钢结构施工方案.docx
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钢结构施工方案
目录
1页.
一、
1页.
工程概述
二、
1页.
编制依据
三、
2页.
施工工艺程序
四、
20页.
施工方法及技术措施
五、
20页.
施工进度计划附后
六、
21页.
施工质量保证措施
七、
23页.
施工安全保证措施
八、
23页.
劳动力使用计划
九、
25页.
施工机具、计量器具及施工手段用料计划
一十、附图
一、工程概述
1.1、煤气化主装置长46米、宽36米、高104米,+40米以下为混凝土框架,+40米以上为钢结构框架。
钢结构框架立柱为箱型柱和H型钢,横梁、次梁和剪刀撑为H型钢,部分横梁为箱型梁,节点采用扭剪型高强度螺栓联接和焊接的联接形式,各层结构平台采用格栅板和花纹板。
构件采用工厂化预制,半成品散件到货,现场组装。
1.2、根据钢结构制造厂商提供的立柱箱体分段详图和供货信息(立柱箱体分五段:
9.3m、14m、15m、11m、14.7m,钢结构分层五次到货),本装置的钢结构也分五个层面进行施工安装(如EL+40.00~EL+49.30m为第一层;EL+49.30~EL+63.30m为第二层;EL+63.30~EL+78.30m为第三层;EL+78.30~EL+89.30m为第四层;EL+89.30~EL+104.00m为第五层)。
构件吊装机械选用为150吨履带吊车、250吨履带吊车和400吨履带吊车,框架标高在EL+40.00~EL+63.30m之间的箱型柱及其梁吊装采用250吨履带吊车,次梁采用150吨履带吊车吊装;框架标高在EL+78.30~EL+104.00m之间的箱型柱及其梁吊装采用400吨履带吊车(250吨及400吨履带吊车站位图附后)。
主体框架安装与梯子、平台同时进行安装,以便施工人员上下方便及施工安全。
考虑到钢结构安装与大件设备安装同步进行施工,所以在框架安装过程中有部分横梁、格栅板平台、扶手栏杆等需要提前预留。
二、编制依据
2.1、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
2.2、《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH/T3515-03
2.3、吊车性能表
2.4、煤气化装置平面布置图图号:
L03018-03000-P11-2
2.5、钢结构设计图纸。
三、施工工艺程序
疑点确认
部份构件地面预组对成片
组对平台铺设
图纸审核
施工准备
基础验收
检验合格
材料堆放
材料验收
尺寸、规格、数量、外形检查
加工合格证
材料质量证明书
检查验收合格,进行下一层结构安装
整体检查合格
竣工验收
焊接检查
连接处焊接
柱与梁、梁与梁
螺栓紧固
分层结构安装
四、施工方法、技术措施
4.1材料验收
对于材料进入施工现场后,在组对前必须进行验收。
包括材料质量证明书、材料加工合格证,高强度螺栓磨擦面抗滑系数和试验报告,装箱清单等文件验收,并保证实物数量、规格、型号的证物一致性。
检查构件在装卸、运输及堆放中有无损坏和变形.当发现有问题时,应立即联系供货方和监理进行复验,确认合格后方可使用。
构件验收允许偏差如下表:
表一、
4.2材料及结构组对件存放的技术要求
钢结构存放场地应平整紧实,无积水。
材料存放应按种类、型号安装顺序等分区、分类存放,钢构件底层垫好枕木,并应保证有足够的支承面防止支点下沉。
相等型号的钢构件叠放时,各层钢构件的支点应在同一垂直线上,防止钢构件被压坏变形,拼装成片的钢结构,应水平放置在平台上,不宜立放。
4.3构件矫正及编号
1)对加工变形超标的构件采用冷矫正或热矫正方法,加热温度不应超过钢材正火温度。
2)矫正钢料不得损坏及其强度。
3)所有构件经检验合格后按现场组装顺序进行编号分类,编号应示于明显处并易于识别。
4.4基础验收
钢柱安装前,应取得基础验收的合格资料,并根据基础验收资料复测各项数据、标注在基础表面上。
复测工作必须从基准点引测.
