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发电厂钢结构屋面工程施工组织设计

1.1施工的依据和标准 4

1.2工程建设概述 5

1.3整体结构特点 5

2.工程施工重点及难点分析 8

某热力管网工程施工组织设计_secret2.1钢结构施工组织难度大 8

2.2深化设计复杂 8

2.3现场拼装工作量大、焊接质量要求高 9

2.4屋盖跨度大、结构复杂、安装难度大 9

2.5钢结构屋盖的卸载控制 10

3.施工目标及保证措施 10

3.1项目HSE目标 10

3.2项目质量目标 10

3.4施工进度与保障措施 10

4.钢结构深化设计方案 11

4.1深化设计组织 11

4.2钢结构深化设计步骤 11

4.3钢结构深化设计原则 12

4.4深化设计思路 14

4.5钢结构深化设计内容 15

4.6深化设计方法 17

4.7设计软件选择 19

4.8详图深化设计与制作、运输、安装的配合 20

5.材料进场及检验方案 21

5.1本工程材料特点 21

5.2材料的检验 23

5.3材料的进厂验收 26

5.4材料的抽样复验 28

6.钢结构加工制作方案 31

6.1钢结构加工概况 31

6.2加工前的准备 33

6.3钢结构加工通用工艺 39

6.4典型H形构件的加工方案 48

6.5钢管相贯线的加工工艺 51

7.构件运输方案 68

7.1运输特点分析 68

7.2钢结构构件运输组织 68

7.3构件装载加固 70

7.4构件现场交验 72

7.5成品保护方案 72

8.钢结构安装方案 75

8.1安装思路与安装方法的选择 75

8.2主要构件的分段划分 76

8.3主要安装机械的选择 78

8.4安装前的准备工作 82

8.5预埋件的安装工艺及流程 84

8.6构件的吊装 88

9.钢结构测量方案 95

9.1测量前的准备工作 95

9.2测量作业内容 99

9.3平面控制网的测设 99

9.4轴线、标高复测 102

9.5支座锚栓的测量 103

9.6支撑胎架测量 103

9.7安装测量 106

9.8钢构件竖向位移测量 108

9.9测量质量保证措施 108

10.金属屋面结构施工方案 109

10.1准备工作 109

10.2檩条的安装 109

10.3屋面天沟的安装 112

10.4屋面压型钢底板的加工和安装 114

10.5中间层材料的铺设 117

10.6屋面固定座（铝合金支座）的安装 120

10.7屋面板的安装 124

11.施工协调组织方案 127

11.1与总包的配合 127

11.2与业主的配合 128

11.3与监理的配合 129

11.4与设计单位的配合 130

11.5与幕墙单位的配合 130

11.6与新闻媒体的配合 130

11.7与当地居民的配合 131

12.资源计划 131

12.1机械设备配备 131

12.2劳动力资源配备 136

12.3施工进度保证措施 137

13.质量控制与质量保证 146

13.1质量控制总体思路 146

13.2质量管理体系 147

13.3工程质量管理制度 149

14.HSE和文明施工 153

14.1HSE管理策划 153

14.2HSE安全生产措施 155

14.3HSE安全技术措施 160

14.4其他安全管理措施 170

14.5文明施工 174

1.1施工的依据和标准

依据设计施工图纸和技术文件要求，本工程项目的材料、设备、施工必须达到以下现行中华人民共和国及省、市、行业的一切有关法规、规范的要求，如下述标准及规范要求有出入则以较严格者为准。采用的主要标准合同规范如下：

《直缝电焊钢管》(GB/T13793－2008）

《结构用无缝钢管》(GB8162－2008）

《低合金高强度结构钢》(GB1591－2008）

《钢结构防火涂料应用技术规范》（CECS24：1990)

根据工程设计要求，该项工程项目材料、施工除必须达到以上标准外，还应满足发包人要求。

2.工程施工重点及难点分析

2.1钢结构施工组织难度大

本次包括主厂房钢柱和屋面网架的钢结构工程及屋面结构工程，钢结构总量约900吨，同时主体结构结束后还有5千平米的屋面及维护结构施工，工期异常紧迫；特别是主体结构的施工，分为两个主要部分，同时两部分的主体结构形式不同，由于土建结构施工现在正在进行，其后期将与钢结构交叉施工，陆续为钢结构提供施工面。给后续施工工期带来更大的压力。

