冷却塔钢结构安装方案.docx
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冷却塔钢结构安装方案.docx
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冷却塔钢结构安装方案
冷却塔钢结构安装
施
工
组
织
设
计
方
案
编制:
审核:
批准:
日期:
第一章工程概况
1.1工程简介
上海淮海路3号地块发展项目位于上海市徐汇区为淮海路、南昌路、陕西南路、襄阳路所包围的地块。
临时冷却塔位于七层楼板,两层框架结构,首层楼地面标高34.9m,檐高48.07m,首层层高4.54m,二层层高8.63m。
框架柱为箱形柱截面尺寸为□400×500×8×8和□300×300×8×8,框架梁为H型钢截面尺寸为HN200×100×5.5×8、HN250×125×6×9和HN300×150×6.5×9。
冷却塔钢结构框架模型
1.2工程特点与难点分析
1.2.1构件分布密,节点较多吊装工作量大。
本工程构件分布密集,框架柱68根,框架梁300多根,,虽然构件都比较轻但现场吊装工作量较大。
1.2.2现场塔吊不能覆盖到安装区域,塔吊只能解决从构件卸车位置到34.9m标高的垂直运输问题,构件的安装只能选择土办法吊装,施工难度较大。
1.2.3柱子的预埋件(已预埋)安装精度较差,且K轴到L轴之间有坡道,柱子垂直精度矫正麻烦。
1.3编制依据
1《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
2《低合金高强度结构钢》GB/T1591-94
3《碳素结构钢》GB/T700-88
4《热轧H型钢和部分T型钢》GB/T11263-98
5《熔化焊用钢丝》GB/T14957-1994
6《气体保护焊用钢丝》GB/T14958-1994
7《气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝》GB/T8110-95
8《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293
9《碳钢焊条》GB/T5117-1995
10《低合金钢焊条》GB/T5118-1995
11《钢结构设计规范》GB50017-2003
12《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98
13《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
14《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82-1991
15《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923--88
16《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》GB1231-1991
17《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
18《建筑机械使用安全技术规范》JGJ33—2001
19工程图纸;
20施工相关文件;
21拟建工程的现场条件及周边环境条件;
22国家、部颁及上海市有关施工技术规范与工程验收标准;
23有关安全生产、文明施工的规定与管理标准;
24企业ISO9001:
2000程序文件、质量手册及有关规定。
1.4施工技术路线
1.4.1构件垂直运输
构件的垂直运输从陕西南路一号门和襄阳路4号门进料,用现场塔吊运输至七层楼面。
