【北京】水立方鋼結(jié)構(gòu)施工總體方案介紹（共52）

國家游泳中中心鋼結(jié)構(gòu)施工工總體方案案國家游泳中中心項目經(jīng)經(jīng)理部匯報的主要要內(nèi)容一、工程概概況二、施工部部署三、深化設(shè)設(shè)計四、材料采采購五、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)施工工藝藝六、防腐涂涂裝七、與膜結(jié)結(jié)構(gòu)施工配配合八、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)檢測九、其他相相關(guān)工藝1、工程概況況本工程的建建筑造型為為“充滿水的立立方體”，平面尺寸寸177.338m××177.338m，建筑墻體體底標高+1.059m，屋頂標高高30.587m。屋面及支支撐墻結(jié)構(gòu)構(gòu)由新型多多面體空間間鋼架構(gòu)成成水滴的骨骨架。鋼結(jié)結(jié)構(gòu)總用鋼鋼量共約6300噸，鋼材選選用Q345C、Q420C。結(jié)構(gòu)節(jié)點點形式分為為球型、半半球型、方方鋼管相貫貫三種，桿桿件分為圓圓鋼管、方方鋼管兩種種形式。所所有構(gòu)件壁壁厚由6mm到40mm。節(jié)點9290個，桿件數(shù)數(shù)量將近20670根。一工工程概況2、工程特點點(1)結(jié)構(gòu)型式：：新型多面面體空間剛剛架桿件截面：：內(nèi)部腹桿桿為圓鋼管管，表面弦弦桿為矩形形鋼管。節(jié)點類型：：內(nèi)部腹層層節(jié)點——焊接球節(jié)點點表面弦層節(jié)節(jié)點——焊接半球節(jié)節(jié)點邊框角線節(jié)節(jié)點——以邊框為母母桿的相貫貫焊接節(jié)點。節(jié)點加強：：加厚或設(shè)設(shè)加勁肋，，連接采用用套管加焊焊增強。(2)鋼結(jié)構(gòu)高度度：30.587m(3)支承形式：：鋼結(jié)構(gòu)墻墻體周邊支支承于鋼板板組合砼框框架梁。(4)本工程設(shè)計計基準期為為50年，設(shè)計使使用年限為為100年，結(jié)構(gòu)安安全等級為為一級。3、工程難點點⑴制制作精度度要求高⑵安安裝難度度大⑶空空間三維維定位測量量難度大⑷焊焊接質(zhì)量量要求高難難度大⑸屋屋面結(jié)構(gòu)構(gòu)較為復雜雜，卸載難難度大1、施工現(xiàn)場場平面布置置256HCST70/30H3/356BBPR-GT491拼裝及材料料場ST50/15拼裝及材料料場拼裝及材料料場二施施工部署2、施工機械械設(shè)備序號設(shè)備名稱型號單位數(shù)量功率kVA用途1塔式起重機H3/36B臺1

