文化艺术中心施工设计方案

第八章 重点工程施工方案

8.1钢结构安装工程

8.1.1钢结构概况

本工程在2区科技中心的多功能展厅和公共大厅上空屋盖、4区艺术中心的舞台艺术中心的舞台上空、观众厅、排练演艺厅上空、3区电影世界的观众厅上空屋盖，3区和4区交汇处（主入口处）室外上空以及2区和4区交汇处（次入口处）室外上空均有钢结构屋盖，跨度最大的为4-2区的观众厅上空的单片钢桁架屋盖，跨度为28.5m。钢桁架底标高24.8m，钢桁架高3m，上下弦采用H900×700×20×36型钢，桁架腹杆采用H600×450×16×25型钢，单榀桁架自重近30吨，榀间间距10m左右。其它区域钢结构屋盖有三角形钢屋架，小桁架屋架和H型组合钢屋架。该工程钢桁架屋面均分嵌在钢筋混凝土结构屋面。

本工程钢结构数量多，重量大，技术含量高，施工难度大，成为影响整个工程施工进度、投资、质量的关键内容。

8.1.2钢结构施工准备

8.1.2.1技术方案的比较、分析、优化和确定

1、本工程由土建中标单位作为总承包商行使总承包管理，我方一旦中标，将严格按招标文件的要求和本工程的钢结构具体情况，分别确定钢结构原材供应商、专业加工制作厂家、大件运输商、钢结构吊装施工单位等分承包商。

在选择分承包商的同时，我们将根据工程特点与专业分承包商、业主代表、监理工程师、设计代表、公司专家组等共同会商确定关键部项的施工方案。作为总承包商，我们将最终选择确定最优施工方案。

2、4-2 区吊装方案的确定

在诸多施工技术方案中，大跨度、大吨位钢桁架的吊装方案是影响本工程施工的最为重要和关键的技术方案之一。为此，针对本工程钢结构跨度大、自重大、建筑功能设计特殊、现场场地情况等的特点，结合我们以往类似工程的施工经验和国内大跨度钢结构安装施工的一些工程实例，我们进行了多方案的比较、分析，本施工组织设计确定采用大型塔吊、高空滑移以及桅杆配合吊装的施工方法进行桁架的安装施工。

大跨度、大吨位钢构件的安装可采用厂房分段组装后运至现场，吊至上部屋面层拼装、整体吊装、整体提升及整体顶升、分段吊装高空拼接、高空滑移等方法，并可分为跨内吊装和跨外吊装。各种吊装方法的特点和优缺点比较如下表如示：

多种吊装方法的对比比较

序

号 吊装方法 主要特点 主要优点 主要缺点

1 高空散拼

成形 结构在设计标高一次拼装完成 可用简易或小吨位的起重运输设备 现场及高空作业量大，同时需要大量的支架材料。

2 分段吊装 地面拼接，高空吊装就位 高空作业量较高空散拼法大为减少，拼装支架也相应减少，可充分利用现有起重设备，较为经济 对于分割后结构的刚度和受力状况改变较大的钢屋盖影响较大 序

号 吊装方法 主要特点 主要优点 主要缺点

3 整体提升

整体顶升 将结构在地面拼装完成，再由起重设备垂直将结构整体提升至设计标高，可利用结构柱作为提升结构的临时支承结构 可以将屋面板、防水层、采暖通风与电气设备等全部分项工程在最有利的高度处施工，可节省施工费用。 对于周边支承点较少或整个屋盖系统较重的不适用，对提升设备的整体协同作业要求较高。

4 整体吊装 将结构在地面总拼成整体后，用起重设备将其吊装到设计位置 地面总拼可保证焊接质量和几何尺寸的准确性 对吊装设备要求高，需超大型吊装设备，费用昂贵。如果跨内吊装将对结构施工工期影响很大。

5 高空滑移 将结构条状单元在建筑物上由一端滑移到另一端，就位后总拼成整体 结构的滑移可与其他土建工程平行作业，缩短总工期，设备简单，不需大型起重设备。 对施工单位机械综合配置能力要求高，需增加安装滑道、支柱等辅助钢构件。

