管井立管模块化施工专项方案.doc

超高层建筑管井立管模块化施工专项方案1、管井立管模块化工法1。1管井立管模块加工通过将管井内立管分层、分组实现管井立管的模块划分。立管模块在加工厂实现模块化加工，加工成加工场地充裕及机械设备技术先进使得管井立管的加工制造质量高、精度高、效率高。1。2管井立管模块安装 在施工现场通过塔吊将立管模块吊装至指定的管井楼层位置固定好，然后将立管模块进行对接焊接即可.此安装吊装过程相比传统立管安装具有吊装焊接时间短、工作量少、人工使用少、机械使用率高、施工安全的特点。1。3制作安装精度高 工厂化的加工要求管道长度误差控制在5mm(9m之内）以内，管道中性线定位尺寸偏差在3mm内，管道全长平直度（铅垂度）偏差在5mm内。1。4安全可靠 传统的管井立管安装是卷扬机单根管道吊装、现场施工条件较差的情况下进行吊装焊接；立管模块化施工工法的管道承租吊装，管组在安全固定的情况下进行焊接.1.5管井立管模块用料损耗少管井立管模块自带框架，在一定程度上减少了模板及压型钢板的使用量.集中化的批量生产减少了设备材料的损耗，符合国家提倡的节能环保理念。2、工艺原理本工法通过综合考虑管井的形状尺寸、建筑结构形式荷载、管井内立管的进出管线顺序、管组的陆地运输、场地内水平垂直运输等限制条件，将单根零散的管道及管件在加工条件良好的工厂内加工成完整的管组，通过汽车运输至工地现场，再经塔吊安装至指定的管井位置，使零散的立管现场加工作业成功转移至室内批量化高效率生产.3、 施工工艺流程及操作要点3。1施工工艺流程3。2施工操作要点3。2。1管井立管资料收集 收集与整理预制立管相关资料,包括各区段内的管道数量、规格、材质、立管管线转井情况，以及各立管上的附属管件、规格、材质、连接方式等诸多预制立管设计附件。3.2。2管井立管模块构造设计与构件计算根据本项目具体建筑结构及运输吊装条件要求，采用每一管井内每两层做一组模，管道通过框架上的管卡与管道框架形成一个完整的稳定单元节。在管井排布平面图的绘制过程中，需考虑的设计因素众多，应逐一进行综合考量，并确定各影响因素对管道排布产生的影响。在管道的排布过程中,应依据相关设计规范进行合理化排布.构造设计与构件计算主要是管道支架上所有荷载组合的计算、立管模块的管道支架强度及变形计算、立管模块对结构的受力计算。（1） 立管模块的荷载组合计算1)立管模块各层管架的受力计算要求：各单元节最上层支架承受本单元节立管的全部荷载；其他层支架承受其与下部相连支架间的配管重量.2）立管模块固定支架的受力计算，立管模块固定支架在计算荷载需根据固定支架及补偿器的设置情况进行计算。（2）立管模块的管道支架强度及变形计算1）立管模块固定支架连接板、套管撑板计算时将管道与连接板或套管撑板简化为简支梁。抗弯强度按公式（1）计算： Mx/（xWnx）f (1）式中：Mx-对同一截面处绕x轴的弯矩； Wnx-对x轴的净截面模量； x-截面塑性发展系数； f钢材抗弯强度设计值。抗剪强度按公式(2)计算: =VS/（Iw)fv （2)式中:S-计算剪应力部位以上毛截面对中和轴的面积矩； I-毛截面惯性矩； Fv-钢材抗剪强度设计值； w-腹板厚度.2） 管道框架的计算抗弯强度按公式(3）计算：抗弯 Mx/(xWnx）f (3）挠度v/r1/400式中：-框架梁的跨度.