90鋼框架安裝2塔式起重機BPR-GT491臺1

160鋼框架安裝3塔式起重機ST70/30臺1

90鋼框架安裝4塔式起重機256HC臺1

90.6鋼框架安裝5塔式起重機ST5015臺1

45鋼框架安裝6螺旋千斤頂

只340

鋼架支撐7手工焊機

臺4028鋼構(gòu)件焊接8CO2焊機

臺20

34鋼構(gòu)件焊接3、施工人員員組織機構(gòu)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)部經(jīng)理物資管理員安全員鋼結(jié)構(gòu)專家組一級注冊結(jié)構(gòu)師現(xiàn)場施工班組駐廠監(jiān)造師質(zhì)量員加工廠現(xiàn)場工程師電焊工用工需求計劃時間（2005年）5月6月7月8月9月10月11月12月2006.1電焊工人數(shù)（人）1015203550606030104、主要勞動動力需求5、總體施工工順序⑴總體安排順順序是先進進行墻體的的施工，形形成受力支支撐后，再再進行屋面面鋼結(jié)構(gòu)的的施工,地上一層→→地上二層層→頂層。⑵墻體施工順順序1.209米墻體施工工順序二施施工部署6.55米墻體施工工順序二施施工部署墻體局部施施工順序1234二施施工部署⑶屋面結(jié)構(gòu)施施工順序二區(qū)一區(qū)三區(qū)第一階段第二階段二施施工部署第三階段二施施工部署二施施工部署6、施工進度度計劃工作內(nèi)容開始時間完成時間持續(xù)時間鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計2005年3月12日2005年5月5日48工作日材料采購2005年3月29日2005年6月9日73工作日鋼結(jié)構(gòu)加工2005年4月20日2005年8月17日120工作日現(xiàn)場拼裝2005年5月1日2005年12月1日215工作日一層墻體安裝2005年5月20日2005年6月28日40工作日二層墻體安裝2005年6月1日2005年7月28日58工作日2區(qū)屋面結(jié)構(gòu)安裝2005年7月18日2005年9月15日60工作日3區(qū)屋面結(jié)構(gòu)安裝2005年8月8日2005年12月20日135工作日1區(qū)屋面結(jié)構(gòu)安裝2005年8月19日2005年12月25日129工作日1、深化設(shè)計計原則深化設(shè)計將將結(jié)合制作作安裝、焊焊接及總體體設(shè)計要求求，對桿件件及節(jié)點進進行必要的的調(diào)整,以期達到既既可以保證證總體設(shè)計計對于建筑筑效果及結(jié)結(jié)構(gòu)安全的的要求，又又可以提高高制作安裝裝、焊接質(zhì)質(zhì)量對于經(jīng)經(jīng)濟指標也也會有進一一步的改善善，同時對對桿件詳圖圖設(shè)計也有有一定幫助助2、節(jié)點合合并設(shè)計計現(xiàn)有設(shè)計計中,節(jié)點中心心距離小小于1米的桿件件有近1300根。對于于相鄰節(jié)節(jié)點中到到中距離離過小,致使球節(jié)節(jié)點間桿桿件凈長長過短的的問題，，深化設(shè)設(shè)計將根根據(jù)墻面面或屋面面等不同同部位,在綜合考考慮安裝裝施焊操操作、檢檢驗及建建筑效果果等各種種條件基基礎(chǔ)上,確定最短短桿件極極限長度度。此深化調(diào)調(diào)整將會會改變局局部小單單元體的的節(jié)點共共面,對局部結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計會有相相應影響響,應進行設(shè)設(shè)計復核核。三深深化設(shè)設(shè)計3、典型節(jié)節(jié)點4、安裝控控制的要要求空間節(jié)點點及桿件件的快速速準確定定位要求求為保證空空間節(jié)點點及桿件件的快速速準確定定位，節(jié)節(jié)點及桿桿件的深深化設(shè)計計,將結(jié)合單單元的預預制及安安裝順序序,采取相應應的預制制處理工工藝；解決單元元及構(gòu)件件拼裝的的干涉問問題；對于拼裝裝中難以以避免的的構(gòu)件干干涉問題題,將根據(jù)單單元拼裝裝順序模模擬,合理地采采取措施施,保證拼裝裝工序的的實施。。5、安裝誤誤差調(diào)整整要求深化設(shè)計計將根據(jù)據(jù)子結(jié)構(gòu)構(gòu)實驗數(shù)數(shù)據(jù),結(jié)合結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度及及應力分分布規(guī)律律,進行科學學合理的的安裝及及焊接模模塊劃分分,并確定構(gòu)構(gòu)件實際際下料長長度，以以保證拼拼裝及焊焊接的變變形控制制6、焊縫質(zhì)質(zhì)量控制制要求對于類似似表面構(gòu)構(gòu)件相貫貫等特殊殊部位的的焊接操操作,以及因拼拼裝時構(gòu)構(gòu)件與節(jié)節(jié)點對中中無法理理想實施施的情況況,為保證焊焊接質(zhì)量量，深化化設(shè)計將將預先給給出可行行的解決決方案。。