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深圳某办公楼钢结构桁架工程施工方案深圳某钢结构（桁架）工程施工方案
主要设备、机具及材料计划
公共交通有限公司办公楼施工组织设计方案工厂制作的主要加工设备
桁架滑移稳定及防倾控制
滑移牵拉时同步性的控制原理
滑移工艺流程（见下页）
滑移承重梁及轨道的安装
牵引桥的安设、砼压块配重
焊接工艺流程（见下页）
观景餐厅在建筑群（A座、B座、C座）起着画龙点睛作用，如一座天桥跨过B座，把A座与C座连成一体。餐厅投影面积19.2*47m2，共计902.4平方米。观景餐厅钢结构主要由四榀47米跨纵向承重钢桁架，以及相应的主梁、次梁组成。单榀纵向钢桁架重达47.5t，长达47m，四榀纵向钢桁架搁于大厦标高66.90m处的防震橡胶支座上。纵向钢桁架由焊接工字钢连接而成，主梁、次梁均为焊接工字钢。
本钢结构工程分为四榀纵向钢桁架、钢梁（桁架间主梁GL1、GL2、WGL1、WGL2，悬臂梁GL3、WGL3，次梁GL4—GL7、WGL4—WGL7）以及其它部分钢结构。
焊接工字钢巨型组合钢桁架，共四榀。每榀桁架长度为47000mm、高达6050mm重达47.5t。桁架上、下弦杆、支座竖杆、立腹杆、部分斜腹杆材质均为Q345，支撑斜腹杆及部分桁架斜腹杆材质为Q235。
纵向钢桁架正视为长方形，由焊接工字钢相焊连接组成。上弦杆和下弦杆相互之间通过斜拉腹杆和立腹杆相贯连成整体，直接支搁于牢固在结构砼的CZY600型橡胶支座上。
主梁、悬臂梁、次梁均为焊接工字钢，材质Q345。主梁、悬臂梁、次梁最长12米，重达1.8t。
1）、高强螺栓：采用10.9S级扭剪型高强螺栓，性能应满足GB3632~GB3633。
2）、栓钉：圆柱头熔焊栓钉，栓钉M16、L=70mm、间距200mm。
3）、焊接材料：焊接Q345钢和Q235钢可分别选用E50XX型焊条和E43XX型焊条。
40、钢结构防腐、防火：本工程外露钢结构要进行防腐、防火处理。按设计和有关规范要求，涂装前钢结构表面采用喷砂或抛丸除锈处理，除锈等级应达到Sa2.5级，涂两道无机富锌底漆，油漆厚度不小于100um。外露钢结构不涂防火涂料的构件表面应涂无机富锌面漆，漆膜总厚度不小于150um（纵向承重钢桁架防火极限3小时，其他钢构件2小时）。
1观景餐厅设计独特，造型新颖
观景餐厅钢桁架悬跨47米，高达6米多，支撑于A座、B座标高66.90m处钢筋砼伸出的隔震橡胶支座上，气势磅礴，如一座亮丽的天桥出现在空中，给观景和就餐者全新的感觉。
247米跨纵向钢桁架施工难
长达47米、重达47.5吨、且位于标高60多米处的巨型组合钢桁架，完全悬空于两个隔震橡胶支座上，如何确保吊装安全可靠、控制成本、且保质保量完成钢结构安装是本工程最难、也最重要的一点。
本工程钢结构构件超长超重，如何综合考虑现场吊装、工厂拼装、运输和现场拼装等方面的因素，使其协调和统一，是本工程钢结构施工方案中应重点考虑的内容。
4钢材的采购和质量控制
本工程以Q345钢材为主要材料，因属特制钢材，钢材供货厂家的选择、质量的控制、检验和材料复验是施工的重点。
从钢材的采购、深化设计、切割、预拼装需要一定的周期，根据本工程钢结构特点，钢结构安装受土建施工影响，且本工程钢结构吊装难度特别大，所以工期的保证，施工协调、配合、组织施工是本工程的又一难点。
钢结构由建升和钢结构安装公司（原三局一公司深圳分公司）施工。
熟悉合同、图纸及规范，作好施工现场调查记录，其程序是：
钢结构安装劳动力计划见表
钢结构安装劳动力计划表
主要设备、机具及材料计划
10t/16t/20t
要改装，速度4m/min，两台同步控制
见附图17——1**研究中心主体施工阶段施工平面图。
见**研究中心总施工进度计划。
