国际赛车场工程钢结构工程施工总体方案.docx
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国际赛车场工程钢结构工程施工总体方案
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施工组织设计
工程名称:
编制单位:
编制人:
审核人:
批准人:
编制日期:
年月日
钢结构工程施工
1.钢结构工程施工总体方案
1.1钢结构工程概况
●主看台
主看台钢屋盖系统纵向全长约400米;大挑檐立柱处高度约33米;屋盖结构的悬臂钢梁最高达42米。
上部屋盖系统为钢支撑水平梁布置及钢轻质屋面,下部主要为砼框架结构及阶梯看台。
●新闻中心和空中餐厅
新闻中心和空中餐厅作为主看台纵向端部的对称结构。
下部结构在看台F轴一侧以砼电梯井筒为主的砼框架,另一侧A轴处为行政管理塔和比赛控制塔。
上部结构沿建筑物纵向设两道大吨位的鱼腹式巨型桁架,桁架腹杆采用KT型布置,二桁架之间设30米长工字钢连系梁。
鱼腹式桁架长约138米,安装高度为45米不到。
、
●副看台
副看台共有两座,每座总长约300米。
下部为看台砼框架;上部每座看台由13杷钢结构单柱、椭圆形钢骨伞塔高低布置。
伞塔顶标高约35米不到。
●其它钢结构单体
其它钢结构单体主要为单层轻钢结构,呈现小、轻、散的布置特征。
单体项目中以车队生活用房量大集中,能源及管线供应中心具有规模。
1.2总体施工方案的编制条件
已有的投标文件及设计方案图纸、技术要求
结合工期要求考虑的工程施工规划
集团公司企业自有的机械设备
已经掌握的钢结构施工相关规范
1.3施工总体方案的指导原则
●考虑工期因素的最大施工连续可能性
本工程高、重、大悬挑的钢结构,主要集中在主看台区域,且均为下部砼结构,上部钢结构。
由于整个施工工期紧迫,在施工总体方案考虑上以确保土建、设备安装施工连续的最大化,因此,钢结构吊装方案以最小影响的可能性优化。
初步钢结构吊装方案采用大吨位机械跨外安装或跨内安装也不影响土建、设备安装为基础。
●钢结构点、面区域安装相结合的可行性
钢结构可形成区域性安装的有三块,主看台兼空中餐厅和新闻中心;副看台及车队生活区,这些面上区域性钢结构安装,是施工总体计划中的重要施工节点,比赛工作楼、能源管线供应中心等点式钢结构安装,则作为配合饱和性施工作业线的配套。
因此,钢结构施工总体方案考虑全部钢结构构件工厂制作(包括大型构件分段制作预拼装),现场针对主看台兼空中餐厅和新闻中心构件高、重、大的特点,就近设备安装构件整体拼场场地,按总进度规划配套供应钢结构吊装。
其它区域性及点式钢结构吊装,则依托集团公司机械施工的能力优势,根据施工需要扩大钢结构吊装作业线,形成多条钢结构作业线吊装的局面。
●总体钢结构安装初步流程如下
新闻中心
2.
