钢结构安装工程施工组织设计.docx
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钢结构安装工程施工组织设计
第一章工程概况………………………………………………………………………………..3
第一节工程简介……………………………………………………………………………..3
第二节工程内容……………………………………………………………………………..3
第三节主要工程实物量……………………………………………………………………..3
第四节工程特点……………………………………………………………………………..4
第五节施工技术关键………………………………………………………………………..4
第二章主要施工方法及技术要求……………………………………………………………..4
第一节钢构件安装工程……………………………………………………………………..4
第二节高强螺栓安装……………………………………………………………………….12
第三节焊接………………………………………………………………………………….15
第四节测量与校正………………………………………………………………………….21
第五节压型钢板安装……………………………………………………………………….34
第六节构件涂装…………………………………………………………………………….38
第三章施工进度计划………………………………………………………………………….41
第一节施工进度总体安排………………………………………………………………….41
第二节主要控制点………………………………………………………………………….41
第三节网络计划…………………………………………………………………………….41
第四章施工组织和劳动力计划……………………………………………………………….41
第一节施工组织机构设置………………………………………………………………….41
第二节施工力量部署……………………………………………………………………….41
第三节劳动力需用量计划………………………………………………………………….42
第五章施工机械需用量计划………………………………………………………………...42
第一节施工机械设备需用量计划…………………………………………….…………..42
第二节监视和测量装置需用量计划………………………………………….….……….42
第六章现代化管理方法和新技术应用……………………………………….……..………42
第一节现代化工程管理方法……………………………………………….…….………42
第二节“四新”成果应用………………………………………………….…….………43
第七章施工技术组织措施…………………………………………………………………44
第一节工期保障措施……………………………………………………………………44
第二节质量保障措施……………………………………………………………………44
第三节特殊环境施工保证措施…………………………………………………………56
第八章环境管理方案………………………………………………………………………57
第九章安全管理方案………………………………………………………………………58
第一节安全管理目标及重大危害因素…………………………………………………..58
第二节安全管理的依据…………………………………………………………………..60
第三节安全管理体系及人员责任制……………………………………………………..60
第四节安全管理措施……………………………………………………………………..64
第五节安全管理制度……………………………………………………………………..69