1.4.2构件水平运输
在七层楼面的构件堆场至构件安装位置水平运输用液压拖车。
1.4.3构件安装方法
冷却塔为钢框架结构,构件均为轻型构件,最大重量构件为框架柱,柱长13m,重1.5吨。
由于现场不能用塔吊,构件水平运输考率采用液压车,构件吊装考虑使用自制桅杆。
考虑到现场埋件的安装精度钢柱分为两节,第一节长0.6m便于安装和调整钢柱精度,现场制作两个长9m,吊装高度8.0m的桅杆,单点吊装第二节柱高2/3位置,用揽风绳配合扶正的吊装方法安装。
由于首层构件分布密集,为加快施工进度搭设个两4.0m高的移动式插接式脚手架作为节点安装的操作平台。
所用桅杆示意图如下所示:
桅杆模型
1.5工程目标
1)、安全目标:
杜绝重大伤亡事故,轻伤事故发生率控制在3‰以内。
2)、质量目标:
符合国家现行质量验收标准,一次验收合格。
3)、工期目标:
施工满足总进度要求,。
第二章施工部署
2.1构件安装分段
根据现场情况和本工程钢结构特点,钢柱分为两段,第一段长为标高34.90m(斜坡上的为柱底标高)至标高35.50m(柱底标高+0.6m),第二段为标高35.50m(柱底标高+0.6m)至柱顶48.07m,钢梁等不另行分段。
构件的重量统计如下表(只列出了各构件的最大重量):
构件编号
截面规格
长度(m)
重量(kg)
备注
SGL-8
HN200×100×5.5×8
5.75
124
SGL-9
HN250×125×6×9
7.45
212
SGL-10
HN300×150×6.5×9
9.5
342
SGL-11
□250×250×8×8
10.4
632
斜撑
SGL-12
□200×200×8×8
5.4
260
斜撑
SGZ-6
□100×100×6×6
2.25
39.84
SGZ-7-1
□400×500×8×8
0.6
74
一节柱
SGZ-7-2
□400×500×8×8
12.57
1534
二节柱
SGZ-8-1
□300×300×8×8
0.6
48
一节柱
SGZ-8-2
□300×300×8×8
12.57
1014
二节柱
2.3钢结构施工流程:
第一步:
沿14号轴线到19号轴线方向成排安装第一节钢柱
第二步:
第一节柱校正固定完毕后装第二节柱
第三步:
装首层框架梁和斜撑(及时形成稳定框架)
第四步:
装顶层梁和斜撑
第五步:
装首层次梁
第六步:
装悬挑墙架
第七步:
按以上顺序逐跨向14轴安装至安装完毕
2.4土法吊装设备的选用与设计
2.4.1桅杆设计
冷却塔钢结构施工时,由于现场条件限制不能使用塔吊和汽车吊,只能考虑土法吊装,采用桅杆吊装;本工程中采用长9.0m的Φ219*6的钢管自制桅杆,起重高度8m,最大起重量2吨,桅杆立面图如下所示:
桅杆立面图
杆三维示意图
桅杆示意一
2.4.2桅杆和揽风绳锚点布置
桅杆布置在钢柱安装位置,与纵向成大约45度交角,便于拉设揽风绳。
桅杆揽风绳的锚点布置在钢柱的预埋板上,在钢柱预埋件锚板上焊接耳板与揽风绳相连。
桅杆沿着19轴向14轴移动,锚点也依次向前移动,锚在柱子预埋件上锚点布置示意图如下:
3号地块冷却塔起重桅杆的计算书
图示为3号地块起重桅杆的计算原理图,扒杆(图示BC)手受到构件自重Q及起重滑轮组的重量q的作用,产生轴向压力和弯距。
Q和q是偏心挂在扒杆顶部的,偏心距为e。
由吊装构件重量Q及起重滑轮组q作用于扒杆上的轴向压力N1(扒杆与铅垂线所形成的夹角为B)。
式中L-扒杆的长度,单位:
米;
H-扒杆顶部到地面的垂直距离,单位:
米;
a-扒杆底部到锚柱间的距离,单位:
米;
b-扒杆倾斜对水平面的投影长度,单位:
米;
Q-构件重量,单位:
公斤;
b-索吊具与滑轮组的重量(取构件重量Q的5%),单位:
公斤;