钢结构深化设计
2.1深化设计能力
2.1.1设计单位
●本工程钢结构深化设计将由上海机械施工公司承担,上海同济大学为本项目钢结构深化设计的技术依托。
其中,上海机械施工公司具有金属结构甲级设计专业资质,同济大学是甲级综合设计单位院,都具有足够的钢结构设计、深化能力和实践经验。
●作为上海机械施工公司技术依托的同济大学在国内钢结构设计、研究领域享有较高声誉,拥有一大批专业从事钢结构理论、设计、研究的专家、教授,曾参与国内外不少钢结构工程设计、国家规范编制,由他们自行开发研制成功的具有自主知识产权的钢结构设计软件3D3S已在国内钢结构企业中普遍使用,反映良好。
●上海机械施工公司和同济大学涉足钢结构设计领域已有十余年的历史,在大量的工程实践中积累了不少成熟的经验,造就了一支经验丰富,专业知识强的科研、设计队伍,钢结构设计和测试所需的各种资源齐全、先进。
现在上海机械施工公司和同济大学拥有高级专业人员100余人;拥有ResearchEngineers公司的STAAD/PRO设计软件,芬兰TEKLAOY公司开发的三维智能钢结构模拟详图及材料系统的Xsteel软件,以及同济大学3D3S软件,浙江大学MSTCAD设计软件、日报HID相贯体加工图设计软件等。
特别是芬兰Xsteel设计软件包含当今国际国内最先进的各种钢结构、大跨度结构的力学分析、结构设计、加工图设计;拥有120余台套计算机、绘图仪等硬件保证设计需要。
●同济大学,已在钢结构设计领域中取得了辉煌的成就,至目前已完成3000多个钢结构工程设计、深化设计工作,上海机械施工公司至目前已完成100多个钢结构工程设计、深化设计工作,其中与本工程类似的深化设计工程项目有上海科技馆、上海浦东国际机场、上海大剧院、广州会展中心、广州白云机场等,这些工程的深化设计节点,不仅注重于结构的安全、可靠,更兼顾了美观造型的需求,具有独特的深化设计特点,深受业主、监理等单位的好评。
●同济大学已对本工程的钢结构进行建模分析,大部分节点已有成熟的设想,如我们有幸中标,将可以立即着手本工程的钢结构深化设计工作,按照业主、设计院的要求做好配合设计工作,配置足够的人力、物力,在15天内完成钢结构深化设计工作,深化设计质量保证做到工艺先进,结构可靠美观,使业主、设计院满意。
2.1.2钢结构深化设计技术手段
●本工程采用全数字化虚拟空间三维建模。
●采用XSTEEL程序自动出图。
●采用专用程序进行节点构造计算及杆件空间稳定计算。
●采用二校三审图面质量管理。
●采用HID软件出相贯线杆件加工图电子文本直接进入加工中心
2.2深化设计的质量控制
2.2.1总则
●设计是多阶段的集体创作,工程设计的三个环节质量控制是保证设计质量的主要措施,质量保证体系最终体现在各级岗位责任制的三级审核主面,在这一产品质量活动全过程中,始终贯彻“以预防为主,防检结合”的全面质量管理原则,把产品质量向前推进内一步,特制定规定。
2.2.2深化设计的基本管理
●深化设计施工图合同签订后,由设计院院长或总工程师下达任务,并确定技术负责人和项目负责人,在由项目负责人确定审核人、设计人、制图人和校对人,并制定深化设计施工图计划进度。
●深化设计施工图开展前,由技术负责人或项目负责人编写统一技术规定。
●各级审核人员均应在审核结束后在质量记录卡上签字生效。
2.2.3岗位责任细则
●各级岗位人员,都应在全面质量管理活动中处于受控状态,按着岗位责任制的规定,围绕以质量为中心开展生产活动。
2.3.深化设计流程
图纸审核
提交钢结构设计方或钢结构顾问以及钢结构承包商进行图纸会审
3.钢结构加工制作
3.1钢结构加工工艺流程图
预组装
3.2
材料采购及管理
3.2.1材料采购
