体育综合馆钢结构工程施工方案.docx
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体育综合馆钢结构工程施工方案
体
育
综
合
馆
钢
结
构
工
程
施工组织设计
二〇一七年十二月十九日
1、钢结构工程概况……………………………………............................3
2、施工难度与技术关键………………………..………………………13
3、工程管理目标……………………………………………..………….15
3.1质量目标…………………………………………………………….15
3.2工期目标…………………………………………………………….15
3.3工程成本造价控制目标…………………………………………….16
3.4安全目标…………………………………………………………….16
3.5环境保护和文明施工目标……………………………..16
3.6技术创新目标………………………………………………………..17
3.7培训和教育目标……………………………………………………..17
3.8团结合作目标………………………………………………………..17
4、项目管理及施工部署………………………………………………….17
5、施工准备………………………………………………………………..23
6、施工方法………………………………………………………………..30
7、质量保证体系及措施………………………………………………….60
8、工期保证措施…………………………………………………………..61
9、冬期施工技术措施……………………………………………………..62
10、安全保证措施…………………………………………………………66
11、附表1施工计划进度表…………………………………………..…67
12、附录：
技术规范书……………………………………………………70
1.钢结构工程概况
1.1工程概况
1.1.1工程概况与特点
北京理工大学体育文化综合馆位于北京理工大学校园内，规划用地
面积20650m2，占地12000m2，总建筑面积21882m2（含风雨跑道1590
m2）。
建筑物高度为28.2m，地下一层（局部设地下夹层），地上三层。
东西宽107.17m，南北长190.12m。
建筑物东西两侧分别有二个露天风
雨跑道。
该工程为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，屋面支撑体系：
钢屋盖由二
榀东西向的双曲面圆弧拱架和十榀南北向的马鞍形管桁架式钢屋架组
成，十榀钢屋架吊挂于二榀主拱架下。
看台周边半径38.2m圆周上分别
布置有圆形钢筋混凝土柱，混凝土柱之间设有钢筋混凝土圆弧梁，钢屋
架支撑在钢筋混凝土圆弧梁上，标高随屋面马鞍形位置不同而变化，钢
屋架由连系桁架LXHJ1～5联成一体。
钢屋架从钢筋混凝土圈梁支撑点
向外逐渐向高悬挑，最后由外环桁架梁联成一体，高挑部分构件为工字
钢I22a。
屋架上设置钢檩条，铺设双层保温金属压形板。
主拱架外露，
屋面整体造形呈马鞍形，外露钢拱架苍劲有力，波浪形银灰色屋面飘逸，
轻巧，两者完美结合，集中体现了更高更快更强的体育精神和奋发向上
的现代风格。
详见图1.1钢结构平面图；
图1-2结构纵剖面；
图1-3结构横剖面；
图1-1钢结构平面图
图1-2结构纵剖面图
图1-3结构横剖面图
1.1.2结构形式
主拱架为双向圆弧拱，跨度为85.4m，拱脚最低处标高5.2m、拱顶
最高处标高28.2m，断面形状为平行四边形，上下弦杆Φ406×20，腹杆
Φ245×12，Φ203×10，弦杆+腹杆节点为管+管相贯节点。
吊杆为三角形断面，立杆与主拱架下弦杆相贯焊接，屋架悬挂于吊
杆下，悬挂处吊杆与拱架下弦相贯连接采用铸钢节点，悬挂支座管为
Φ351×16，节点形式为管+板插入节点。
二榀主拱架由6榀横向支撑桁架相连，中间支撑桁架为梯形，上下
弦杆Φ351×16，腹杆为Φ245×12，Φ203×10。
外侧支撑桁架为三角形，
上下弦杆Φ351×16，腹杆为Φ203×10。
十榀屋架南北向布置，悬挂于吊杆支座下，上弦杆Φ203×12，下
弦杆Φ245×14，腹杆为Φ133×6.5。
