雨蓬32m高a型塔架钢柱制作安装施工工法(钢结构吊装,附示意图)

'雨蓬32m高A型塔架钢柱制作安装施工工法一、前言A型塔架钢柱多运用于高耸结构建筑上，如电视塔、钻井塔架、高耸桥梁等建筑。其在结构型式上优点诸多，如塔架柱底部截面面积大，抗底部剪切力较好，采用箱型梁结构自重轻，能以最少的用钢量获得最大的经济效益等等。北京xx站工程雨篷钢结构主要包括支承于轨道层的A字型塔架钢柱及其所支撑的主梁、次梁、环梁及支撑等上部结构两部分。A字型塔架钢柱位于-1.600m标高以上支撑雨蓬结构，主要截面形式为□1000×400×30×30mm，横梁截面为□500X400，其间斜撑为φ351X16采用耳板铰接的方式连接，高度最高为32.000米，构件最重达74吨，平面沿弧形轴线Ⅰ、Ⅲ区呈弯月状对称布置，每区47榀，共计94榀。由于A型塔架钢柱运用于车站雨蓬在国内还是首次，故在制作安装及质量控制上存在很多技术难点有待解决。如超大型钢构件的现场拼装；超大超高型构件现场安装；安装过程中的测量定位；厚型钢板焊接过程中的应力与变形控制等。我们结合北京xx站改扩建工程，解决了以上制作及安装中的技术难点，取得了成功。通过认真研究这一技术的操作要点、施工方法，以及劳动组织管理，并对成本、经济效益进行分析比较，总结形成本工法。二、工法特点（最好描述本工法与传统做法的区别）1、A型塔架钢柱构件尺寸较大、不规则、单件重量大，采用工厂分段制作，现场拼装后整体吊装，流水作业；2、32m高A型塔架柱测量定位采用全站仪三维坐标定位技术控制； 3、箱型梁采用30-80mm厚型钢板，现场组装焊接过程中容易产生焊接应力及变形，通过焊前预热，焊后缓冷，应力控制等多重技术手段予以解决。三、适用范围本工法适用于主体结构为钢结构的超高、超重A型塔架及大型箱型构件制作安装工程。四、工艺原理（理论上的基本原理或是工艺核心部分的原理）从运输角度考虑，构件属超大超重钢箱梁构件，分段制作加工运抵现场组装，然后整体吊装，更能反映出主体结构为钢结构工程的灵活性，与多样性。但分段制作加工运至现场组装、整体吊装，必将造成诸多技术难题，如：现场场地条件限制、现场焊接质量控制、整体吊装测量定位控制等，但以上难点可以通过技术手段予以解决。从技术角度和经济角度分析都是可行的。五、工艺流程及操作要点1、工艺流程钢构件分段进场→制作组装平台→平台上超平放线→胎膜制作→分段组装→A型塔架柱整体吊装→临时固定→主要节点焊接2、施工准备：钢平台板、H型钢、角钢、圆管等若干。3、施工要点：（1）、A字型塔架钢柱现场拼装制作为了减少倒运、就近拼装、方便吊装，施工时考虑在安装区域内部安装位置就近组拼，在拼装施工时合理布置拼装胎膜（路基箱板上焊接型钢支架）以利于拼装及吊装。拼装胎膜及拼装型式见下图： 图：拼装胎膜及拼装型式A字型塔架柱拼装时采用55t履带吊机进行主要杆件的吊装定位，25t汽车吊配合小构件的安装。进行A字型塔架柱拼装时在A字型塔架柱拼装位置设置拼装胎架，拼装胎架由路基板上加设L100角钢制成的门式支架组成；并用斜撑保证其平稳，同时在胎架上弹出A字型塔架柱拼装定位轴线，以利于A字型塔架柱过程时尺寸的控制从而保证拼装完毕后A字型塔架柱尺寸的正确。