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北京某奥*场馆钢结构施工组织设计

一施工组织设计………………………………………………………………1

1施工方案…………………………………………………………………1

1.1工程概况……………………………………………………………1

1.2施工范围……………………………………………………………2

DB3210／T 1001-2018标准下载1.3技术要求……………………………………………………………2

1.*规范及标准…………………………………………………………*

1.5需要招标人提供的现场条件………………………………………*

1.*工程特点及施工难点………………………………………………7

1.7安装方案的选择……………………………………………………9

1.8总体施工方案、施工顺序及吊装验算………………………………1*

1.9圈梁桁架及人字柱的施工方案……………………………………39

1.10计算机*态控制提升系统…………………………………………*3

1.11胎架的设计、制作、搭设…………………………………………55

1.12钢构件具体安装就位技术及辅助安装验算………………………*0

1.13网壳变形的控制……………………………………………………*2

1.1*测量技术措施………………………………………………………**

2质量保证体系及措施……………………………………………………*9

2.1质量目标……………………………………………………………*9

2.2质量保证体系………………………………………………………*9

2.3质量保证措施………………………………………………………7*

3安全保证体系及措施……………………………………………………95

3.1总体目标……………………………………………………………95

3.2安全监督保证体系…………………………………………………95

3.3施工技术措施保证体系……………………………………………9*

3.*施工阶段控制措施…………………………………………………97

3.5工程项目部应急救援预案…………………………………………107

3.*检查与整改…………………………………………………………110

3.7安全工作例行会议…………………………………………………110

3.8事故调查与处理……………………………………………………110

*劳*力计划及设备材料、构件的用量计划……………………………12*

*.1组织机构……………………………………………………………12*

*.2劳*力计划…………………………………………………………130

*.3施工主要机械设备的规格型号及性能……………………………131

*.*检测设备的规格型号及性能………………………………………137

*.5主要设备材料供应计划……………………………………………139

5施工进度计划及保证措施………………………………………………1*5

5.1施工进度计划………………………………………………………1*5

5.2进度控制的方法……………………………………………………1**

5.3施工进度计划的*态控制…………………………………………1*8

5.*确保工期的管理措施………………………………………………151

5.5冬雨季施工措施……………………………………………………155

5.*减少扰民噪音措施…………………………………………………158

5.7消防措施……………………………………………………………159

5.8降低环境污染措施…………………………………………………1*1

5.9与招标人及监理的配合措施………………………………………1*3

*加工制作、安装、检测设备及加工检测………………………………1*5

*.1详图设计……………………………………………………………1*5

*.2加工制作、安装、吊装、检测设备………………………………1*8

*.3钢构件（焊接球、杆件）加工工艺………………………………181

*.*网壳焊接工艺………………………………………………………189

*.5铸钢节点、人字柱、圈梁桁架、大直径球、厚壁管的焊接工艺208

*.*构件的防腐涂装……………………………………………………219

*.7焊接质量通病防治…………………………………………………237

*.8施工检测措施………………………………………………………239

7保修及售后服务…………………………………………………………2*7

（附表一）拟投入的主要施工机械设备表………………………………25*

（附表二）劳*力计划表………………………………………………257

（附表三）计划开、竣工日期和施工进度网络图……………………258

（附表四）施工总平面图………………………………………………259

（附表五）临时用地表…………………………………………………2*0

1.1.1钢结构工程简介

2008年北京奥*会**自行车馆网架制作及屋架安装工程施工面积13898.39*㎡，屋盖的水平投影直径为1*9.53*m，网壳结构的跨度为133.0*m，矢高11.39m。支撑屋盖的是Φ1000x18mm人字形圆钢管柱。钢结构工程的用钢量约为19*8吨。外观呈“伞形”新颖别致，独具匠心。

钢网壳的荷载由大型的圈梁桁架过渡,并经由人字柱传至标高*.95米处的主体混凝土结构上。

2008年北京市奥*会**自行车馆网架制作及屋架安装工程，位于北京市东部的石景山区**西街15号。**自行车馆被西面的五环路,北面的**北路和东面的自行车和击剑**管理综合楼,南面八角公园的**南路围绕。