3.2.1.1材料入库后由本公司物供部门组织质量管理部门对入库材料进行检验和试验。
3.2.1.2所有进厂材料均应有生产厂家的材质证明书。
3.2.1.3按供货方提供的供货清单清点各种规格钢管、型钢和钢板以及焊接材料、涂料数量,并计算到货重量。
3.2.1.4按供货方提供的钢管、型钢和钢板尺寸及公差要求以及焊接材料、涂料,对于各种规格钢管,抽查其口径、壁厚及椭圆度;对于各种规格型钢,检查其断面尺寸、壁厚、长度及直线度;对于各种规格钢板,检查其长宽尺寸、厚度及平整度,并检查钢管、型钢及钢板焊接材料的外表面质量。
3.2.1.5汇总各项检查记录,交现场监理确认,并报指挥部。
3.2.2材料管理
3.2.2.1本公司选取合适的场地或仓库储存本工程材料,按品种、按规格集中堆放,加以标识和防护,以防未经批准的使用或不适当的处置,并定期检查质量状况以防损坏。
3.2.2.2材料的使用严格按排版图和放样资料进行领料和落料,实行专料专用,严禁私自代用。
3.2.2.3焊接材料应按牌号和批号分别存放在具有适温或干燥的贮藏室内。
焊条和焊剂在使用之前应按出厂证明书上的规定进行烘焙和烘干,焊工应清除铁锈、油物以及其它污物。
3.2.2.4车间剩余材料应加以回收管理,钢材、焊材、螺栓应按不同品种规格、材质回收入库。
3.2.2.5加工时的材料识别
材料排版及下料加工后的重要材料应按本公司质量管理的要求作钢印移植。
3.2.2.6原材料的对接
●型钢的对接需焊透,有探伤要求。
接长段≥500mm,且错开附近的节点板及孔群100mm。
焊缝视安装情况而定是否磨平。
●梁原则上由整块板下料。
若允许拼接则梁的上下翼板在跨中1/3的跨长范围内应尽量避免拼接,上下翼板与腹板三者的对接焊缝不应设置在同一截面上,应互相错开规定距离,与加劲板和孔群亦应错开100mm以上,且应分别对接后才能组焊成型。
原材料拼板焊接后按要求进行探伤。
●分段弦杆应以钢管最大利用长度对接,但应使接头至腹杆与弦杆的节点≥500mm。
腹杆原则上不对接。
●所有构件的原材料若长度、宽度不够,应先对接,符合要求后再制作构件。
情况特殊之构件可报技术部以寻求解决的方法。
3.2.2.7
原材料检验程序流程
原材料运抵工厂仓库
型钢堆场
焊接材料
核对质保书
核对质保书
钢板堆场
核对质保书
核对质保书
钢管堆场
清点数量
计算重量
检查外表面
质量
清点张数
计算重量
清点根数
计算重量
抽查断面
尺寸直线度
检查外表面
质量
检查外表面
质量
抽查口径、壁厚及椭圆度
清点根数
计算重量
抽查外径
抽查长、宽、厚度、平整度
检查外表面
质量
材料复验
监理认可
书面汇总报指挥部
审批后,投入施工
3.3制作各工序工艺
3.3.1放样
3.3.1.1放样前,放样人员必须熟悉施工图和工艺要求,核对构件及构件相互累计的几何尺寸的连接有否不当之处。
如发现施工图有遗漏或错误,以及其他原因需要更改施工图时,必须取得技术部签证的设计变更文件,不得擅自修改、
3.3.1.2放样使用的钢尺,必须经计量单位检验合格,并与土建、安装等有关方面使用的钢尺相核对。
丈量尺寸,应分段叠加,不得分段测量后相加累计全长。
3.3.1.3放样应在平整的放样台上进行。
凡放大样的构件,应以1:
1的比例放出实样;当构件零件较大,难以制作样杆、样板时,可绘制下料图。
3.3.1.4样杆、样板的测量必须平直;如有弯曲,必须在使用前予以矫正。
3.3.1.5样杆、样板制作时,应按施工图和构件加工要求,作出各种加工符号、基准线、眼孔中心等印记,并按工艺要求预放各种加工预量,然后号上冲印等印记,用磁漆(或其它材料)在样杆、样板上写出工程、构件及零件编号、零件规格孔径、数量及标注有关符号。
