沧州游泳馆屋面钢结构吊装安全专项施工方案(2)G张强.doc
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沧州游泳馆屋面钢架
吊装安全专项施工方案
目录
1.工程概况 3
2.编制依据 3
3．施工计划 4
4．施工工艺技术 4
4.1设备选择及工况验算 4
4.1.1吊装设备选择 4
4.1.2钢桁架的工况验算和吊点选择 5
4.1.3起重钢丝绳的选择 5
4.1.4钢桁架吊点集中应力处理 5
4.2钢结构的安装施工 5
4.2.1胎架及桁架拼装要求 6
4.2.2桁架拼装方法 6
4.2.2.1上、下弦杆对接 7
4.2.2.2桁架腹杆的拼装 8
4.2.2.3桁架就位后的撑杆安装 8
4.2.3桁架拼装工艺及质量要求 8
4.3桁架撑杆安装作业脚手架平台 13
5．施工平面临建调整及地基处理 13
5.1施工平面调整 13
5.2桁架拼装场地的硬化处理 14
5.3重型吊车作业和行走场地的地基处理 14
5.3.1重型吊车对路基要求 14
6．安全文明施工及其它保证措施 15
7.危险源的分析及预控措施 21
7.1高空作业人员的安全及高空坠物 21
7.2用电及电焊安全 22
8、现场安全应急预案 23
9、桁架受力分析典型截面验算 27
10、进度计划表..............................................................................................................30
1.工程概况
沧州市游泳馆主体框架采用混凝土结构，游泳池的上空和通廊上空屋盖采用钢结构。
游泳池的上空为管桁架，跨度72.9m，最大管径416mm，最大单榀桁架的重量38吨。
通廊上空的椭圆型钢梁，跨度12m，梁高600mm，最大单榀重量6吨。
2.编制依据
序号
名称
编号
1
沧州游泳馆工程结构图纸、建筑图纸
2
SCC4000C履带吊说明书及相关参数
3
《钢结构设计规范》
GB50017-2008
4
《钢结构施工及验收规范》
GB50205-2001
5
《建筑钢结构焊接技术规程》
JGJ81-2002
6
《建筑施工高处作业安全技术规程》
JGJ80-91
7
沧州游泳馆施工组织设计
8
《网架结构设计与施工规程》
JGJ7-91
9
《建筑施工手册》
3．施工计划
在施工前期，原施工组织设计在游泳馆主体结构南侧，搭设钢屋盖主桁架组装平台，分段吊装，在平台上组装后，用动力牵引或液压设备推进，滑移就位。
施工方法上称为滑移施工。
特点是平台脚手架只需搭设至管桁架结构标高，吊机性能要求降低，施工难度也降低。
缺点是脚手架平台和滑移的轨道支架等需占用游泳池和看台，吊机需要尽量向建筑物靠近，占用外装的施工场地，甚至部分混凝土结构需后浇。
钢结构和土建施工交叉进行，各工种交叉作业相互影响较大。
根据目前实际施工情况，通过技术经济比较。
选择采用主桁架在地面拼装，用重型吊车整体吊装就位，临时固定，然后焊接桁架间撑杆的施工方案。
该施工方案的特点就是重型吊车自重较大，对地基要求高，桁架地面拼装和吊车的占地都比较大，其余的施工必须让位。
现在，主体结构施工已经完成，考虑对混凝土结构减少影响，其余施工可以暂缓的特点，几乎成为唯一的选择。
该施工方案分为三部分：
1，主桁架的吊装及工况验算；2，钢结构的安装施工；3，施工平面临建调整及地基处理
4．施工工艺技术
4.1设备选择及工况验算
4.1.1吊装设备选择
主桁架长度72.9m，最大单榀桁架38吨，起重的最低高度24m。
选择采用SCC4000C吊车。
采用变幅副臂带超起LJDB工况。
主臂长42m、副臂长57m，幅度52米，起重量45吨。