本工程构件种类多，图纸的深化设计是本工程的重点；

1）厂房主框架与屋面网架结构形式各不相同，由于结构形式多样，构件复杂且均为非标准件，因此加大了建模和详图转化的难度。

2）另外，本工程大部分节点为相贯节点和组合节点，很多节点由多支钢管相贯与一点，各个支管的角度分布均不相同，详图深化设计时，为清楚的表达节点处众多支管间的相对位置关系，必须以俯视、平面、立面和足够多的剖面图进行示意，详图设计的工作量很大；

3）为保证钢结构埋件与土建混凝土施工协调一致，钢结构深化设计需要设计埋件施工的特殊固定措施；

本工程结构跨度大，构件在安装过程中会产生下挠，如何通过施工分析计算，在深化设计阶段考虑构件的预变形是深化设计的重要难点。因此深化设计需要具有相应的施工计算、分析能力，对每一个施工工况进行模拟计算，并将一些节点应力及变形容易出现的问题深化设计阶段就暴露出来，并提前进行解决出来。

2.3现场拼装工作量大、焊接质量要求高

1）拼装工作量大：为满足条件运输至工地现场，因此主体超限构件全部需要在现场进行拼装、焊接，拼装工作量大，对拼装场地要求高；

2）拼装精度要求高，本工程钢结构屋盖造型新颖、优美，现场拼装的桁架和网架体系满足实现其壳体空间造型，拼装精度控制难度很高，是本工程的难点；

3）焊接质量要求高：本工程基本为钢管结合焊接形式，其焊接质量将关系到整个结构的安全功能，因此必须重点保证。由于现场的焊接环境不如工厂，如何保证焊接质量是本工程难点。

2.4屋盖跨度大、结构复杂、安装难度大

本工程中间还又锅炉设备等，，其吊车如何站位，选择合理的吊装机械尤为重要，是保证安装顺利进行和安全的前提条件。

架屋面网架临时支撑的搭设等都是安装过程中应该注意的重要问题。同时现场条件复杂，混凝土结构将严重影响到施工机械的进入施工。吊车行走通道的留设等都是施工前应考虑的重要问题。

2.5钢结构屋盖的卸载控制

1）本工程屋盖网架的安装大量使用了支撑胎架，卸载具有卸载点分布广、点数多、单点卸载吨位大；卸载过程中主体结构和支撑结构的内力重新分布、空间结构传力复杂，导致卸载难度极大；

2）钢结构卸载过程中需要控制卸载各支撑点操作的同步、协调；

3）卸载过程中必须监控结构的应力水平、结构的变形控制保证临时支撑的稳定。

3.施工目标及保证措施

合格，符合现行国家、行业规定（标准）的要求，达到设计要求。

严格按照总包单位的要求工期执行。并根据总包单位的需要，合理投入机械和人力资源，确保满足工期节点。

3.4施工进度与保障措施

为保证该项目能按计划顺利、有序地进行，并达到预定的目标，必须对可能影响工程按计划实施的因素进行分析，事先采取措施，实现对项目工期的主动控制。影响项目进度的主要因素有计划管理因素、人员因素、材料和设备因素、机具因素、对于上述影响工期的诸多因素，我们将按事前、事中、事后控制的原则，分别对这些因素加以分析、研究、制定对策，以确保工程按期完成。

针对上述潜在工期制约因素，我们制定实施以下针对性措施，措施大体可分为组织、管理、技术、经济、资源保障、特殊季节安排、外部环境保障等方面。

具体内容详见“施工进度计划及保证措施”。

4.钢结构深化设计方案

本工程深化设计的组织机构如下：

4.2钢结构深化设计步骤

4.3钢结构深化设计原则

深化设计的深化工作主要为：根据业主总包提供的图纸和技术要求，结合我司工厂制作条件、运输条件、现场拼装方案等技术要求，对杆件每一个节点及进行实体放样下料，以便工厂加工使用，对部分节点图纸不详的位置进行设计和对不合理的节点及杆件进行重新计算以达到结构优化，并完成钢结构加工详图的绘制。

加工单位将根据设计文件、钢结构加工详图、吊装施工要求，并结合本公司制作厂的条件，编制钢结构制作工艺书，其内容包括：制作工艺流程图、每个零部件的加工工艺及涂装方案。