1.1.2工期控制目标

钢结构现场安装总工期12*天。

计划开工日期：2005年7月15日

计划竣工日期：2005年11月15日

1.1.3施工质量目标:合格

1.1.*施工管理目标：北京市文明安全工地

北京奥*会自行车馆为乙类建筑。安全等级为一级。

0.*5kN/㎡。地面粗糙度为B类。调整系数1.1。

0.*0kN/㎡，调整系数1.1。

1）抗震设防烈度：8度，抗震措施烈度：9度

2）设计基本加速度：0.20g

5）水平地震影响系数最大值,αmax:0.1*

*）竖向地震影响系数最大值,αmax:0.10*

7）设计特征周期,Tg:0.35

上弦：金属屋面及檩条0.*kN/㎡,玻璃屋面及檩条0.9kN/㎡

下弦：0.2kN/㎡,另有马道、风管、灯具、音响折算面荷载0.9kN/㎡及2*处节点荷载。

*活载：0.5kN/㎡(标准值)

8施工措施地耐力：85kN/㎡。

1除以下特殊说明的内容外,本工程钢结构分部工程所有材料(含马道)的加工制作、防腐处理、供货、*输、安装以及通过国家有关部门验收所必需的检测、试验等工作:

2本工程钢结构分部工程中的铸钢支座、人字支柱、环形梁所用大口径钢管(含防腐涂装)由中国**建设开发总公司供货到施工现场,交由我公司负责安装并通过整体验收。

3本工程钢结构分部工程的防火涂装及面漆由招标人另行专业分包。

1)电焊条(手工焊),采用E5015、E501*；

2)焊剂和焊丝(自*焊)HJ*02、HJ*31、H10MnSiMo、H08MnA；

3)钢管工艺技术要求：材料规格型号及材质必须满足设计要求；产品的尺寸偏差需符合国标要求；详见图纸。

③在钢结构中首次采用的钢种、焊接材料、接头形式、坡口形式及工艺方法，应进行焊接工艺评定，其评定结果应符合设计要求。焊接顺序的选择应当考虑焊接变形的因素，尽量采用对称焊，对收缩量大的先焊，使焊缝变形及收缩量减少；

1)钢结构的表面处理和涂装应在制作质量检验合格后执行;

3)焊接球在厂内涂刷可焊性防锈底漆，保证在拼装时焊接球不发生锈蚀，安装后涂刷中间漆、封闭漆等。

*)涂装要求统一按如下要求执行：

圈梁桁架以内(不含圈梁桁架)的焊接球、上下弦杆、腹杆涂装按下表要求。

100μm(2×50)

圈梁桁架、人字柱、铸钢支座涂装按下表要求：

150μm(2×75)

5)构件*输过程中应防止涂层损伤，对涂层的损伤，需视损伤程度的不同采取相应修补方式，对拼装焊接的部位，必须清除焊渣，进行表面手工机械除锈处理后进行补涂。

①钢材原始材质检测报告、钢材合格证及相关检测报告、需要按规范每批300件每批进行批量试压、试拉、试验报告或承载力试验报告：

④焊接工艺作业指导书；

⑦钢构件分项工程检验批质量验收记录；

⑧钢构件出厂前自检、隐检记录；

3）所有资料一式*份（材质单、试验材料原件三份、复印件三份），复印件必须加盖红章并注明原始资料存放何处，注明抄件人及抄件日期。材质单上标注的材料规格、数量、产地必须与实物一致。