k-动载荷系数(一般取k=1.1)
(2)起重滑轮组跑绳拉力S使扒杆受的轴向压力N2
假设起重绳与扒杆轴线相平行
式中a-载荷系数,
(3)缆风绳自重和初拉力T所产生的轴向压力N3。
为计算方便,假设扒杆为垂直位置,则
式中m-缆风绳的根数;
T-缆风绳的初拉力,一般取0.3~1吨;
a-缆风绳与水平面的夹角。
(4)扒杆自重产生的轴向压力N4:
在扒杆顶部为零;
在扒杆中部为
作用于扒杆顶部的总压力:
N顶=
作用于扒杆中部的总压力:
N总=
作用于扒杆顶部的总压力:
N顶=
作用于扒杆中部的总压力:
N总=
(5)由于起重滑轮组偏心悬挂在扒杆的顶部,产生的弯距为
扒杆顶部
扒杆中部
扒杆底部的弯距为零。
扒杆顶部产生的弯距:
起重臂拆卸时,扒杆中部产生的弯距:
(6)扒杆顶部的弯距最大,应验算其强度
式中A-扒杆顶部截面面积,单位:
厘米;
W-截面系数,单位:
立方厘米;
-许用应力,单位:
公斤/平方厘米;
(7)扒杆中部的挠度最大,应验算其稳定性
式中F-扒杆顶部截面面积,单位:
厘米;
W-截面系数,单位:
立方厘米;
-许用应力,单位:
公斤/平方厘米;
-许用应力折减系数。
(8)缆风绳在工作时的张力
缆风绳的计算是很复杂的。
为便于计算其近似值,以选用钢丝绳的直径,可假定所有受力的缆风绳为一根,其位置在扒杆倾斜的平面内,则所受张力可用0点的平衡条件求得:
式中T0-作用于缆风绳上的总张力
缆风绳与水平面所成的夹角。
选用直径17.5mm的钢丝绳,破断拉力为156KN,安全系数K=156/8.35=18.6,满足要求。
2.4.3吊架设计
钢梁重量比较轻,吊装是不便使用桅杆,用滑子吊装,滑子挂在吊架上,吊架用夹具固定在钢梁牛腿上,吊架用H100×100×6×8的型钢制作,夹具用16mm钢板和M24螺栓制作,材质均为Q235,以钢梁上吊架为例,吊架详图如下所示:
吊架立面图
吊架剖面图
吊架设计荷载300kg,计算结果如图所示:
吊架最大应力25.8MP,最大变形2.3mm
由计算结果可知吊架满足使用要求。
2.5拟投入的现场劳动力
现场主要施工人员包括:
测量工、起重工、电焊工、架子工、安装钳工及维修电工、油漆工、辅助工等。
其中起重工、电焊工、架子工和维修电工为特种工种,须持证上岗。
辅助工进场根据现场工程进展情况随时进场。
施工期间计划投入的人员如下表:
工种
人数
备注
工种
人数
备注
焊工
4
特种工种
起重工
4
特种工种
维修电工
2
特种工种
辅助工
8
安装钳工
4
合计
22
2.6拟投入现场安装的机械设备
序号
设备名称
型号
数量
1
卷扬机
3吨
2
2
桅杆
自制
2
3
吊架
自制
8
4
滑子
2吨
8
5
直流电焊机
ZX5-500A
2
6
空气压缩机
Sanlion-VA-100
1
7
碳弧气刨
2
8
全站仪
1
9
水准仪
DS3-3
1
10
经纬仪
J2-2
2
11
垂准仪
1
12
超声波测厚仪
TJ-100
1
13
超声波探伤仪
CTS-22A
1
14
磨光机
GWS5-100
4
15
螺栓扭矩扳手
M20/M22/M24
1
16
电焊条烘箱
40Kg
1
2.7施工现场平面布置
冷却塔施工现场布置2部桅杆沿19轴向14轴方向平行施工,柱子吊装时先,每跨先施工L轴和k轴柱子,然后移动桅杆至边跨施工J轴和M轴,施工过程中构件摆放位置如图所示,构件垂直运输用B区塔吊塔吊,水平运输用液压拖车施工平面布置如图所示:
第三章、构件制作
3.1、构件制作要求
构件的制作须满足下列规范:
(1)《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)
(2)《钢结构焊接规范》(JGJ81-2002)