本工程钢结构工程量主要集中在观景餐厅钢结构，特别是四榀纵向钢桁架超长超重，高空悬挂在橡胶支座上，施工技术要求较高。因此，钢结构施工方案的选择是本工程钢结构施工着重考虑的内容，方案选择是否得当直接影响到**研究中心的施工进展。
根据本工程结构特点，经反复比较和论证，钢结构施工可采用以下三种方案：
1方案一：分段吊装，高空拼装：在**研究中心沿纵向布设一台行走式大吨位塔吊，四榀纵向钢桁架进行分段吊装，高空组装的施工方法（分段桁架按塔吊的起重能力划分）。采用此方案时需大面积搭设分段桁架高空拼装的固定超高胎架。
2方案二：在B座屋面顶层楼面拼装，整体提升吊装：在一定的位置安设提升设备（如自制扒杆或提升架），纵向钢桁架地面拼装成整体，利用提升设备对纵向钢桁架整体抬吊就位。
3方案三：桁架组装，整体累积滑移：在A座17层D轴、E轴位置搭设拼装胎架，利用塔吊将分段构件吊至胎架上，将两榀47米跨钢桁架拼装成组合箱形刚性体，安置牵引设备将刚性体整体滑移就位。
1采用“方案一”时，沿建筑物纵向布置大型行走式塔吊可满足所有钢结构安装，也可在空闲时间协助解决土建施工时垂直运输的需要，同时由于行走式塔吊覆盖范围广,行走方便,操作便捷,可大大加快施工进度，但单榀纵向钢桁架重达47.5吨，长达47米，远远超过大型塔吊的起重能力，桁架必须高空组装，需搭设大面积超高胎架才能满足安装要求。大吨位行走式塔吊的布设，以及大面积超高胎架搭设的成本很高，费时耗能，不利于成本的控制。也不能满足设计对47米跨钢桁架整体安装的要求。
2采用“方案二”时，可满足设计对47米跨钢桁架整体安装的要求，但整体就位难度很大，提升系统的布设，以及整体吊装对土建在该区域施工影响较大。再者提升系统除具有提升功能，还需摇头就位，这对提升系统的安全提出更高的要求。
3采用“方案三”时，土建施工完17层要预留该层作为拼装、滑移胎架搭设施工作业面，土建施工将受阻而停滞。但通过拼装和整体滑移，确保47米跨钢桁架整体安装，且整体滑移构件处于平移安装过程中，对构件的质量容易控制。在成本控制方面：此方案的实施既有利于减少钢结构安装自身的施工成本，也可以降低整个工程施工的费用。
通过对以上三个方案优缺点的比较,我们认为方案三的综合优势较突出:
1、施工效率高，便于流水作业，可有效缩短工期；
2、尽管在A座17层搭设拼装和滑移胎架和施工，对土建施工有些影响，但通过充分做好滑移前准备工作，仅两次滑移可尽可能缩短滑移工期，确保把安装工期控制在计划内。
3、钢桁架滑移可避免布置大吨位行走式塔吊，且充分利用土建布设塔吊，综合计算成本相对较低。
5、有利于加快施工进展，确保工期。
方案三可通过增加设备、劳动力等办法加快施工进度，同时合理调动生产，安排施工流水作业，达到如期保质完成钢构件安装。因此我们拟采用方案三组织施工。
1．**研究中心钢结构工程，按照施工图和投标文件（或合同）作为原始依据，工程施工及验收按照经原设计认可的细部设计图为依据。
钢结构工程的测量采购、放样、下料、组装、焊接、预处理、涂装、检验及发运的运行及质量，按照国标要求及质量保证体系文件要求执行。
根据施工图文件的要求，绘制具体施工图纸，注明主体尺寸、零件尺寸、焊接坡口尺寸、焊缝符号、精度要求、检验要求、以及总体布置、制造技术要求，并交原设计认可，作为施工及验收的依据。
编制制作工艺、焊接工艺、涂装工艺、验收项目、检验图表、以及工装设备等。
根据图纸要求编制工厂材料申请单、订购油漆、焊材，并根据图纸变动情况，作出钢板补订或串换，材料进出库场均按质量保证体系文件执行，并跟踪记录。
4．工程采用的检测仪器、工具是经国家检测部门鉴定合格的产品，且在规定期内使用。
5．参加本工程的人员均须具有相应资职，持证上岗。
放样及制作用的卷尺经计量合格并贴上修正值，方可使用；