通廊上空的钢梁重量大幅度降低为6吨，可以把超起除去变为变幅副臂LJ工况，该情况下，最大工作幅度56m，最大起重量21吨。
该工况主臂是否可以变角加大工作幅度，说明书中没有显示，可以咨询厂家，加大工作幅度以后，可以减少吊车移动，减少地基处理。
SCC4000C履带吊的基础参数和工况表，如下：
4.1.2钢桁架的工况验算和吊点选择
主桁架长度72.9m，最大单榀桁架38吨，理论计算起重的重量取40吨。
主桁架10榀倒三角形桁架，在桁架的的上弦取四个点。
把桁架近似简化成水平杆件进行理论计算，在节点位置设置吊点，距桁架两端18m，中间36m。
最南端的单片桁架自重23吨。
设置四个吊点，两个吊点同主桁架吊点投影同位置，中间再增加两个吊点防止倾覆。
桁架起吊过程中的受力分析和稳定性计算，计算结果如下：
对桁架进行受力分析
吊点位置确定为距桁架边缘18m处，在桁架起吊过程中受力发生变化。
在吊点左侧取截面1-1对左侧进行受力分析，上弦受压杆变为拉杆，下弦受拉杆变为压杆，中间腹杆拉杆变为压杆，压杆变为拉杆；而吊点内侧的杆件受力不变。
对典型截面进行验算
钢丝绳与桁架平面成角度66度。
对钢管894查型钢表可得A=10.68cmi=3.01cm钢Q235的抗拉、压强度为f=190N/mm
刚度钢桁架的连接简化为两端绞结，则有
整体稳定性满足要求。
对钢管32516查型钢表可得A=155.32cmi=10.94cm
在起吊过程中上弦杆的刚度和强度要求均满足施工安全要求。
理论计算的结果，桁架的整体吊装满足安全要求。
4.1.3起重钢丝绳的选择
钢丝绳的选择以主桁架为例，其余的选择，详见专项方案或技术交底。
经理论计算选择6股37丝，破断力1550N/mm2，直径30mm的钢丝绳8根，一个吊点两根绳，绳长36m。
钢丝绳的选择计算如下：
钢丝绳的验算
取钢丝绳直径为双绳带单绳时应有折算系数
30mm,钢丝绳公称抗拉强度为1550N/mm的637钢丝绳做捆绑吊索查表14-2得Fg=529.0KN,据表14-4取换算系数0.82，钢丝绳的安全系数6，所以可以求允许
所以取钢丝绳直径为30mm,6股37丝,公称抗拉强度为1550N/mm。
吊环型号做保守处理取型号为11.0
4.1.4钢桁架吊点集中应力处理
钢桁架的吊点存在集中应力，处理不当会产生局部破坏，对主桁架造成不利影响。
起吊节点的处理，避免钢丝绳的直接捆绑，采用工具式半圆型托板此处应配图,较重要
，设四个吊耳，然后用吊环和钢丝绳套相连，以减少局部压力对桁架钢管的破坏。
4.2钢结构的安装施工
4.2.1胎架及桁架拼装要求
本工程钢结构桁架的拼装设计在地面拼装，屋盖主桁架的拼装胎架的设置应尽量满足在主导吊机工作的范围内。
由于现场条件有限，要求拼装胎架的必须连续设置。
尽量减少施工占地。
桁架拼装在胎架上立式组装。
胎架设置应避开节点位置，满足焊工的施焊空间。
胎架必须保证有足够的刚度和稳定性，且必须保证胎架上口水平度±5mm，另外为了便于桁架的起吊，胎架定位块的位置须避免与桁架起吊时碰撞；在组装平台上划出钢管端面定位线、中心线及分段长度位置线，作为桁架拼装验收的依据，另外为防止胎架的沉降不均匀，须在胎架旁设置一沉降观察点，作为平台沉降的检查依据。
最大构件为Ф426×20以及325×16组成的桁架，所以现场加工阶段桁架拼装需配备2台25吨汽车吊作为拼装的吊装设备，同时配备1台20吨平板车作为转运设备。
屋盖桁架拼装完成约90％后，重型吊车进场组装，一次性连续完成桁架吊装作业。
4.2.2桁架拼装方法
钢桁架的拼装流程：
N
N
Y
桁架拼装胎架制作
Y
桁架拼装定位点焊
检验、校正
桁架拼装全焊接
UT检验
焊后校正
涂装
检验合格
调整
返修