4.4.1垫铁面积应根据基础混凝土的抗压强度、柱底承受的荷载和地脚螺栓的紧固拉力而定。
垫铁取承重量载荷最大箱型柱计算如下:
4.4.1.1
A---一组垫板的面积,cm2.
C—系数,C=2.3.
G1—框架和设备重量.
G2—全部地脚螺栓紧固后,作用于垫铁上的总压力,公斤力.
d0—地脚螺栓直径,cm.
[σ]--地脚螺栓材料的许用应力,kgf/cm2.
n’----地脚螺栓的数量.
n----垫铁组的数量.
R----基础混凝土的抗压强度,kgf/cm2.
取:
G1=7.0*105kgf.
G2=1.3*105kgf.
n=16组.
R=500kgf/cm2.
计算得A≥240cm2
GZJ2、GZJ2a柱垫铁选为:
材质Q235A
规格220mm*120mmδ=20mm.
4.4.1.2
A---一组垫板的面积,cm2.
C—系数,C=2.3.
G1—框架和设备重量.
G2—全部地脚螺栓紧固后,作用于垫铁上的总压力,公斤力.
d0—地脚螺栓直径,cm.
[σ]--地脚螺栓材料的许用应力,kgf/cm2.
n’----地脚螺栓的数量.
n----垫铁组的数量.
R----基础混凝土的抗压强度,kgf/cm2
取:
G1=5.0*105kgf.
G2=1.3*105kgf.
n=16组.
R=500kgf/cm2.
计算得A≥181cm2
GZJ1、GZJ1a、GZJ3柱垫板选为:
材质:
Q235A规格:
200mm*100mmδ=20mm.
4.4.2垫板布置在靠近地脚螺栓的柱脚底板下,每根地脚螺栓侧应设置1-2组垫板,每组垫板不得多于4块。
4.4.3垫板与基础面和柱底面的接触应平整、紧密。
4.4.4柱底、垫板找正后,垫铁要点焊牢,办理隐蔽工程记录。
4.4.5标高EL+40.00m~EL+49.30m的第一层钢结构安装找正后及时进行二次灌浆。
用经纬仪、水准仪和钢尺检测建筑物的定位轴线和标高、地脚螺栓的规格和位置。
对复测数据偏差较大的基础,应及时采取妥善的处理措施。
建筑物的定位轴线和基础上柱的定位轴线和标高、地脚螺栓的允许偏差:
如表一
项目
允许偏差
图例
钢结构定位轴线
±l/20000
±3.0
l
Δ
l
柱子定位轴线
1.0
Δ
Δ
地脚螺栓偏移
2.0
Δ
底层柱柱底轴线
对定位轴线偏移
3.0
Δ
Δ
底层柱
基准点标高
±2.0
基准点
地脚螺栓的尺寸的允许偏差(mm):
表二
项目
允许偏差(mm)
螺栓露出长度
+30.0~0.0
螺纹长度
+30.0~0.0
4.5钢结构拼装
4.5.1钢结构拼装程序:
先组对柱,然后组对横梁,最后组装斜支撑。
4.5.2拼装前零件、部件应检查合格,连接接触面边缘,每边30~50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等杂物清理干净。
4.5.3高强螺栓连接构件磨擦面,安装前应复验所附试件的抗滑移系数。
合格后方可安装。
4.5.4高强螺栓连接螺栓应自由穿入孔内,不得强行敲打,并不得气割扩孔,穿入方向宜一致并便于操作,高强螺栓安装应按一定顺序施拧,宜由螺栓群中央顺序向外拧紧,并在当天拧完毕。
已使用过的高强螺栓,不可再用。
4.6钢结构安装
4.6.1构件安装前应对构件再次进行检查。
如发现变形缺陷超过允许偏差时,应进行处理合格后再行安装。
4.6.2框架找正采用仪器测量,垫铁调整,找正程序,先分片初找正,再整体精找正。
4.6.3箱型立柱吊装就位后,要使用揽风绳临时固定之后安装连接梁,使之形成钢度单元。
4.6.4钢结构的柱、梁、支撑等主要构件安装就位后,应立即进行校正、固定。
当天安装的钢构件应形成稳定的空间体系。