第十章施工总平面规划……………………………………………………………………76
第十一章单位、分部、子分部、分项工程划分一览表…………………………………76
第十二章交工资料编制……………………………………………………………………76
第一节编制的依据和份数………………………………………………………………76
第二节编制的要求………………………………………………………………………77
第三节交工资料目录……………………………………………………………………77
附录1：
施工总平面规划………………………………………………….…………………81
附录2：
施工进度计划……………………………………………………….………………82
附录3：
项目组织机构……………………………………………………….………………83
附录4：
劳动力需用量计划表……………………………………………….………………84
附录5：
施工机械设备及工具需用量计划表……………………………….………………85
附录6：
监测仪器需用量计划表…………………………………………….………………87
附录7：
防护栏设计示意图………………………………………………………………….88
第一章工程概况
第一节工程简介
本工程为南京地铁指挥中心大厦，位于南京市珠江路和中山路路口以北。
其北侧为吉兆营，南侧为同仁后街，西侧为地铁珠江路站用地，东侧为市国土局，施工场地非常狭小。
本项目占地面积为4783m2，南北长约75m。
东西宽约为63m，设计标高为±0.00，相当于绝对标高11.32（黄海高程）。
本工程为一座高层全钢结构建筑，总建筑面积为40220m2。
地下三层（由上海隧道股份公司承建。
预计6月1日交于我们），地上26层。
其中一层到十层为地铁指挥、调度用房，十一到二十六层为办公用房。
其上为机房层，顶部为停机坪。
停机坪上还做有设备基础。
本工程的建设单位为南京地铁总公司房地产开发公司，设计单位为上海中巍钢结构设计有限公司、东南大学设计研究院、江苏中大建筑工程设计有限公司，监理单位为北京远达建设监理公司，施工总承包单位为中建八局。
第二节工程内容
本工程钢结构安装的内容包括：
柱、梁、斜撑、、偶撑、楼梯的安装和焊接，高强螺栓的连接和压型钢板的安装，以及钢结构的防腐、油漆、防火涂料的涂装。
第三节主要工程实物量
本工程的钢构件主要由中铁宝桥股份有限公司制作，用火车运至中转场地，再转运至施工现场进行安装。
本工程钢结构总重量大约为4000吨，钢柱主要采用箱形截面（除个别吊柱为圆形外），截面尺寸有650×650、550×550两种，壁厚20～60mm不等，除最下节柱长度13.7m和最上节柱10.1m和13.9m外，其它各节柱均为11.4m。
柱总共有206柱。
本大厦共设六道斜支撑，斜支撑采用H型钢，BR1为H400×400×22×28，BR2为H400×300×20×22。
共计228根。
梁为H型截面，共有1000余根，截面尺寸及长度不等。
各构件之间采用焊接和栓焊联接，高强螺栓为M22和M20，总共约50000套。
楼面铺压型钢板约27000m2，楼梯部位为花纹钢板和槽钢、角钢，其中花纹钢板为2000多m2，槽钢约1300m，角钢200余m。
与同一柱相连的梁、其下翼缘焊接∠75×6的隅撑，共约1100余种。
第四节工程特点
本工程的特点为：
（1）施工场地狭小
由于工程地处闹市区，用于施工的场地非常狭窄，所以必须严密规划现场，合理利用场地，由于各种构件数量巨大，现场可用于堆放的场地狭小，所以必须严密计划，制定出合理、详细的构件进场计划。
（2）构件运输的限制条件较多
由于工地位于闹市区，构件必须晚上运至现场，晚上卸车，增加了施工难度。
钢构件的预制厂距安装现场遥远，必须采取切实可行的措施，防止构件运输中的变形。
构件卸车后，认真核对各构件的尺寸。