屋面主桁架的拼装程序简述如下，具体施工要求另行专项施工方案。
4.2.2.1上、下弦杆对接
将处理好的主桁架上、下弦吊分段吊入拼装胎架，对地样上的定位基准线，并校正与基准线的平行度，在胎架上用气体保护焊或手工焊接，焊接完成，检查验收通过以后，临时固定。
桁架下弦杆拼装就位后，安装上弦拼装可调支架，然后把对接完成的下弦杆吊装到支架上，临时固定。
这样采用自重配合外力冷弯的上弦杆会存在一定的内应力。
后期的拼装焊接也会产生一定的内应力，一并采用震动法消除或采用其它有效方法处理。
4.2.2.2桁架腹杆的拼装
复测桁架上下弦，合格后进行腹杆组装，将切割合格的腹杆吊上组装胎架平台进行组装，定准定位中心线然后固定在弦杆上。
由于腹杆接触均为相贯面接触，所以腹杆与弦杆定位、组装焊接采取手工电弧焊接。
桁架组装完成后，在现场适合的位置进行整体试吊，试吊正常以后，进行正式起重吊装。
4.2.2.3桁架就位后的撑杆安装
桁架的吊装设计从南向北依次，逐榀吊装。
第一拼就位以后，临时固定。
第二榀就位以后，不摘钩，先焊接上两道撑桁架临时固定以后，再摘钩。
钢结构撑桁架单杆的重量一般300-500kg，可采用人力借助简单的吊装机具进行吊装，部分也可采用人工直接就位。
安装时在地面上普工根据图纸选择杆件，运输到脚手架操作面。
安装人员，再把撑杆用轻型吊装工具接近屋架，进行就位临时固定焊接。
后面，专业焊工把所有的焊口，补焊到位。
4.2.3桁架拼装工艺及质量要求
第一步：
钢管与钢管之间的对接
内设衬管（在对接平台上进行），接头的具体形状尺寸如下图；
相同管壁的主管对接示意图
第二部：
将准备对接主管的两端用如下图方法用螺栓临时固定；
主管用耳板固定连接的示意图
管子之间的连接节点图
桁架拼装工艺技术措施
为桁架安装精度以及检验是否达到拼装的精度要求，桁架拼装的允许偏差见下表：
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
跨度最外两端安装孔距离
+5.0
-10.0
用钢卷尺检查
2
接口截面错位
2.0
用焊缝量规或钢尺测量
3
拱度
L/200
（L为桁架长度）
用拉线和钢尺检查
4
节点处杆件轴线错位
4.0
划线后用钢尺检查
5
各层间桁架对角线之差
H/2000且不大于5.0
（H为桁架梁层高）
用钢卷尺检查
拼装技术要求
1、拼装平台在现场安装区域附近搭设，桁架在拼装前，拼装场地必须进行整平，并保证有足够的承载力。
2、平台搭设首先对支承柱采用经纬仪进行测量放线确定每个控制点的坐标，而后采用水准仪对定位块或平台找平，要求各支承点偏差不大于3mm，拼装时不得使用大锤锤击，可设置临时固定或拉（压）紧装置，保证拼装过程的安全。
3、将检验合格的各钢构件依次放入拼装平台，并按规范规定的进行拼装，调整各构件位置，装上所有节点连接板，临时固定后采用C02气体保护焊焊接。
4、拼装变形控制：
拼装时存在大量的焊接工作，若焊接操作控制不当容易造成较大焊接拼装变形。
因此必须制定合理的焊接方案。
焊接组装时应先进行点焊，全部组装好点焊固定后，经检查合格后再进行正式的焊接。
同时组装点焊时应考虑焊接的变形采取适当地反焊接变形来消除焊接的变形。
正式焊接时从桁架的中间向两边进行焊接，并采用双数的焊工对称焊接。
分段桁架的断口必须采用临时的杆件使桁架形成闭合结构。
变形的控制
5、下料、装配时，根据制造工艺要求，预留焊接收缩余量，预制焊接反变形。
6、装配前，矫正每一构件的变形，保证装配符合装配公差表的要求。
7、使用前必要的工装夹具、工艺隔板及撑杆。
8、在同一构件上焊接时，应尽可能采用热量分散，严格控制层间温度，对称分布的方式施焊。
桁架拼装质量控制
确保钢桁架拼装时的外形尺寸，拼装胎架必须严格按照设计尺寸进行设置。