螺栓的计算,受剪承载力设计值，承压承载力设计值，式中:-受剪面数目；-螺栓的净截面积；d-螺栓杆直径；-螺栓的抗剪强度设计值；-螺栓的承压强度设计值；t-承压构架总厚度。3） 可转动支架连接板计算抗弯强度按公式（3)计算:连接板的焊缝按公式(4）计算：-垂直于焊缝长度方向的应力；n-有效连接板数；He-角焊缝的计算厚度；lw-角焊缝计算长度；f-正面角焊缝的强度设计值增大系数;-角焊缝的强度设计值。4） 立管模块在计算荷载时应确保荷载在设计院建筑专业与钢结构专业管井梁的承载范围内。3。2。3零部件加工图的绘制由于管井内立管数量较多，管道间均需采用框架固定,因此管组的组件及附属管件(波纹管补偿器、阀组、支管三通等）众多。合理化排布众多组件,可减小系统的运行阻力，并且可将主管段的运行压力合理的分布于各楼层的支管段上，提高系统的运行平稳度。（1） 合理排布立管上各管件的具体安装位置，见图1。（2） 依照设计规范确定管组组件的大小、数量、材质、连接方式，绘制零件加工图，见图2。（3） 利用AUTO CAD、REVIT等建筑制图软件详细绘制各组件的加工制作图。管井内立管的合理排布BIM图,见图3.3。2.4施工工艺的要求编制 （1）材料准备1）根据立管模块管架加工图，计算出各类管道、钢板、型钢需用总量,然后根据施工进度计划提前储备材料；2）材料到工厂后,由加工制作部根据预制立管制作指导书及相应验收规范邀请监理单位对材料进行验收。（2）套管加工套管与底板采用套装焊接，焊缝不小于相邻材料厚度的0.8倍,根据套管加工图对管道进行切割。（3） 型钢骨架加工根据管架加工图，对型钢进行切割，焊接组装成型钢骨架。型钢边长允许偏差不得超过2mm，平面度允许偏差不得超过2mm，对角线允许偏差不得超过3mm。（4） 板材加工将管架底板加工图输入数控等离子切割机,自动对钢板进行切割和开洞。（5） 加强肋加工管架加强肋利用切割管道底板后余下的钢板进行加工，节约材料避免物资的浪费.将加强肋加工图输入数控等离子切割机，自动切割成型。经过角磨机处理后准备进行下一道工序。（6） 立管模块管架焊接将检查合格的管架底板及型钢骨架进行焊接，管架内部为保证材料不变形采用断续焊焊接；管架底面采用满焊焊接，这样既保证了管架的强度同时也可保证后续浇筑混凝土楼板后整体的严密性。立管模块框架焊接见图5（7） 立管模块管道加工1）管道切割：根据立管模块单元节管道加工图对不同材质管道进行切割.管径DN100管道采用火焰式磁力管道切割机进行切割，管径DN100管道采用卧式金属带锯床进行切割。钢管端面与管子轴线管道切割的垂直度测量方式，见图6.2） 管道坡口：采用电动坡口机对需焊接管道进行坡口处理，电动坡口机精度可达1mm，保证了管道焊接的质量。3） 管道焊接：管道下料，应将焊缝、法兰及其他连接件设置于便于检修的位置,需预留出现场后续施工位置,不宜紧贴墙壁等。开孔位置不得在管道焊缝及边缘。切割后的半成品管道应按管组及系统做好标示。4） 沟槽加工：利用电动机械压槽机加工，管道牙槽预制时，应根据管道口径大小配置（调正）相应的压槽模具，同时调整好管道滚动托架的高度,保证管道加工时旋转平稳，确保沟槽加工质量.5） 管道除锈:无缝钢管采用化学方式除锈，先对管道外壁尘土进行清理、然后刷化学除锈剂、静置3h后将化学层清理干净,涂刷防锈漆.（8）预制管组安装1）管架固定：根据预制立管单元节图纸复核I字安装平台长度，用钢卷尺测量管架间相对距离,并在I字平台上画出管架定位线，利用天车将管架运输至安装工位，用夹具固定T字工具与管架相对位置，保证管架在管道安装过程中无位移。