加工时监理单位和总包单位派驻厂代表全程跟踪加工进度，根据工程进度进行过程检查。

《工程建设强制性标准》

《焊条分类及型号编制方法》GB980

《焊接用焊条》GB1330

《低合金钢埋弧焊剂》GB12*70

《焊接用钢丝》GB1300

《紧固件机械性能、螺栓、螺钉和螺母》GB3098

1.*.3施工验收规范

《工程建设强制性标准》

《钢结构工程质量评定标准》GB50221

《钢的化学分析用试样、取样及成品化学成分允许偏差》GB222

《钢焊缝射线照相及底片等级分类法》GB3323

《钢焊缝手工超声波探伤方法结果分析》GB113*5

《焊接接头机械性能试验取样方法》GB2**9

《铸钢件超声波探伤及质量评定方法》GB7233

《焊缝符号表示法》GB32*

1.*.*工程测量标准

《漆膜附着力测定法》GB1720

《色漆和清漆、漆膜的划格试验》GB928*

《建筑构件防火喷材料性能试验方法》GB9978

1.5需要招标人提供的现场条件

1现场具备“三通一平”。

2有足够的办公场所及居住设施。

3有构件、材料、设备的存放场地。

5有保证夜间施工的照明装置。

*有充足的电力供应设施和水源供应装置。

7有空间结构在地面的组对、拼装场所。

8有吊装前的网架单元暂存场地。

9现场具备封闭管理条件。

10有按照防火等级以及现场面积要求配备的消火器材。

11有可靠的通讯联络手段及区域网络。

12有就近的医疗保健站点分布联络图。

1.*工程特点及施工难点

1自行车馆是2008年奥*会用于自行车比赛的场馆，本工程主要是自行车馆的网壳钢结构分部工程中铸钢支座、人字支柱、环行梁所用大口径钢管的安装及网架制作和屋架安装工程。**自行车馆的网壳穹顶是跨度1*9.5米的圆形球面，由于跨度比较大给施工带来了一定的难度，本工程屋架结构呈“伞型”，新颖别致。

2钢结构工程中的铸钢支座、人字支柱、环形圈梁桁架所用的是大口径钢管。并且单件重量大。

3钢管的端头切割采用五维相贯线切割机进行数控切割。

*屋盖钢结构设计在二层+*.95标高的主体混凝土结构上，自行车馆四周施工场地与道路开阔，可满足钢结构现场分段拼装及跨外吊装的需要。

5工期紧：要保证在11月15日交工，在短短的四个月时间内，需要完成杆件7932个、球1*75个的制作及安装，在加上铸钢节点及圈梁桁架和人字柱的安装。要实现圆满完工，难度很大。

1钢结构安装阶段，混凝土结构处于零受力状态，需要将钢结构自重及安装活荷载通过临时支撑竖向传至地面。

2工程量大，作业面小，只能采用履带式吊车在周边进行环向吊装作业，施工精度要求高。结构跨度大、杆件复杂。

因本工程裙房与主场馆连接导致履带式吊车无法实现全部采用环向吊装就位的方法，局部还要设置支撑进行散装。

3整个钢屋盖结构为轻型结构，整体刚度与整体稳定性均较差，应力、应变难以控制。

*现场中央部分的混凝土建筑物已经完成施工，大吨位起重机械无法进入因而不能提供有效的起重支持，而分布在主场馆周边的三台塔式起重机在中央部分的起重能力十分有限，仅仅为3.*吨致使中央部分成为起重真空地带。

5人字柱和环型圈梁及铸钢支座的体积和重量都较大，吊装需要制定专项的吊装方案，周围原有建筑对人字柱和环型圈梁及铸钢支座的吊装也产生影响。致使起重车辆不能充分靠近工作位置，影响了起重能力的发挥。

*现场组装精度、焊接质量控制：

1)现场组对：由于本工程大部分构件都需要在现场空中组对焊接，这就对组对精度提出了很高的要求，各个构件的安装位置都需要经过仪器精密测量控制。

①焊接工艺方法、焊丝选择、焊接电流、层间温度、母材的可焊性、相容性以及散热速度等工艺参数的影响。

②由于本工程工程量大、工期紧，工人焊接操作都在高空作业，工人之间还必须设立挡光板，这样不可避免的给施工带来难度，进而影响施工进度。

7现场变压器容量小，限制了施工用电设备的数量。

8总工期紧，各工序交叉配合尤其是+*.95米标高的主体混凝土与屋盖结构中铸钢节点的交叉施工配合难度较大。

9拼装单元重量过大妨碍人字柱与环梁的吊装。

施工工期受季节的影响将给施工带来很大不便。

不可抗力因素给施工带来的影响。

1.7.1满堂红脚手架施工法：

以自行车馆室内正7米平面为起始平面；正负零至正7米层间完成加固支撑。按照网壳设计要求的形状、高度、尺寸搭设承重脚手架，各个网架节点标高严格按照给定值定位。按施工荷载计算并设计选取立杆和横杆间距，搭设脚手架支撑，还要计算基座承载能力。对薄弱部位，从下一层加固支撑。由于现场无法提供大吨位起重机械，使用满堂脚手架施工法是网壳安装的可行方法之一。经计算共需要：