变形超标的要加以校正。
（3）建筑物地下部分施工的误差大
由于地下三层为上海隧道股份公司采用逆作法施工。
各柱安装的平面位置标高尺扭转的偏差都较大，为纠正其偏差，就必须采取相应的措施，加大施工难度，且部分构件的尺寸发生变化，增大了深化设计的难度，安装时必须定尺、定位，取消了原设计的构件的通用性，施工难度增大。
（4）构件吊装难度大
由于需吊装的构件数量非常大，且部分构件的重量超出塔吊的吊装能力，需采取特殊的吊装方法，且构件安装密集，必须制定合理的吊装顺序。
第五节施工技术关键
本工程施工中的关键技术有：
（1）焊接防变形技术
（2）安装测量校正技术
（3）构件吊装技术
第二章主要施工方法和技术要求
第一节钢结构吊装工程
一、工程概况
本建筑为华东地区第一座全钢结构的高层建筑，总钢结构安装量为4000多吨，建筑物总高度105米，构件间采用焊接和栓焊联接。
二、主要施工程序
构件的就位
构件的吊装
构件吊装顺序的确定
吊装机具选择
三、主要施工方法及技术要求：
1、施工机具的选择
根据本工程的工程量、工期安排以及构件的重量分布，本工程选用一台K50/50塔吊作为吊装机具。
K50/50塔吊的最大臂长为70m，最大起重量为20t，端部吊装能力为5t，塔吊的起重性能参见下表。
吊装半径（m）
22.4
23
27
30
33
37
40
40.2
41.3
43
47
50
吊装能力（t）
20
19.4
16.1
14.3
12.7
11.1
10.1
10
10
9.5
8.6
8.0
吊装平面图见附图1。
图中可知第一节程中，⑧F处的C3柱，⑧E处的C3柱，⑦E处的C6柱及⑧B处的C3柱均超出塔吊的吊装能力，此四柱的吊装均采取特殊措施。
2、构件吊装顺序的确定
柱子的吊装顺序是以塔吊为中心，先内后外，先下后上，先重后轻。
梁的吊装顺序是：
先上层梁、后中层梁、后下层梁；先主梁、后次梁，先吊内部梁后吊外部梁。
第一节点柱子的吊装顺序见吊装平面图。
3、构件的吊装
3.1钢柱的吊装
采用专用扁担（吊装吨位按20t设计）吊耳采用柱上端连板上开吊装孔的方法。
起吊时钢柱的根部要垫实，保证在根部不离地的情况下，通过吊钩的起升与变幅及吊臂的回转，逐步将钢柱扶直，待钢柱停止晃动后再继续提升。
为了使吊装平稳，应在钢柱上端拴两根白棕绳牵引，单根绳长取柱长的1.2倍,直径取φ16,如下图所示。
钢柱吊装示意图
卸扣用20t级，螺栓直径：
D=62mm
在铁扁担上开Ф65的孔，板厚为20mm，材料为Q235
作用在铁扁担上的力P在铁扁担上的剪力线与水平方向的夹角为45°。
受剪面单侧长：
l=（sqrt2）×L（L为孔边缘与扁担边的净距离）
总受剪面：
l=2×（sqrt2）×L
受剪面积：
A=t×l=2×（sqrt2）×L×t
τ=P/A=P/[2×（sqrt2）×L×t]
P=2×（sqrt2）×L×t×τ
L=P/[2×（sqrt2）×t×τ]=200000/（2×1.414×0.02×185×106）=0.0196m=19.6mm
故在连接板的厚度不小于20mm时，吊耳孔边距连接板边不应小于19.6mm，否则，连接板将有被压溃的危险。
取此间距为40mm。
上端所用钢丝绳为：
6×37+1Ф52钢丝绳K=5时的允许拉力为23t，可用。
下端两处所用钢丝绳为：
6×37+1Ф34.5钢丝绳K=5时的允许拉力为10.2t，可用。
故吊装柱子用钢丝绳为：
6×37+1Ф525m1根；6×37+1Ф34.55m4根。
3.2钢柱的固定
钢柱吊装就位后，通过上下柱头上的临时耳板和连接板，用M22×90的大六角高强度螺栓进行临时固定。
固定前，要调整钢柱的标高、垂直度、偏移和扭转等参数在规范要求范围。
大六角高强螺栓的紧固力矩取2000N·m充分紧固后才能上柱顶摘钩。
其它注意事项：
