第四节.现场安装施工方案
    4.1.  准备工作
    4.1.1. 施工现场总平面布置(见图4.1.1)
    4.1.2. 前期准备
    4.1.2.1.技术准备
    A.   确定施工及验收标准
    根据招标文件与设计图纸上的要求,钢结构安装施工需遵循以下各项技术规范与质量标准。
    a.  钢结构工程施工及验收规范    GB50205--95
    b.  钢结构工程质量检验评定标准  GB50221--95
    c.  建筑钢结构焊接规程           JBJ81--91
    d.  钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程   GBJ82--91
    e.  高层民用建筑钢结构技术规程   JGJ99--98
    B.  工艺试验与工艺评定
    工艺试验与工艺评定是钢结构建筑安装施工前必须要做到的,它是日后大规模施工开始后,保证施工质量的依据与基础,针对本工程,安装施工前需要做的工艺试验与工艺评定项目主要有以下几方面:
    a.  焊接工艺(包括栓钉焊接工艺);
    b.  高强度螺栓的摩擦面试验;
    c.  高强度螺栓的扭矩系数测定。
    4.1.2.2.现场准备
    A.   钢构件验收
    钢构件出厂前,或者在到现场时,应根据制作标准的有关规定,规范以及设计图的要求,及时进行产品的复检或抽检。检查的内容,主要是同施工安装质量和工效直接有关的数据。如:外形尺寸、螺孔大小和间距、焊缝坡口、摩擦面以及构件的数量与规格等。检查的数量,一般是关键构件(如框架柱、主梁等)全数检查,次要构件抽检10~20%,应记录预检结果情况与数据。
    B.   测量仪器及器具的准备
    计量工具和标准应事先统一,特别是钢卷尺,有关单位(监理、土建、制作与安装)应统一购买与标定同一厂家与同一形号的尺寸,使用时按标准条件实施。
    C.   基础复测
     第一节钢柱是直接安装在钢筋砼基础上的,砼基础施工质量的好坏,将直接影响钢结构的安装施工质量,因此在吊装开始前,必须对每个柱基进行复测。复测的内容:柱基的轴线位移与标高,如果地脚螺栓是由土建埋设的,还必须检查螺栓柱的外露长度、垂直度与间距等,发现问题及时整改,只有这样才能保证上部钢结构的安装质量与施工进度。
    D.   钢结构堆场
    施工现场在开工前,必须设置一个一次存放至少2~3天的吊装构件的堆场,堆场的主要用途是根据安装流水顺序进行构件配套,对钢构件进行检查和修复,保证以合格的构件提供吊装。
    4.1.3. 施工机械配置
    4.1.3.1.吊装主机选用
    本工程为塔体结构,共八层(其中有一层在±0.00以下)塔体钢结构安装高度达54.278m(标高45.278m以上部分未计),它位于杭州西湖岸夕照山上,建筑物由主体塔身及塔基组成,塔身为八角形,塔身底层的最大对角线长度达48m。而塔基为二层钢框架结构,它围绕在塔身的四周,占地面积为62.4×69.6m
    塔身由钢斜柱与钢主、次梁组成,每层塔身的外侧均设有外挑长度不一的,挑梁、斜钢柱的最大重量达15.5t,钢梁的最大 重量达10t,重型构件基本上都在12.71m标高以下,越往上构件的重量也越轻。
    根据上述的情况,我们选用的吊装主机是:
    TOP1K1T   HK40/21B  塔式起重机一台,接50m巴杆,QW6屋面吊一台,KH180履带式起重机(50t级)一台。
    塔式起重机安装在6—7轴塔身外侧的区域内,之所以选用这台吊机作为主机,是因为该吊机能在不设附墙杆的工况下,工作高度可达45.7m,也就是说在不设附墙杆的情况下,塔吊能完成34.76m标高以下塔身安装,上面的二层塔身可以用起重量为320KN-m的QW6屋面吊来完成。事实上,在本工程中塔吊要设附墙杆也不现实,其一,塔身的刚度不足以承担附墙系统带来的水平荷载,其二,塔吊离塔身太远,相距在18m以上。
        由于塔身下部(在12.71m标高下)的构件比较重,塔吊无法任担另一侧的斜钢柱的安装,因此在另一侧设置一台50t级履带吊,来完成7t以上斜钢柱的安装。
    下面是本工程选用主机的一览表
    序号
  |     机械名称
  |     起重臂长  度     (m)
  |     起重性能
  | 
  |     台数
  |     主要用途
  | 
  | 
  | 
  |     半径(m)
  |     起重量(t)
  | 
  | 
  | 
    1
  |     TOPKLT  HK40/21B      自爬式塔式起重机
  |     50
  |     17.8     50
  |     16     5
  |     1
  |     安装标高34.76m以下的结构。
  | 
    2
  |     KH-180履带式起重机
  |     28
  |     8
  |     15.1
  |     1
  |     安装塔式起重机起重量不足以承担的部分大钢柱。装、拆塔吊。
  | 
    3
  |     QW6屋面吊
  |     14.5
  |     9.65
  |     2.97
  |     1
  |     安装标高34.76~45.278m标高的塔身结构。
  | 
     