1、設(shè)計要要求用于本工工程的鋼鋼材厚度度小于18mm的采用Q345C級，厚度度大于等等于18mm的采用Q420C級。管材采用用無縫或或焊接鋼鋼管、矩矩形管。2、廠家選選擇本工程采采用的Q345C、Q420C級鋼材，，各項技技術(shù)指標標較高，，對選擇擇產(chǎn)家的的選擇應應特別慎慎重，在在選擇時時我公司司將本著著“技術(shù)術(shù)業(yè)績””優(yōu)先的的原則。。對有該型型號鋼材材生產(chǎn)業(yè)業(yè)績的廠廠家優(yōu)先先考慮，，在國內(nèi)內(nèi)有該級級別鋼材材生產(chǎn)業(yè)業(yè)績的廠廠家十分分局限，，有河南南舞陽鋼鋼廠，武武漢鋼鐵鐵公司。。在確定廠廠家前，，我們將將組織專專家對上上述鋼廠廠進行技技術(shù)考察察，以考考證其相相關(guān)業(yè)績績的真實實性，并并對技術(shù)術(shù)能力充充分了解解，在確確認其據(jù)據(jù)有提到到鋼材各各項指標標的能力力，尤其其交貨狀狀態(tài)的控控制，同同時在Q420C鋼材生產(chǎn)產(chǎn)過程中中有專人人駐鋼廠廠，以其其了解鋼鋼材生產(chǎn)產(chǎn)過程是是否按專專家確認認的工藝藝生產(chǎn)。。四材材料采采購3、采購中的的質(zhì)量控控制⑴在原材材料采購購合同中中明確規(guī)規(guī)定材質(zhì)質(zhì)各項指指標及規(guī)規(guī)則依據(jù)據(jù)，以及及交貨狀狀態(tài)；⑵對進入入加工廠廠的材料料進行原原樣驗收收，將對對其原保保證書，，并逐一一檢查板板材厚度度、圓管管的壁厚厚、幾何何尺寸，，對于不不合符規(guī)規(guī)范要求求的材料料堅決拒拒收；⑶對入廠廠的各項項材料進進行復驗驗，確保保入廠鋼鋼材理化化指標符符合規(guī)范范要求，，對于不不合格產(chǎn)產(chǎn)品做出出標識，，并及時時退廠，，保證不不出現(xiàn)不不合格產(chǎn)產(chǎn)品的堆堆料。五鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)施工工工藝通過對本本鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)工程的的深入理理解，對對本鋼結(jié)結(jié)構(gòu)工程程施工工工藝我項項目將本本著“一一般工藝藝求精，，難點工工藝求專?！钡脑瓌t，制制定本工工程鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的施施工工藝藝。針對工程程的五個個難點，，我們制制定相應應的工藝藝措施與與控制點點，逐一一解決施施工中的的難題1、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)與混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)連節(jié)點點待土建結(jié)結(jié)構(gòu)提供供工作面面后，施施工墻體體鋼框架架，與土土建基礎(chǔ)礎(chǔ)連接形形式如下下圖：在與混凝凝土連接接的方鋼鋼管上焊焊接臨時時固定小小牛腿,并在混凝凝土施工工時埋入入地腳螺螺栓,通過地腳腳螺栓與與牛腿將將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)與混凝凝土墻體體連接。。2、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工工藝本工程加加工工藝藝中鋼管管加工、、球節(jié)點點加工為為一般工工藝；加加工難點點為方鋼鋼管相貫貫節(jié)點的的加工，，在結(jié)構(gòu)構(gòu)加工時時主要控控制以下下幾種節(jié)節(jié)點的加加工。在節(jié)點加加工前，，應對以以上節(jié)點點進行節(jié)節(jié)點試驗驗(1:1),確定節(jié)點點的工藝藝，如內(nèi)內(nèi)襯板的的方式、、組裝順順序、組組焊的順順序、焊焊接的各各項參數(shù)數(shù)等，以以保證加加工的成成品構(gòu)件件的精度度滿足設(shè)設(shè)計與規(guī)規(guī)范要求求3、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)安裝工工藝核對進場的各種節(jié)點、構(gòu)件及連接件的規(guī)格、品種、數(shù)量測量儀器必須按國家有關(guān)的計量法規(guī)的規(guī)定定期送檢原材料質(zhì)量保證書和試驗報告及見證復試檢查安裝前的準備工作構(gòu)件編號構(gòu)件制作質(zhì)量檢驗位置根據(jù)設(shè)計的三維坐標確定在建筑物端部或中部搭設(shè)高空拼裝操作平臺進行鋼框架安裝

