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中心钢结构方案_secret 5.0

中心钢结构方案_secret

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第二章  施工进度及工期保证措施

第一节  施工进度计划安排

一、施工工期总体目标及节点工期计划

工期目标:依据招标文件的工期进度要求(总体进度要求及节点进度要求),综合考虑本工程土建、钢结构、安装等各个专业的工程量、施工特点、施工进度等,拟定了本工程钢结构部分的施工进度计划:
钢结构施工总工期根据招标文件规范为170天,其中美术馆、艺术馆、音乐厅、小剧场钢结构工程于2006年3月前完成,大剧院、艺术墙、标志塔钢结构工程在2006年10月份完成。

二、钢结构施工进度控制的难点

本钢结构工程按结构造型可分为三类:钢墙体结构(主要分布在南、北共享大厅、艺术墙)、钢屋盖结构(主要分布在大剧院、音乐厅、小剧院、美术馆、艺术馆五个椭球体建筑)、钢塔结构(主要分布在标志塔)。
本钢结构工程施工进度控制的难点主要体现在以下两方面:
1)、工期短、工程量大、施工环节多(要求总体计划必须严谨周密,工期保障措施得力)。
2)、各区内部和各区区间的流水作业多,大剧院、音乐厅、小剧院、美术馆、艺术馆、南北共享大厅的区间流水尤多(要求局部进度计划必须科学合理,局部工期调整能力强)。
3)、钢结构、土建等单位进行交叉施工,合理安排施工进度计划是关键。
我们的工期目标是:根据现场实际情况积极配合兄弟施工单位,在确保总工期不变的前提下,积极向前抢工期,全心全意为业主服务。

三、施工区段的划分

根据工程特点和工期要求,本钢结构工程施工分为:大剧院、音乐厅、小剧院、美术馆、艺术馆、南北共享大厅、艺术墙、标志塔等八个大区段。大剧院、音乐厅、小剧院、美术馆、艺术馆等五个大区段的每个内部依据安装的先后顺序和结构特点再细分为:中心环、屋盖主桁架、环向桁架、檩条等部分;南北共享大厅及艺术墙区内部再细分为:墙体桁架和大厅桁架等两个小区段;标志塔外筒内筒一起施工。
本工程施工工期紧张,施工面积大,工程量大,用钢量达到4000多吨,空间桁架结构体形复杂,下部混凝土结构楼面变化大,且投影平面也不规则,给施工带来了很大的不便。选择合理的施工方法及进行合理的分区,确定最佳的安装顺序,不仅仅会得到顺利安装,同时尽可能减少由于温度变形及安装误差引起的变形,是在结构进行流水施工和并行施工过程中需要解决的重要问题。
深化设计、翻样和工厂加工在深化图得到设计院确认后马上组织进行。我们在施工过程中将本着紧前不紧后的原则,在施工计划中体现出超前意识,同时根据网络计划和流水施工原理,制定分级网络计划,将工程在各施工工序内进行流水作业,以节省工期、合理配置劳动力、减少窝工现象、节约资源及减少对工程的投入。

