幕墙钢桁架施工.docx

屋顶钢结构工程
本工程屋顶151.8m～180.0m 为钢结构工程，其中建筑物四边为幕墙钢桁架。
一、钢结构与混凝土结构施工交接
本工程屋顶151.8m～180.0m 为钢结构工程，其中建筑物四边为幕墙钢桁架，屋顶为钢结构平屋面。由于钢结构施工为超高空作业，施工精度要求高，且幕墙钢钢桁架预埋螺栓安装精度关系到整幢大楼幕墙施工效果；因此钢结构施工与砼结构施工之间协调与配合非常重要，为保证工程质量，幕墙钢桁架地脚螺栓施工前应编制专项施工作业指导书，并对其进行交底，交底落实到班组。
1. 31 层混凝土结构砼浇筑前交接
31 层混凝土浇筑前，应预埋幕墙钢桁架地脚螺栓，为保证地脚螺栓施工精度，拟由钢结构施工队伍提供有质量合格证明的地脚螺栓，由砼结构施工队伍负责地脚螺栓的预埋工作，并对预埋质量负责。
地脚螺栓预埋件应按规定尺寸埋设，并对其标高和轴线进行复查，复核合格后对预埋件进行焊接固定，确保浇筑混凝土时预埋件不发生移位，浇筑砼时应对地脚螺栓的丝扣加以保护，严禁破坏丝扣。
2. 31 层砼结构施工完后的交接
31 层砼结构施工完毕后，应及时对砼进行养护，养护时间不少于7d，同时砼施工队伍应及时把埋设的地脚螺栓及建筑物控制轴线移交给钢结构施工队伍，并办理书面移交手续，钢结构施工队伍应对建筑物定位轴线、平面封闭角，预埋件的位置线、混凝土的标高和混凝土的强度等级进行复查，复查合格后才能进行钢结构的安装。
3. 土建施工队伍和钢结构施工队伍的施工配合。
钢结构施工队伍进场后，土建施工队伍应提供适当的场地作为钢结构施工队伍的材料堆场，并帮助钢结构施工队伍解决临时用水用电的问题，应提供塔吊协助钢结构施工队伍的吊装，应提供双笼电梯供钢结构施工队伍作业人员和零星材料的垂直运输。
二、钢结构制作工艺流程
2.1 材料准备
2.1.1 圆钢管,箱型钢管
钢管均采用Q345B 低合金高强度结构钢，材质应分别符合现行国家产品的标准规定，其强屈比不应小于1.5，伸长率应大于20％，且应由明显的屈服台阶。
2.1.2 焊条
2.1.2.1 埋弧焊用焊丝按母材选用H08A、H08Mn2si 等，质量应符合《熔化焊用焊丝》（GB/T14957-94）及《气体保护焊用焊丝》（GB/T14958）的规定。
2.1.2.2 熔嘴电渣焊剂所用的焊丝选用H08MNMOA。

2.2 钢结构制作
2.2.1 详图设计
细部设计是本工程制作过程中最重要的环节，是将结构工程的初步设计细化为能直接进行制作和吊装施工图的过程。
根据各制作工艺要求，深化图纸包括构件平面布置编号图、构件详图、零件图、排料切割图、成型图；
（1）平面布置图—清楚反映出构件的平面定位、安装方向、构件编号。
（2）构件详图—构件的详细尺寸、螺栓孔位、焊接符号、材料表。
（3）零件图—尺寸公差，定位线、装配件号、正反方向、坡口形式、零件重量、材质、数量。
（4）排料切割图—标明零件编号、正反方向、钢板规格、材质及炉批号。
（5）成型图—各零件件号、焊接符号、组装顺序。
详图设计组织见下表：

2.2.2 钢板下料切割
包括气割、剪切和坡口。下料切割的主要设备有伊萨—汉考克等离子、火焰多头数控切割机、小车式火焰切割机、卧式带锯床、坡口机、剪板机等。切割前应用矫正机对钢板或型材进行矫正。对焊接钢板或H 型钢还必须进行检验和探伤，确认合格后才准切割。下料切割的主要的精度要求见下表：