本工程构件制作的要求如下:
1)、制作前,承包商应根据结构设计施工图的要求编制施工详图,在此基础上编制制作工艺书。
安装前,应编制安装工程施工组织设计、施工详图、制作工艺书,安装工程施工组织设计,须经甲方及设计院结构工程师批准后方可实施。
承包商必须对本施工图构件型号和尺寸编制材料表并进行放样检查核对,无误后方可下料。
2)、对接焊缝的焊缝质量(包括工地安装焊缝)还应满足:
应在完成焊接工作24小时后,对焊缝及热影响区是否存在裂纹进行复查;焊缝表面应均匀、平滑、无折皱、间断和未满焊,并与基本金属平缓连接,严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、弧坑、针状气孔和熔合性等缺陷;所有焊缝均应进行外观检查,当发现有裂纹疑点时,可用超声波探伤、磁粉探伤或着色渗透探伤进行复查。
3)、气割或机械剪切的零件,需进行缘加工,刨削量不应小于2.0mm。
4)、构件的隐蔽部位应焊接、涂装,检查后方可封闭。
3.2、箱型柱、梁的制作
本工程钢结构部分的主要构件主要为箱型截面和H型钢截面,H型钢构件采用的是成品H型钢,其主要的截面尺寸及编号如下图所示,成品H型钢构件的制作工艺不再赘述:
构件编号
截面规格
长度(m)
重量(kg)
备注
SGL-8
HN200×100×5.5×8
5.75
124
SGL-9
HN250×1125×6×9
7.45
212
SGL-10
HN300×150×6.5×9
9.5
342
SGL-11
□250×250×8×8
10.4
632
斜撑
SGL-12
□200×200×8×8
5.4
260
斜撑
SGZ-6
□100×100×6×6
2.25
39.84
SGZ-7
□400×500×8×8
13.17
1608
SGZ-8
□300×300×8×8
13.17
1062
3.2.1、箱型构件制作的关键工序及制作依据:
在本工程中有箱型构件包括箱形柱,对于箱型构件加工,由于其工艺复杂、技术要求高,整个生产工艺概括起来主要有以下几个方面:
1、构件下料、切割;
2、构件组装;
3、组装焊接;
4、构件的检查矫正;
5、端面铣削加工;
根据《钢结构工程工质量验收规范》GB50205-2001中对焊接箱形型钢制作的要求,焊接箱形型钢的允许偏差(mm)如下表:
项目
允许偏差
图例
箱形截面高度h
±2.0
宽度b
±2.0
垂直度Δ
b/200,且不应大于3.0
焊接坡口可用火焰切割或机械方法加工。
缺棱为1~3mm时,应修磨平整;缺棱超过3mm时,应用直径不超过3.2mm的低氢型焊条补焊,并修磨平整。
当采用机械方法加工坡口时,加工表面不应有台阶。
2)、箱形构件组装工艺
1拼版
钢板下料前,一般应进行长度方向拼板,钢板拼接一般只进行长度方向拼接,拼缝的焊接一般采用龙门埋弧焊或小车式埋弧自动焊。
2钢板矫平
钢板下料切割前需要对钢板进行矫平,矫平在专用设备上进行;矫正防止由于钢板的不平整影响加工质量,同时矫平有利于提高钢板的致密性。
3、下料切割
下料切割采用数控自动火焰切割下料;钢板还必须进行检验和探伤,确认合格后才准切割。
为保证切割板材的边缘质量,防止产生条料的变形,不产生难以修复的侧向弯曲,从板两面同时垂直下料,使板的两边同时受热。
4、钢板坡口
钢板坡口在专用进口钢板坡口机上进行。
对不同厚度的钢板应严格按照焊接工艺焊缝要求进行坡口。
5、划线定位
利用装配样板以顶端端面铣削位置作为基准,在下翼板及两块腹板的内外侧划出隔板等装配用线及电渣焊孔位置并打样冲眼,划出中心线、边缘加工线。
6、隔板组装
为确保工艺隔板组装达到构件加工精度要求,需要四周铣边加工,以作为箱型构件内胎定位基准,并钻透气孔。
7、隔板装配