第二节  工期保证措施

一、影响工期的因素分析

任何一个工程项目,要保证其实施时能按计划顺利、有序地进行,并达到预定的目标,必须对有可能影响工程按计划进行的因素进行分析,事先采取措施,尽量缩小计划进度与实际的偏差,实现对项目的主动控制。
影响工期的因素:
①施工进度计划安排是否合理、工作面是否能展开
②公司组织机构及项目部组织机构及人员配置是否合理
③现场安装方法是否合理、先进、技术难度高低,是否能节省工期
④工厂原材料准备、加工及成品运输是否及时,与现场施工是否对应
⑤现场施工机具数量及施工能力能否满足施工要求
⑥土建总包单位的施工进度推迟或提前对进度计划的影响
⑦施工环境因素和施工天气气候因素
对于上述影响本工程工期的诸多因素,我们将采取科学合理的措施分别对这些因素加以分析、研究,制定对策,以确保工程按期完成。制定如下对策保证措施主要以下几方面:
(1)加强宣传教育、明确工期目标;
(2)施工进度采用网络计划技术,编制施工进度网络计划,对施工进度实施动态管理,及时根据实际情况调整和控制进度。
(3)加强现场管理,做到场内道路畅通,水电供应正常,物资供应计划周详、机械状况良好,防止因物资机械等不良情况造成停工待料、待机影响进度。
(4)科学组织施工,及时协调施工中出现的问题,优化资源组合,均衡施工,做到施工不间断人工施工连续,提高劳动生产效率,确保工期目标。
(5)科学安排施工顺序,针对大面积结构施工工期很短的特点,合理展开工作面,重点、难点突出,以配合安装工期为目标,加强技术、管理和保障工作。
(6)搞好内外部的协调关系。与业主、设计、监理、总包、地方政府等外部关系单位密切协调,互相支持,统一认识,及时处理施工过程中出现与设计不相符的地方,避免影响工期。
(7)制定弹性工期制度,建立应急预案制度,以应对现场土建总包可能提前提供施工操作面的情况。并及时根据实际情况进行施工方案的局部调整。
(8)根据土建总包单位的施工顺序,以及与钢结构施工有关的部分,进行协商局部调整施工的先后顺序,在利于钢结构施工的同时,保证总工期不变。可以大大缩短工期。

二、工期保证技术措施

1、组织保证

本工程将由公司总经理亲自组织工程的项目管理机构和资源供应调配,由公司各相关部门负责人以及强有力的项目部来主管本工程的设计、采购、生产、安装等工作,从组织上确保工程的顺利、优质、安全地进行。
本工程组织机构将组建目标一致、权力集中、分工明确、精干高效、对项目实施全过程、全方位管理的强有力的项目经理部,有一个先进合理的技术和生产安装管理计划及各方充分和科学的协调。及时解决所有技术问题和质量问题。具体应做好以下工作:
根据施工总进度网络计划和加工制作进度,采用预控法设置各工序进度控制点,细化各分项工程及各分段工序的进度计划(各分项设计、材料采购、各分项及工序的加工制作、运输、组装拼接、安装、吊装等),综合分析资源(人力、设备、及配套配合情况)状况,制订出科学合理的进度计划体系和保证措施。每项工作(如资源准备、采购、设计、加工制作、安装施工等)都应根据工期控制点和生产能力倒退排定,各项进度计划之间应协调一致、紧密配合,如出现进度紧张时,应采取增强资源或加班加点作业等措施,同时应每周根据进度的实际及变化情况编制滚动计划,以便及时修订计划和采取相应措施,决不允许因某一进度控制的失控而影响到其他工序或分项项目。
项目控制总体管理图:
 

2、深化设计、翻样加工图设计进度保证

加工图设计的时间完全由本公司负责,为确保按既定工期完成,本工程深化设计难度大,面积大,施工工期短,而工程对深化、加工、安装的要求非常高,且工程结构复杂,在国内乃至国际上都具有相当的难度,针对本工程公司将抽调工程经验丰富的充足的设计人员,工艺人员及其他有关的工程技术人员,组成公司最强技术力量的深化、翻样班子,配套服务人员及相关设备、软件。

3、有充分的材料及资源保证

充分的资源是保证工期的前提,为此公司组织了充分的人力、物力、财力及施工机具,具体如下:
(1)本公司通过ISO9001质量体系认证,各类材料都有合格分承包方及时供应,针对本工程本公司将进行提前草签供货协议的方式,确保提前采购,并不断供货。
(2)合理安排劳动力,在工厂加工阶段保证专人专设备加工,同时根据现场实际情况进行调整加工人员数量,现场开工时完成30%的加工量。对现场劳动力的进场根据施工进度进行优化设计,在满足大工作面对劳动力要求的前提下,做好现场安装劳动力的准备工作,避免劳动力进场出现大起大落。
(3)确保施工机械设备和机具及加工好的材料及时进场,保证施工机械设备正常运转。保证构件发货按现场分区进度进行运输,不出现错发、漏发等现象,影响工期。
(4)提前作好资金准备工作,做到专款专用。
(5)防风防雨措施。
(6)进度计划与实际完成量勤检查、勤对比,早发现影响工期因素,早采取措施。