2)管道安装；将自制组装工具（自制管道安装车)高度调整至管道与管架套管切面标高，利用天车将管道移动至组装工位,放置于管道安装车上，再安装对应管道的抱卡，首先安装管道下方的抱卡，再将上方抱卡安装完成。3。2。5厂家现场测量及下料制作工厂的加工制作过程中,一方面需保证制作原料的合理化利用，另一方面需严格保证管组及组件的制作工艺符合设计要求。3.2。6管组运输（1)根据制作工厂距离施工现场的实际路况灵活制定多条运输线路。(2)根据情况每辆运输车辆考虑装载一到两组预制管组，最上层管架装在汽车后部，利用吊耳或临时扣件将管组与汽车牢固连接。(3）预制管组开始运输前，加工制作部需与现场安装部紧密沟通，明确运输车辆的类型、运输时间;现场与汽车运输过程中的联络畅通.3。2。7现场吊装 现场吊装方面，需保证管组在转立过程中拥有充足的操作空间。在建筑外吊装中采用土建塔吊及自制吊装用平衡梁直接将预制管组运输至指定吊装楼层的卸料平台上方,通过自制管组转运车及卷扬机等设备将预制管组转运至核心筒内的指定吊装点，通过行车吊及手拉葫芦等工具将管组转立并成功运送至管井内相应位置后，各楼层安装人员同时对管组进行固定，完成整个预制管组的吊装过程.3.2。8节间焊接 两组预制立管完成吊装固定后，管端经打磨处理后，对接处采用V字形坡口连接，第一遍采用氩弧焊打底焊，要求焊接均匀细致，焊缝根部平整，第二遍电弧焊盖面，完成后无夹渣、气孔、裂纹等.3.2.9焊接探伤验收 管道焊接完成后，按照现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（GB50236-2011）的相关规定自行进行焊接探伤检测.4、 安全措施4。1防护材料要求钢管:外径48mm，壁厚3.5mm，无严重锈蚀、弯曲、压扁或裂纹.扣件：应有出厂合格证明，扣件不得有裂纹、气孔、砂眼、疏松或其他影响使用性能的铸造缺陷。脚手板可采用钢、木脚手板，每块质量不宜大于30kg.其他材料必须符合国家规范要求，安全网、安全帽、安全带、电箱、漏电保护器、电缆、扣件等重要防护用品要符合国家规范要求。4。2操作人员个人防护作业人员必须严格遵守劳动保护规定，正确佩戴和使用个人防护用品。高空作业时，要有符合要求、可靠地安全防护措施。高空作业人员必须穿好防滑鞋、正确佩戴并系好安全带，安全带要扣挂在可靠地物体上,高挂低用。进入施工现场的工作人员必须持安全资格证，方可上岗操作.特殊工种必须有特殊工种上岗证,并佩戴相应的劳保用品，不得无证上岗,违章操作。4.3交叉作业防护 尽可能避免垂直立体交叉作业，若必须交叉作业时，不得在同一垂直方向上操作，且下层作业位置必须处于依上层高度确定的可能坠落范围半径之外。不能满足时，设置硬隔离防护层（搭设防护棚）。人员进出口均搭设安全防护棚。模板、脚手架等拆除时,下方不得有其他人员操作，并设专人监护。4。4施工机械的防护 按相应规定操作，防护装置安全有效,保证一闸、一机、一箱,安全操作规程上墙，专业人员持证上岗，经项目安全部验收合格后方可使用，不得使用无柄的焊、割工具.5、 效益分析5。1综合效益（1） 安装时间显著缩短，可以在1个半小时完成一节的吊装.（2） 质量显著提高，工厂焊缝无损探伤100合格，从而提高工效45%。（3） 安全性显著提高，减轻了工人的劳动强度。