3.3.1.6放样工作完成,对所放大样和样杆、样板(或下料图)进行自检、无误后报专职检验人员检验。
3.3.1.7样杆、样板应按零件号及规格分类存放,妥为保存。
3.3.1.8放样和样板(样杆的允许偏差,应符合下表的规定)。
项目
允许偏差(mm)
平行线距离和分段尺寸
±0.5
对角线
1.0
长度、宽度
长度0~+0.5,宽度0~-0.5
孔距
±0.5
组孔中心线距离
±0.5
3.3.2号料
3.3.2.1号料前,号料人员应熟悉样杆、样板(或下料图)所注的各种符号及标记等要求,核对材料牌号及规格、炉批号。
当供料或有关部门未作出材料配割(排料)计划时,号料人员应作出材料切割计划,合理排料,节约钢材。
3.3.2.2号料时,复核材料的规格,检查材质外观,凡发现材料规格不符要求或材质外观不符要求者,需及时报质管、技术部门处理;遇有材料弯曲或不平值超差影响号料质量者,须经矫正后号料。
3.3.2.3凡型材端部存有倾斜或板材边缘弯曲等缺陷,号料时应去除缺陷部分或先行矫正。
3.3.2.4根据锯、割等不同切割要求和对刨、铣加工的零件,预放不同的切割及加工余量和焊接收缩量。
3.3.2.5因原材料长度或宽度不足需焊接拼接时,必须在拼接件上注出相互拼接编号和焊接坡口形状。
如拼接件有眼孔,应待拼接件焊接、矫正后加工眼孔。
3.3.2.6各种钢管、钢板都可采用全自动数字切割机下料,部分相同规格较多、形状规则的零件可用定位靠模下料。
使用定位靠模下料时,必须随时检查定位靠模和下料件的准确性。
3.3.2.7按照样杆、样板的要求,对下料件应号出加工基准线和其他有关标记,并号上冲印等印记。
号孔应按照工艺要求进行,对钻孔的眼孔,应在孔径上号上五梅花冲印。
在每一号料件上用漆笔写出号料件及号料件所在工程、构件的编号,注明孔径规格及各种加工符号。
3.3.2.8下料完成,检查所下零件规格、数量等是否有误,并作出下料记录。
3.3.2.9号料与样板(样杆)允许偏差应符合下表的规定。
号料与样杆(样板)的允许偏差
项目
允许偏差(mm)
零件外形尺寸
±1.0
孔距
±0.5
基准线(装配或加工)
±0.5
对角线
1.0
加工样板的角度
±20´
3.3.2.10当精度要求较高构件的钢材号料时宜用针划线,划线宽度约0.3mm,较长的直线段为0.8mm,可用弹簧钢丝配合直尺、角尺联合划线。
3.3.3矫正成型
3.3.3.1钢材的初步矫正,只对影响号料质量的钢材进行矫正,其余在各工序加工完毕后再矫正或成型。
3.3.3.2钢材的机械矫正,一般应在常温下用机械设备进行,矫正后的钢材,在表面上不应有凹陷,凹痕及其他损伤。
3.3.3.3弯曲成型加工
●弯曲加工分常温和高温,热弯时所有需要加热的型钢,宜加热到880℃~1050℃,并采取必要措施使构件不致“过热”,当温度降低到普通碳素结构钢700℃,低合金高强度结构钢800℃,构件不能再进行热弯,不得在兰脆区段(200℃~400℃)进行弯曲。
●热弯的构件应采用电加热,成型后有特殊要求者,再退火处理,冷弯的半径应为材料厚度的2倍以上。
●钢管弯曲成型采用冷弯成型,采用大型数控自动弯管机加工,弯曲加工后管材不应有表面损伤等缺陷。
3.3.3.4加工弯曲成型的零件,其弦长大于1500mm,应用弦长不小于1500mm的弧形样板检查;弯曲零件弦长小于1500mm时,样板的弦长不应小于零件的弦长的2/3,其间隙不得大于2.0mm。
3.3.3.5组装成型时,应采用定位点焊,作好标记,点焊时,点焊高度不得超过设计焊缝高度的2/3,长度应大于30~75mm,间距应均匀,最大不得超过300~500mm。
3.3.3.6弯曲或弯折及类似成型构件,不允许表面产生损伤或裂纹。
3.3.4制孔