加工详图及制作工艺书在开工前将由钢结构单位委派的项目部报钢结构施工主承包单位审批，图纸由设计单位确认和业主方、监理方批准后才开始正式实施。

设计单位仅就深化设计未改变原设计意图和设计原则进行确认，深化单位对深化设计的构件尺寸和现场安装定位等设计结果负责。

深化设计的标准化，要求深化设计按照严格的流程进行深化，同时深化设计的图纸严格按照制图规范执行，要求流程和图纸标准化。

深化设计的总体部署将服务于现场安装总体进度，同时考虑材料采购和工厂加工制作的所需时间及进度。

构件的深化设计分段位置严格按照设计规范、施工规范结合现场实施的施工方案内容进行深化，并确保深化后的图纸与原设计单位的设计图纸吻合。

深化设计之前与原设计单位沟通并确定主桁架及次桁架的起拱值。深化设计人员根据技术支持人员与设计院沟通后的预起拱值，在桁架深化设计阶按照桁架的实际预起拱值进行放样深化。

结合本工程项目结构特点及安装方案，主要从以下几方面考虑深化设计工作：

本工程结构中有些构件均超出常规运输范围，工厂加工需结合安装及运输条件，把构件分解成若干制作分段运到拼装或直接安装，深化设计时对每个构件进行详细放样。

考虑构件的相关焊接要求，针对重要部位焊接、节点部位焊接、一般焊缝焊接等进行焊接分析，确定剖口形式和方向。特别是大量的相贯线焊接，钢管对接焊缝，等级要求较高，对接焊缝基本为全熔透一级焊缝，对焊接工艺和焊工要求很高，需要特殊考虑。相贯焊接的钢管桁架，相贯焊缝必须按照TKY焊接的规范要求进行焊接。

（3）构件安装耳板的设置等

考虑构件分段、吊机的选用，设置相应的吊装耳板。特别是针对复杂构件的焊接，特别是需要熔透焊缝，如桁架对接、钢管对接、分块对接等需要在对接构件设置临时安装耳板连接，以方便现场吊装，并根据应力控制及焊接顺序要求进行焊接施工。

（4）节点中板件的组装顺序：

因部分复杂节点，如支座等部位，节点区域内存在大量的加劲板件，板件与板件相互交错，板件的组装顺序将影响板件能否焊接及其焊接坡口方向和坡口形式。

（5）节点空间定位坐标

本工程为大型单层壳体结构，大量构件需要空间定位坐标方能加工制作，因此在深化设计时需要提供准确的空间定位坐标方能方便、准确的指导工厂及现场的组装和吊装。

本工程结构跨度大，构件在安装过程中会产生下挠，需要在深化设计节点进行施工模拟分析计算，对每一个施工工况进行模拟计算，掌握节点应力及变形容情况，采取相应的反变形设置及相应节点修改处理。

4.5钢结构深化设计内容

（1）零件焊接剖口、切槽构造设计

根据本工程钢结构工程具体的焊接坡口及切槽构造应根据接头的类型、板件的厚度、板件焊缝的类型、质量等级及相关规范、规程，并结合工厂制作工艺的要求，进行设计。

（2）焊接应力和焊接变形的控制

由于焊接变形直接影响构件、结构的安装及其使用功能，并因承载时产生附加弯矩、次应力而间接影响其使用性能，变形的控制是很重要的。

金属焊接时在局部加热、溶化过程中，加热区受热膨胀，而周围的母材还处于冷态或加热温度不高，因而对焊接区受热母材的膨胀其约束作用，焊接区因而受压应力，而母材受拉应力。随着电弧前移，已完成的焊缝和热影响区冷却并收缩，而其周围的母材此时却起了约束其收缩的作用。焊缝及近焊缝区因而受拉应力，而周围的母材金属受压应力。构件焊接时产生瞬时内应力，焊接后产生残余应力，并同时产生残余变形，这是不可以避免的客观规律。

（3）现场杆件对接临时耳板设计

根据实际情况，结合本工程钢结构制作与安装工程的具体施工安装情况，部分杆件因安装需要而断开或是为了达到设计的受力状态而增加特殊的构造措施。深化设计需考虑对部分杆件另做处理，以符合设计的需要，并保证施工的安全。