4、关键线路工期保证

施工总工期由工序的关键线路控制,因此在施工过程中严格保证关键施工线路的施工工期,是保证总工期的前提条件,相对本工程而言,关键是要控制大剧院、南北共享大厅的安装时间,这些区域施工量约3000多吨,我公司采用整体并行施工,各区内流水作业,数台大型吊机进行桁架整榀单吊或分段吊作业,充分利用施工作业面,整体压缩工期。根据该工程的实际情况,保证了大剧院、共享大厅的进度,才能充分保证整个钢结构的安装工期。

5、利用计算机网络进行信息和计划管理

根据本项目的工程特点及难点,安排合理的施工流程和施工顺序,尽可能提供施工作业面,使各安装队能并行施工。同时根据各分区的逻辑关系,应用先进的网络计划管理软件,编制总体网络控制计划,明确关键线路,确定若干工期控制点,同时将总计划分解成月、旬、周、日作业计划,以做到以日保周、以周保月、以月保总体计划的工期保证体系。现场安装时及时将各安装班组情况进行反馈,做到天天控制,及时调整,严格控制现场的施工进度。
根据现场安装进度及时与工厂进行联系,加工厂根据现场情况及时调整加工力量和加工、运输任务,及时联系,及时解决问题,确保现场安装任务。

6、派遣高素质、经验丰富的施工班组

本工程工程量大、质量要求高、工期紧、施工中必须有效地组织好各专业施工队伍,选择素质好、技术水平高、有类似工程施工经验的施工队伍上岗操作,为此,将配备充足的多次施工过类似工程的自有施工队伍。

7、积极应用新技术、新工艺,优化施工方案

在本工程施工中,我公司将充分应用施工图深化、优化设计技术、计算机放样下料技术、大型管材相贯线多维数控切割技术、大跨度桁架单榀整榀吊装技术、大跨度桁架高空对接成形技术、激光(全站仪)测量技术处理技术、现场半自动CO2气体保护焊及质量管理和质量保证、计算机及软件应用等技术优势,编制最优化的施工方案。从施工方案本身提高安装精度和加快施工进度。

8、安装工期保证措施

(1)准备充足的劳动力资源,确保满足现场安装工期的施工人员的需求;
(2)提前落实大型设备的进场;
(3)派遣优秀的项目经理和项目管理人员,加强现场的协调和管理;
(4)做好雨季、冬季施工的防护措施,保证工程不会因天气原因停工;
(5)准备充足的夜间施工的材料,保证需要时可以24小时施工;
(6)提供充足的资金保障;
(7)材料提前加工完毕、并运输进场;

9、制定工期变化应急预案

本工程招标文件提供的工期要求为最迟节点控制工期,根据工程现有实际情况,土建与钢结构单位交叉施工,现场具备安装的时间可能提前,因此,我们应制定应急预案,应对可能提前进场安装的情况。
根据招标文件要求,可能在安装过程中需要赶工,因此工厂需要储备一定数量的后备力量。
安装方案准备,在现场变动的情况下,可能计划的施工条件也发生了变化,因此需要制定各种备用方案,以保证在不同条件下使本工程钢结构得到顺利安装。
1)、图纸深化、工厂制作、总拼分段及现场安装等工作尽可能提前进行,工期尽可能向前压缩。
2)、做好现场拼装及安装工作的安全措施,确保人员、构件、设施的安全、可靠,从而保证施工进度。
3)、加强现场拼装及安装的管理和控制,努力做好与业主、监理等的协调和配合工作。