    4.1.3.2.测量工具
    序号
  |     名称
  |     性能
  |     数量
  |     产地
  |     主要用途
  | 
    1
  |     WILD TC2002全站仪
  |     2″
  |     1
  |     瑞士产品
  |     定点、放线、测距
  | 
    2
  |     垂直激光仪
  |     1/200000
  |     1
  |     瑞士产品
  |     测塔身垂直度
  | 
    3
  |     T2经纬仪
  |     2″
  |     2
  |     瑞士产品
  |     放线、钢柱垂直(倾斜)度
  | 
    4
  |     C32Ⅱ水准仪
  |     0.5mm
  |     1
  |     日  本
  |     测标高、找平
  | 
    5
  |     50m钢卷尺
  |      
  |     2
  |     中  国
  |     丈量
  | 
     
    4.1.3.3.高强度螺栓施工工具
    序
  |     名  称
  |     规  格
  |     单位
  |     数 量
  |     备  注
  | 
|---|
    1
  |     电动扳手
  |     S-22  ESZ
  |     把
  |     2
  |     终拧
  | 
    2
  |     电动扳手
  |      
  |     把
  |     3
  |     初拧
  | 
    3
  |     钢丝平面磨光机
  |     Φ150mm
  |     台
  |     2
  |     摩擦面处理
  | 
    4
  |     角向砂轮机
  |     Φ100mm
  |     台
  |     4
  |     摩擦面处理
  | 
    5
  |     轴力计
  |      
  |     台
  |     2
  |      
  | 
    6
  |     测力扳手
  |      
  |     把
  |     2
  |      
  | 
    7
  |     活络扳手
  |     12″
  |     把
  |     6
  |      
  | 
    8
  |     飞扳及套筒
  |     B30、B32、B36
  |     套
  |     各4
  |      
  | 
    9
  |     梅花尖头扳
  |     B30
  |     把
  |     10
  |      
  | 
    10
  |     梅花尖头扳
  |     B32、B36
  |     把
  |     各10
  |      
  | 
    11
  |     手绞刀
  |     Ф16、Ф20、Ф24
  |     把
  |     各2
  |      
  | 
    12
  |     电动绞刀
  |      
  |     把
  |     2
  |      
  | 
    13
  |     锉 刀
  |     园锉Ф12、Ф16、Ф18
  |     把
  |     各2
  |      
  | 
    14
  |     锉 刀
  |     半园锉Ф18、Ф22
  |     把
  |     各2
  |      
  | 
    15
  |     冲钉
  |     Ф23.5     Ф19.5     Ф15.5
  |     根
  |     20     20     10
  |      
  | 
    16
  |     钢丝绳
  |     4排
  |     把
  |     15
  |      
  | 
    17
  |     工具袋
  |      
  |     只
  |     9
  |     装高强螺栓尾端
  | 
    18
  |     方锤
  |     0.9Kg
  |     把
  |     5
  |      
  | 
    19
  |     方锤
  |     3.6Kg(短柄)
  |     把
  |     5
  |      
  | 
     