WJ1～5布置图见平面图，屋架呈
中央高，向两侧趋于中部低，端部高的态势。
连系桁架LXHJ1～5将十榀屋架联成一体，均为单片桁架，上下弦
杆Φ133×6.5，腹杆为Φ83×6。
外环桁架BHJ1～6为三角形，上下弦杆Φ133×6.5，腹杆为Φ83×
6。
悬挑工字钢为I22a，檐口周圈用槽钢［22相连。
屋架上弦平面支撑（直、斜）均采用Φ133×8钢管。
屋面檩条采用［220×75×2.5冷弯薄壁形钢。
钢结构构件表表1-1
构件名称编号构件单重（kg）构件数量总重kg
屋面拱架147103.92294207.8
拱架支撑75659.3175659.3
吊杆21320.4242640.8
中屋架WJ137793.3275586.6
中屋架WJ236376.3272752.6
中屋架WJ324052.3248104.6
中屋架WJ421616.8243233.6
中屋架WJ517767235534
屋架WJ62545410180
屋架WJ7114444576
屋架WJ885143404
屋架WJ9105044200
屋架WJ10145245808
挑檐梁74.4906696
挑檐环梁64925888
檩条37535.2
合计766006.5
注：
以上重量考虑节点等重量需×1.05%系数。
钢结构主要构件明细表，见表1-2
钢结构主要构件明细表表1-2
截面形式
5
4
中屋架WJ5
挑檐环梁
中屋架WJ4
中屋架WJ3
15.596
19.532
74.950
83.104
61.908
17.422
19.344
12.101
14.974
15.043
3
2
1
中屋架WJ2
中屋架WJ1
拱架支撑
吊杆
主拱架
名称
序号
构件
86.570
拱架下连续成折线
90.836
minx=8.161
28.200
88.472
21.962
max=17.186
20.83
16.424
15.550
6.742
长度及标高（m）形状
吊挂于拱架上，另
一点在钢筋混凝土支座上，
且有较长飞檐。
5888
35534
43233.6
48104.6
64
17767
92
2
21616.8
24052.3
2
2
双面扭曲桁架
单向翘曲、三角桁架
铸钢节点悬吊杆件
管管相贯结构
72752.6
75586.6
42640.8
75659.3
284207.8
36376.3
37793.3
2
2
21320.4
75659.3
142103.9
1
2
2
共6榀，3种
总重（kg）单重（kg）数量特点
1.1.3节点形式
1）主拱支座：
万向球形支座；
2）主拱上下弦杆+腹杆：
“管－管”相贯焊接节点；
3）主拱悬挂屋架处：
铸钢节点；
4）吊杆支座：
“管－板”插入焊接节点；
5）主拱横向支撑桁架、连系桁架LXHJ1～5、外环桁架BHJ1～
BHJ6、屋架平面支撑均采用“管－管”相贯焊接节点。
（a）管－管多管交叉相贯
（b）管-管相贯
（e）管-套管-管加固、加长连
（d）管-球相贯
（c）管-板插入
图1-4管结构主要节点形式
1.2要材料
1.2.1架及钢梁为Q235B（I字钢，槽钢，焊接H形钢）。
1.2.2钢管为Q345B无缝钢管，化学成份及力学性能应符合GB700-88，
抗拉强度实测值与屈服强度实测值比值不小于1.2，钢材应有明显的屈服
台阶，且伸长率应大于20%，钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。
1.2.3焊接材料：
自动焊或半自动焊采用H08或H08MnA焊丝，其性能
符合GB1300-77；手工焊时采用E43、E50焊条，其性能符合
GB/T5117-95、GB/T5118-95的规定。
1.2.4高强度螺栓：
采用10.9S大六角高强度螺栓，其技术条件符合
GB1228、1229、1230—1991的规定。
1.2.5铸钢：
钢材屈服强度大于Q345B。
1.3分承包内容
我单位为“北京理工大学体育文化综合馆工程”施工总承包方，因
（f）纵向主桁架+环向桁架梁相交连
本工程钢结构工程专业性较强，施工难度较高，为了充分保证钢结构工
程的施工质量，确保使之达到既定的“鲁班奖”质量标准，我单位研究
决定将屋顶钢结构支撑体系工程进行分包施工，拟定分承包方的单位名
