钢管柱安装专项方案.doc

钢管柱安装专项方案

南京地铁三号线工程
XX站

钢管柱安装施工方案

编制：
审核：
审批：

XXXXXX钢结构有限责任公司
二〇一〇年十二月
14 / 17
目 录
1、工程概况 1
1.1、工程简述 1
1.2、编制依据 1
1.3、钢管柱安装工程量 1
2、钢管柱安装工艺流程 2
2.1安装定位器 2
2.2安装钢管柱 4
2.3浇注杯口混凝土 5
2.4钢管柱周边回填级配碎石 5
2.5浇注钢管柱内混凝土 5
3、钢管柱定位测量 5
4、钢管柱制作与吊装 6
4.1、钢管加工 6
4.2、钢管柱吊装 8
5、钢管柱内混凝土浇筑 9
5. 1、混凝土的技术要求 9
5. 2、混凝土的灌注方法 9
5. 3、施工注意事项 10
6、施工设备配置与施工机械计划 10
7、劳动力安排计划 11
8、确保工程质量的保证措施 11
8.1、现场施工管理 11
8.2、质量制度管理 12
9、确保安全文明施工的保证措施 13
9.1、安全保证措施 13
9.2 环境保护措施 14
9.3文明施工措施 14

1、工程概况
1.1、工程简述
云南高原体育训练基地富宁网架训练馆，网架训练馆平面呈异形结构，设计为地上多柱多跨框架结构，网架训练馆建筑投影面积约为5757平方米。A、J轴立柱采用Φ500×30无缝钢管柱造型钢结构，本公司对此造型柱钢结构单项工程进行投标报价，不包含除此单项工程外的土建与其他分项工程。
1.2、编制依据
1. 《云南高原体育训练基地富宁网架训练馆》建筑方案图、《云南高原体育训练基地富宁网架训练馆》结构施工图与相关设计交底。
2. 《钢结构设计规范》（GB50017-2011）等有关规范、规程、标准。
3. 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002），《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）。
4. 《建筑工程施工现场管理规定》。
5. 国家与现行的法律、法规和规程。
1.3、钢管柱安装工程量
钢管柱的相关参数与工程数量见下表1-1。
钢管柱参数表 1-1
柱类型
钢管规格
单根钢管柱重量（T）
结构分区
柱数量
柱顶标高（m）
柱底标高（m）
钢管柱长(m)
GZ1
Φ500×30
7.51
A、J轴
2
10.9
0.185
10.8
GZ2
Φ500×30
10.08
A、J轴
2
13.982
0.185
14.5
GZ3
Φ500×30
10.3
A、J轴
2
13.982
0.185
14.8
GZ4
Φ500×30
12.31
A、J轴
2
16.985
0.185
17.7
GZ5
Φ500×30
12.31
A、J轴
2
16.985
0.185
17.7
GZ6
Φ500×30
13.5
A、J轴
2
18.943
0.185
19.4
GZ7
Φ500×30
13.4
A、J轴
2
18.943
0.185
19.3
GZ8
Φ500×30
13.8
A、J轴
2
19.364
0.185
19.85
GZ9
Φ500×30
13.8
A、J轴
2
19.364
0.185
19.85
GZ10
Φ500×30
13.4
A、J轴
2
18.943
0.185
19.3
GZ11
Φ500×30
13.4
A、J轴
2
18.943
0.185
19.3
GZ12
Φ500×30
12.24
A、J轴
2
16.985
0.185
17.6
GZ13
Φ500×30
13.3
A、J轴
2
16.985
0.185
19.1
GZ14
Φ500×30
9.86
A、J轴
2
14.2
0.185
14.2

2、钢管柱安装工艺流程
施工准备
预埋件的制作准备
预埋件安装
安装定位器
吊装钢管柱并完成其上、下端定位
定位器加工、验收
钢管柱加工、验收
固定钢管柱
钢管柱周边级配碎石回填
等待钢管柱上端土建连接
浇注柱内混凝土
合格
合格
图2-1　钢管柱施工工艺流程图