（4）钢结构深化设计施工详图

深化设计的节点构造、放样设计、工艺设计、加工、运输、吊装的分段均应在施工详图中得以体现，施工详图是指导工厂加工及现场安装的有效文件。施工详图包括详图设计说明、埋件平面布置图、构件平面布置图、构件立面布置图、构件图、零件图、构件清单、零件清单、螺栓清单等。

详图设计说明的内容一般应有详图设计依据；（按照原设计图纸的要求进行，包括工程规范、规程、标准及规定等）主材、焊材、连接件等选用的型号、规格、牌号、要求及建议；焊接坡口的形式、焊接工艺、焊接质量等级及无损检测要求；构件的表示方法及允许偏差；对构件加工、预装、防锈与涂装、运输、安装等技术要求及注意事项。

本工程埋件主要涉及混凝土柱顶的预埋件，埋件平面布置图应表示出埋件的轴线相对位置、标高、跟其他部件的关系，对施工的要求及注意事项。

3）构件平面、立面布置图

本工程构件平面、立面布置图包括下部结构钢柱主管、腹杆、顶部支座、屋面网架包含各种组合斜撑杆；屋面墙面、檩条、围护等主要构件分布，构件编号应与成品构件图中编号保持一致。主要提供现场安装用。依据钢结构设计图，以同一类构件系统（如桁架、水平系杆、水平支撑等）为绘制对象，绘制本系统构件的平面布置各剖面布置，并对所有的构件编号；布置图尺寸应标明各构件的定位尺寸、轴线关系、标高以及构件表、设计说明等。

主要用于工厂装配和现场组装，需要标明：构件的编号、构件的几何尺寸和截面形式、定位尺寸。确定分段点、节点位置和几何尺寸，连接件形式和位置焊缝形式、坡口等焊接信息，螺栓数量、连接形式等信息。

主要用于材料采购、工厂排料和下料切割所有组件的编号，几何尺寸。开孔、斜角、坡口等详细尺寸。材料的材质、规格、数量、重量等材料表。

6）构件、零件、螺栓清单

以清单的形式统计工程使用材料的情况。

（1）建立精确三维模型

在深化设计前期准备工作中，召集工艺人员、现场安装技术员、工厂加工技术员等相关人员对节点从焊接工艺、焊接顺序及破口、工厂加工可行性、现场吊装可行性、构件拆分顺序、安装耳板及吊装耳板、板件细部尺寸的各方面进行分析。最后把确定的节点形式交由原设计人员进行审核、确认。

2）建立实体三维模型：

根据最终确认的节点形式建立实体三维模型，为使后续的深化图纸准确，把节点所有相关信息均反映到实体模型中，如安装耳板及吊装耳板的规格尺寸及位置。

①节点整体拆分图能形象说明节点分块情况及节点和节点分块的整体外观形状。

②给工厂组装人员提供外部轮廓，给组装带来极大的方便。

③提供现场组装时所需数据。

2）构件、节点分块部件现场组装图

①准确反映节点各分块部件在现场组装时的定位尺寸。

②指导现场组装人员对节点进行精确组装。

③图中准确、清晰的标示出节点各分块部件间组装焊缝形式、剖口大小及剖口方向，给工厂加工及现场组装提供准确的安装信息。

④图中节点索引图能让现场安装人员准确、快捷的找准该节点确切位置。

3）构件、节点工厂组装图

①构件工厂组装图能清楚反映部件中各板件间的相对组成关系及位置。

②反映板件的规格及尺寸。

③反映板件间的焊缝形式及其剖口的方向和大小。

④图中材料表能准确反映构件中各板件的尺寸、数量及构件重量，方便相关部门对节点进行统计。

⑤图中说明能清楚表达图纸中用图形无法表达的节点加工的相关信息。

钢结构深化设计中所采用的软件主要分为结构分析软件和深化设计软件，结构分析软件主要用于整体和局部计算，深化设计软件主要用于出图。

（1）结构分析软件选择

构件以杆系形式建模的计算称为结构整体计算。结构整体计算主要做以下的施工仿真分析：

①加工或安装单元的翻身、起吊、就位；

②安装过程中受自重、温度变化、风荷载作用对结构变形、对口的影响；

③加工或安装临时支撑的设计与分析。整体分析的主要软件有Staadpro、ANSYS、Sap2000、MIDAS等。

构件以板件或实体形式建模型的计算称为局部计算。局部计算主要包括：

①复杂焊接节点区域的分析；

③局部支承点的分析，如支撑塔架对结构的局部支撑点分析。局部计算软件多用ANSYS。

ANSYS软件支持界面操作和命令流程，从建模、计算到结果提取等过程均有对应的命令流，可以实现自动化分析；ANSYS支持200多种单元，可以进行多物理场分析，如节点的热应力分析，支持线性、材料非线性、几何非线性分析，适应性非常强，对整体分析和局部分析均有较好的作用。