称、企业资质、企业业绩、企业信誉与实力等资料均密封在投标文件（企
业信誉与实力）中一齐报送。
分承包的内容包括：
钢结构深化设计；
安装过程整体结构稳定性和应力应变分析；
铸钢节点加工制作；
重要节点的承载力试验；
钢材，钢管，连接材料，涂料的采购，试验复验；
钢构件，杆件坡口加工、工厂制作；
焊接工艺评定及试验，焊接质量检验；
现场钢构件、杆件的拼装及整体提升，安装；
屋面钢檩条安装、压形钢板铺设；
屋面保温层与防水层施工、面层0.4mm厚不锈钢板铺设等屋面全
部工作内容。
2.工程难点与施工技术措施
2.1工程难点
2.1.1本工程近28m高的管拱架式钢结构跨度大、与结构穿插进行，在
施工上具有较大难度，钢构件品种规格多，运输超长超宽；钢材强度级
别高，钢管Q345B，铸钢强度大于Q345B；管－管相贯焊接，铸钢节点
相贯焊接，现场安装焊接技术难度大，工作量繁重。
2.1.2主拱架由两个双曲面圆弧桁架组成，屋架桁架外形呈波浪状，檐口
向高悬挑，标高是变化的，每一构件的拼装定位均须三维坐标定位，给
施工定位测量的精度控制增加了难度。
2.1.3由于施工现场的限制，塔吊布置时在钢结构施工范围内的起重量不
足，而仅钢管Φ325×16长10m的重量就有3t，因此，施工用塔只能局
部配合钢结构的安装。
2.1.4由于拱架高近28m，采用满堂脚手架不仅经济效益差，施工效率
也低，更不利于构件的准确定位和高空焊接，无法保证安装施工质量。
因此必须采用高效先进的计算机控制整体提升新工艺。
2.1.5由于以上特点，使安装、焊接、检验、质量控制难度增加。
2.1.6同样由于以上特点，加上钢结构与土建结构工程工序相互交叉作
业，施工场地环境复杂，各工序工程质量与速度互相影响、制约，协调
配合的难度较大。
2.2施工技术措施
为保证施工工程质量，提高施工效率，缩短工期，针对技术问题本
公司将采取的技术措施主要包括：
采用计算机控制的液压千斤顶同步提升新技术，实现桁架大
面积大吨位的安装。
合理设置钢桁架拼接层次，尽可能减少拼接次数，主要采用地
面组拼和低空组拼，使现场高空管结构相贯焊接工作量大幅度
减少。
合理安排钢桁架分段，使所有钢桁架在地面组拼和低空组拼成较
大的单元，在满足履带（汽车）起重机起吊能力情况下，再组拼成
大单元。
针对本工程结构特点和现场安装要求，协助设计院确定合理焊接
坡口尺寸和形式。
使安装方便，焊接质量易于保证。
设计有利于现场组拼的胎具和辅助装置，有利于拼装定位和焊
接，提高工效，保证质量。
制订适应本工程特点的管桁架定位偏差测量调整和控制方法。
3.工程管理目标
根据建设单位招标文件要求，考虑本工程的特殊重要性，根据我单
位的综合实力及项目部的实际施工技术水平和自身管理素质，制定以下
管理目标：
3.1质量目标
质量目标：
“中国建筑工程鲁班奖”
钢结构工程为本工程结构工程的重要组成部分，在整个工程中占有
至关重要的地位，必须实现“过程精品”，确保整体工程质量等级达到“中
国建筑工程鲁班奖”标准，使之成为让建设单位完全满意的精品工程。
3.2工期目标
钢结构工期目标：
115d
我公司在接到本工程招标文件后，结合本工程的特点、重点和难点
进行了施工组织设计的详细编制，对进度计划的可行性进行了认真仔细
的深入研究，对工程施工组织、管理进行了细致的部署、和筹划，对每
一道工序的安排做到科学合理、高效紧凑、衔接紧密，在确保施工质量
目标的前提下，保证工期目标的实现。
3.3工程成本造价控制目标
我们将始终站在建设单位的角度，树立工程全局观念，通过优秀的
人才、科学的管理、先进的技术和设备、经济合理的施工方案和工艺、
科学的策划和部署。
有效地组织、管理、协调和控制，使该工程成本和
造价得到最为有效地控制；将同建设单位、设计院、监理公司和工程相
关各方共同努力，优化施工组织和安排，使工程各个环节衔接紧密，高
效顺利地向前推进；从图纸设计、材料设备选形、合格供应商的选择、
现场施工组织、管理、协调与控制等各个方面，提出行之有效地合理化
建议和施工方案，加强“过程”、“程序”和“环节”控制，追求“过程
精品”，避免不必要的拆改、浪费，尽最大能力减少和节省工程成本和造
价，使建设单位的投资获得最佳的效益和达到满意的效果。
通过长期的