首先在设计钢管柱位置完成挖孔桩与柱下桩基混凝土浇注，然后开始施工钢管柱，其工艺流程如图2-1所示。
2.1安装定位器
2.1.1抽排挖孔桩内泥浆（此工序由土建方完成）
桩基混凝土浇筑完成12h后，立即抽排水下浇注后存留在2m挖孔桩内的泥浆，挖孔桩内的泥浆采用潜水泥浆泵抽排，潜水泥浆泵扬程为40m。底部潜水泵无法抽出部分泥浆需人工排除。
2.1.2挖孔桩内通风和照明（此工序由土建方完成）
施工人员在挖孔桩内工作时，要保证作业区内具有良好的通风和照明，通风设备选用鼓风机，挖孔桩内布设１根200mmPVC通风管。照明用电采用36Ｖ安全电压照明。挖孔桩内施工时，做好井口安全防护，并设专人负责。
2.1.3定位器锚固面以上混凝土凿除
定位器锚固面以上混凝土的凿除在桩基浇注混凝土初凝后与时进行。混凝土初凝后与时抽排挖孔桩内的泥浆，并向挖孔桩内通风，在确保施工安全的情况下，人工用风镐进行混凝土的破碎和清除。
2.1.4定位器安装
安装定位器是钢管柱施工的关键工序，必须做到安装前放线，安装后复核，定位器安装工艺流程如图2-2。
由井口将标高控制点投测于挖孔桩护壁上，
将桩心投测于桩基表面
据实测桩心、标高，修整预埋定位器底脚螺栓位置并固定
调节定位器固定螺栓，定位器安装就位
吊装钢管柱
复核定位器标高、桩心
紧固定位器调节螺栓
合格
图2-2 定位器安装工艺流程图
浇注定位器底脚螺栓锚固混凝土
不合格

（1）、定位器锚固面以上混凝土的凿除：采用水下混凝土的灌注桩，凿除桩顶混凝土到定位器底部（考虑到后期沉降的影响，定位器底部标高抬高20mm）。混凝土的破碎和清除采用吊桶提升的携带方式。
（2）、底脚螺栓的安装：在井口将标高控制点投测于人工挖孔桩护壁上，将桩心投测于桩基表面。用吊车将定位器预埋底脚螺栓框架（图2-3）送入桩底，开始向桩孔内通风，施工人员下入桩底。通过调节底脚螺栓框架中心钢板位置，以调整其标高、中心，调整好位置后，将底脚螺栓框架与桩基主筋焊接在一起，以防浇注C50早强混凝土时移位。
（3）、浇注混凝土至预定位置：为确保底脚螺栓框架被锚固牢固，以防钢管柱吊装过程中不发生变形移位，采用C50商品砼，现场浇注与时养护。
（4）、定位器安装：精确校核定位器锚固定端底螺栓位置、标高后，在桩顶满铺4cm厚水泥浆，然后安装定位器（图2-4）。通过定位器螺栓槽口，调整定位器，复核其标高、中心，满足规范要求后，紧固螺栓，定位器安装就位。定位器的制作质量必须严格控制，保证其具有足够的强度、刚度与精确度，其中心误差<3mm，固定边与水平面成直角误差<l‰，锥底宽度比钢管内径小8mm。定位器的安装必须精确校核其平面位置、标高、垂直度后，紧固定位器调节螺栓。为保证钢管柱安装精度，定位器的安装必须牢固准确。定位器的安装必须做到安装前精确放线定位，安装后重新复验。
2.2安装钢管柱
定位器预埋底脚螺栓锚固混凝土浇筑终凝后洒水养护，至3天后混凝土强度达到20MPa时即可吊装钢管柱。
钢管柱采用一次整体吊至设计安装平面。出厂前，在钢管柱脚法兰位置对称预留九个Φ40mm螺栓孔，采用两点起吊法吊装钢管柱，上端用与柱脚预埋相似的构件高强螺栓与顶法兰连接，上端用钢丝绳抱住柱体，缓慢起吊钢管柱，下放至预埋锚栓配置方位。钢管柱顶部可直接嵌入定位器，通过标高测定柱顶与定位器的吻合程度。
钢管柱就位、复核无误后，通过设置脚手架底托对柱体上端进行定位微调，由于钢管柱下端平面位置、标高、倾斜度已由定位器确定，钢管柱上端空间位置校定后，钢管柱位置已精确定位。