必须在钢柱起吊前，将临时钢爬梯绑扎在钢柱上；带悬挑梁的钢柱应在起吊前，将悬挑梁安装在钢柱上。
3.3超出塔吊吊装能力的构件的吊装
由于第一节柱中有4根的重量超过塔吊的起重能力，分别为：
⑧F相交的C3柱，重量为13.3吨；⑧E相交的C3柱，重量为13.1t；⑦E轴线相交的C6柱，重量为18.1；⑧B相交的C3柱，重量为13.3t。
故此四根柱必须用一台70t的汽车吊进行吊装。
汽车吊需两次站位，第一次站在⑨⑧和D-E轴线之间靠近⑧E交叉的C6柱的地面上，吊装⑦E轴线相交的C6柱的回转半径为10m。
75吨吊车，回转半径10m，起升高度17.78m时的起重量为20.3t。
故可以用此吊车进行此处超重的三根柱的吊装。
第二次站位于⑨号轴线外侧，B号轴线上。
此时的吊装半径约为12米，吊装高度为16.5米时的起重量为14.9吨，故可以吊装此构件。
3.4柱子吊耳的设计
卸扣用4.9t级，螺栓直径：
D=36mm
每根柱设四个吊耳，四只卡环，可吊重4×4.9=19.6t
所用钢丝绳为：
6×37+1Ф26钢丝绳K=5时的允许拉力为5.76t，可用。
故吊装柱子用钢丝绳为：
6×37+1Ф265m4根
3.5钢梁的吊装
第一节点柱子全部就位后，即可进行钢梁的安装。
吊装钢梁时，为加快吊装进度，采取一节上的上中下三层梁一次吊装的方法进行安装。
安装时，应先安装主梁、后安装次梁，主梁大致为25.8m、17.2m、10m、8.6m等几种型号。
25.8m和17.2m的梁由于只出现在一层上，所以，采用每梁一吊的方法。
G13梁长25.8m，截面为H1400×500×24×40，重量为（1.4×0.024+2×0.5×0.04）×25.8×7.8=14.81t
E轴线上G13梁的距塔吊最远，吊装距离为sqrt[（8.6+4）2+（4.6+4.3）2]=15.43
半径为22.4m时吊重为20t，故可满足吊装要求。
G9的单位重量最重，截面为H700×400×20×40，长10m。
重量为：
0.046×10×7.8=3.6t×1.1=4t
G16梁吊装距离最远。
截面为H600×400×12×25，重量为0.0272×8.6×7.8=1.824×1.2=2.2t，3根的总重为6.6t，此三根梁的吊装半径不大于37.4m，37.4m时塔吊的吊重为11t，故可吊起，G9位于第四层D轴线上②-③之间，此时的吊装半径为：
R=sqrt[（8.6+4.3+4.6）2+42]=19.24t，可吊起至少20t重，故也可满足三梁一吊的要求。
3.6梁吊具的设计
为使梁吊装时的受力更合理，设计如下平衡梁。
平衡梁设置示意图
平衡梁内力图
平衡梁用32a型工字钢。
假设P=20t，L=3.5m
平衡梁所受的最大弯矩为：
M=PL/6=（20×104×3.5）/6
=11.67×104N·M
此工字钢的杭弯模量WX=692×10-6m3
受力σM=M/WX
=（11.67×104）/（692×10-6）
=1.68×108Pa
=168MPa
压力所产生的内应力为：
σP=P/2/A
=200000/（2×67.1×10-4）
=1.5×107Pa
=15MPa
则平衡梁的最大应力为：
σ=σP+σM
=168+15
=183MPa
Q235的抗拉强度为210MPa〉183。
故采用32a工字钢，作为平衡梁，材质为Q235。
平衡梁上吊耳的设计
假设此吊耳用t=25的钢板，P=10t，则
L=P/（2×sqrt2×t×τ）
=（10×104）/（2×1.414×0.025×185×106）
=7.65mm
取L=20mm
吊耳与工字钢翼缘采取双面角焊缝，设焊缝长度为L，焊角高度设为hf=15mm
τ=P/（2×L×hf×0.7）
L=P/（2×τ×hf×0.7）
=105/（2×185×106×0.015×0.7）