    4.1.3.4.焊接设备
    序号
  |     名称
  |     规格
  |     数量
  |     备注
  | 
    1
  |     直流弧焊机
  |     AX-320
  |     7台
  |     钢梁焊接
  | 
    2
  |     交流弧焊机
  |     BX-330
  |     1台
  |     压型钢板铺设
  | 
    3
  |     半自动CO2气保焊机
  |     DC-400I
  |     8台
  |     钢柱焊接(每根钢柱二台对称焊)
  | 
    4
  |     弧焊整流机
  |     ZX-400
  |     1台
  |     碳弧气刨
  | 
    5
  |     空气压缩机
  |      
  |     1台
  |     碳弧气刨
  | 
    6
  |     多头烘枪
  |     大号
  |     2把
  |     预热
  | 
    7
  |     射吸式割炬
  |     小号
  |     4台
  |      
  | 
    8
  |     电热烘箱
  |      
  |     1台
  |     焊条焙烘
  | 
    9
  |     超声波探伤仪
  |      
  |     1台
  |     焊缝质量检查
  | 
    10
  |     角向砂轮机
  |      
  |     4只
  |      
  | 
    11
  |     焊条保温桶
  |      
  |     20只
  |      
  | 
    12
  |     碳弧气刨枪
  |      
  |     1把
  |      
  | 
    13
  |     栓钉机
  |      
  |     1台
  |      
  | 
    14
  |     测温计
  |      
  |     2只
  |     检查预热
  | 
     
    4.1.4.施工人员配置
    4.1.4.1施工管理人员配置情况
    序号
  |     类   别
  |     人数
  |     负  责  内  容
  | 
    1
  |     项目经理
  |     1
  |     项目主管,协调现场各项工作
  | 
    2
  |     项目副经理
  |     1
  |     分管施工生产及安全
  | 
    3
  |     项目工程师
  |     1
  |     分管施工技术
  | 
    4
  |     测量工程师
  |     1
  |     负责测量
  | 
    5
  |     预算成本员
  |     1
  |     项目预算及成本
  | 
    6
  |     施工员
  |     1
  |     安排班组施工,落实安全、质量和进度
  | 
    7
  |     质量员
  |     1
  |     现场质量监督
  | 
    8
  |     安全员
  |     1
  |     现场安全施工监督
  | 
    9
  |     材料员
  |     1
  |     材料购置及验收
  | 
    10
  |     机管员
  |     1
  |     现场机械设备检查与管理
  | 
    11
  |     计量员
  |     1
  |     现场计量管理
  | 
    12
  |     消防员
  |     1
  |     现场消防监督
  | 
    13
  |     资料员
  |     1
  |     资料整理
  | 
    共计
  | 
  |     13
  |      
  | 
     
     
    4.1.4.2.劳动力配置计划
    序号
  |     类    别
  |     人数
  |     负  责  内  容
  | 
    1
  |     作业班长
  |     2
  |     班组生产进度、质量、安全
  | 
    2
  |     起重工
  |     16
  |      
  | 
    3
  |     校正工
  |     2
  |      
  | 
    4
  |     测量工
  |     2
  |      
  | 
    5
  |     电焊工
  |     20
  |      
  | 
    6
  |     高强螺栓工
  |     8
  |      
  | 
    7
  |     电工
  |     1
  |      
  | 
    8
  |     吊车司机
  |     9
  |      
  | 
    9
  |     脚手工
  |     16
  |      
  | 
    10
  |     机修工
  |     1
  |      
  | 
     
  |     油漆工
  |     8
  |      
  | 
    共计
  | 
  |     85
  |      
  | 
     
     
    4.1.5 现场安装施工用电计划表
    序号
  |     项目
  |     设备台数     (台)
  |     设备总容量     (KW)
  |     计算负荷     (KW)
  | 
    1
  |     电焊机
  |     16
  |     320
  |     160
  | 
    2
  |     栓钉机
  |     1
  |     150
  |     75
  | 
    3
  |     塔吊
  |     1
  |     80
  |     80
  | 
    4
  |     合计
  |      
  |     550
  |     315
  | 
     