（2）、A字型塔架柱的现场拼装流程：①、拼装胎架设置完毕后，吊装A字型塔架柱构件的第一分段（一般A字型塔架柱的柱身在工厂加工以五个分段形式运抵施工现场）；图：拼装胎架安装 ②、第一分段吊装定位图：第一分段吊装定位③、第二、三、四、五分段吊装定位图：第二、三、四、五分段吊装定位④、横向支撑吊装定位 图：横向支撑吊装定位⑤、斜向支撑吊装定位图：斜向支撑吊装定位（3）、A字型塔架柱现场安装 A字型塔架柱安装时根据单榀A字型塔架柱最大重量约为74t考虑使用250t履带吊机在12.0m工作半径内，位于轨道层加强结构面上进行作业。先完成A字型塔架柱的整体拼装后用靠近A字型塔架柱就位位置的一台250t履带吊机吊装，另一台在A字型塔架柱近支座处辅助递送，待A字型塔架柱重心完全移入主吊机起重范围后，由起重负责人指挥辅助吊机缓慢松钩至A字型塔架柱完全由主吊机承担后，辅助吊机退至下一A字型塔架柱吊装位置。吊装就位完毕，松钩前必须保证A字型塔架柱已通过缆风绳固定于四周牢固的结构上。1）A字型塔架柱拼装完成由2）主吊机起吊A字型两台吊机起吊塔架柱辅助吊机递送 3）A字型塔架柱就位，并完成临时固定图:A字型塔架柱吊装就位流程（4）、A字型塔架钢柱在安装过程中的测量定位放线、测量工作是一项繁琐而重要的工作，是关系整体钢结构安装精度和施工进度的大问题,故应以先进合理的放线和内容周密的测量方案来满足设计对结构安装的精度要求。由此可见如何控制放线、测量定位的精度，是保证整体钢结构安装精度的一个重要环节。由于A型塔架柱其结构独特，单根高度高，安装范围广、安装测量难度大、高空就位难度大、在安装过程中会易产生结构变形，必须建立科学的测量方法和措施加以控制。针对以上安装难度，拟采用目前世界上先进的全站仪测量技术来进行整体结构安装过程的安装测量，通过对各主要定位节点坐标的三维测量，进行全方位质量监测。A字型塔架柱的吊装定位全部采用全站仪进行精确定位，通过平面控制网和高层控制网进行坐标的转换，在吊装过程中对构件两端进行测量定位，发现误差及时修正。具体详见下图： A型塔架钢柱的控制点示意图（5）、现场大接头、主要节点焊接保证措施①、A字型塔架钢柱地面组拼接头构件在胎架上就位后，为保证拼接接口对位正确，采用定位板将两个分段进行焊接临时固定，再采用对称焊接的方法进行拼接接头的焊接，拼接接口定位保证措施见下图：拼接接口定位示意图 ②、A字型塔架钢柱支座处连接耳板为避免塔架柱脚支座80mm厚连接耳板与预埋顶板焊接产生焊接变形，在塔架采用全站仪测量定位后，采用30mm工装板条与耳板焊接固定，然后采用分段多层多道对称焊的焊接方式进行耳板与柱脚底板的焊接。塔架柱脚支座连接耳板焊接变形控制方法见下图：塔架柱脚支座焊接变形控制示意图六、劳动组织（说明本工法所需工种构成、人员数量、技术要求以及应注意的安全事项和采取的具体措施。最好以表格的形式表示）按照划分的流水施工段，整个流水段分为现场材料倒运班组、钢构件组装班组、钢构件吊装班组、钢结构焊接班组等四个班组。每班组按照作业量大小配备铆工、安装工、电焊工以及小工。以上工人必须经过专业培训持证方可上岗。七、机具设备（说明主要机具设备包括：规格、型号、数量、能量、消耗、调配计划和管理方法等。） 电焊机六台、氧气乙炔两套、钢丝绳若干、10T倒链两个、3T倒链四个，全站仪水准仪各一台；250T履带吊两台、55T履带吊一台、25T汽车吊一台、平板车一台。