胎架放置在水泥地面上，表面通过钢垫板找平。
在胎架中心定位完毕后，部分拼装胎架因高度较大，从稳定性和安全性考虑，需采用支撑加固或用揽风绳临时固定；拼装胎架的形式根据桁架的形式所定。
拼装测量遵循“从整体到局部，先控制后施工”的测设原则。
即将桁架上下弦上的每个支撑点由空间位置水平投影到地面上，并将其空间坐标转换到地面。
采用全站仪在地面上分别测量出每个支撑胎架的位置。
拼装质量控制
单榀桁架制作质量合格后即可进行整体预拼装，故在拼装前单榀桁架必须符合有关要求见表：
钢桁架制作外形尺寸允许偏差表（GB50205－2001）
项目
允许偏差
检验方法
跨度最外两端安装孔或两端支撑面最外侧距离
l≦24m
＋3.0
－7.0
钢尺检查
l≧24m
＋5.0
－10.0
跨中高度
±10.0
桁架跨中拱度
设计要求起拱
±l/5000
设计未要求起拱
L/2000
0
相邻节间弦杆弯曲（受压出外）
L1/1000
支撑面到第一个安装螺栓孔距离
±1.0
檩条连接支座间距
±5.0
钢桁架拼装的允许偏差表（GB50205－2001）
构件类型
项目
允许偏差
检验方法
桁架
跨度最外两端安装孔或两端支撑面最外侧距离
＋5.0
－10.0
钢尺检查
接口截面错位
2.0
焊缝量规检查
拱度
设计要求起拱
±l/5000
拉线和钢尺检查
设计未要求起拱
L/2000
0
节点处杆件轴线错位
4.0
划线后钢尺检查
桁架拼装焊接要领
钢管对接焊缝主要为桁架上下弦杆，现场焊接方式主要为手工电弧焊。
对接焊接是本次安装焊接的重中之重，必须从组对、校正、复验、预留焊接收缩量、焊接定位、焊前防护、清理、焊接、焊后热调。
质量检验等工序严格控制，才能确保接头焊后质量全面达到标准。
组对：
组对前将坡口内壁10～15mm范围内仔细去除锈蚀。
坡口外壁自坡口边10～15mm范围内也必须仔细驱除锈蚀与污物；组对时，不得在接近坡口处管壁上引弧点焊夹具或硬性敲打，以防圆率受到破坏；同径管错口现象必须控制在规范允许范围之内。
注意必须从组装质量始按I级标准控制。
校正复验、预留焊接收缩量：
加工制作可能产生的误差以及运输中产生的变形，到现场组对时将集中反映在接头处。
因此，组对后校正是必须的，焊前应经专用器具对同心度、圆率、纵向、曲率过渡线等认真核对，确认无误差后方可组对焊接。
个别不到位的地方，用倒链牵引或采用千斤顶等，在接头左右不小于1.5m距离处适当加以外力。
预先将构件接口部位的间隙调整到1.5～2mm。
施焊的过程中，不允许调整和施加外力。
对接接头的焊接是本工程最重要的接头。
必须严格参照工艺标准施工，分层次按顺序施焊。
腹杆的焊接，根部施焊应自下部初始处超越中心线10mm起弧，与定位焊接接头处应前行10mm收弧，再次施焊应在定位焊缝上退行1Omm起弧，在顶部中心处熄弧时应超越中心线至少15mm并填满弧坑；另一半焊接前应将前半部始焊及收弧处修磨成缓坡状并确认无未熔合即未熔透现象后在前半部焊缝上引弧。
上部接头处应不熄弧连续引带到至接头处5mm时稍用力下压，并连弧超越中心线至少一个熔池长度（10～15mm）方允许熄弧，保证焊肉饱满。
次层焊接，焊接前剔除首层焊道上的凸起部分及引弧收弧造成的多余部分，仔细检查坡口边沿有无未熔合及凹陷夹角，如有必须除去。
飞溅与雾状附着物，采用角向磨光机时，应注意不得伤及坡口边沿。
此层的焊接在仰焊部分时采用小直径焊条，仰爬坡时电流稍调小，立焊部位时选用较大直径焊条，电流适中，焊至爬坡时电流逐渐增大，在平焊部位再次增大，其余要求与首层相问。
填充层焊接：
填充层的焊接工艺过程与首次完全相同，仅在接近面层时，注意均匀流出1.5～2mm的深度，且不得伤及坡边沿。