工程实践，我们充分认识到只有整个工程成本和造价得到良好的控制，
才能达到以上目标。
3.4安全目标
我公司将采取切实可行的措施和充足的安全投入，通过严密的安全
管理，确保施工现场不发生重大伤亡事故、火灾事故和恶性中毒事件，
轻伤发生频率控制在千分之二以内。
3.5环境保护和文明施工目标
我公司将严格执行建设单位对建筑工程施工的各项管理规定，加强
施工组织和现场安全文明施工管理，努力使本工程成为我公司的“形象
示范工程”和“北京市文明安全工地”。
3.6技术创新目标
由于本工程技术含量较高，我公司将把本工程作为科技示范工程的
重点，并制定科技创新目标和实施计划，使技术创新建立在实用、经济、
先进、合理和高效地水准之上，使之真正成为支撑工程项目优质高效运
行、完善和提高项目管理水平、实现质量和工期目标的有效手段。
在工
程实施过程中利用计算机作为主要管理手段，利用网络化管理，使工程
形象进度，质量、安全、资料信息等完全处于受控状态；确保项目管理
模式的高效运行和管理目标的全面实现。
3.7培训和教育目标
实现百分之百的全员培训教育，不仅包括管理层的培训教育，尤其
是对施工作业层的进一步强化培训和教育，使全员树立牢固的质量意识、
安全意识、环境保护和文明施工的意识、成品保护的意识、为建设单位
服务的意识以及相互合作相互协调的意识，强化施工管理和工程技术水
平。
3.8团结合作目标
积极、主动、高效为建设单位服务，急建设单位之所急，想建设单
位之所想，处理好与建设单位、监理、设计以及相关政府部门的关系，
使工程各方成为一个团结、协作、高效、和谐和健康的有机整体，形成
合力共同促进项目综合目标的实现。
4.项目管理及施工部署
4.1项目管理组织机构
为确保整个工程按时、优质、高效地完成，我单位将选派优秀的管
理干部和专业工程技术人员，有计划的组织协调和管理，项目经理部配
备技术、质检、安全、预算、材料、财务等职能人员，负责从施工准备、
技术管理、生产组织、质量监控、安全监控、文明施工、材料供应到竣
工验收和工程结算等方面全过程管理，并对建设单位全面负责。
图4-1现场安装组织机构图
4.2工程施工部署
总工程师项目副经理
起重班测量班安装班电焊班探伤组电工班
项目经理
质
量
技
术
部
施
工
管
理
部
设
备
材
料
部
详
图
设
计
部
加
工
部
综
合
管
理
部
安
全
管
理
部
合
同
管
理
部
资
料
管
理
部
提
升
部
-0.100以下结构完成后暂停施工，提前插入○8～○16轴地下室外墙
防水施工，完成回填后观众厅场地进行平整，做为钢结构屋面拱架、屋
架现场组装和提升作业场地。
前期进场后可利用建筑物西侧场地进行小
单元的组拼作业。
屋面钢结构拱架、屋架承重结构体系完成后，再进行
观众厅-0.100以上的主体结构和看台结构。
4.2.1钢结构施工部署
1）拱架、屋架同时进行场内、场外、低空及地面拼装。
2）采取分段二次提升拱架及相关构件的方法，尽早完成拱架落地
合拢，最大限度提升更多构件。
3）高空安装剩余屋架，对称完成相应钢结构安装。
4）外挑构件及檩条等可采用塔吊后施工。
5）进行东西门头H形钢构件安装。
4.3施工流水段的划分
钢结构安装分三个流水段施工：
见图4-2钢结构施工流水划分。
图4-2钢结构施工流水划分
第一流水段完成内容：
主拱中间4段地面（拱顶8.7m）立拼；
中HJ2榀
组装相应的吊杆及支座；
安装WJ1屋架中段及檩条；
第一次提升。
第二流水段分东西两部，完成内容：
主拱5、6段地面立拼（拱顶15.858）；
中HJ3榀；
组装相应的吊杆及支座；
安装WJ2～4屋架中段及檩条；
第二次提升；
拱脚拼装；
拱脚合拢；
WJ5中段施工。
第三流水段：
南北两侧屋架边段安装
按节间周边构件安装及东西门头收尾。
4.4场钢结构施工平面布置
见图4-3钢结构施工现场平面。
L/2=45.321m分5段Q=0.417t
14.500m16.454mQ=4.722t
构件堆放区
13.320m
14.400m
10.580m
50t
11.780m
28.232mQ=8.30t
22.447mQ=6.599t
33.315mQ=13.892t
吊车行走路线
L/2=41.552m分4段Q=0.289t
L/2=43.895m分5段Q=0.414t