八、质量控制：1、一切制作安装过程必须按照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）进行施工。由于A字型塔架柱用箱型梁钢材板厚为30mm-80mm,故对现场焊接质量的控制显得由为重要。2、焊前预热是防止低合金高强钢焊接氢致裂纹的有效措施，可以控制焊接冷却速度，减少或避免热影响区（HAZ）中淬硬马氏体的产生，降低HAZ硬度，同时还可以降低焊接应力，并有助于氢的逸出。预热温度的确定与钢材材质、板厚、接头形式、环境温度、焊接材料的含氢量以及拘束度都有关系。预热主要采用电加热和氧-乙炔火焰加热方法，预热范围为坡口及坡口两侧不小于板厚的1.5倍宽度，且不小于100mm。3、焊接应力控制:采用合适的焊接坡口，减少焊接填充量；构件安装时不得强行装配，致使产生初始装配应力；采用合理的焊接顺序，对称焊、分段焊；先焊收缩量大的接头，后焊收缩量小的接头，应在尽可能小的拘束下焊接；预先合理设置收缩余量；同一构件两端不同时焊接；保证预热，对层间温度的有效控制，降低焊接接头的拘束度，减少焊接热影响区范围，可降低焊接接头的焊接残余应力；采取高效的CO2焊接方法，可减少焊接道数，降低焊接变形和残余应力；采取焊后缓冷，使接头在冷却时能有足够的塑性和宽度均匀消除焊接收缩，降低残余应力峰值和平均值，达到降低焊接残余应力目的。同时必要时采用烘烤和超声波震动的方法进一步达到消减残余应力目的。 4、焊接质量检查:焊接质量检查包括外观和无损检测，外观检查按照JGJ81-2002规范执行。无损检测（UT）按照GB11345和设计文件执行，一级焊缝100％检验，二级焊缝抽检20％，并且在焊后24小时检测。对UT检测有疑问，在有条件的地方辅以RT检测。焊接检验的阶段和内容检验阶段检验内容焊接施工前交替的组装、坡口的结构、焊接区域的清理、定位焊质量、引出板的安装、衬板贴紧情况焊接施工中预热温度、焊接材料烘焙、焊接材料牌号、规格、焊接位置、焊接顺序、焊接电流、电压、焊接速度、层间温度、施焊期间熔渣的清理、反面清根情况焊接完毕外观检查焊接缝表面形状。焊缝尺寸、咬边、表面气孔、表面裂纹、表面凹坑、引熄弧部位的处理、未熔合、引熄弧板处理、钢印等内部检查气孔、未焊透、夹渣、裂纹等九、安全措施：1、高空作业要求：（1）、施工前，应逐级进行安全技术教育及交底，落实所有安全技术措施和人身防护用品，未经落实时不得进行施工。（2）、高处作业中的设施、设备在施工前需进行检查，确认其完好，方能投入使用。（3）、攀登和悬空作业人员，必须持证上岗，且身体和心理状况须在健康、正常的情况下方可高空作业。（4）、施工中对高处作业的安全技术设施，发现有缺陷和隐患的，需及时解决；危及生命安全时必须停止作业。 （5）、施工作业场所有坠落可能的物件，要先进行撤除或加以固定。高空作业中所用的物料，均应堆放平稳不妨碍通行和装载。随手工具应放在工具袋中，作业中的走道内的余料应及时清理干净，不得任意乱掷或向下丢弃，传递物件禁止抛掷。（6）、雨天进行高处作业时，须采取可靠的防滑措施。（7）、钢结构吊装前，应进行安全防护设施的逐项检查和验收，验收后方可进行高处作业。2、施焊作业要求：（1）、施焊人员要穿阻燃工作服和绝缘鞋，佩戴防护罩和长臂手套。（2）、钢箱梁内施工要设置良好的通风设备，一端设置鼓风机，另一端设置抽风机，保证箱梁内通风。（3）、施焊人员在箱梁内施焊时要佩戴防毒过滤口罩。