*m脚手杆95897根。

直角扣件；372850个；

对接扣件115080个；

旋转扣件3*000个；

加固支撑木方2200根。

优点：1该施工方法的特点是安装过程中受力特性与设计相近；

2以充分利用现场现有的塔吊，最大限度发挥塔吊的能力。

缺点：1措施料过多，辅助措施工作量大；

3难以实现预定的工期。

满堂脚手架施工立面图（未采用）

1.7.2微单元拼装法：

微单元拼装法也叫高空散装法。方法是；首先安装边缘环梁，使用微型吊装设备安装边缘环状网架。网壳由边缘向中央逐圈覆盖。拼装时，需要预先制作好小拼单元，再用微型吊装设备将小拼单元吊至设计标高就位拼装。虽然悬挑法拼装网架可以少搭支架，节省材料。但悬挑部分的网架必须具有足够的刚度。从结构受力的角度看：该方法都改变了结构的受力特性。重新校核其设计截面及应力状态后，需要加固的杆件太多，故该方法不采用。

整体顶升法又叫做攀达穹顶施工法。其方法由日本的川口卫教授发明。

撤去中心部位网壳的临时支撑,由在中心部位网壳设立的16个顶升支柱支撑于中心网壳下弦。

顶升就位后安装上地面组装阶段临时去掉的杆件,使穹顶恢复为一个完整结构。杆件的安装采用吊装的方式将临时去掉的杆件按照先主要部件后次要部件,下弦、腹杆、上弦的次序安装就位

当网壳恢复成一个完整结构后,便可下降顶升架,随着顶升支架的下降,顶升支架逐渐减少在结构中承担的荷载,原先由顶升支架承担的荷载逐渐向结构本身转移,最终全部由结构承担,顶升支架不再起支撑作用。预计顶升支柱分10个阶段下降(根据施工的具体情况可能做出临时调整)，每个阶段下降2cm（高度）,使网壳支撑自身重量,顶升支柱不受力并且与网壳分离。在下降结束后撤除顶升阶段的临时设备与顶升塔,完成网壳结构部分施工。

顶升施工适宜解决大跨度网壳结构施工吊装问题。该方法需要可旋转的铰节点，而且需要将整个网壳分成若干个单元，吊装就位后，将周边小单元与中间部分合拢组装起来。该旋转节点需要重新设计，且分块较多，拼装工作量非常大，故该方法不宜选用。

高空滑移法适用于大跨度(60～90m)、矩形平面的网架、网壳结构施工，在国内体育馆、会堂、俱乐部等建筑中采用较多。对建筑物内部影响较小，网架安装与下部土建施工可以平行立体作业，大大加快了工期；对起重设备、牵引设备要求不高，只需要搭设局部拼装支架，甚至可以不搭设脚手架。

方法是：将组对平台上拼装好的网壳条形单元吊至安装平面的滑移轨道上，进行分片滑移组装，直至连成整体。或者在安装平面上直接搭建组对平台，将散件在组对平台上完成条形单元的拼装，然后进行滑移，直至形成整体。

本工程跨度达到130.06m，如果计算悬挑桁架延伸半径,上部结构直径达到149.46m。将整个网壳分成若干单元，逐条进行滑移并就位，需在中央部位搭设一个固定支墩和旋转平台。还要对周边所有安装的人字支柱及环梁进行加固支撑，并在环梁上安设滑移轨道。环梁为正多边形折线所围成的近似圆周，因此与同直径圆周存在位置偏差，使轨道不能沿圆周完全重合。影响滑移的连续性。同时，在拼装最后一个条形单元（西瓜皮形状）时，由于先前安装的所有条形单元在纬线方向上产生拉应力，导致最后一个条形单元在纬线上的装配间隙过大，影响装配精度，导致杆件内部应力与设计预期值偏差过大。因此不宜采用。

由于以上施工方法各有优缺点，因此，有必要针对不同部位，采取不同的起重方法。针对场地、费用等关键点，初步拟定了以下几种方案：

中间直径54m部分网壳拟在地上进行拼装，拼装完成后借助拔杆将其提起，提至一定标高后，再进行周边外扩拼装，然后再进行周边环梁及人字柱的焊接。外扩拼装之前需先搭建脚手架，楼板混凝土不能完全承受全部荷载，所以要求脚手架从网壳下表面至地面全部搭建，脚手架用量较大，搭建周期长，费用过高，而且后期环梁焊接工作都在高空操作，工作量大，焊接难度高，质量难保证。