综合分析本工程屋盖自重大、高度高、跨度大等具体情况，结合各种吊装方法的特点和优缺点，我们比较认为整体提升或整体顶升难以适用本工程的钢屋盖系统；如采用整体吊装，则需超大型吊装设备，对现场地基土的地耐力要求较高，且现场供吊装回旋场地及配套起重设备的工作半径范围相对较大，地面拼接成形后的大跨度桁架的转移将十分艰难，此种方法也难以适用；而高空散拼将耗用大量的支撑架体材料，占用大量的施工工期，高空焊接量将十分可观，施工质量也难以保证，此种方法也难以适用。

再分析跨内还是跨外吊装，针对本工程楼层面为大跨度预应力梁板，工作量也较大，体形复杂，如采用跨内吊装，则钢筋混凝土楼盖等无法施工，需在吊装后施工，且结构中将涉及大量的节点预留、后期的连接处理，综合考虑本工程的施工工期又较为紧张，如采用跨内吊装，势必造成大量的后序工程难以实施，工期将难以保证。而跨外吊装，则可在不影响内部施工的情况下实施，这样现场内可开展多方位、多范围的平面和立体交叉流水作业，对工期完成有较大的保证。这样分析，我们认为跨外吊装是可选择的施工方案。

通过比较分析，我们认为本工程屋盖系统大跨度桁架的吊装单单采用某种方法将难以成功，应综合应用目前国内较为先进可行的施工技术，针对本工程情况采用适用的施工方法。

考虑到本工程桁架自重、跨度大小不一，各桁架搁置柱顶标高不一，同时为了减少大面积满堂脚手架的搭设量，故决定采用“工厂分段制作，现场分段吊装、放置在屋面滑动胎架上拼接、高空滑移”的施工方法。

采用跨外吊装方案，在进行钢桁架和屋盖施工时，均不会影响下部的混凝土结构施工，这样可保证总工期的如期完成。

加工制作方案的确定

在确定了吊装方案以后，我们认为钢桁架的加工制作分为工厂下料、分段成形、油漆涂料喷涂、分段运输、现场拼接几个主要步骤。

桁架的加工制作分为工厂和现场两个区段。

在工厂将桁架分段进行制作，根据现场安装部位和进度进展情况，分批运输至现场组装成整体。

2）其他区域钢结构的吊装因其他区域的钢结构跨度较小，且重量小，故采用塔吊和桅杆式起重机配合吊装的方法进行。

8.1.2.2现场平面布置的准备

针对本工程采用高空分段拼接的钢桁架吊装方案，钢桁架由工厂分段加工后运至现场，在胎架上进行整体拼接，现场平面布置时应保证足够的分段桁架堆放场地、塔吊就位场地、多机抬吊场地、桁架场内中转运输场地、桁架现场连接件堆放场地等。

根据钢桁架的吊装要求，利用土建施工时采用的QTZ7055塔吊，在安装阶段继续发挥作用。在屋面层的结构混凝土柱上，支设桅杆，配合吊装。

在机械选型和位置确定后，应针对机械设备对场地地基土的要求，进行塔吊基础的设置处理和行驶路基的加固处理。对用于桁架翻运的大吨位汽车吊的行驶应制定专门路线，并按最大荷重要求进行路基加固，考虑结合场内道路和永久道路路基施工的情况，采用碎石路基，路基施工前采用大吨位压路机碾压密实，面铺200厚C25混凝土面层的硬地坪供施工车辆和起重机械使用。

8.1.2.3施工人员的培训准备

本工程的钢结构加工制作和安装施工中将需要大量的电焊工、吊装工、驾驶工等专业人种人员，而工程技术含量和质量要求又很高，提供一支技术过硬、素质优良、政治合格的职工队伍将是一个工作重点，为此应加强参与施工的职工特别是技术工人的培训教育。