放样按施工图及工艺要求进行1:1的放样,以确定各构件的精确尺寸。画出每个零件的草图,并进行合理的套料,必要时尚需制作1:1样板供制作及验收使用,异形板件可数控放样。钢梁长度方向增放焊接收缩余量,桁架弦杆尚需增放切割余量。
根据排板图或数放图，确认材质规格，划线、号料，并注明焊接坡口形式；
根据号料板图要求，分别进行钢板的数控自动切割、门式自动切割、光电跟踪切割及部分手工切割下料，并补充号料；
焊接坡口，一般采用自动切割或半自动切割；
钢板切割边按质量要求打磨光洁；
翼缘板因厚度较薄根据焊接变形情况要求，压制反变形折角；
对节点板进行套模钻孔。
三）将号料完成的钢板在弯板机弯曲成型后，进行组装和焊接。
1．制作工艺：以平置位置制作
2．节点板焊前套模钻孔；
3．测量割去梁端余量，梁两端的螺栓孔，在流水线上数控钻孔；
4．焊接段的斜撑杆的端部余量，待拼装时测量实际尺寸，再划线割除。
1对于焊接区域较少且无摩擦面处理要求的钢梁板件和型钢，可经预处理流水线冲砂除锈，达Sa2.5级，并喷涂无机硅酸锌底漆15μm～20μm。构件制作后，再喷涂无机富锌防锈漆至80μm。
2高强螺栓摩擦面及现场焊接区域50毫米内不涂漆。
3涂装质量按有关说明书及重量控制体系执行。
2高强度螺栓摩擦面的处理拟用冲砂除锈，达Sa2.5级，表面粗糙度为60～80μm。允许自然生锈。
1构件制作完工后。应做出明显的标记，注明工程名称及该构件的图号、杆件号。
2标记模板用硬纸板做成字样，字高为100毫米，用白色油漆喷涂。
3桁架，钢梁的做在距右端1000毫米的腹板上。
1构件完工后应堆放整齐，构件与地面及构件之间应用垫木搁空，同一型号的构件集中堆放。
2小型钢梁可集中打包发运，散件装箱发运。
3构件发运前，超宽构件出厂事先应申请道路超宽运输通行证，每批构件均有发运清单，标明构件名称、编号、数量、重量，做到货到清单到。
4构件运输采用汽车运输，从制作厂，直接运输至工地指定的堆场采用16吨汽车吊或土建布设的塔吊卸货。
工厂制作的主要加工设备
工厂制作的主要加工设备
1本工程钢构件采用焊接工字钢相连组合为纵向钢桁架，以及焊接工字钢作为主、次梁。根据图纸计算，单根钢构件主、次梁最重达1.75吨，最长12m；单榀纵向钢桁架重量达47.5吨，长为47m。
2根据运输能力，18米以上的钢构件分段运输至现场拼装，依据构件的重量和土建布设的塔吊起重能力，所有的主梁（GL1、GL2、WGL1、WGL2）、悬臂梁（GL3、WGL3）、次梁（GL4—GL7、WGL4—WGL7）等构件在制作厂制作加工成整根，运输至现场进行整根安装。四榀纵向钢桁架均超长超重，构件在制作厂制作分段加工，运输至现场进行拼装。四榀纵向钢桁架均分成6段（如图10——1所示），分段构件运输至现场进行现场拼装。
3土建施工完17层楼面，移交钢结构安装施工。在A座17层楼面上搭设钢桁架拼装与滑移胎架，铺设滑移轨道，并进行滑移施工（如图10——2）所示）。
4建筑群A座外边缘与C座外边缘间净距为34.2米（1/9轴至2/11轴），为减小A座与C座间净距，在1/9轴、2/11轴各外挑8米的钢平台，A座与C座间净距相应减小到18.2米。
5利用土建布设的塔吊将进场构件吊至拼装胎架上进行拼装。在钢桁架前端焊接一个牵引桥，便于桁架滑移过程中安全牵引到位；后端配砼压块确保桁架滑移过程中重心控制在A座安全区。
6滑移机具就绪，两榀47米跨钢桁架通过主梁GL2、WGL2连接组合箱形刚性体后进行试滑，试滑无误后，方可控制卷扬机速度进行钢桁架正常滑移。
7四榀47米跨钢桁架组对滑移就位后，立即安装主梁连接将两组钢桁架形成稳定框架，吊装次梁填充框架。
8钢桁架、主梁、次梁经测量校正无误后，方可进行现场焊接。
一）构件与材料的进场和验收
1．构件到场后，核对所到构件的数量及编号是否相符，构件是否配套。
2．对于制作超过规范误差和运输中受到严重损伤的构件，应当在安装前由制作单位进行返修。但对于轻微的损伤，安装单位也可以在现场进行修整。
