电工配置2个，前期管柱吊装和Y型钢柱吊装，由于地下部分圆管柱基本为单节钢柱，单节管柱吊装速度很快，施工工期紧，且为配合土建单位的施工进度，钢柱吊装完成后立即进行测量校正工作，因此测量班组设置为4组，每组测量人员配置3名，测量人员共12人。

序号

工种

数量（人）

备注

1

管理人员

14

2

安装工

22

3组

3

焊工

22

具有焊工证书

4

指挥工

6

具有指挥工证书

5

卸车工

10

2组

6

吊车司机

5

具有驾驶证书

7

测量人员

12

4组

8

普工

10

9

电工

2

10

合计

95

六、工期进度计划安排

计划2008年10月10日开工（实际开工日期2008年12月5日），2010年5月31日完成全部建筑安装工程，工程总工期20个月。

。

本工程钢结构计划进入施工时间为2009年4月10日，具体进入施工时间根据平南铁路撤除时间和受平南铁路影响的Y型钢柱基础完成时间确定。

根据施工区域划分情况和各个施工区域钢柱的分段情况，并结合土建单位绑扎承台钢筋和浇筑承台混凝土的交叉作业时间，拟定土建单位绑扎承台钢筋和浇筑混凝土时间为2天。

Y型钢柱对接焊接时间为1.5天，吊装一节钢柱和测量校正时间为0.5天。

由于钢柱对接焊接后焊缝检测必须等到24小时后才能进行探伤。

具体计划见下表：

（本计划编制是按照2009年4月10日进行第一节钢柱吊装进行编制，过程中加入土建单位施工承台时间，此施工进度计划为不受外界条件影响，能连续施工情况编制。

）

序号

施工部位

构件型号

构件数量

安装、焊接使用天数（天）

开始时间

计划完成时间

备注

1

I区钢柱安装

Y型钢柱

67

45

2009-4-10

2009-5-24

此工期进度计划计算的安装天数为不受外部条件影响的连续施工作业使用天数

2

II区钢柱安装

钢管柱

48

32

2009-4-10

2009-5-11

3

III区钢柱安装

钢管柱

47

24

2009-4-10

2009-5-3

4

IV区钢柱安装

钢管柱

29

15

2009-4-10

2009-4-24

七、吊装方法

7.1圆管柱吊装

7.1.1预埋件安装、钢支架安装及测量保证措施

7.1.1.1预埋件安装

本工程地下部分钢柱，预埋件设置在混凝土垫层中，预埋件主要与钢柱下方钢支架连接，确保钢支架的稳定性。

预埋件材质为Q235B，节点形式见下图：

为了保障预埋工作的精确性，预埋工作开始前需要对测量仪器、工具进行鉴定，同时需要对平面轴线控制网和标高控制点进行复测，复测时如果发现有偏差则及时与总包、监理、业主等单位沟通并按照要求进行调整，确保在工程测量规范的要求内，经三方共同确认后办理好交接手续，并做好标志保护。

。

预埋施工的步骤如下：

土建单位完成桩基础后，通过测量定位出相交两条轴线位置以及相交点位置。

用墨线在前期桩基施工垫层上弹出轴线，同时超平垫层混凝土标高，桩基础外围做好轴线的固定点和标高控制点以便后续施工测量定位工作的精度，在以2条轴线为基准线，分别放线出预埋件位置，待土建单位开始绑扎垫层钢筋后，插入预埋件施工，根据已经放线出的预埋件位置安装好埋件，为防止在浇注垫层混凝土过程中预埋件偏位，预埋件通过钢筋拉结焊接在垫层钢筋上。

。

7.1.1.2钢支架安装

土建单位浇注完垫层钢筋混凝土后，首先根据预埋件的埋设位置，找出预埋件，清理干净埋件上的混凝土残杂，使埋件表面清洁，然后根据已测量放线出的轴线位置，通过经纬仪把轴线引测到埋件上，在预埋件上测量放线出钢支架立杆角钢的定线和角钢立杆的边缘线。

。

测量放线出角钢立杆边缘线后，用水准仪对预埋件标高进行复测，确保埋件标高达到设置值。

如果预埋件标高高出或者低于设计标高值时，通过加长或者缩短角钢立杆来调节标高。

。

钢支架安装分3步完成，第一步：

开始安装支架立杆，立杆安装按照测量放线出的立杆边缘线进行安装，2条立杆边缘线相交点位既为角钢立杆顶点位置，角钢立杆2条边分别与与立杆边缘线相互重合，然后点焊立杆，使立杆与预埋件临时固定在一起，立杆临时固定后用经纬仪测量立杆垂直度，立杆垂直度达到要求后，焊工开始对立杆进行全面焊接，立杆完全焊接牢固在预埋件上。

。

第二步：

立杆安装完成后，开始安装立杆间的水平角钢连杆，水平角钢连杆上的根据钢柱柱脚螺栓孔位置在加工厂内钻孔完成螺栓孔。

水平连杆焊接牢固。

焊接过程中必须确保连杆的水平度在同一水平标高上。

。

第三步：

水平连杆安装完成后开始进行钢支架支撑斜杆安装，斜杆件焊接牢固在支架立杆上。

完成整个钢支架安装。

。

7.1.2圆管柱分段

本工程圆管柱截面大部分为变截面，其中-3m标高以下为一种截面形式，-3m标高以上为一种截面形式，圆管柱截面在￠1200×40～￠2500×50之间，-1.3m标高以下钢柱埋入深度最小为1.39m，埋入最大深度为22.39m。

本工程地下部分钢柱全部按照4.8m长度进行分段。

-1.3m标高以下钢柱分段示意如下图：

7.1.3吊车满足吊重要求吊距分析

具体分析情况见下图：

序号

位置

第一节重量

第一节长度

选用吊车

满足吊装要求最大吊距

吊车到吊点距离

第二节重量

第二节长度

选用吊车

满足吊装要求最大吊距

吊车到吊点距离

1

1-1/1/OA

33T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

2

1-2/1/OA

33T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

3

1-3/1/OA

33T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

4

1-4/1/OA

33T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

5

1-5/1/OA

33T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

6

1-6/1/OA

33T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

7

1-7/1/OA

32T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

8

1-8/1/OA

32T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

9

1-1/2/OA

32T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

10

1-2/2/OA

32T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

11

1-3/2/OA

33T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

12

1-4/2/OA

33T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

13

1-5/2/OA

33T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

14

1-6/2/OA

32T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

15

1-7/2/OA

32T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

16

1-8/2/OA

32T

3.45M

250T

24M

17M

30T

3.4M

250T

26M

17M

17

1-1/A

14T

4.8M

150T

32M

20M

20T

9.6M

150T

24M

20M

18

1-2/A

14T

4.8M

150T

32M

17M

20T

9.6M

150T

24M

17M

19

1-3/A

16T

4.8M

150T

28M

16M

25T

9.6M

150T

20M

16M

20

1-4/A

16T

4.8M

150T

28M

17M

25T

9.6M

150T

20M

17M

21

1-5/A

16T

4.8M

80T

12M

10M

23T

9.6M

150T

22M

16M

22

1-6/A

22T

4.8M

150T

22M

17M

32T

9.6M

150T

18M

17M

23

1-7/A

18T

4.8M

150T

26M

15M

28T

9.6M

150T

18M

15M

24

1-8/A

14T

4.8M

80T

12M

8M

20T

9.6M