4.6.5钢结构初找正后,每个钢架的组合件先采用30%以上螺栓预先组合,待框架垂直度、水平度检查合格后,再逐个螺栓紧固(地脚螺栓固定也同上),经确认该组框架整体安装精度符合规范规定后,将螺栓100%终扭。
4.6.6高强螺栓连接及焊接技术要求
4.6.6.1高强度螺栓安装技术要求
紧固螺栓前,应复测其钢柱垂直度、梁水平,保证几何尺寸符合图纸及规范要求。
①钢构件的连接接头必须经检查合格后方可紧固。
②高强螺栓的验收施工前,高强度螺栓应有出厂批号、复验扭矩系数或预拉力是否符合要求。
③高强螺栓连接副应同一包装箱内配套使用,必须分别存放,施工过程中应防止受潮上锈碰伤。
④安装高强螺栓时,构件要干燥,摩擦面要擦干净。
⑤高强螺栓应顺畅穿入孔内,不得强行敲打,穿入方向应一致。
光面在同一侧面上,保证侧面美观。
⑥高强度螺栓安装时,如不能穿入时,该孔应用铰刀进行修整,修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。
⑦高强螺栓必须分次拧紧,初拧扭矩值应为预拉力标准值的50%左右,尾部梅花头被拧掉者视同其终拧扭矩达到合格质量标准。
⑧扭剪型高强螺栓的初拧扭矩值为0.065PC·d.复拧扭矩值等于初拧扭矩.
扭剪型高强度螺栓施工预拉力标准值PC(KN)
螺栓性能等级
螺栓公称直径(mm)
M16
M20
M22
M24
M27
M30
10.9S
110
170
210
250
320
390
4.6.6.2焊接技术要求
4.6.6.2.1我公司有成熟的焊接工艺评定,施工前将按照工艺评定制定焊接工艺,其焊接工艺按《建筑钢结构焊接规程》其性能应符合《GB/T5117-1995》规定。
4.6.6.2.2焊接材料选用:
根据设计图纸要求及焊接工艺评定选用。
4.6.6.2.3焊接人员必须持有相应材质相应部位的合格证。
4.6.6.2.4焊接要求:
a.焊接时,焊条放入保温桶内随用随取。
b.焊接表面应干燥,表面氧化层必须用钢丝刷清除,在焊接过程中焊接部位不允许振动,必须采取一定的反变形措施。
c.刮风下雨天气必须采取防护措施方可进行焊接。
d.焊工施焊前,应复查结构的组装质量及焊缝区的处理情况,如不符合要求应修整合格方可施焊。
e.箱型柱与箱型柱、箱型柱与箱型梁、箱型梁与梁构件焊接要对称同时进行,以防构件侧弯。
f.对接接头、T形接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及对接和角接组合焊缝,应在焊缝的两端设置引弧板和引出板,其材质和坡口形式应与焊件相同。
引弧和引出的焊缝长度:
手工电弧焊应大于20mm。
焊接完毕应采用气割切除引弧板和引出板,并修磨平整,不得用锤击落。
g.焊接时,焊工应遵守焊接工艺要求,不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。
h.焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,应查清原因,订出修补工艺后方可处理。
i.焊缝同一部位的返修次数,不宜超过两次。
当超过两次时,应按返修工艺进行。
j.焊接完毕,焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物,检查焊缝外观质量。
检查合格后应在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。
k.框架焊缝质量外观缺陷检验检验要求如下:
序号
检查项目
检查方法
允许偏差
1
未焊满
焊缝检查尺检查
≤0.2+0.04t,且≤2.0长度≤25%焊缝长
2
根部收缩
焊缝检查尺检查
≤0.2+0.04t,且≤2.0
3
咬边
焊缝检查尺检查