2.3钢管柱周边回填级配碎石
单件钢管柱安装结束后，为防止柱脚蹦裂在钢管柱周边回填级配碎石在填处理。回填结束后。待回填完成后，对钢管柱柱脚进行围栏保护，并设置安全标志。
3、钢管柱定位测量
训练馆网架钢结构采用安装逆作法施工，中间钢管立柱的施工要求非常高（表3-1），测量控制必须严格要求。
表3-1 钢管柱制作和安装允许偏差（mm）
序号14-5 钢管柱吊装就位允许偏差（mm）序号
检查项目
允许偏差
备注
1
立柱中心线和基础中心线
±5

2
立柱顶面标高和设计标高
+0，-20

3
立柱顶面不平度
±5

4
各柱间的距离
间距的1/1000，最大10

5
管段纵向弯曲度
长度的1/1000，最大10

6
各立柱上下两平面相应计算对角线差
长度1/1000，最大10

7
管体椭圆度
外径增大值≤3/100外径

（1）、中间桩柱的地面定位：采用全站仪整体测设中间桩柱设计平面位置，并在护筒施工区域外十字轴线方向上做护桩，确保桩心位置，并有利于桩心的恢复。
（2）、钢管柱底标高的测设：采用水准仪测设钢管柱底标高。
为便于定位器安装，将±0点寻找+0.185作为定位器标高控制点。
（3）、柱体吊装就位测量控制通过两台经纬仪，分别置于轴线的护桩上，随时用相交点，指挥柱体的吊装，直至其标高垂直度无误后完成吊装。
4、钢管柱制作与吊装
4.1、钢管加工
4.1.1、施工工艺
施工图→原材料复检→钢板号料→自动切割下料→钢板坡口加工→钢板卷制→二氧化碳气体保护焊打底焊→自动埋弧焊焊接→碳弧气刨清根→自动埋弧焊焊接→超声波探伤检验→校正→钢管对接、拼装→焊钢管环焊缝→超声波探伤检验→焊内衬环、耳板→除锈、涂装→检验合格出厂。
4.1.2、钢管柱原材要求
1）、钢管可采用直缝焊接管和无缝钢管。焊接必须采用对接焊缝，并达到母材等强的要求。
2）、钢材与焊接材料应按设计图的要求选用，其性能和质量必须符合国家标准和待业标准的规定，并应出具质量证明或试验报告。
3）、成批钢材入库后，应按批量复检其理、化性能，合格后方能使用。
4.1.3、钢管柱制作工艺控制
钢管柱制作工序
1）、钢板气割前应将切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后应清除熔渣和飞溅物。
2）、放样、号料应根据工艺要求预留制作和安装的焊接收缩量；制作时切割、刨边和铣平等加工余量。
钢管桩加工允许偏差
项 目
允许偏差（mm）
平行线距离和分段尺寸
±0.5
对角线差
1.0
宽度和长度
±0.5
加工样板的角度
±20'
零件外形尺寸
±1

3）、中板下料用自动切割机下料切割，薄板下料采用机械剪切，切割后均需清除毛刺。
项 目
允许偏差（mm）
零件宽度和长度
±（1+1/5000），且不大于±3.0
切割面平面度
0.05t且不大于2.0
割纹深度
0.2
局部缺口深度
1.0
边缘缺棱
1.0
型钢端部垂直度
2.0