外扩法与脚手架配合使用吊装方法

2从自行车馆平面图中可以看到，中间场地为椭圆形，因此利用此部分场地，将网壳中间分割成椭圆形进行吊装，此部分就位后再利用搭建的脚手架将周边部分与其连接。椭圆部分重量约为300t,共布置10个吊点，此法吊装及搭建脚手架费用偏高。

3以上几个方案均存在不足的地方，对此我们对以上方案进行进一步修改，最终方案为中央直径54m部位采用地面拼装后整体提升，将周边部位（包括环梁及人字柱）分成十六片，进行分片吊装，与先前的54m直径利用脚手架在高空进行组装，此方法结合了以上方案的优点，大量焊接工作在地面完成，施工速度快，安全易保证，质量有保障，此法将在下一章做详细介绍。

1.8总体施工方案、施工顺序及吊装验算

1.8.1施工区域划分

将整个钢结构施工平面划分为三个分区，A分区为中心网壳；C分区为周边人字柱，环梁及与其相连的网壳为B区，B、C均分成16等分，见下图，A区、B区与C区同步施工，各部分完成后再相互连接。

1）A区中心网壳在地面上搭设胎模，现场拼接成形，在中心网壳的周边布设四根格构式柱，A区中心网壳直径为57.48米，重量170.46t,此部分地面相对较为平坦，便于地面拼装。利用计算机控制的4个液压提升系统对其进行提升，每个液压提升系统设置2个液压穿心式千斤顶，最大吊点重量27t，在B区及C区完成后由上述的液压提升系统将其提升至设计标高。

2）C区由人字柱及铸钢支座组成，利用一台25T汽车吊，将铸钢支座吊至设计位置并安放就位，再用40T汽车吊将人字柱吊至设计位置，在每根柱上设置两根支撑杆将其支撑住，用千斤顶微调其位置后与铸钢支座连接。与此同时在地面制作的胎模上拼装由环梁与周边相连的网壳部分B区，再用DEMAG1400吊车将B区分16等分吊至设计位置，与人字柱相连，并在每个分块上设置一到二根支撑。

3）B区及C区均达到设计标高后，对其进行连接，整个结构成为一个整体，将提升设备及支撑循环对称的方式一一拆除。

2地面胎架搭设，并在地面上拼装A、B；

3安装人字柱并设支撑，C完成；

4用DEMAG1400吊车将B起吊至设计位置用杆件支撑并与C拼接；

5将A区内网壳利用计算机控制的液压提升系统提升至设计标高；

6将A区与C区连成整体。

1.8.3B区板块划分原则

甲方提供设计图纸中环梁单件的长度均为环梁总长的1/32，于是根据加劲肋板的位置可以确定环梁单件的布置，根据环梁单件的布置，把每2个环梁单件的区域作为一个吊装单元，于是必须将环梁桁架及网壳分成16个单元进行吊装，以确保施工的安全性和进度。

1.8.4吊装结构验算

1）**自行车馆招标文件

5）钢结构施工质量验收规范

6）网壳结构技术规程。

2吊装过程中考虑的荷载

3）风荷载：考虑6级风时荷载

大于5级风时禁止起吊。

自重考虑动力放大系数1.5

3设计采用SAP2000程序计算

1）A区中心网壳计算结果图形

提升过程采用sap2000进行非线性施工阶段分析,将吊点附近杆件加固。分析结果如以下几图所示，仅每个吊点附近四根腹杆应力超过设计应力1.25倍，其余均小于设计应力0.6倍以下，故加固此四根杆件后该方法是可行的。

2）B区环梁桁架吊装验算结果图形

吊装过程采用sap2000进行非线性施工阶段分析,分析结果如下:

B区环梁桁架吊装验算结果图形

圈梁桁架网壳单元安装后应力比率图

圈梁桁架网壳单元吊装中应力比率图

圈梁桁架网壳单元吊装中变形图

由以上计算结果显示，B区圈梁桁架网壳单元

GBT 228.1-2010 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法.pdf吊装时应力比值均小于允许应力比值0.7倍以下

而安装于人字柱和设置支撑后应力比值均小于

允许应力比值0.5倍以下，变形值均小于1/400

故由以上计算结果可知该吊装方案是完全可行的。

2）A区提升钢柱及其基础计算结果

5SAP2000计算结果(部分)

JCT2419-2017 光参量振荡用磷酸氧钛钾晶体Combination

Combination