≤0.1t且≤1.0
4
裂纹
用肉眼和放大镜检查
不允许
5
弧坑、裂纹
用肉眼和放大镜检查
允许存在个别长等于的0.5裂纹
6
电弧擦伤
用肉眼检查
允许存在个别擦伤
7
飞溅
用肉眼检查
清除干净
8
接头不良
焊缝检查尺检查
缺口深度≤0.1t,且≤1.0,每米不得超过一处
9
焊瘤
用肉眼检查
不允许
10
表面焊渣
焊缝检查尺检查
深≤0.2t,长≤0.5t且≤20
11
表面气孔
用肉眼和放大镜检查
每50mm长允许≤0.4t且≤3.0,气孔2个,孔距≥6倍孔径
12
角焊缝厚度不足
焊缝检查尺和直尺检查
≤0.3+0.05t,且≤2.0长度≤25%焊缝长
13
角焊缝焊脚不对称
用直尺检查
差值≤2+0.2h
注:
表中t为连接处较薄件的板厚。
4.6.8钢格板及花纹钢板安装
4.6.8.1钢格板和花纹钢板应多跨连续铺设,垂直次梁方向。
钢格板和花纹钢板的铺设应按照设计图纸及施工规范规定要求进行施工。
4.6.8.2钢格板平台、钢梯和防护钢栏杆安装的允许偏差(mm)
项目
允许偏差
项目
允许偏差
平台高度
±15.0
承重平台梁垂直度
h/250
且不大于15.0
平台梁水平度
L/1000
且不大于20.0
栏杆高度
±15.0
平台支柱垂直度
H/1000
且不大于15.0
栏杆立柱间距
±15.0
承重平台梁侧向弯曲
l/1000
且不大于10.0
直梯垂直度
l/1000
且不大于15.0
4.7.钢结构吊装
4.7.1第一层箱型柱(标高EL+40.00~EL+49.30m)长度为9.3米,安装标高为EL+40.00m,最重单根箱型柱重量约为21.86T,选用250T履带吊(CKE2500)单根吊装:
回转半径:
18m臂杆组合形式:
塔式工况主臂角:
88º
主臂长度:
54.9m副臂长度:
30.5m起吊能力:
36.2T
选用70T吊钩,重量为1.2T;吊装总荷重P=21.86+1.2=23.06T(绳索重量忽略不计)
吊装总荷重/起吊能力=P/Q=23.06/36.2=63.7%
选用的吊车能够满足吊装要求。
⑴吊装顺序:
由西向东,吊车站框架南侧先吊B1/8柱、B⑧柱、A1/8柱、A⑧柱、依次向东安装,吊车站位于框架北侧再安装C④柱依次向西安装。
⑵为配合设备安装,以下结构必须提前预留:
④~⑤/B~C轴线间次梁、平台(配合煤粉锁斗V-1204A)、④~⑤/A~B轴线间次梁、平台(配合煤粉锁斗V-1204B)、⑥~⑦/B~C轴线间次梁、平台(配合飞灰气提冷却槽V-1504)、⑦~⑧/B~C轴线间次梁、平台(配合飞灰气提冷却槽V-1514A、B)、A轴线⑤~⑦轴线间主梁、A~B/⑥~⑦轴线间次梁、平台、A~B/⑤~⑥轴线间次梁和平台(配合汽化炉V-1301、合成冷却器V-1302)。
⑶48米层钢架预留示意图(预留表示次梁及平台预留)
1/8⑧ ⑦ ⑥ ⑤ ④
预留1预留2预留3
预留4预留5预留6
1/0A
⑷钢框架预留1、2、3、6在设备安装后及钢框架77米层安装前完善;预留4、5在汽化炉安装后完善。
4.7.2第二层箱型柱和箱型梁(标高EL+49.30~EL+63.30m)长度为14米,安装标高为+49.3米,最重单根箱型柱重量约为32.01吨,选用250T履带吊(CKE2500)单根吊装:
回转半径:
18m 臂杆组合形式:
塔式工况主臂角:
88º
主臂长度:
54.9m副臂长度:
30.5m 起吊能力:
36.2T
选用70T吊钩,重量为1.2T;吊装总荷重P=32.01+1.2=33.21T(绳索重量忽略不计)
吊装总荷重/起吊能力=P/Q=33.21/36.2=91.74%选用的吊车能够满足吊装要求。
⑴臂杆抗杆的计算:
S=L*cos88º+F=54.9*cos88º+1.4=3.316m