3.3.4.1采用数控钻床钻模板后套钻节点板螺栓孔群(针对相同类型数量多),一般螺栓孔(针对相同类型数量较少)和地脚螺栓孔的钻孔,可采用划线钻孔的方法。
采用划线钻孔时,孔中心和周边应打出五梅花冲印,以利钻孔和检验。
钻孔公差如下:
项目
允许偏差
直径
0~+1.0mm
圆度
1.5mm
垂直度
≤0.05t且≤2.0mm
3.3.4.2孔位的允许偏差
序号
名称
示意图
允许偏差(mm)
1
孔中心偏移△L
-1≤△L≤+1
L△L
-1≤△P1≤+1
(同组孔内)
2
孔间距偏移△P
P1+△P1
-2≤△P2≤+2
(组孔之间)
P2+△P2
3
孔的错位e
e≤1
e
△≥-3
4
孔边缘距△
L+△
L应不小于1.5d
L+△d
或满足设计要求
3.3.5
组装
3.3.5.1在组装前,组装人员必须熟悉施工图、组装工艺及有关技术文件的要求,并检查组装零部件的外观、材质、规格、数量,当合格无误后方可施工。
3.3.5.2组装焊接处的连接接触面及沿边缘30~50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪等必须在组装前清除干净。
3.3.5.3板材、型材需要焊接拼接时,应在部件或构件整体组装前进行;构件整体组装应在部件组装、焊接、矫正后进行。
3.3.5.4构件的隐蔽部位应先行涂装、焊接,经检查合格后方可组装;完全封闭的内表面可不涂装。
3.3.5.5构件组装应在适当的工作平台及装配胎模上进行。
3.3.5.6组装焊接构件时,对构件的几何尺寸应依据焊缝等收缩变形情况,预放收缩余量;对有起拱要求的构件,必须在组装前按规定的起拱量做好起拱。
不要求起拱的构件,不允许出现下挠。
3.3.5.7胎模或组装大样定型后须经自检,合格后质检人员复检,经认可后方可组装。
3.3.5.8构件相邻节间的纵向焊缝,以及其他构件同一截面的多条对接焊缝“十字型”或“T字型”拼缝均应错开200mm以上,或按工艺要求。
3.3.5.9构件组装时的连接及紧固,宜使用活络夹具紧固器具。
3.3.5.10拆取组装卡夹具时,不得损伤母材,可用气割方法割除,切割后并磨光残留焊疤。
3.3.5.11构件组装完毕后应进行自检和互检,准确无误后再提交专检人员验收,若在检验中发现问题,应及时向上反映,待处理方法确定后进行修理和矫正。
3.3.5.12构件组装精度
项次
项目
简图
允许偏差(mm)
T形接头的间隙e
e
e≤1.5
1
2
搭接接头的间隙e
长度△L
L+△L
e
e≤1.5
L:
±5.0
对接接头的错位e
e
e
e≤t/10且≤3.0
3
对接接头的间隙e
(无衬垫板时)
e
e
e≤1.0
4
(续上表)
项次
项目
简图
允许偏差(mm)
根部开口间隙△a
(背部加衬垫板)
a+△a
a+△a
埋弧焊、
-2.0≤△a≤2.0
手工焊、
半自动气保焊
-2.0≤△a
5
隔板与梁翼缘的错位e
隔板柱Bt
e翼
缘
Ct梁翼缘
Bt≥Ct时:
Bt≤20e≤Ct/2
Bt>20e≤4.0
Bt Bt≤20e≤Bt/4 Bt>20e≤5.0 6 焊接组装件端部 偏差a aa -2.0≤a≤+2.0 7 型钢错位 △≤1.0(连接处) △≤2.0(其他处) 8 △ (续上表) 项次 项目 简图 允许偏差(mm) 组合BH的外形 B+△b H+△h -2.0≤△b≤+2.0 -2.0≤△h≤+2.0 9 BH钢腹板偏移e e e2mm 10 BH钢翼板的角变形 b e 连接处 e≤b/100且≤1mm 非连接处 e≤2b/100且≤2mm 11 腹板的弯曲 e1e2 B e1≤H/150且e1≤4mm e2≤B/150且e2≤4mm 12 3.3.6 焊接 3.3.6.1焊接设备 下列焊接设备适用于该工程的的焊接工作 焊接方法 焊接设备 电流和极性 单弧或多弧 手工或机械 埋弧焊 直流电源 直流反接 单弧 自动 手工焊条电弧焊 直流电源 直流反接 单弧 手工 CO2气体保护焊 直流电源 直流反接 单弧 半自动 3.3.6.2焊工资格 从事本工程焊接工作的焊工(包括定位焊工)采用经业主监理认可的标准考试合格的焊工进行焊接;焊工从事的焊接工作必须具有对应的资格等级。 