區(qū)域成形復核定位軸線和標高編制施工組織設(shè)計施焊復核支點三維坐標焊接檢查進行框架體系全面測試安裝感應片卸載合格⑴安裝工藝藝⑵墻體安裝裝墻體安裝裝過程中中為確保在安安裝腹桿桿前結(jié)構(gòu)構(gòu)的穩(wěn)定定性用腳腳手架作作支撐體體系。⑶屋面安裝裝屋面安裝裝過程中中主要控控制屋面面標高，，采用千千斤頂進進行微調(diào)調(diào)。4、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)測量工工藝平面控制網(wǎng)測設(shè)，豎向投測

調(diào)整后達到規(guī)范要求鋼框架就位

復校內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理輸入全站儀

外業(yè)數(shù)據(jù)測量

輸出結(jié)果對整個施施工現(xiàn)場場的軸線線網(wǎng)進行行測量，，桿件的的定位采采用全站站儀三維維投點法法。確定定桿件一一端三維維坐標點點，將三三維座標標輸入全全站儀，，運用三三臺全站站儀實測測坐標取取平差值值，以同同樣方法法確定桿桿件另一一端三維維坐標，，調(diào)整鋼鋼框架安安裝精度度，達到到規(guī)范允允許偏差差范圍內(nèi)內(nèi)。5、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)焊接工工藝⑴焊接質(zhì)質(zhì)量要求求桿件與焊焊接球剖剖口焊縫縫一一級相貫節(jié)點點剖口焊焊縫一一級桿件與節(jié)節(jié)點加強強區(qū)對接接焊縫一一級級支座連接接鋼板剖剖口焊縫縫一一級級加勁肋雙雙面角焊焊縫三三級級其他次要要焊縫三三級⑵典型焊焊接節(jié)點點（建議議）球節(jié)點焊焊接形式式⑴內(nèi)襯管連連接形式式球節(jié)點焊焊接形式式⑵外套管連連接形式式球節(jié)點焊焊接形式式⑶半球節(jié)點點焊接形形式⑶焊接材料料本鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)工程采采用Q345C、Q420C鋼材，焊焊接材料料相應采采用E50XX及E55XX系列的焊焊條⑷焊接方方法采用手工工電弧焊焊與CO2氣體保護護焊⑸焊接工工藝評定定本工程焊焊接工藝藝評定共共做20組，常溫溫與負溫溫CO2氣保焊和和手工焊焊各1組①Q(mào)345C－Q345C板對接；；②Q345C－Q420C板對接③Q420C－Q420C板對接；；④Q420C－Q345C管－球?qū)?；⑤Q345C-Q345C管－球?qū)印Ｔ诠に囋u評定之前前應對Q420C鋼材進行行母材的的可焊性性試驗來來確定焊焊接的基基本參數(shù)數(shù)⑹焊工考考試①考試內(nèi)內(nèi)容和方方法參加本工工程的焊焊工全部部進行附附加考試試中的操操作考試試對于不不同材質(zhì)質(zhì)的鋼材材焊接應應分別考考試，即即部分焊焊工考核核Q345C材質(zhì)的焊焊接，部部分焊工工考核Q420C材質(zhì)焊接接，以減減少考試試用鋼材材的投入入。同時時在焊接接時加以以區(qū)分。。考試的焊焊接方法法為手工工電弧焊焊和C02氣體保護護焊，焊焊條為5515，焊絲為為錦泰JM-58Ф1.2焊絲。試件板材材質(zhì)為Q345C、Q420C焊接形式式選擇對對接，焊焊逢位置置選擇平平焊、橫橫焊、立立焊（F、H、V）及管與與球的全全方位焊焊。②考試試件件的檢驗驗項目應應符合下下表規(guī)定定試件形式試件厚度（mm）外觀檢驗無損探傷側(cè)彎全斷面拉伸拉伸沖擊宏觀酸蝕及硬度板對接焊25要超聲波4個/2個焊縫3個熱影響粗晶區(qū)3個