3．构件进场应堆放整齐，防止变形和损坏，堆放时应放在稳定的枕木上，并根据构件的编号和安装顺序来分类。
4．构件的标记应外露以便于识别和检验。装货和卸货时应注意安全，防止事故发生。
5．焊接材料：焊条在使用前存放在容器内，并存放在隔离地面的托板上，顶上盖帆布；气体瓶放在工具房内，工作时间之外上锁。
47米跨钢桁架组对滑移之前，土建与钢结构安装进行交底隔震橡胶支座，并提供施工记录资料。钢结构安装派专业测量人员进行验收，检测隔震橡胶支座预埋件的轴线偏差。预埋件定位、标高验收合格后方可进入钢桁架滑移工作。
根据土建提供的基准点，进行钢构件基准线和轴线的放线和测量，并与土建的轴线和标高进行复测和交接。
由于跨越层钢结构需要从A区17层楼板以上搭设滑移平台，包括电梯井核心筒钢筋均需要处理，处理方法如下：
1、为保证楼板不开裂，通过计算，操作平台以下三层（14～16层）满堂架不拆除。
2、滑移平台下的墙柱钢筋部分穿过平台钢筋板向上延伸焊接，部分被滑移架挡住的钢筋直接在钢平台下焊接，核心筒上部钢筋再与平台钢板焊接连接。
1本观景餐厅钢结构安装经综合比较，优化采用组装纵向钢结构、累积滑移就位的方案（如图10——2所示）。
2本工程采用桁架组装，累积滑移的施工方法是将观景餐厅整体钢结构分解成为4榀纵向钢桁架（每榀分6段），由土建布设在D轴外侧塔吊，按组装顺序将需要的分段桁架吊至A座17层位置的拼装胎架上，两榀47米跨钢桁架通过主梁GL2、WGL2连接，拼装成组合箱形刚性体作为第一组滑移单元。以JJM—10改装卷扬机，通过滑轮组将拼装好的滑移单元在橡胶支座线上两点滑移，将钢桁架组合箱形刚性体滑移就位。同理，第二组滑移单元按此方法滑移就位。
桁架滑移稳定及防倾控制
1滑移横向稳定性控制拟采用无约束落放，重力复位。同时在桁架上布设防倾架，牵拉钢丝绳。
2滑移纵向稳定性控制以多点支撑（平稳落位在滑移轨道上）共同滑移的原理进行。
3将滑移单元截面结构形成闭合刚体，控制结构稳定性。设防倾架防止桁架横向倾倒。
4桁架纵向重心控制（防倾覆）：外挑8米钢平台缩短桁架滑移悬臂间距；在钢桁架前端焊接一个6米长牵引桥，便于桁架滑移过程中安全牵引到位；后端配砼压块确保桁架滑移过程中重心控制在A座安全区。同时沿桁架下弦杆布设反扣，防止桁架意外倾倒。
滑移牵拉时同步性的控制原理
两台JJM—10卷扬机的同步操作，以电气原理予以保证。当滑移过程中偏差达到预定设计极限位置时，采用单台卷扬机工作来进行纠偏。
滑移工艺流程（见下页）
1用普通脚手架钢管在A座17层楼面3轴至9轴间段，D轴、E轴两侧搭设钢平台，作为分段钢桁架高空拼装、焊接施工胎架，且承担拼装桁架传来荷载、自重、及其他施工荷载，同时考虑搭拆方便。
沿D轴、E轴搭设两个拼装、滑移胎架。胎架长约54米（3轴至9轴），宽6米，高约3.0米（以滑移轨道面与防震橡胶支座标高一致为准）。
2胎架布设：从施工作业面要求和胎架承载力的初步估算，每榀胎架投影面积54χ6=324m2，胎架立杆沿桁架纵向1m布设、横向按600mm布设，拼装胎架为空间体系，横杆间距1.0m，胎架每5米作一道剪刀撑，胎架高约3.0米，每榀胎架立杆共计约630根钢管，以及相应横杆和撑杆。
胎架用Ф48×3.5mm普通脚手架钢管搭设，胎架应具有足够的强度和刚度。
1）、单根钢管的临界承载力：按保守计算，取一节（1m）单根钢管作受力分析，该结构体系可简化为长度为1米两端交接的细长轴心受压杆进行简化，单根钢管的临界承载力计算公式：
根据计算Φ48×3.5钢管临界力Pcr=2.48T,考虑2.0的安全系数，
单根脚手架钢管的承载力： P=1.24t，
2）、胎架验算：单榀胎架承载力：630P=630×1.24t=780t
取受力最大的胎架受力约N=110t。