4）、切割后出现变形的零件，要矫正其平直度，质量要求为局部挠曲矢高f的允许偏差值在1m范围内f≤1.0mm。
5）、板材坡口加工与端面加工，为保证施工质量，进行刨、铣加工，其加工余量不应小于2.0mm。
6) 、组装前，应先检验合格，所有焊接面需按要求打磨。打磨范围：焊缝边缘每边30-50mm，并不得有大于1mm的局部缺口。
7) 、钢管卷制：卷管方面应与钢板压延方向一致。在卷板过程中，应注意保证管端平面与管轴线严格垂直。卷压钢板时，考虑到一次变形量不能太大，应与时调整上滚间隙。钢管卷制后应在管端打上十字轴线并作标记。
8) 、钢管焊接成型后，为消除焊接变形，应采用机械校正，直至达到尺寸精度要求。机械校正无法完成的可用热加工来校正。
9) 、在钢管卷制过程中，由于设备和材料的条件限制，需要进行对接，组对在托架上操作，托架构造。对接时应严格保持焊后管肢平直。焊接时，除控制几何尺寸外，还应控制焊接变形，焊接宜采用分段反向顺序，分段施焊应保证对称，并预留对接间隙，以抵消收缩变形。
10) 、钢管对接时，为确保对接处的焊接质量，在对接处设置附加衬管，其宽度为20mm，厚度为3mm，与管内壁保持0.5mm的间隙。
11) 、钢管柱制作焊接纵、环焊缝均采用CO2气体保护焊打底，清根后自动埋弧焊焊接。施焊前应清除焊丝上的油污和铁锈，对焊剂进行烘焙至350℃～400℃，保温2h。焊缝两端设置引弧板和引出板。焊接完毕后，应采用气割切除引弧和引出板，并修磨平整，不得用锤击落。
12) 、钢管柱制作尺寸允许偏差，焊接检查执行《钢结构工程施工与验收规范》（GB50205 - 2001）和设计要求。
4.1.4、钢管柱除锈处理
钢管柱使用前进行防锈处理，在钢管除锈等级不得低于St3或Sa21/2 ，防腐蚀涂层厚度不小于60um。
4.2、钢管柱吊装
4.2.1、吊装方法
因本工程中钢管柱的长度较长，故吊放安装采取精准制作。出厂前，在钢管柱顶法兰位置对称预留九个Φ40mm螺栓孔，单段吊装采用单点起吊法吊装钢管柱，上端两柱间用与柱脚相似的柱顶预埋连接，上端用钢丝绳抱住柱体，缓慢起吊钢管柱，下放至预埋孔内。吊机吊装钢管柱，慢插入孔，钢管柱顶部可直接嵌入定位器，通过标高测定柱底与定位器的吻合程度（吊点设置如图4-1）。
图4-1 吊点位置图
4.2.2、吊装钢管柱强度和绕度检算
管柱吊装采用一台吊机吊装，一台50t汽车吊，一台25t汽车吊，两台吊机把钢管柱吊起后，钢管柱顶部继续抬升，25t汽车吊松钩，50t汽车吊竖直吊着钢管柱至与地平面要求的倾斜度，临时用脚手架固定钢管柱的上部后松构，50t汽车吊离去。
4.2.3、吊装钢管柱高强螺栓强度验算
在现场钢管柱起吊过程中，考虑现场需要，拟采用两根10.9SФ24承压型高强螺栓。根据钢结构高强度螺栓连接的设计施工与验收规程（JGJ82-91）对其进行抗剪和抗拉承载力验算。根据计算，钢管柱最大起吊重量为不超过24T，用24T进行验算。
a、 抗剪承载力：
=*2.2/4*2*31=235.7KN=24T>14T
b、 承压承载力：
=2.2*1.6*46.5=163.7 KN=16.7T>14T
根据计算，该规格螺栓能够满足实际需求，可使用于现场吊装过程中。
5、施工设备配置与施工机械计划
考虑现场的实际情况，针对工程施工工艺特点，本工程采用主要设备与机械详见表6-1。
工程主要施工设备与施工机械计划表 表6-1
项次
机具名称
规格型号
单位
数量
用 途
备注
1
振捣器
H250A
套
10
密实砼