管與球25要超聲波

2

/2⑺現(xiàn)場焊接接的順序序①節(jié)點的的焊接順順序球節(jié)點焊焊接采用用由下至至上的180度或60度對稱焊焊接方鋼管采采用由下下至上對對稱焊接接②階段整整體焊接接采用由中中心向四四周擴散散焊接的的順序，，階段焊焊接收口口的位置置選在與與四周相相連接的的位置6、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)屋面卸卸載工藝藝⑴卸載方方法采用鋼管管腳手架架組合支支撐，螺螺旋千斤斤頂調(diào)節(jié)節(jié)，分步步等距卸卸載⑵卸載順順序序號卸載順序優(yōu)點缺點11區(qū)→3區(qū)→2區(qū)腳手架可以周轉(zhuǎn)使用分區(qū)卸載將在墻體區(qū)產(chǎn)生負彎矩對屋面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響21區(qū)→2區(qū)→3區(qū)33區(qū)→2區(qū)→1區(qū)43個區(qū)域同時卸載符合設(shè)計工況，有利于結(jié)構(gòu)整體的質(zhì)量大量積壓腳手架5綜合比較為保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量，采用3個區(qū)域同時卸載方法⑷支撐點布布置支撐點布布置支撐架布布置卸載支撐撐點應在在屋面下下弦接點點位置，，承重支支撐應進進行連接接三個區(qū)域域卸載重重量與千千斤頂布布置如下下表序號區(qū)號屋面尺寸重量卸載點數(shù)千斤頂數(shù)量備注1一區(qū)45.9m×176.5m950噸4個32只每個點8個千斤頂2二區(qū)176.5m×44.9m890噸4個32只3三區(qū)123m×120m2200噸28個256只有四個點16只千斤頂⑸組合腳手手架支撐撐點搭設(shè)設(shè)支撐點立立面支撐點平平面⑹卸載方法法卸載時采采用同時時、等距距的方法法來卸載載。每一一次緩慢慢釋放位位移5mm由于所采采用的千千斤頂最最大行程程為300mm，同時由由于本工工程跨度度大，最最大豎向向位移為為400mm。根據(jù)豎豎向位移移值的大大小將千千斤頂卸卸載分為為二類，，如下所所示：第一類：：卸載行行程在300mm以內(nèi)第二類：卸載載行程大于300mm當豎向位移大大于300mm時，采用傳遞遞法，即當釋釋放量到270mm左右時，就取取出上層千斤斤頂，再用下下層千斤頂續(xù)續(xù)繼釋放，至至設(shè)計標高當當卸載到設(shè)計計規(guī)定值時，，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)對腳架的要要求，拆除多多余腳手架，，并測量其結(jié)結(jié)構(gòu)實際的撓撓度值及結(jié)構(gòu)構(gòu)的幾何尺寸寸，同時做好好記錄。1、鋼結(jié)構(gòu)防腐腐涂裝標準本鋼結(jié)構(gòu)防腐腐設(shè)計年限為為25年。2、相關(guān)廠家⑴阿克蘇.諾貝爾工業(yè)油油漆（蘇州））有限公司⑵海虹老人牌（（中國）有限限公司⑶廊坊立邦涂涂料有限公司司3、油漆配套⑴阿克蘇.諾貝爾工業(yè)油油漆（蘇州））有限公司配套方案六防腐腐涂裝名稱類型干膜厚度

(mic)固體含量(V%)理論涂布量

(平米/升)InterZinc52環(huán)氧富鋅底漆75597.87Interseal475HS高固體含量厚漿型環(huán)氧漆155805.16Interfine878丙烯酸改性聚硅氧烷面漆（不含異氰酸脂）507214.4Total

280

⑵海虹老人牌（（中國）有限限公司配套方方案序號涂裝要求設(shè)計值備注1表面凈化處理無油、干燥GB11373-892噴砂除銹Sa2.5GB8923-883表面粗糙度No.3BN10a-b

Rugotest4老人牌環(huán)氧富鋅底漆1536050μm高壓無空氣噴涂5老人牌環(huán)氧漆45150150μm高壓無空氣噴涂6老人牌聚氨酯面漆5521040μm高壓無空氣噴涂7老人牌聚氨酯面漆5521040μm高壓無空氣噴涂

總計280μm

稀釋劑型號

適用油漆型號

用量

老人牌稀釋劑08080

55210

5~15%

老人牌稀釋劑08450

15360、45150

5~15%

稀釋劑配套4、一般工藝⑴基層處理采用噴砂或噴噴丸，對成型型的管件構(gòu)件件進行表面處處理。在噴砂砂前應檢查表表面必須無油油、污和其它它污染物。表表面處理后對對構(gòu)件進行粗粗糙度檢測，，同時保證涂涂裝的表面必必須干凈、干干燥，且達到到Sa2.5級后進入表面面涂裝。⑵油漆調(diào)制涂料的每個組組份應均勻攪攪拌直到它們們完全融合，，然后采用廠廠商的要求稀稀釋涂料，按按涂料生產(chǎn)廠廠家的技術(shù)說說明將涂料的的各組份混合合并徹底攪拌拌。并仔細計計量并記錄稀稀釋劑的數(shù)量量，完全攪拌拌。⑶刷涂全面涂底漆前前，對所有的的邊、焊縫、、螺絲、螺栓栓和其它毛糙糙，不規(guī)則表表面都要涂刷刷一次薄的底底漆。所有噴噴漆，不能有有凹陷、氣泡泡、流掛，干干噴，噴得過過厚，有夾帶帶的顆粒或是是打磨后留下下的未清理的的顆粒。如果果空氣溫度、、鋼的溫度或或相對濕度超超過廠家規(guī)定定的要求，或或是鋼的溫度度未超過空氣氣的露點3℃時，并且如果果將要下雨或或是表面有露露水出現(xiàn)時，，不涂裝。⑷涂裝檢查每遍油漆的厚厚度需按以下下條件對足夠夠的點進行測