面层的焊接，管、贯面层焊接，直接关系到接头的外观质量能否满足质量要求，因此在面层焊接时，应注意选用较小电流值并注意在坡口边熔合时间稍长，接头重新燃弧动作要快捷。
焊后清理与检查，上、下弦主管焊后应认真除去飞溅与焊渣，并认真采用量规等器具对外观几何尺寸进行检查，不得有低凹、焊瘤、咬边、夹渣、气孔、未熔合、裂纹等缺陷存在。
经自检满足外观质量标准的接头应鉴上焊工编号钢印，并采用氧炔焰调整接头上、下部温差。
处理完毕工即采用不少于两层石棉布紧裹并用扎丝捆紧。
上、下弦管、管接头焊接完毕后，应待冷却至常温后进行UT检验，经检验合格后的接头质量必须符合GB11345-89的1级焊缝标准。
经确认达到设计标准的接头方可允许拆去防护措施。
4.3桁架撑杆安装作业脚手架平台
次桁架安装时，搭设作业脚手架。
游泳馆部分A轴到B轴及B轴外，次桁架比较密，直接搭设脚手架操作平台。
脚手架立杆和横杆的间距均采用1800mm。
B轴向北沿次桁架的方向搭设6排脚手架，东西两边的脚手架搭设1200mm宽的双排脚手架。
中间的脚手架宽度2400mm。
在东西向连通三个行人的1200mm宽的马道。
脚手架在次桁架的高度上，分两个作业平面，铺设两道脚手板，用爬梯连通上下工作面，脚手板到焊口高度保证不少于700mm，以方便焊工作业。
通廊部分，在东西两侧打设1200mm宽的脚手架，对应每一道横梁的位置，搭设一个连通东西双排脚手架的宽2400mm的作业平台。
脚手架的平面布置参见下图。
脚手架的搭设质量要求和安全注意事项，另行专项施工方案。
建议脚手架施工要编制专项施工方案,并进行稳定性验算
5．施工平面临建调整及地基处理
5.1施工平面调整
施工平面的调整，2区混凝土主体结构施工的钢筋加工场地，木工场地南部的库房全部拆除。
包括电气等专业的库房等全部拆除，另行搭设临建。
作为主桁架的拼装场地。
为了保证重型吊车的作业，工人宿舍、厕所、食堂，拆除迁移。
具体的工作内容参见专项施工方案，此处仅附调整以后的钢结构施工平面。
对照原施工平面布置，即可看出施工平面调整的全部内容。
施工现场平面布置图如下：
5.2桁架拼装场地的硬化处理
现场拼装场地的处理
拼装场地必须平整、坚实，胎架下下铺150mm厚的碎石，上铺100mm厚素混凝土。
桁架现场拼装场地具体位置详见总平面布置图。
拼装场地地面处理
5.3重型吊车作业和行走场地的地基处理
5.3.1重型吊车对路基要求
重型吊车分两中情况，一种是挂超起的作业，另一种是不挂超起的行走和作业。
吊车基本组装自重：
W1=197吨
吊车主臂和副臂加长重量：
W2=10吨
中央配重：
W3=40吨
车身后平衡重：
W4=145吨
超起平衡重：
W4=180吨
吊装索具、吊钩及吊装物体重量合计：
W5=50吨
总重量：
W=W1+W2+W3+W4+W5=197+10+40+145+180+50=622吨
不挂超起的总重量442吨
吊车路基板，取两晋块长度L=12米
路基板的宽度B=2米
由此总重量引起的对地耐里力的要求：
Q1=622/12/2/2=13t/㎡
Q2=442/12/2/2=9.2t/㎡
考虑行走的安全乘上1.3的安全系数。
分别为17t/㎡和12t/㎡
现场的地堪报告显示平均地耐力10t/m2。
必须进行地基加固处理。
根据现场的实际情况，多个吊车出租单位提出，下挖换土处理地基的方案。
下挖处理破坏原体育场和展览中心的雨污管道以后，场地低洼，雨后积水对施工的危害更大。
多方面考虑采用利用原施工道路加宽。
场地下挖500mm，用二八灰土分层夯实，压实系数0.95.在场地平整压实以后，浇筑200厚的C20的混凝土路面。
在路面上垫20-40mm的碎石。
挂超起作业的工作面，碎石的厚度取1000mm，不挂超起行走作业的部分碎石厚度取600mm。