2
电焊机
BX3-500
台
4
现场焊接制作

3
空压机
1.6L
台
5

4
切割机
FGQ40
台
2
切钢筋

5
汽车吊
25T
台
1
钢管柱、定位器吊装

6
汽车吊
50T
台
1
钢管柱吊装

7
定位器

套
82
钢管柱定位

8
全站仪
R-325
台
1
测量放线

9
经纬仪
J2
台
2
测量放线

10
水准仪
AT-G2
台
2
找平、控制标高

11
钢卷尺
50m
把
2
测量放线

7、劳动力安排计划
本工程计划施工人员为26人，所需人员具体见表7-1。
劳动力配备一览表 表7-1
工 种
按工程施工阶段投入劳动力情况
测量放线
3
专职安全员
2
电 工
2
吊车司机
4
其 它
15
8、确保工程质量的保证措施
8.1、现场施工管理
（1）、加强现场工程质量的检查监控，强化“三检”工作的与时性和准确性，使工序质量指标控制在设计和规范要求的允许偏差内。
（2）、所有的材料必须有材质证明的质检报告，不允许不合格的材料或产品投入使用。对进入现场的材料，分型号堆放，并做好标示，标明产品名称、规格、生产厂家、出厂日期、进货日期、检验状态等。进入现场的材料应与时送检，合格后方能使用。
（3）、所有隐蔽工程记录必须报质检员后，才能进入下道工序。
（4）、钢构件表面必须洁净，搭接长度符合规定值，确保钢筋笼焊接质量。
8.2、质量制度管理
（1）、技术交底制度
每个工种、每道工序施工前要组织进行各级技术交底，包括项目工程师对工长的技术交底、工长对班组长的技术交底、班组长对作业班组的技术交底。各级技术交底以书面进行，因技术措施不当或交底不清而造成质量事故的要追究有关部门和人员的责任。
（2）、材料进场检验制度
本工程的各类材料具备出厂合格证，并根据国家规范要求分批分量进行抽查检验，抽检不合格的材料一律不准使用，因使用不合格材料而造成的质量事故要追究验收人员的责任。
（3）、施工挂牌制度
主要工种如成孔作业、砼浇注等，施工过程中在现场实行挂牌制，注明管理者、操作者、施工日期，并做相应的图文记录，作为重要的施工档案保存。因现场不按规范、规程施工而造成质量事故的要追究有关人员的责任。
（4）、过程三检制度
实行并坚持自检、互检、交接检制度，自检要作文字记录。隐蔽工程由工长组织项目技术负责人、质量检查员、班组长检查，并作出较详细的文字记录。
（5）、质量否决制度
对不合格分项、分部和单位工程必须进行返工。不合格分项工程流入下道工序，耍追究班组长的责任，不合格分部工程流入下道工序要追究工长和现场技术管理人员的责任。有关责任人员在针对出现不合格品的原因采取必要纠正和预防措施。
（6）、质量文件记录制度
各类现场操作记录与材料试验记录、质量检验记录等要妥善保管，特别是各类工序接口的处理，应详细记录当时的情况，理清各方责任。
（7）、有关工程技术、质量的文件资料管理制度
工程文件资料的完整是工程竣工验收的重要依据，应真实和详尽。由项目资料员收集、整理、保管存档，做到工程技术、质量保证资料与验收资料随工程进度同步进行。
（8）、培训上岗制度
工程项目所有管理与操作人员应经过业务知识技能培训，并持证上岗。因无证指挥、无证操作造成工程质量不合格或出现质量事故的，除要追究直接责任者外，还要追究企业主管领导的责任。
9、确保安全文明施工的保证措施
9.1、安全保证措施
（1）钢管柱堆放整齐，堆放高度不得超过二层，避免滑落。
（2）在进行钢管就位安装以与混凝土浇注时所搭设的临时操作台必须牢固可靠。
（3）钢管在起吊时应选用适合的起吊钢绳，绑扎时须牢固可靠，防止脱落伤人。
（4）现场吊装由专职起重技师统一指挥，包括构件绑扎和起吊信号，以确保设备与人员安全，要求起重人员严格行“十不吊”制度。高空作业人员必须系好安全带，做好高空防坠落工作。在钢管吊装期间，为防止人员、材料和工具坠落或飞出造成安全事故，需铺设安全网。为便于钢柱对接施工，并保证操作人员的安全，在操作场地要设操作平台。
9.2 环境保护措施
（1）成立相应的环保管理机构，在施工过程中严格遵守环境保护的法律、法规，加强环境、卫生、文明、安全的施工管理。
（2）根据有关法律法规、规章和施工方案，合理布置临时施工场地，施工场地做到整洁文明。废水的排放、建筑垃圾等的堆放和丢弃应按政府有关部门的规定进行管理。
（3）严格执行《建筑施工场界噪声限值》标准，施工中采用低噪音的工序，大量焊接所产生的光污染，应采取相应措施进行防护，发现超标与时进行整改。噪音较大的工序禁止夜晚作业。
9.3文明施工措施
（1）每施工桩位设置标志、标牌，标牌上应有桩基类型、桩顶标高、桩长、地质情况以与安全注意事项。