37.793t
36.377t
33.541mQ=13.986t
L/2=30.954m分2段Q=0.287t
L/2=36.847m分3段Q=0.294t
24.053t
21.617t
17.767t
20t
16t
图4-3钢结构施工现场平面
5.施工准备
5.1施工现场准备
5.1.1保证现场施工运输道路、消防道路畅通，确保施工消防设备、
消防用水和生活用水。
5.1.2现场钢结构施工用电，现场用电分为两个施工区，制作区两条
主配电线，电容量分别为250kVA和150kVA，使用系数60%；安装
区提供400kVA的主电源，使用系数60%。
5.1.3场内钢结构施工场地平整，做好安全防护工作负责提供总包施
工组织设计，组织技术交底。
5.1.4组织人员进场，并进行安全教育和技术、质量交底。
5.1.5根据设计图纸要求和有关部门提供的采购计划组织材料和各类
构件零配件进场，并进行审核、验收和复验工作。
5.2施工技术准备
5.2.1参加设计交底，了解设计意图，组织有关人员对设计图纸进
行会审工作，掌握施工图内容、要求及特点，以便正确地安排施
工，进行详图设计。
5.2.2组织有关人员详细勘查现场，与分包单位协商有关施工中配
合问题：
确定进度计划、塔式起重机的起重能力以及安装、制作
现场的电源、材料和安装机具的堆放场地等。
5.2.3熟悉钢结构部分有关的测量、放线资料，并复核轴线定位桩、
水准点并办理交接手续。
5.2.4测量仪器、无损探伤仪器、氧气表、乙炔表等计量器具均按
规定进行计量鉴定。
5.3人员配备
液压千斤顶同步提升新技术人员配备表5-1
岗位职务人数职称
总指挥兼总工提升经理1高级工程师
电控员计算机操作及维护2工程师
液压工程师液压线路检测1工程师
电路技师电路检测1技工
起重技师提升构件配合1技工
起重工提升构件配合8
测工测量监控4
合计18
注：
部分人员在下表中
钢结构工程劳动力计划表表5-2
工种人数工作职责范围
测量工6放线测量，构件检查，提供交验数据
起重工25钢构件吊装，搭设操作架子，装卸倒运构件等工作
电焊工20钢构件焊接，配合探伤等应做的工作
铆钳工8配合起重、吊装、维修构件
探伤工2焊缝的超声波探伤、无损探伤
电工2现场用电管理工作
材料工3工具、材料和构件管理
吊车司机7负责构件装卸、吊装等工作
架子工10配合起重、焊工、挂吊篮、搭设架子
合计105
5.4施工机械设备及仪器准备
安装机械与运输车辆表5-3
注：
为减少土建地下层加固量、部分构件考虑用土建塔吊配合
主要起重设备配备表5-4
序号名称形号数量单位备注
1螺旋千斤顶10～30t30只
2倒链2t、3t、5t50个
3钢丝绳φ13～Φ15.9500m
4钢丝绳φ15.9300m
5钢丝绳φ25.5300m
6钢丝绳φ32100m
7卡环φ15.940个
8卡环φ19.0540个
9卡环φ25.550个
10卡环φ38.2520个
11铁锤3～5磅20个
12铁锤8～10磅10个
序号名称规格单位数量工作职责范围
1塔吊TC7030台2由总包单位提供
250t履带吊台1现场拼装与安装、卸构件
350t汽车吊台1现场拼装与安装、卸构件
20t汽车吊台1场外拼装与吊运构件
16t汽车吊台1场外拼装与吊运构件
4载重汽车10～26t台1长车形现场倒运构件
5工程车台1
13棕绳φ19200m
14棕绳φ16200m
15铁扁担20～30～40t2个
16撬杠Φ20，长500mm20根
17撬杠Φ25，长1000mm20根
18撬杠Φ25，长1200mm20根
19Φ100×4小滑轮10件
20Φ150×5大滑轮20件
213t～5t滑车双门、单门4个
2210t滑车双门、单门4个
2310～20t滑车4门4个
24运输地坪车1台
25活动扳手12寸8把
26钢板δ40mm×4m×6m8块
27慢速卷扬机3～5t2台
28绞磨自制1台
29梯子自制20个
30对讲机8个
31指挥旗红、绿10付
32口哨20个
33工具箱0.6m×0.7m×1.5m6个
34钢丝绳卡扣1.2寸50个
35钢丝绳卡扣1寸50个
36货运卡车1301台
37铲车3t1台
38花篮螺
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