=0.0257m=25.7mm
增加10mm余量，L=35.7mm。
取连接长度为100mm。
卸扣用10.7吨级，螺杆直径D=52mm。
取吊耳孔直径为60mm。
吊耳尺寸如下图所示：
钢丝绳用6×37+1，Ф34.5
K=5时的允许起重力P=10.24t
平衡梁下，吊梁用的钢丝绳用6×37+1，Ф21.5，K=5时，P=4t。
起重用钢丝绳6×61+1，Ф61，K=8时，P=19.45t。
四、吊装作业中应注意的安装事项
1）根据施工图纸及施工方案选择匹配的起重设备及机具等，禁止超载吊装。
2）吊车的站位及支脚支撑应严格按施工方案中的计算说明书的规定进行，切勿因站位不正、支撑不足而造成歪拉斜吊，违章作业。
3）设备起吊前应找准吊物的重心和吊点，并对起吊物的捆绑绳索，按要求严格检查，各捆绑点不应有松动、打滑现象。
对贵重和精密设备，吊运绳索使用尼龙带或在钢丝绳外面套上胶皮套管，防止损伤设备表面。
4）起重作业的卷扬机在使用时应严格检查刹车装置、联锁装置，并专人操作、专人维护，确保安全可靠。
5）大风和雨天等恶劣天气不准进行吊装作业。
雨天过后，重新检查并加固地锚、钢丝绳、地基等，保证吊装作业的安全。
6）起吊时起重机臂应先伸至合适位置，角度、回转半径等应符合施工方案及操作规程的要求，严禁超负荷起吊。
7）正式吊装前应先进行试吊装，应将起吊物吊离地面10～15cm，停滞5～10分钟，检查所有捆绑点及吊索具工作状况，确认无误后，进行正式吊装。
8）在吊装区域内应设安全警戒线，非工作人员严禁入内，同时起吊过程应由专人指挥，统一行动。
起重臂下严禁站人。
9）起重机驾驶员，起重工等必须持证上岗，严禁无证操作。
第二节高强螺栓安装
扭剪形高强度螺栓被广泛的应用于高层钢结构中，是因为它能够在保证工程质量要求的前提下，减少工人劳动强度，加快工程施工进度。
本工程所用高强度螺栓，为10.9级扭剪型高强螺栓。
1高强螺栓施工前准备工作
1）施工工具准备：
电动扭矩扳手、测力扳手、电动铰刀、钢刷、扁铲、过镗冲、撬棍等。
2）高强度螺栓技术复验
（1）核对高强螺栓的出厂质量证明书是否符合标准规定。
（2）随机抽取部分螺栓检查其外观质量和外形尺寸。
要求表面不得有裂纹和伤痕等缺陷，外形尺寸须符合规范。
（3）按出厂批号分批量进行扭矩系数与轴力复验。
要求扭矩系数平均值应该与供货厂家提供的质量保证书一致，轴力平均值符合国家规范要求，变异系数不得大于10%。
（4）摩擦面抗滑移系数试验。
本工程中，按照每2000吨钢结构为一批，不足2000吨按照一批计算，每批试件3-5组，进行摩擦面滑移系数试验。
要求摩擦系数的平均值不得低于设计值0.5，变异系数不得大于10%。
3）高强度螺栓的保管、发放
（1）高强度螺栓应存放在干燥、防腐的仓库内。
（2）存放时，应按原包装，分规格类型进行保管，领用按批号配套发放，严禁混放、混用。
（3）设专人负责保管、发放。
4）构件摩擦面质量检查。
摩擦面表面不得有浮锈、油污、油漆等杂物，否则应清理达规范要求为止。
清理时一般使用钢丝刷，铲刀，不得使用磨光机。
2高强度螺栓安装程序
1）构件吊装到位后，先采用临时不少于1/3螺栓孔的普通螺栓固定，然后再更换高强度螺栓。
2）高强度螺栓的穿孔
（1）穿孔前应核对其规格型号，以防错用。
（2）穿孔时应能自由通过，严禁锤击穿孔。
（3）螺栓同连接板的接触面之间应保持平整，同节点处的螺栓安装方向应一致。
3）高强度螺栓的紧固
（1）本工程中，高强度螺栓的拧紧分为初拧与终拧两个工序。
（2）高强螺栓一经穿孔应立即进行初拧。
初拧扭矩值应为终拧值的60-70%。
（3）高强度螺栓初拧30分钟后，宜进行终拧，不得拖延到12小时以上。
终拧采用专用电动力矩扳手，以螺栓尾部的梅花头拧断为准。
不论初拧或终拧，都应按一定顺序进行，基本原则是由中央向四周进行紧固。