式中:
L—主臂杆高度,L=54.9m
F—臂杆底至回转中心距离,F=1.4m
D=S1-S=18-3.316=14.684m
式中:
S1—吊车的工作半径,S1=18m
a=arccosD/L1
=arccos14.684/30.5
=61.22º
式中:
L1—副臂杆长度,L1=30.5m
D1=D-S2=14.684-12.37=2.314m
式中:
S2—钢构件中心到框架边缘的距离,S2=12.37m
H2=D1*tga=2.314*tg61.22=4.213m
H1=L*sin88º+E
=54.9*sin88º+2.53
=57.4m
式中:
E—臂杆底铰至地面的高度,E=2.53m
H=H1+H2
=57.4+4.213
=61.61m>49.3m
经过校核,选用的吊车臂杆不会出现抗杆现象。
⑵次梁的吊装
最大次梁重量约为3.63吨,安装标高为62米,选用250T履带吊(CKE2500)
回转半径:
22m 臂杆组合形式:
塔式工况主臂角:
88º
主臂长度:
54.9m副臂长度:
36.6m 起吊能力:
30T
吊钩重量估重为1.2T;吊装总荷重P=3.63+1.2=4.83T(绳索重量忽略不计)
吊装总荷重/起吊能力=P/Q=4.83/30=16.1%
臂杆抗杆的计算:
S=L*cos88º+F=54.9*cos88º+1.4=3.32m
式中:
L—主臂杆高度,L=54.m
F—臂杆底至回转中心距离,F=1.4m
D=S1-S=22-3.32=18.68m
式中:
S1—吊车的工作半径,S1=22m
a=arccosD/L1
=arccos18.68/36.6
=59.31º
式中:
L1—副臂杆长度,L1=36.6m
D1=D-S2=18.68-12=6.68m
式中:
S2—钢构件中心到框架边缘的距离,S2=12m
H2=D1*tga=6.68*tg59.31=11.26m
H1=L*sin88º+E
=54.9*sin88º+2.53
=57.4m
式中:
E—臂杆底铰至地面的高度,E=2.53m
H=H1+H2
=57.4+11.26
=68.66m〉63.3m
经过校核,选用的吊车臂杆不会出现抗杆现象。
⑴箱型柱安装顺序:
吊车站位于框架北侧1/8B、1/8C、⑧B、⑧C依次向东安装;吊车站位于框架南侧安装A④柱依次向西安装。
⑵为配合设备安装,以下结构必须提前预留:
预留1(配合飞灰气提冷却槽V-1514A、B)、预留2(配合飞灰气提冷却槽V-1504)、预留3(配合煤粉锁斗V-1204A)、预留6(配合煤粉锁斗V-1204B),
⑶54米、62米层钢架预留示意图(预留处表示次梁和平台预留)
1/8 ⑧⑦ ⑥ ⑤ ④
预留3
预留2
预留1
预留6
预留5
预留4
1/0A
⑷钢框架预留1、2、3、6在设备安装后及框架77米层安装前完善,预留4、5在汽化炉安装后完善。
4.7.3.第三层箱型柱(标高EL+63.30.00~EL+78.30m)长度为15米,箱型柱安装标高为63.3米,最重单根箱型柱重量约为37吨,选用400t履带吊(LR1400)单根箱型柱吊装:
回转半径:
20m臂杆组合形式:
SDW主臂角:
87º
主臂长度:
63m副臂长度:
42m 起吊能力:
62T
配重:
135/43t
选用70T吊钩重量估为1.2T;吊装总荷重P=37+1.2=38.2T(绳索重量忽略不计)
吊装总荷重/起吊能力=P/Q=38.2/62=61.2%
钢结构吊装示意图:
+40米层
+62米层
S2
F
D
H2
D1
E
a
H1
回转中心
S
S1
H
⑴臂杆抗杆的计算:
S=L*cos87º+F=63*cos87º+1.5=4.8m
式中:
L—主臂杆高度,L=63m