在行走道路的边缘砌筑挡墙，挡墙高度与铺石子高度相同，用来挡住石子的水平滑移。
挡墙厚240mm，每隔两米加370*370砖垛。
根据地基处理规范计算如下：
按条形基础宽度2m计算，b=2m。
基础垫层厚度分别为Z=1.7m，Z=1.3m。
扩散角，混泥土和石子厚度1.2m时取30度，厚度0.8m时取20。
灰土厚度0.5m，灰土扩散角28度。
分别计算如下：
P=2*17/（2+2*1.2TNG30+2*0.5TNG28）=8.68t/m2。
P=2*12/（2+2*0.8*TNG30+2*0.5TNG28）=6.95t/m2。
该条件下对地耐力的要求小于等于10t/m2，铺碎石的情况下地基能够满足重型吊车作业和行走的要求。
每侧的履带下，铺碎石的最小宽度，分别为3.2m和2.4m。
实际铺的时候，根据现场的条件取吊车的行走的影响宽度铺设。
减少对永久路面等设施的破坏，降低机械行走的危险性。
对吊车作业和行走范围内的降水井，雨水井，消防管道等，采取相应的保护措施。
详见地基处理的专项方案。
此处从略。
6．安全文明施工及其它保证措施
6.1施工安全保证措施
6.1.1安全管理措施
安全管理：
方针：
安全第一、预防为主
安全生产责任制
项目经理是项目安全生产的第一责任人，对整个工程项目的安全生产负责；
项目总工程师负责主持整个项目的安全技术措施、大型机械设备的安装及拆卸、季节性安全施工措施的编制、审核工作；
项目副经理具体负责安全生产的计划和组织落实；
专职安全员负责对分管的施工现场，对所属各专业分包队伍的安全生产负监督检查、督促整改的责任。
项目各专业工长是其工作区域（或服务对象）安全生产的直接责任人，对其工作区域（或服务对象）的安全生产负直接责任。
安全管理制度
安全教育制度：
所有进场施工人员必须经过安全培训，经公司、项目、岗位三级教育，考核合格后方可上岗。
安全学习制度：
项目经理部针对现场安全管理特点，分阶段组织管理人员进行安全学习。
各分包队伍在专职安全员的组织下坚持每周一次安全学习，施工班组针对当天工作内容进行班前教育，通过安全学习提高全员的安全意识，树立“安全第一，预防为主”的思想。
安全技术交底制：
根据安全措施要求和现场实际情况,项目经理部必须分阶段对管理人员进行安全书面交底，各施工工段及专职安全员必须定期对各班组进行安全书面交底。
安全检查制：
项目经理部每半月由项目经理组织一次安全大检查；各专业工长和专职安全员每天对所管辖区域的安全防护进行检查，督促各施工班组对安全防护进行完善，消除安全隐患。
对检查出的安全隐患落实责任人，定期进行整改，并组织复查。
持证上岗制：
特殊工种持有上岗操作证，严禁无证上岗。
安全隐患停工制：
专职安全员发现违章作业、违章指挥，有权进行制止；发现安全隐患，有权下令立即停工整改，同时上报公司，并及时采取措施消除安全隐患。
安全生产奖罚制度：
项目经理部设立安全奖励基金，根据半月一次的安全检查结果进行评比，对遵章守纪、安全工作好的班组进行表扬和奖励，违章作业、安全工作差的班组进行批评教育和处罚。
6.1.2起重和安装过程中安全生产具体措施：
构件起吊与就位
构件起吊前须计算出重心部位，钢绳长度、夹角及钢绳直径。
选择吊点，计算杆件力。
构件起吊时应保证水平，均匀离开平板车或地面。
起重吊钩应在重心的正上方，起钩后构件不作前后、左右摆动。
检查钢绳受力状况，几根钢绳应均匀受力。
吊钩要求具有防跳绳装置，无压绳缠绕现象。
构件吊点应牢固，无滑落现象。
起钩由地面人员指挥，塔机操作员应仅听从地面的专职人员指令。
起钩速度应缓慢，施工人员不得站在构件上。
构件起重高度应在人手可触及的高度，不能在空中自由任意摆动。
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