我们将组织专家组成员对所有管理人员进行技术要点的讲解培训，并结合实施施工组织设计的编制交底，将施工主导思想和技术方案做到人人有数、心中有底。

在管理人员进行培训的基础上，对技术工人的培训要跟上进行，培训应针对本工程的具体特点和要求，突出重点、关键点和难点，从技术操作规程、安全技术手段等多方面入手，保证人员素质有一个较大的提高，以保证本工程施工生产的需要。

所有电焊工必须经培训考试合格，持证上岗作业。

施工前应建立健全培训制度，根据公司《培训控制程序》和本项目的要求编制项目培训计划。

培训计划应规定资质资格、培训对象、内容、时间、方法、考核要求。

管理、执行及验证人员均应经过培训，并按公司规定满足上岗资格要求。

培训记录由项目负责整理，经项目技术负责人确认后报公司主管部门存档。

8.1.2.4机械设备的调度与准备

根据本工程土建施工和钢结构吊装施工的要求，本工程将采用数量较多、型号种类较多的大型机械设备，机械设备的使用租赁费用将是构成工程建设成本的一个重要组成部分。为此，我们要做好相应的调度和准备工作。

在施工前期准备阶段，即根据公司内部机械设备配备和外部的机械设备信息建立施工机械设备供求信息库，并根据施工进度计划和施工组织设计要求，制定施工机械进退场计划表，将选型确定的机械设备内部调拨调度、内部租赁、厂家购买、外部租赁合同签订完成，以保证工程施工的按期进场投入使用。 主要吊装机械性能表

序号 机械名称 型号 性能 备注

1 塔吊 QTZ7055 臂前端吊5.5吨，臂根起吊60吨，距离臂根20米吊30吨。 臂长70米，末端起吊5.5吨，2台

2 桅杆式起重机 1# 最大起重量20吨，桅杆高度24.7m，桅杆和吊杆截面800mm×800mm 配备4台，可周转使用

8.1.2.5施工指导书的编制

钢结构施工前，应根据工程特点，分别编制钢结构加工制作作业指导书、焊接作业指导书、吊装作业指导书、大型起重设备作业指导书等。

施工指导书的编制应切合工程具体情况，有针对性地制定一些措施，以指导生产作业的顺利进行。

施工指导书要作为技术文件经业主代表和监理单位代表批准认可，并在实施过程中认真执行。

施工指导书的编制应根据设计文件和施工图的要求和现场生产条件，内容以包括（以钢结构加工为例）：

施工中所依据的标准和规范；

制造生产的管理体系和质量保证体系；

成品的技术要求，其中包括工序的技术要求和各技术工种的技术要求；

为保证成品质量而制订的技术措施，如关键零、部件的精度要求、检查方法、检查工具，对主要构件的工艺流程和工序质量标准等；

采用的加工、焊接设备和工艺装备；

焊工和检查人员的资格证明；

各类检查表格。

8.1.3钢结构加工制作

8.1.3.1钢结构加工流程

钢构件在工厂的加工制作流程为：编制施工作业指导书→购入原材料和矫正→放样、号料和切割→边缘加工、管件弯曲→组装和焊接→端部加工和摩擦面处理→除锈和涂装→验收和发运。

8.1.3.2钢材的质量要求

钢材的质量控制是保证钢结构成品质量的重要环节，我们采取从钢厂直接采购的方式，按现行国家标准《碳素结构钢》规定的Q345B钢要求进行全部理化实验、Z向性能实验，并在开料之前对热影响区进行100%超声波检测，确保材料无夹层。

在使用过程中逐一标识，确保材料的可追溯性。

型材在轧制、运输、装卸、堆放过程中，可能会产生表面不平、弯曲、波浪形等缺陷，这些缺陷需在下料之前进行矫正或在切割后进行矫正。

8.1.3.3焊条（丝）的选择和质量要求

焊条（丝）选择：施工中应根据焊缝中的不同焊层选择焊条直径，不同直径的焊条所要求的电流大小也不同，焊接不同部位和焊缝所应采用的焊条直径和电流大小，应根据焊缝形式、焊接部位来选择。