隔板与翼板焊接主要采取CO2气体保护焊接。
焊接后需要进行矫正;
8、腹板装配
腹板装配需要在箱型构件专用胎架上进行,腹板被顶紧在工艺隔板上定位组装。
定位组装焊接采取CO2气体保护焊,工艺隔板三面焊接。
9、上盖板组装
在上盖板组装前需要对前道工序进行检验,检验合格的进行盖板;盖板在专用箱型构件组立机上完成。
10、箱形埋弧焊
箱型构件焊接主要是四条主焊缝的焊接,焊接采用门式全自动埋弧焊,两条焊缝同时、同一方向、同一焊接电流施焊。
焊接后需要对其进行矫正,由于构件钢板比较厚,主要采取焊后局部加热退火消除产生的集中应力。
11、箱形电渣焊
箱形构件内隔板与腹板之间是垂直夹角,将采用两面电渣焊来进行内隔板焊接,焊后UT检查。
12、除锈、涂装
整体箱形构件完成后进行除锈、涂装。
除锈主要采用抛丸除锈工艺方法,在全自动、全封闭的抛丸除锈机中进行。
现场焊接拼接部位,只涂底漆。
第四章:
构件的吊装
4.1、构件进场、验收
1、构件进场计划是依据钢结构施工进度计划编制的,因此钢构件应严格按照构件进场计划进场,以保证钢结构施工的顺利进行。
2、根据构件计划进场时间,我公司《进场构件清单》提前1天组织构件进场。
构件进场后,我公司先对构件进行验收,然后邀请总包、监理共同验收。
3、《进场构件清单》发出后现场管理人员应及时与总包协调落实堆场,保证构件进场前24小时有足够得堆场使用。
4、现场验收将严格按深化图纸要求和《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001),对构件的质量进行检查验收,并做好记录。
检验用的所有计量检测工具严格按规定统一定期送检。
5、每一批构件都必须有构件合格证明书。
每一车构件都必须有随车构件清单。
构件到场后,验收人员按随车构件清单核对所到构件的数量及编号,随车逐件验收清点无误后方可签字确认。
如果发现问题,及时通知加工车间进行更换或补充构件以保证现场急需。
6、现场验收时,对所有钢构件的长度尺寸、孔距、截面规格、外观检查,另外还要检查构件上是否标注有重量、长度、中心线、轴线方向、标高。
若构件出现超过规范允许范围的误差或应有的标注未标出,及时组织对构件进行修整。
7、钢构件运至现场后,卸到指定的钢构件堆场,整齐堆放在稳定的枕木或木方上,防止变形和损坏,并根据构件的编号和安装顺序来分类。
堆场应有通畅的排水措施。
高强螺栓、栓钉等小型材料堆放在现场的集装箱内,气体材料堆放在现场指定的气体存贮棚内。
8、装、卸货时应注意安全,防止事故发生。
夜间卸车要由充足得照明并对作业人员进行专项安全交底。
运输拖车司机将卡车停到指定位置后应锁好车门,离开卡车到安全地带,由于现场狭窄,不得随意在施工现场走动以保证安全。
4.2、构件运输
4.2.1构件的垂直运输
4.2.2构件的水平运输
4.3、箱型柱安装
4.3.1安装前准备工作
1
放出每个钢柱柱脚基础的纵横轴线。
2
将所测轴线弹墨线后,量距复核相邻柱间尺寸。
3
轴线复核无误后,作三角标记,作为第一节钢柱吊装就位时的对中依据。
同时将柱的中心线和标高基准线标记在柱的两端,标记要醒目。
每根柱在地面以柱顶为基准标记安装用的标高控制线,标高控制线应至少投设和标记于两个面上。
4.3.2安装方法
4.3.2.1柱子安装过程
柱子安装前在柱高8m位置设吊耳,桅杆吊点在柱子安装位置正上方,吊装过程中,滑子边起钩,边用溜绳拉柱脚,当柱子立至与水平面约成80度角时,使用揽风绳扶正,吊装过程示意图如下所示:
第一步:
柱子平放至桅杆吊点下方,吊点设在柱高8m位置,柱脚垫两块条形枕木以防吊装过程中损坏柱脚。
第二步:
桅杆滑子起钩,边拉柱脚溜绳,慢慢起吊柱子。
第三步:
当柱子与水平面约成80度角时,配合使用揽风绳,扶正柱子。