序号
项 目
允许偏差
1
宽度和长度
±3.0mm
2
边缘缺棱
不大于1.0mm
3
垂直度
不大于板厚的5%不大于1.5mm
4
型钢端部倾斜值
不大于2.0mm
5
坡口角度
不大于±5
2.2.3 构件加工流程
2.2.4 焊接钢管制作
（1）制作流程图

（2）焊接钢管制作
1） 钢板在七辊校平机上校平
2） 半自动切割机下料、开坡口，坡口形式见下图：

3） 三辊压力机压头、辊圆。
4） 将制作好的小段圆管划出十字线组对进行环缝对接，对接采用全熔透焊缝，内设环形衬垫板，焊后进行100%探伤，对接时保证相邻两条纵缝距离不得小于300mm。
5） 校直，保证焊管的同心度误差控制在1mm 以内。
2.2.5 焊接H 型钢加工制作
（1）下料采用多头切割机。
（2）组对采用H 型钢组对机。
（3）门型焊接时保证焊角高度达到设计要求。
（4）焊缝进行外观检查。
H 型钢制作流程见下图所示：

2.3 本工程使用制作加工设备

序号
设备名称
规格型号
数量
国别
产地
制造年份
1
数控三维钻
BDL1250
1 台

2
带锯
HSN38/18
1 台
3
锁口机
ABCM1250
1 台
4
自动埋弧焊机
MZ-1-1000
3 台
锡山
1998
5
摇臂钻
Z3032*10/1
1 台
捷克
1999
6
铣边机
XBJ-12
1 台
锡山
1995
7
剪板机
QC11Y-14×8000
1 台
天水
1997
8
CO2气保焊机
350A、500A
8 台
日本
1996
9
6 米数控切割机
EXA-6000×20000
2 台
上海
1997
10
直条切割机
CQ-3000
3 台
华联
2000
11
翼缘校正机
JZ-40
2 台
华联
1999
12
抛丸除锈生产线
8 抛头
1 条
美国
2000
13
连续式喷漆烘干线

1 条
浙江
2000
14
钢管焊接操作机
HCZ-4×7
1 台
成都
1995
15
折弯机
WB67Y-100/3200
3 台
江都
1996
16
冲剪机
Q35YY-20
2 台
靖江
1996
17
钢板校平机
20×1000
1 台
上海
1997
18
高压无气喷漆机
W33-70
4 台
德国
1995
19
轴力试验机
DZC-X
1 台
上海
1995
20
冲击力试验机
JB-30B
1 台
大连
2000
21
万能拉伸试验机
WE-1000B
1 台
上海
1998
22
分光光度计
721
1 台
无锡
2000
23
高速硫碳分析仪
HV-4B
1 台
无锡
2000
24
光学读数分析天平
JG328A
1 台
无锡
1999
2.4 成品堆放及运输
由于钢结构产品相对较长，而且制作中存在剩余应力，如堆放不好易引起构件变形，故而堆放成品的枕木要在同一平面内，如下图：