    4.2.  遗址文物保护措施
    4.2.1.大型吊装主机不进入遗址区域
    4.2.2. 遗址区域上搭设钢结构框架或网架结构的保护罩,防高空施工时的堕落物直接打在遗址区域顶板上。
    4.2.3.各楼层安装施工时,按逐层吊装,逐层铺设压型钢板,压型钢板空缺的区域,小面积处铺设竹笆解决,面积大小的用双层安全网,下层为大孔安全网,上层为小孔安全网(孔的尺寸在10×10mm)。以此作为上、下空间的隔离。
    4.2.4.建立严格的管理体制,加强各级的教育、管理与监督检查,杜绝所有的野蛮施工的行为。
    4.3.  吊装方案及技术措施
    4.3.1. 钢结构安装的总体思路以及采用本方案的理由
        雷锋塔钢结构为类高层型的仿古钢结构建筑,其体形很不规则,节点构造及焊接工艺复杂,且还需保护遗址,因此在钢结构安装施工时,我们选用了独立式的中型塔式起重机(及不需附墙的),布置在主体塔身外侧,进行跨外逐层安装的方案,由于塔身下部的柱、梁比较重,限于塔吊的起重能力,局部还需配置一台履带式起重机(或汽车式起重机)配合安装部分柱、梁。又由于不附墙的塔式起重机,起重高度受到限制,因此在安装至34.76m标高后,还需在此标高楼层上布置一台小型屋面吊来完成全部的吊装任务。
    之所以采用上述的总体施工方案,是鉴于以下原因:
    a.  大型起重机不进入遗址区域,有利于对文物的保护。
    b.  主体塔身在吊装过程中,也就是在砼楼面未浇捣,塔身砼预制墙板未安装前,塔身的整体刚度相对较差,因此塔式起重机不考虑附墙。
    c.  塔身的所有垂直荷载,最终都由八根斜柱承受。八根斜柱围成的八边形,其最长对角线长度在±9.00标高处达48m,就是在39.481m标高处也有近15m长。由于每个楼层的中心区域没有设置立柱,因此楼层钢梁很难承受内爬式塔式起重机的荷载,如果要硬做的话,那么加固工作量一定不会小。
    d.  本工程是塔体结构,底脚直径大,越往上直径越小,上下差距达20多米,如果采用内爬式塔吊的话,那么最终塔吊的拆除也将成为一大难题,
    4.3.2. 吊装的主要流水
    a.  KH-180履带式起重机进现场接28m巴杆。
    b.  用KH-180吊机安装TOPKIT  HK40/21B塔式起重机(以下简21B塔吊)的基本段。
    c.  由KH-180吊机与21B塔吊,协同安装主体塔身的1~3层及安装12.71m标高以上的结构。
    d.  由KH-180吊机安装塔基的东、南、西三侧的钢框架。北边的塔基框架暂不安装,其场地作为塔身钢构件的堆场。
    e.  由21B塔吊安装主体塔身的4~6层,及安装至34.76m标高。其间21B塔吊采用自爬的形式达到45.7m的安装高度。
    f.  用21B塔吊将QW6屋面吊安装到34.76m标高的楼面上。
    g.  由QW6屋面吊完成最后二层楼面的安装
    h.  21B塔吊自己下降至基本段高度,由KH-180吊机将它拆除。
    QW6屋面吊在完成安装后,可人力解体成50kg以内的小件,靠人工平移至塔身电梯井附近,用1t卷扬机吊至±0.00标高的楼层面,再人工平移至塔身沿口,由KH-180吊机吊离塔身。
    4.3.3.现场总体布置
    a.  施工区域划分
    根据建筑平面和结构特点,结合吊装选用的主机,现将钢结构吊装分为三个吊装区域,主体塔身区(A区),塔基的东、南、西三部分(B区),与塔基的北边(C区)。
    钢结构安装的顺序是:A区首先安装。当A区安装至12.71m标高后,B区开始安装,A区继续安装。在21B塔吊拆除后,C区开始安装。见施工平面图(图4.1.1)
    b.  现场构件堆放区
    C区及C区以北的场地,作为构件堆放区。
    c.  21B塔吊的安装位置与工作范围
    21B塔吊安装位置在7-6轴塔身外侧,塔吊的中心位置就是该区域的中心。工作范围是以塔吊中心位置为圆心,作50m半径的园面积,能包住主体塔身12.71m标高以上的全部。见图4.3.3a 21B塔吊吊装工况图。
    塔吊基础的做法:浇捣5600×5600×1350mm的基础,分二次浇捣,第一次为50cm,第二次为85cm基础内的钢筋布置见图4.3.3b,要求与周边的塔基条型基础连为整体,且塔吊基础与条型基础的面标高一致。
    d.  KH—180履带吊的开行路线与路基处理
        KH-180履带吊沿主体塔身(八边型)的外侧开行,履带吊总宽