F—臂杆底至回转中心距离,F=1.5m
D=S1-S=20-4.8=15.2m
式中:
S1—吊车的工作半径,S1=20m
α=arccosD/L1
=arccos15.2/42
=68.78º
式中:
L1—副臂杆长度,L1=42m
D1=D-S2=15.2-12.37=2.83m
式中:
S2—吊装钢构件中心到框架边缘的距离,S2=12.37m
H2=D1tga=2.83×tg68.78=7.29m
H1=L×sin87º+E
=63×sin87º+2.59
=65.5m
式中:
E—臂杆底铰至地面的高度,E=2.59m
H=H1+H2
=65.5+7.29
=72.79m>63.3m
经过校核,选用的吊车臂杆不会出现抗杆现象。
⑵钢丝绳的选用
选用型号:
Ф47.5mm-6×37+1-155千克力/毫米2,破断拉力总合为130.5吨,一弯两股。
安全系数校核:
n=P破×2÷P
=130.5×2÷38.2=6.83>6
经过校核,选用的钢丝绳能够满足吊装要求。
⑶横梁及次梁的吊装
最大横梁重量为3.63吨,安装标高为77米,选用250T履带吊(CKE2500)
回转半径:
30m臂杆组合形式:
塔式工况主臂角:
88º
主臂长度:
61m副臂长度:
51.8m起吊能力:
11.8T
选用70T吊钩,重量为1.2T;吊装总荷重P=3.63+1.2=4.83T(绳索重量忽略不计)
吊装总荷重/起吊能力=P/Q=4.83/11.8=40.93%
臂杆抗杆的计算:
S=L*cos88º+F=61*cos88º+1.4=3.53m
式中:
L—主臂杆高度,L=61m
F—臂杆底至回转中心距离,F=1.4m
D=S1-S=30-3.53=26.47m
式中:
S1—吊车的工作半径,S1=30m
a=arccosD/L1
=arccos26.47/51.8
=59.27º
式中:
L1—副臂杆长度,L1=51.8m
D1=D-S2=26.47-12=14.47m
式中:
S2—钢构件中心到框架边缘的距离,S2=12m
H2=D1*tga=14.47*tg59.27=24.34m
H1=L*sin88º+E
=61*sin88º+2.53
=63.49m
式中:
E—臂杆底铰至地面的高度,E=2.53m
H=H1+H2
=63.49+24.34
=87.83m>78.3m
经过校核,选用的吊车臂杆不会出现抗杆现象。
⑷吊装顺序:
吊车站位于框架的北侧安装④/B箱柱、⑤/B箱柱、B/④⑤横梁、④/C箱柱、④/BC横梁、⑤/C箱柱、⑤/BC横梁、C/④⑤横梁再依次向西安装;吊车站位于框架的南侧安装④/A箱柱、④/AB横梁、⑤/A箱柱、⑤/AB横梁、A/④⑤横梁、④/1/0A箱柱、④/A1/0A横梁、⑤/1/0A箱柱、⑤/A1/0A横梁、1/0A/④⑤横梁、在依次向西安装。
1/8⑧-⑦⑥⑤④
1/0A
4.7.4.第四层箱型柱(标高EL+78.30~EL+89.30m)长度为11米,安装标高为+78.30米,单根箱型柱重量约为25.204吨。
选用400t履带吊(LR1400)单根箱形柱及主梁的吊装:
回转半径:
24m臂杆组合形式:
SDW主臂角:
87º
主臂长度:
77m副臂长度:
49m起吊能力:
43.5T
选用70T吊钩重量估为1.2T;吊装总荷重P=25.204+1.2=26.404T(绳索重量忽略不计)
吊装总荷重/起吊能力=P/Q=26.404/43.5=60.7%
⑴臂杆抗杆的计算:
S=L*cos87º+F=77*cos87º+1.5=5.53m
式中:
L—主臂杆高度,L=77m
F—
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