构件装车起吊时应用钢瓦片对构件锐边进行保护。避免油漆脱落。构件装运过程中应采取措施，防止构件变形。
三．钢结构的吊装
3.1 施工准备
在施工31 层顶层的剪力墙时，嵌入预埋件，固定好，以便于在安装屋顶桁架时，固定桁架支撑。在桁架吊装前检查预埋件的埋设情况。
3.2 钢桁架的拼、吊装
本工程屋顶钢结构，由36 榀钢桁架构成，单榀最重约14.884 吨，安装在151.75m 高屋顶上。钢材材质为Q345B。
由于屋顶钢结构施工时，现场塔吊F0/23B 的性能参数达不到桁架吊装要求，且有部分吊装范围不被塔吊半径所覆盖（见附图一：主塔楼塔吊布置图），因此在进行桁架吊装时，分两种情况吊装，第一种：塔吊吊装范围内,且塔吊性能参数满足吊装要求的区域，利用塔吊吊装。第二种：塔吊吊装不能满足吊装要求的区域，采用桅杆式起重机械进行钢结构吊装（见附图二：桅杆式起重机械示意图）。根据现场条件，拟采用的桅杆式起重机械主杆半径为325mm，长度为32m;副杆半径为258mm，长度为30m。
桅杆式起重机械的安装：
利用塔吊将桅杆式起重机械的零部件吊至31 层屋顶楼面上，再将起重机底座固定于楼面混凝土主梁上；根据塔吊起重重量，分节吊装桅杆至预定高度，并及时紧固节点螺栓、拉好缆风绳；在楼板上分节拼装吊杆，利用桅杆整体安装吊杆。
安装好后并要做好相应的验收。（桅杆式起重机械的拆除顺序与安装相反，方法相同。）
桅杆式起重机械吊装施工方法：
在屋面钢结构桁架安装时，由于桁架有26.7m 长，不便于起吊和安装，现将桁架1 分为2 段，将桁架2 分为3 段，桁架3 为1 个整体。
先将桅杆式起重机械设置在7-9 轴和D-E 轴的承重主梁之上，开始对此周围的桁架进行吊装。吊装顺序见附图三：吊装顺序示意图。
根据分段在制作厂焊接并组装好桁架，直接运到现场，采用布置好的桅杆式起重机滑移至各桁架安装位置。吊装示意见附图四：桅杆式起重机械吊装示意图。