3.3.6.3焊接材料 1).焊接材料的选择 焊接 方法 焊接材 料规范 焊丝或焊条 牌号 焊剂或 气体 适用的 场所 埋弧焊 HJ502-H10Mn2 H10Mn2G H431 对接;角接 手工焊 E5015 J507 定位焊; 对接;角接 气保焊 ER50-G H08MnA CO2(100%) 定位焊; 对接;角接 2).材料的烘焙和储存 焊接材料在使用前应按材料说明书规定的温度和时间要求进行烘焙和储存;如材料说明要求不详,则按下表要求执行: 焊条或焊剂名称 焊条药皮 或焊剂类型 使用前烘焙条件 使用前存放条件 焊条: SH.J507 低氢型 330—370℃;1小时 120℃ 焊剂: h431 烧结型 300—350℃;2小时 120℃ 3.3.6.4焊接工艺参数 1).工厂制作焊接参数 焊接方法 焊材 牌号 焊接 位置 焊条(焊丝) 直径(mm) 焊接条件 焊接电流 (A) 焊接电压 (V) 焊接速度 (cm/min) 手工焊条 电弧焊 SH.J507 平焊和 横焊 3.2 90--130 22--24 8--12 4.0 130--180 23--25 10--18 5.0 180--230 24--26 12--20 立焊 3.2 80--110 22--26 5--8 4.0 120--150 24--26 6—10 CO2气体 保护焊 H08MnA 平焊和 横焊 1.2 260—320 28—34 35—45 埋弧自 动焊 H10Mn2G H431 平焊4.8 平焊 角焊 单层单道焊 多层单道焊 角焊缝 570—660 30—35 35—50 550-660 35—50 30—35 550-660 30—35 35—50 2).预热和层间温度 焊前,母材的最小预热温度和层间温度应按下表要求执行: 母材牌号 母材厚度 t20mm 20 40 >60mm Q345D 不要求 100℃ 100℃ 150℃ ●接头的预热温度应不小于上表规定的温度,层间温度不得大于230℃。 ●接头预热温度的选择以较厚板为基准,应注重保证厚板侧的预热温度,严格控制薄板侧的层间温度。 ●预热时,焊接部位的表面用火焰或电加热均匀加热,加热区域为被焊接头中较厚板的两倍板厚范围,但不得小于100mm区域。 ●预热和层间温度的测量应采用测温表或测温笔进行测量。 ●当环境温度(或母材表面温度)低于0℃(当板厚大于30mm时为5℃)而大于-18℃时,不需预热的焊接接头应将接头的区域的母材预热至大于21℃,焊接期间应保持上表规定的最低预热温度以上。 3).焊接环境 当焊接处于下述情况时,不应进行焊接: ●室温低于-18℃时。 ●被焊表面处于潮湿状态,或暴露在雨、雪和高风速条件下。 ●采用手工电弧焊作业(风力大于5m/s)和CO2气保护焊(风力大于2m/s)作业时,未设置防风棚或没有措施的部位前情况下。 ●焊接操作人员处于恶劣条件下时。 3.3.6.5装焊工艺 1).接头的准备: ●采用自动或半自动方法切割的母材的边缘应是光滑和无影响焊接的割痕缺口;切割边缘的粗糙度应符合GB50205—95规范规定的要求。 被焊接头区域附近的母材应无油脂、铁锈、氧
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