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