第四步:
柱子扶正后,精确调整就位,焊接固定柱脚。
4.3.2.1箱行柱安装措施
1)吊装前将安装爬梯安装在钢柱的一侧,同时在柱与钢梁的连接位置下1.2米处焊接固定装配式安装操作平台的临时槽钢,钢爬梯和临时槽钢应安全牢靠,便于作业人员上下和安装钢梁时操作。
2.)钢柱吊到就位上方200mm时,应停机稳定,对准螺栓孔和十字线后,缓慢下落,使钢柱四边中心线与基础十字轴线对准
3.)柱底就位应尽可能在钢柱安装时一步到位,少量的校正可用千斤顶和调整螺母法校正(精度可达±1mm)。
柱底就位应尽可能在钢柱安装时一步到位,少量的校正可用千斤顶和调整螺母法校正(精度可达±1mm)。
4.4、钢梁安装
1、吊装前准备
1)、吊装前,对钢梁定位轴线、标高、钢梁的标号、长度、截面尺寸、节点板表面质量等进行全面复核,符合要求后,才能进行安装。
2)、用钢丝刷清除预埋板件上的浮锈保证连接面上平整,无毛刺、飞边、油污、水、泥土等杂物。
3)、复合柱上钢梁牛腿标高标高。
4)、检查安装吊篮是否完好,确保施工安全。
3、钢梁吊装方法
1)顶层梁吊装
钢梁采用两点吊,吊架用夹具固定在牛腿上,用滑子吊装,示意图如下所示:
钢梁吊装示意图
钢梁吊至安装标高后,焊接操作平台的设置视牛腿的长度而定,当牛腿长度较大时可以在牛腿上挂吊篮作为操作平台,当牛腿长度较小及钢梁与柱铰接时可以利用柱顶设置的操作平台。
2)首层梁吊装
顶层梁安装固定后,吊装首层梁,吊装时搭设4m高的移动脚手架作为操作平台,可设在牛腿上或者是在移动脚手架上固定吊架,吊装仍采用两个吊架抬吊。
3、钢梁安装注意事项
(1)钢梁的吊装顺序应严格按照钢柱的吊装顺序进行,及时形成框架,保证框架的垂直度,为后续钢梁的安装提供方便。
(2)处理产生偏差的螺栓孔时,只能采用绞孔机扩孔,不得采用气割扩孔的方式。
(3)安装时钢梁与托板电焊固定,保证焊接强度可承载钢梁自重和施工荷载,待钢梁安装完毕后,方可割除托板。
(4)安装后应及时拉设安全绳,以便于施工人员行走时挂安全带确保施工安全。
第五章施工组织及管理
5.1.组织机构图表
5.2.项目部管理人员
岗位
数量
姓名
岗位
数量
姓名
项目经理
1
安全员
1
项目副经理
1
机电员
1
项目工程师
1
资料员
1
测量员
1
后勤/供应
1
质量员
1
构件供应协调员
1
5.3.管理职责
项目经理:
对单位工程的质量、安全、进度、成本负全面领导责任,并对公司领导负责;
项目副经理:
负责组织施工,生产安全管理,协助项目经理工作。
项目工程师:
该项工程的技术质量资料管理,按照ISO9002的模式组织制定实施细则。
5.4.施工人员计划
序号
工种
数量
备注
1
安装钳铆工
14
2
起重工
2
3
测量工
1
4
电焊工
6
5
维修电工
1
6
第六章主要施工机具和测量器具
6.1电焊类
序号
名称
型号规格
数量
备注
1
二氧化碳保护焊机
Z×5-500
5台
或同等型号
2
交流焊机
2台
3
碳钨气刨
1套
4
氧、乙炔气割工具
3套
5
电焊条烘干箱
40kg
1只
6
电焊条保温筒
4kg
2只
6.2、用电线路类
序号
名称
型号规格
数量
备注
1
电箱
100A
30A
1只
4只
2
拖线盘
200V
4只
3
电源线
3×35+2×25
3×1.5
100m
100m
6.3、安装用具
序号
名称
型号规格
数量
备注
1
千斤顶
2-5吨
8只
2
撬杠
1m
0.5m
5支
5支
3
扳手(梅板或呆板)
M24
4把
4
活扳手
12"
4把
5
手锤
4P
6把
6
角向磨光机
100
4只
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