并佩带报警装置，随时监测施工中箱梁内有害气体的浓度，一旦报警就暂停施焊，经检测合格后方可施焊。还需佩带个人防护警报器，感觉有中毒症状立即停止工作。（4）、每个气瓶要佩带防震圈和防护帽，以防止砂砾或油污进入阀门3、起重机吊装注意事项：（1）、起重机的行驶必须在设置的路基箱上，起重机不得停置在斜坡上工作，也不允许起重机两个履带一高一低。（2）、严禁超载吊装，以免断绳重物坠下，或引起“倒塔”。（3）、要尽量避免满负荷行驶。 （4）、双机抬吊时，要根据起重机的起重能力进行合理的负荷分配（每台起重机的负荷不宜超过其安全负荷量的80%）并在操作时要统一指挥。两台起重机的驾驶员应相互密切配合，防止一台起重机失重而使另一台起重超载。在整个抬吊过程中，两台起重机的吊钩滑车均应基本保持铅锤状态。（5）、绑扎构件的吊索必须经过计算，所有起重机工具，应定期进行检查，对损坏者作出鉴定，绑扎方法应正确牢靠，以防止吊装中吊索破断或从构件上滑脱，使起重机失重而倾翻。（6）、超过6级大风，吊车停止使用。十、环保措施1、粉尘控制措施（1）、由于其它原因而未做到硬化的部位，定期压实地面和洒水，减少灰尘对周围环境的污染。（2）、禁止在施工现场焚烧有毒、有害和有恶臭气味的物质。（3）、装卸有粉尘的材料时，应根据不同情况洒水湿润或在仓库内进行。（4）、严禁向建筑物外抛掷垃圾，所有垃圾装袋或装桶投入指定地点并及时运走。（5）、运输车辆必须冲洗干净后方能离场上路行驶；驶离现场前必须对车厢进行检查防止裸露现象。（6）、施工场地内固定专人进行道路、楼层的清洁工作，并进行严格检查；严格执行工完料尽场地清的原则。2、噪音控制措施（1）、编制施工方案时，尽可能采用低噪音的工艺和施工方法，施工方案实施前必须经过环境保护小组的审核。 （2）、对于小范围的噪音或将在站台附近、进站口处施工而影响到车站正常运营的噪音，考虑采用玻璃钢噪音隔离板围护以隔离和减少噪音，以降低至允许值以下。（3）、合理安排施工工序，禁止夜间进行产生噪音的建筑施工作业（晚上10时至第二天早上6时）。（4）、进入施工现场内的车辆、所有场内施工用机械设备不允许鸣笛；地面和高层的联系采用对讲机；工人施工时禁止大喊大叫。（5）、施工场地外围进行噪音监测，对于一些产生噪音的施工机械，应采取有效的措施，减少噪音，如切割金属和锯模板的场地均搭设工棚、设置隔音屏以屏蔽噪音。3、光污染控制措施（1）、电焊、金属切割产生的弧光必须采用围板与周围环境进行隔离，防止弧光满天散发。（2）、现场围墙上布设的灯具原则上不得超过围墙高度；塔吊及周围场地照明的大镝灯必须调整照射方向，应照向场内，不得直接照射到居民住宅区，施工场地外围的照明采用柔光灯，不可采用强光灯具。4、排污控制措施（1）、施工现场厕所污水在进入污水管网前必须经过化粪处理并定期撒适当的防疫药物后方可排入市政管道；厕所、化粪池应具有防漏措施，防止污染水源。（2）、施工现场严格禁止随地大小便的情况发生；主站房内分层设置可移动式简易厕所，并设置专人每天两班进行清理。 （3）、现场冲洗机械设备必须在指定地点进行，避免冲洗的废油四处扩散，冲洗完成后必须将冲洗的废油进行收集；机械修理等地方必须于地面上采取木板等进行适当的铺垫，防止污染地面。5、现场防污染控制措施（1）、现场使用的油料必须设置专人进行保管，防止产生油料扩散现象；现场摆放的易扩散油料或施工用料必须进行密闭储存，防止扩散。