由于钢结构连接多数采用焊接，因此桁架间连接杆与拉杆在桁架吊装就位时，与桁架连接好一起就位，便于在下一榀桁架吊装就位后连接。
桅杆式起重机械的移动：
将吊杆与桅杆抱拢，吊钩与底座勾牢；在对角线方向的4 根缆风绳上加上滑轮组并通过导向滑轮与塔吊相连。其余缆风绳暂时解脱；收紧需要移动方向的2根缆风绳，同时慢慢松后面的2 根缆风绳，使桅杆略向前倾斜（不超过15 度）；
拉底盘上的牵引滑轮组，同时慢慢放溜后面的滑轮组；重复上两个步骤至桅杆式起重机械移动至预定位置；并做好相应的验收。
注：如塔吊的调运不能满足桅杆式起重机械的移动时，可曾设一台φ203*12桅杆式起重机械来移动φ325*14 桅杆式起重机械，其移动方法与上同。
四、钢结构测量
4.1 测量前的准备工作
1）人员准备
根据工程情况，配备4 人组成专业测量组，专职负责钢结构安装的测量工作。
其中测量工程师1 名，测量员3 名，测量工程师负责全部的测量技术、计算工作。
2）仪器准备
类型
型号规格
数量
用途
全站仪
J2,2+2ppm
1
放样，坐标测量
经纬仪
J2
2
放线
水准仪
S3
2
高程测量
3）复核
复核甲方或总包提供的坐标测量基准点及原始水准点是否与移交资料相符。
4）进行内业计算
根据测量放样及放线工作的要求，进行内业计算，准备测量数据。
4.2 测量工艺
钢结构的测量分为吊装控制测量、焊前测量、焊后测量，测量内容可分为垂直度测量、中心线偏差测量、高程测量。
1）布置施工平面控制网
根据钢筋混凝土结构施工的坐标控制点，定出与轴线平行的控制线，由这几条线组成平面控制网，在控制线上设立控制点，由于钢结构施工时，土建地面施工已基本完工，可以将控制点作在地面上，用记号笔作好标记，使用过程中要经常检查，发现颜色脱落要及时补上。布设平面控制网时，仪器要求严格自检，同时严格整平、对中，减小误差，在做好控制点后要进行互检。角度闭合差控制在10 秒以内，距离误差控制在1/30000 以内。
2）钢结构垂直度测量
在本工程中，钢结构重申度测量的主要工作是钢柱的垂直度测量和钢桁架的垂直度测量。钢柱的垂直度测量可以在钢柱的吊装过程中分阶段进行，钢桁架的垂直度测量在钢桁架吊装就位过程中进行，只有当垂直度满足要求后，钢桁架才能最后固定和焊接。
（1）初校
初校是钢柱就位中心线的控制和调整，初校既要保证钢柱底部安装尺寸的正确，又要考虑到调整钢柱扭曲、垂直偏差、标高等综合安装尺寸的需要，保证钢柱的就位尺寸。
（2）重校
在几根钢柱之间的钢梁吊装后，应进行重校，对柱的垂直度、梁的水平度偏差进行全面的调整，使柱的垂直度、梁的水平度达到规定标准。
（3）复测
在高强螺栓终拧后应进行钢柱垂直度的复测，根据钢柱垂直度复测数据，调整焊接顺序，使钢结构焊接变形向钢柱垂直度有利的一方，以确保钢柱的垂直度达到较好的水平。
（4）垂直度控制
钢柱之间的钢庚安装后，在未实现结构最终刚化之前，为了保证钢柱位置正确，必须对其垂直度进行测量。以2 台互成900 的经纬仪测量柱顶和柱底的中心线，使上下两中心线差值在规范要求之内。焊前的垂直度测量即为焊前钢柱校正，钢柱校正完成后才能进行最后刚化，然后开始焊接。
（5）高程控制
在施工前，根据甲方或总包提供的水准点，在现场引测出四个水准点。引测水准点时，采用水准仪进行闭合水准测量，然后进行平差，推出四点的高程，通过这四点来控制整个建筑的高程。
钢结构安装时，在钢结构上设置4 个高程控制点，用钢尺沿钢柱竖直量取，将高程传递至施工层。通过校核认可其高程后，以该点为基准继续向上沿钢柱进行高程传递。将水平仪架设于柱顶，通过高程基准点，计算水平仪的视线高程，通过水准仪尺对各钢柱柱顶的测量，实现高程测量。
五、钢结构焊接
5.1 钢构件焊接
钢构件焊接时，由2 名焊工对称同步等速焊接，为减少焊缝中扩散氢气量，防止冷裂纹和热影响区延迟裂纹的产生，应在坡口尖端部，用超低氢型焊条打底2～4 层，然后再用低氢型焊条施焊。焊接采用CO2 气体保护焊，方法为多道横向焊，每个方向焊接3～4 道后，换一个方向焊接，并随时观测垂直度有无变化。如发现钢构件向某个方向发生偏差时，立即停止该方向的焊接，再在相反方向多焊几层，待纠偏调直后，再开始同步对称焊接。焊接前，必须首先对焊缝周围钢板预热至100～1500C。雨季施工时，应采用挡风防雨措施。