（2）深化设计软件选用

国内深化设计软件主要有Xsteel和AutoCAD两种软件，两种软件均能够完成由原设计图向深化设计图纸的转换工作，其中，Xsteel能够较好地完成建模、出图及部分检查的任务，模型和图纸相互关联，使用方便。AutoCAD属于绘图通用软件，它也能够完成建模和出图的任务，但由于模型与图纸不关联，出图时需要较多的人工操作，但AutoCAD支持二次开发，采用的工具包括AutoCAD自带的AutoLisp、VisulBasic、VisualC++等，同样可以达到建模、展开和出图的目的，对于空间管结构其优势比较明显。

经过分析比较，我们决定采用XSTEEL和CAD相结合，对本项目进行深化设计。

AutoCAD软件XSTEEL软件

4.8详图深化设计与制作、运输、安装的配合

①设计人员在开始加工制作前对加工制作单位进行设计交底。

②设计应与加工制作单位共同组织一次图纸会审。

③根据需要安排设计人员长驻工厂，对加工制作过程中出现的图纸问题随时予以解答，参加钢结构设计联络会、技术协调会、技术交流会等参与加工制作、焊接、安装等过程中出现的质量事故核查、鉴定，提供相应的技术处理方案建议等。

①对运输方案确定的运输单元，进行构件单元的划分，并要考虑构件的重量及构件在运输中的摆放位置；

②考虑到运输单元很大，为了保证构件的装卸及吊装，详图设计中应给出每个吊装单元的重心位置，且喷涂时应进行明确的标记。

现场组拼及安装是根据详图设计完成的设计图纸进行的。

①因为构件在拼装时方位与最终状态不一致，为了便于组拼时的定位和拼装结束后的验收，设计给出构件在拼装胎架上的定位控制点；

②组织主要设计人员在开始组拼和安装前对组拼和安装单位进行设计交底；

③组拼和安装单位组织图纸会审，并根据会审意见进行图纸的修改；

④据需要安排设计人员常驻现场，协助解决组拼和安装过程中随时出现的问题，参加安装验收等，配合招标人完成竣工图。

5.材料进场及检验方案

材质应符合下列规定：钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率应不小于20%；钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。

未注明的檩托、加劲肋、封头板等次要构件

1）焊条应符合现行国家标准《碳钢焊条》（GB/T5117)、《低合金钢焊条》（GB/T5118）的规定.

2）焊接Q235B时GB／T 50002-2013 建筑模数协调标准(完整正版、清晰无水印).pdf，可采用H08A、H08E型焊丝;焊接Q345时，可采用H08MnA、H10Mn2型焊丝.

3）焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》（GB/T14957)、《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T8110）及《碳钢药芯焊丝》（GB/T10045）、《低合金钢药芯焊丝》（GB/T17493）的规定。

4）埋弧焊用焊丝和焊剂应符合现行国家标准《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》（GB/T5293）、《低合金钢埋弧焊用焊剂》（GB/T12470）的规定。

5）气体保护焊使用的氩气应符合现行国家标准《氩气》（GB/T4842）的规定，其纯度不应低于99.95%；气体保护焊使用的二氧化碳气体应符合国家现行标准《焊接用二氧化碳》（HG/T2537）的规定，其质量应符合该标准中优等品的要求，即其二氧化碳含量（V/V）不得低于99.9%，水蒸气与乙醇总含量（m/m）不得高于0.005%)，并不得检出液态水。

6）焊接材料：手工焊接用焊条质量应分别符合国家标准《碳钢焊条》（GB/T5117）

HJ4XX，H08XX

1）锚栓采用现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591中规定的Q345钢制成，。

长春地铁围护桩施工方案2）普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓C级》GB/T5780和《六角头螺栓》GB/T5782的规定。

3）高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB／T1228、《钢结构用高强度大六角头螺母》GB／T1229、《钢结构用高强度垫圈》GB／T1230、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈技术条件》GB／T1231或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB／T3632、《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》GB／T3633的规定。