（2）、现场垃圾实行分类管理，设置足够的垃圾池和垃圾桶，建筑垃圾集中堆放并及时清运。（3）、现场禁止焚烧油毡、橡胶等产生有毒、有害烟尘和恶臭气体的物质。6、现场防病防疫控制措施（1）、现场设置卫生设施有水源供冲洗，化粪池加盖并定期喷药，每日有专人负责清洁。（2）、工地设茶水亭和茶水桶，做到有盖、加锁和有标志。（3）、现场严格控制污水的积存，由文明施工人员及时清理。（4）、保持员工住宿区的整洁、通风，及时对有传染病的人员进行隔离或送医院检查。（5）、对供应工地餐饮的食堂进行专项控制，严格执行留样制度,检查饭菜质量和食堂卫生，落实相关的卫生制度，定期消毒。十一、技术经济分析（加入环保节能）1、安全施工：采用现场组装后整体吊装，减少了高空拼装、高空焊接等高空作业带来的安全隐患，极大的降低了安全事故的发生率。2、施工工期：采用整体流水吊装作业；吊装时运用全站仪三维测量进行全方位质量监测等，大大降低了施工难度，工期至少提前了2个月。3、现场管理：主体施工过程中按照流水段分为现场材料倒运班组、 钢构件组装班组、钢构件吊装班组、钢结构焊接班组等四个班组。整个现场组织有序，责任到班组，便于现场管理。4、效益分析：（1）、超高A型塔架钢柱使用本工法施工，减少了现场材料的来回倒运，减少了周转工具的租赁费用，提高了工效，在缩短工期的同时减少了人力投入。（2）、采用本工法施工的A型塔架钢柱，施工完成后，经过检测验收表明，质量达到了优良水平。从构件运输中的变形到焊接过程中的质量缺陷，都降到了最低，大大减少了其他不必要的工作量及返工工作量，节省了施工中的材料费与人工费用。安装过程中的精确定位与质量控制，在保证了A型塔架钢柱安装质量的同时，也为下道工序的顺利施工提供了保障，从而达到了我们所需要的工程施工当中的经济、快捷、高效。（3）、通过本工法的施工，提高了主体结构施工质量，为即将进行的北京市结构长城杯验收及创国优鲁班奖都打下了坚实的基础。同时在监理及业主中形成了良好的口碑。（4）、通过本工程雨蓬A字型塔架柱制作安装技术的使用，填补了超高型A字塔架钢柱在国内车站等公共建筑领域使用的空白，更为以后其他类似工程提供了经验，取得了较好的社会效益。十二、工程实例北京xx站改扩建钢结构工程位于北京市xx区xx公园内，建筑面积约平米，钢结构总量约50000吨。北京xx站 改扩建工程中A型塔架钢柱主要运用于雨篷主体钢结构，还包括其所支撑的主梁、次梁、环梁及支撑等上部结构两部分。A字型塔架钢柱位于-1.600m标高以上轨道层支撑雨蓬结构，主要截面形式为□1000×400×30×30mm，横梁截面为□500×400，其间斜撑为φ351×16采用耳板铰接的方式连接，高度为16.8-32米，构件最重达36-74吨，平面沿弧形轴线Ⅰ、Ⅲ区呈弯月状对称布置，每区47榀，共计94榀，雨蓬总用钢量13000t。工程主体结构完工验收施工质量良好，获得了甲方、监理、设计及质检部门的好评，为企业树立了良好的形象。也为该工程获北京市结构“长城杯金奖”及创“国优”、“鲁班奖”打下了坚实的基础。通过雨蓬A字型塔架柱制作安装技术的使用，也填补了超高型A字塔架钢柱在国内车站等公共建筑领域使用的空白，也为其他类似工程提供了经验，取得了较好的社会效益。施工完毕的北京xx站雨篷A型塔架钢柱结构'