焊接后的热处理可以消除残余应力，同时还可以溢出残留氢。具体做法是在焊接区板厚的2～3 倍范围内，用气焊枪均匀加热到150～2000C，时间控制在30min以内，焊缝预热后，应采取措施使焊接区缓慢冷却到室温。
使用超声波探伤仪检焊缝质量，经检查合格的焊缝。可以进行下道工序；对不合格的焊缝应清除修补。修补用碳弧气刨将焊缝缺陷除掉，然后再重新施焊。
一条焊缝修补不得超过两次，否则要更换母材。
5.2 焊接技术及质量保证措施
1）焊接工艺评定
根据国家有关规范和标准进行焊接工艺评定或焊接工艺评定转化工作。
2）焊前准备工作
焊前检查接头及坡口装配加工精度，背面衬垫紧贴度，对不合格要求的接头及坡口应进行修补处理。
焊前除去接头及坡口两侧铁锈、氧化铁、油污及水分等。
外场焊接应有防风、雨措施，二氧化碳气体保护焊应有可靠挡风装置。
3）低温下焊接技术措施
由于本工程施工期间处于冬季，且深圳冬季最低气温15℃左右，日常气温也大多界于，并经常伴有强劲的风力。我局曾承建的东北第一座钢结构大厦——长春光大银行，为在寒冷天气下进行钢结构焊接施工积累了丰富的经验。在这样的气候条件下，实施钢结构安装各工序都会有许多工艺难题，对于安装中的焊接施工，尤须采取非常措施。
在现场焊接施工中，采取搭设保温、防风棚，对钢构件焊前预热、焊后保温等措施。
4）定位焊
定位焊采用与正式焊接相同的焊条，定位焊一般长是25mm，定位焊不要在焊缝交叉处，定位焊不应有裂纹、气孔等缺陷。
5）引弧板及熄弧板
所有对接及角接焊缝的两端应设置引弧板及熄弧板，引熄弧板的坡口型式，材质均与工作相同，施焊后采用气割割除，不得用捶击断。
6）焊接程序
构件焊接采用对称焊接法,施焊时由双数焊工同时进行。
长焊缝采用由中间向两端的分中焊接法及分中步退焊法，也可由数名焊工分区同时进行。
7）焊接质量检验
（1）焊接外观质量检验
焊缝的焊波均匀不得有裂纹、未熔合、弧坑、夹渣、焊瘤、气孔及咬边等缺陷。
（2）焊缝内部质量检验
根据图纸及有关规范确认焊缝质量等级，对于二级以上的焊缝按规范要求的比例进行超声波探伤。
（3）焊接施工的质量目标
自检探伤一次合格率为99%，监理、业主检查一次合格率为100%。
六、 钢结构油漆、防锈和防火涂料施工
6.1 材料要求
所有钢构件均应彻底清除脏物及油污，钢结构在制作前钢材表面应进行喷砂除锈处理。本工程钢桁架根据设计要求，采用厚涂型防火涂料，钢桁架耐火等级为3.0 小时。
6.2 质量要求
2.1 进场质量检验：
1）防火涂料必须经过国家检测机构检测合格，并得到消防部门的认可；
2）钢结构防火涂料的质量合格证明文件、检测报告齐全；并附有涂料品种名称、技术性能、制造批号、储存期限和使用说明其性能符合下表要求：
3）防火涂料的型号、名称、颜色和有效期与相应的质量证明文件相符。开启后不得有结皮、结块、凝胶等现象。
检查数量：每批按桶数抽查5%，且不应小于3 桶。
2.2 施工质量检验
1）防火涂料涂装前钢材表面除锈及底漆涂装检验：
检查方法：表面检查用铲刀检查和用现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923 规定的图片对照观察检查。底漆涂装用干漆膜测厚仪检查，每个构件测检5 处，每处的数值为3 个相距50mm 测点涂层干漆膜厚度的平均值。
2）厚涂型防火涂料的涂层厚度应符合有关耐火等级的设计要求。
检查数量：按同类构件数抽查10%，且同类构件不应少于3 件。
检查方法：用涂层厚度测量仪，测针和钢尺检查。测量方法应符合国家现行标准《钢结构防火涂料应用技术规程》CECS24：90 的规定及本规范附录F。
3）涂层不宜出现裂纹。如有个别裂纹，厚涂型防火涂层表面裂纹不应小于2.0mm
检查数量：按同类构件数抽查10%，且同类构件不应少于3 件。
检查方法：观察和用钢尺检查。
4)防火涂料涂装基层不应有油污、灰尘和泥砂等污垢。
检查数量：全数检查。