脚手架管自重（钢管以平均高约3.0米计算）约10t：
胎架验算：122.4t<750t（满足要求）
3）楼面要求：楼面均布荷载P=G/A=（2.2t/m）/4.8m=458kg/m2<500kg/m2（满足要求）。滑移施工时，要求不拆除胎架相应下层砼施工脚手架。且胎架立杆尽量分布在楼层主、次梁位置上，尽可能防止楼层砼的破坏。
滑移承重梁及轨道的安装
1待胎架搭设至设计标高后，开始安装承重钢梁及轨道，钢梁选用H600*250*12*20，钢轨选用Qu70型钢轨，按起重机有关构造要求用压铁间距600mm固定在H600*250*12*20钢梁上缘。在桁架立杆位置的下弦杆上布设滑轮（如图10——3所示）。
2轨道上均匀薄涂一层黄油（钙基润滑油），以减小滑移阻力。磨擦系数取0.1，磨擦力约为110*0.1=11t。
3由于本工程为大吨位桁架滑移，滑移轨道要确保滑移过程的各种需要，并要保证大于1.5倍的安全系数要求。滑移轨道制作安装过程必须精工细作，轨道要平整，并要在滑轨两侧安装标识，供滑移监控使用。
利用土建布设塔吊将分段钢桁架吊至拼装胎架上。将每分段控制点的投影位置及标高调整至控制误差范围内，用枕木、千斤顶、倒链将分段桁架固定在胎架上。作钢桁架的整体调整，在水平偏差、垂直偏差及控制节点标高均合格后，方可施焊。钢桁架拼装节点采取连接形式要满足设计要求。
1共搭设四个外挑钢平台；在D轴、E轴1/9轴、2/11轴各外挑一个8米钢平台，钢平台宽度为3米（如图10——4所示）。钢平台斜柱深根建筑A座或B座，选用I28a、I20a作为承重斜柱。平台牛腿牢固于建筑物预埋件上。
2为确保钢平台的稳定，平面内按三角形布设I14作为腹杆；平面外可把钢平台四个三角撑通过连系梁连接成整体（从上往下每隔1.3米布设一道梁，连系梁采用I16），同时上下拉紧缆风绳。
3钢平台稳定验算：经分析牵引桥搭上C座钢平台时，A座钢平台处于最不利状态。
承重N=30t，当斜柱a=400时，可得F=39t。
工字钢28a特性：A=5545mm2ix=113.2mmiy=24.95mm
1）、平面内稳定验算：Lx=4200mmλ=Lx/ix=37查表：υ=0.948
F/(υ*A)=390000/(0.948*5545)=74N/mm2 2）、平面外稳定验算：Ly=1300mmλ=Ly/iy=52查表：υ=0.91 F/(υ*A)=390000/(0.91*5545)=77N/mm2 牵引桥的安设、砼压块配重 1为确保桁架在滑移过程中重心的控制，在桁架的前端安设一个牵引桥，后端配砼压块，确保滑移中桁架重心位于A座安全区内。 2在钢桁架前端焊接一个6米长牵引桥。上、下弦杆采用I20a，布设立杆（I16）、斜腹杆（I16）。牵引桥端部与牵引设备连接，尾部与钢桁架焊牢，牵引桥尾部上、下弦杆与桁架上、下弦杆平齐，端部高度为3米。 3在钢桁架后端配4吨砼压块，经计算桁架滑移过程中最不利时某污水处理厂工程施工方案，桁架重心控制在A座4米安全区内。 1计算简图：根据桁架和滑移施工实际情况，当组合桁架滑移刚要搭上C座外挑钢平台时，组合钢桁架挠度最大，其计算可简化如下： 2挠度计算：钢桁架上、下弦杆为焊接工字钢，组合桁架截面惯性矩I=9*1011mm4 q=22N/mma=26200mmb=26800mmE=2.06*105N/mm2 3为防止滑移过程中组合桁架下挠，导致桁架难以搭上C座钢平台，故对牵引桥下弦杆向上反挠100mm，确保牵引桥顺利搭上钢平台。 1、为保证滑移的可靠进行及减少滑移阻力，轨面要处理，要用砂纸把轨面打光并均匀涂抹黄油（钙基润滑油），形成润滑膜。轨道上对接焊缝处毛刺、焊疤要用砂轮磨平。轨道上运行的底座板上要进行滑撬处理。 2、为确保轴向偏差控制土地平整工程、田间道路工程施工组织设计，轨道上运行的底座板应设前后凹轮，以抵抗侧应力及保证轴向偏差在规定的范围内。