严禁先拧紧螺栓群周围螺栓，再拧中央部位的螺栓。
紧固顺序参见如下图所示。
高强螺栓紧固顺序示意图
.3高强度螺栓质量检查
扭剪型高强螺栓，在终拧后，应进行紧固质量检验，检验内容：
1）梅花头是否打掉，若因构造原因不能拧掉梅花头的是否做了终拧标记。
2）螺纹是否均匀露出2-4扣。
3）终拧扭矩值是否达到标准规定。
第三节焊接
一、概述
本工程钢结构现场焊接主要是柱与柱、柱与梁、梁拼接、支撑、钢楼梯及隅撑的焊接，材质主要为Q345B。
厚度大于40MM时，板材Z向性能要求必须满足GB5313—85中Z15级，钢柱分箱型柱、H型柱，连接方式为焊接，箱型柱规格为650×650、550×550，一次变径，钢板厚度60、52、44、36、28、22、20，焊缝要求全焊透；钢梁为H型梁，主梁与钢柱的连接方式为先栓后焊，即腹板先用高强螺栓与柱连接板铰接，翼板与柱焊接，焊缝要求全焊透；次梁与主梁的连接主要是高强螺栓连接；柱—柱接头、柱—梁接头、梁—梁拼接及支撑拼接为Ⅰ级焊缝，100%超声波探伤，其余为Ⅱ级焊缝，主要焊接节点如图1、2、3所示。
图1箱型钢柱焊接连接示意图
图2H型柱接头焊接顺序图
图3柱梁焊接连接示意图
根据本工程的实际情况和本公司的成熟经验，现场采用手工电弧焊的焊接方法。
二、焊接前的技术复核工作
1、根据JGJ81-2002《建筑钢结构焊接规程》的要求和本工程的实际焊接情况制定相应的焊接工艺评定，评定项目必须能覆盖现场焊接。
具体如下：
（1）厚度为δ=52mm的板板对接横焊，焊接方法手工焊。
（2）厚度为δ=28mm板板对接横焊,焊接方法为手工焊。
（3）厚度为δ=22mm板板对接立焊,焊接方法为手
2）合格项目必须在有效期内。
工焊。
2、焊工必须持有劳动部门颁发的焊工资格合格证书，且须满足以下要求：
1）合格项目必须能覆盖现场所有焊接位置
3）施焊前，依据JGJ81—2002《建筑钢结构焊接技术规程》进行焊工附加考试，合格后方可上岗。
三、钢结构焊接顺序
1）工程钢结构的焊接包括箱型柱接头焊接、H型柱接头焊接、柱与梁的接头焊接及梁拼接，支撑拼接等。
由于节点多，作业面分布广，所以制定合理的焊接顺序，尽量减小焊接残余应力，防止局部、整体焊接变形意义重大。
施焊人员必须严格遵守即定的焊接顺序，遵守基本的焊接顺序要求。
1.先里后外以作业面中心为基准点向四周扩焊；
2.先焊收缩量大的焊缝，再焊收缩量小的焊缝；
3.均匀对称焊接；
4.同一根梁的两端不能同时焊接（先焊一端，待其冷却后再焊另一端）。
2）标准节点包括一节柱，三层梁。
节点立体空间总体焊接顺序为：
上层梁-柱、梁拼接及支撑焊接—中间层梁-柱、梁拼接及支撑焊接—下层梁-柱、梁拼接及支撑焊接—柱节点焊接。
3）在单层作业面上的焊接顺序为先焊接主梁与柱的节点，再焊梁拼接，再焊支撑拼接，最后焊隅撑。
4）梁的焊接顺序
1、单层作业面上梁的整体焊接顺序如图4所示原则：
均匀、对称、同步。
2、单根梁的焊接顺序为：
先焊下翼板焊缝再焊上翼板焊缝，上下翼板的焊接方向相反如图5所示。
图5H型钢梁接头焊接顺序图
5）焊接顺序
1、同一节点平面柱的焊接顺序从里向外具体见图6所示。
2、单根箱型柱节点的焊接顺序由两名焊工对称、逆时针转圈焊接，起始焊点距柱棱角50mm，整个过程均须保持对称位置，直至焊接完成，焊至转角处时，均需放慢速度，保证焊缝饱满。
如7图所示。
图7箱型柱接头焊接顺序图
3、H型柱节点的焊接顺序先焊腹板焊缝再焊翼缘板，翼缘板焊接时两名焊工对称、反向焊接，如图8所示。
图8H型柱接头焊接顺序图
四、焊接前的准备工作
1、电焊机的选用本工程的焊接方法为手工电弧焊，焊条规格最大为φ5.0，选用EXG-400型手工电
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