检查方法：观察检查。
5）防火涂料不应有误涂、漏涂，涂层应闭合无脱层、空鼓、明显凹陷、粉化松散和浮浆等外观缺陷，乳突已剔除。
检查数量：全数检查。
检查方法：观察检查。
2.3 竣工验收：
钢结构防火保护工程竣工后，建设单位组织包括相关监督部门在内的有关单位进行竣工验收；
验收项目和方法：
A：用目测法检测涂料品种与颜色，与所选用的样品相对比；
B：用目测法检测涂层颜色及漏涂和裂缝情况，用0.75—1kg 榔头轻击涂层检测其强度等，用1m 直尺检测涂层平整度。
C：按规范CECS24：90 附录四的规定检测涂层厚度。
6.3 施工准备
3.1 现场准备
1)钢结构分项工程验收合格并签字齐全，在钢结构验收之前，不能进行防火喷涂施工。
2)维护及操作平台搭设、楼层封闭等工作完毕，并验收合格。
3)为防止喷涂施工时涂料飞溅造成污染，采用细目网加彩条布。4)封闭施工楼层，并对固定设备、地面、墙面应掩盖遮挡。
各种技术交底完成。
5)材料和喷涂基层等检验合格，完成材料报验和基层隐检工作。
3.2 机具准备
1)采用国产UBJ-1.8G1 型挤压式灰浆泵；每台泵配Z-0.29/T 型沙浆搅拌一台，空气压缩机一台、配电箱一个。
2)对机械进行检查，检查压力，润滑油是否正常。机械空转5 分钟检查是否能够正常运行，振动筛、料斗和输送管用水湿润。
3.3 劳动力组织
1)本工程安排防火喷涂施工人员4 人左右，其中：分为1 个机组，配备搅拌机，挤压泵，空压机各一台，配电箱一台，安装在合理部位。检查现场的电源、水源，将空压机压力调在0.4MPa 上。
2)机组要配备技术比较熟练的搅拌工和喷枪手，并对机组进行施工前技术操作工艺交底和安全交底等，使机组所有成员都明白喷涂的厚度以及喷涂中的技术要求。
6.4 施工工艺
4.2 防火涂料施工工艺
厚涂型涂料在出厂前已经配好，使用前只需用木棒稍加搅拌即可，不得随意加水稀释，以免影响附着力，如果感觉太稠可以加少量水进行稀释。
采用喷涂施工，气泵压力约为0.4MPa；
涂层厚度为分三次喷涂，每次间隔时间为4－12h。
4.3 施工环境要求：施工过程中和涂层干燥固化前，环境温度宜保持在5-35oC，相对湿度不 宜大于90％，空气应流通。环境温度低于0oC 时不宜施工。当风速大于5 米／秒（或有4 级以上穿堂风）不宜作业。雨天不宜进行露天施工，以避免雨水冲淋洗刷。
6.5 质量保证措施
5.1 建立质量保证体系，严格控制防火涂料的施工质量。
5.2 注意喷涂的外观质量，尽可能喷涂均匀，不出现明显的凹凸外表。喷枪手应随身携带测厚标尺，在喷涂时随时检查喷涂厚度，最终厚度应比要求厚度厚1mm左右，节点部位厚度应比平均值大3-5mm。
5.3 施工顺序为先喷下面，后喷上面。如果顺序颠倒，就必须清除掉下面基材上粘的涂料，以免空鼓开裂。待喷涂下一遍时用气泵吹掉浮灰，以免落地灰影响涂层的质量。
5.4 防火涂料应储存在阴凉的仓库内，仓库温度不宜高于35oC，不应低于5oC，严禁露天存放、日晒雨淋。
5.5 质量通病处理措施：
1)裂纹：对于出现裂纹无空鼓部分，先用专用工具在裂纹处修出110-130 坡口然后用手工反抹涂修补。
2)涂层表面如果析出白色粉尘：用气泵将白色粉尘吹掉或清扫掉，然后用涂料涂刷一遍。
3)如果表面个别部位出现粉化：表面喷涂一遍乳液。
4)空鼓：出现面积超过100mm×100mm 以上的空鼓部分，应全部铲掉，露出底部防锈漆，底层清除灰尘后重新喷涂。
6.6 安全、环保措施
每次喷涂结束时必须随时清洗机械，拉掉电源开关、关好自来水，清理好施工现场，做到工完场清。清除的喷洒废料应包装好运回生产部门以用在其他方面。
防护及维护：施工时对作业面周围需要防护的部位和设备、材料等，应采取防护措施。防止沾污。建筑物外围要做好维护，以免污染周边环境。施工后应防止碰撞损坏。施工脚手架的搭设应符合安全技术要求。
喷涂现场必须清扫干净或垫上彩布条，落地涂料应在半小时之内扫起加入下一般涂料中搅匀使用。
采用溶剂型防火涂料施工时，必须在现场配备灭火器材等防火措施，严禁现场明火、吸烟。
施工人员应戴安全帽、口罩、手套和防尘眼镜。