第三章  加工制作方案

第一节  钢结构制作重点和技术难点

一、钢结构制作的重点

(1)各个场馆屋面弧形桁架的制作。
(2)南、北艺术墙立柱及屋架的制作。
(3)标志塔的制作。

二、钢结构制作的难点

(1)大剧院屋面弧形桁架共计55榀,其它场馆共计83榀,其中最长的两榀位于大剧院内,编号为OTR03、OTR04,这两榀弧形架跨度高达57米,重量为11.479吨,上、下弦杆由φ245X12,腹杆由φ121X8钢管组成的平面桁架,材质均为Q235B。整个弧形桁架在制作过程中,如何保证桁架的空间立体尺寸精度成为本工程质量控制的重点和难点。
(2)南、北艺术墙立柱与Z轴方向有倾角,其中部分立柱重量大、高度大,制作难度大。尤其在北艺术墙中NTR2A柱子最重、最高,整根柱子长度高大40.5米,重量为52.562吨,下部是由φ600X40、上部由φ600X20的钢管组成弦杆,φ245X10的钢管组成腹杆,整个柱子为组合式桁架,材质为Q235B。整个南、北艺术墙优美的流线型曲线的完美体现,关键在于柱子的制作精度,这也成为工程的又一个难点。
(3)标志塔是由内筒、外筒及支撑筋板组成,材质为Q345B,所有连接焊缝均为全融透焊缝.焊缝等级为一级.标志塔塔尖标高为+60.000米,其中钢结构部分标高为46.125米,标志塔底部标高为+6.000米,整个钢结构部分全长为40.125米,其中内筒为直径1500mm,长度为34米,外筒为一个最大直径3000mm 变化的一个圆锥体。筒体长度长约40余米,运输困难,筒体的直径过大,超乎常规,制作难度非常大。所有连接焊缝均为全融透焊缝,焊缝等级为一级,焊接工艺的选择要求非常高,焊接难度超乎常规。

三、施工策略

⑴ 制作厂内分段制作,厂内整体预拼装策略。
对于超大弧形桁架、艺术墙超大组合式柱子、以及标志塔柱等,我公司制作时将按照规范要求进行厂内分段制作,整体预拼装,施工现场组对总拼策略。
⑵突破、创新策略
针对部分结构制作难度超乎常规,我公司技术人员在技术上进行了突破、创新。例如标志塔筒的制作,外筒与支撑筋板的焊接采用了外敷焊接接点,保证了一级焊缝的质量要求。支撑筋板接口处采用了筋板相互错开200毫米,这样做提高了塔筒的安全度和抗震性能,减少了焊接变形和焊接应力,也提高了安装精度。
⑶规模化策略
对相同或相似的构件我公司采取规模化生产,以保证制作的进度。
⑷高科技策略
对于组合式桁架的施工图绘制、下料程序编制,我公司均采用目前最为先进的软件进行如AUTOCAD2004、3DMAX、XSTEEL等,以保证图纸的准确度。我公司制作时将承诺使用本公司最为先进的设备进行加工生产。如五轴数控相贯面切割机(型号为:HID-6000EH)、六轴数控相贯面切割机(型号为:HID-900MTS)等设备进行。
⑸预拱策略
对于跨度在24米以上的桁架我公司为保证整体结构的精度,在制作时采取预先起拱策略,以保证精度

第二节 桁架制作工艺

一、桁架的结构形式


大剧院及其它场馆主桁架为弧形桁架,最大截面为2.4米。最大的桁架的上、下弦杆由φ245X12,腹杆由φ121X8钢管组成(如上图所示),材质为Q345B。

二、桁架制作工艺

本工程桁架主要五个场馆钢管桁架,钢管桁架制作主要为采购成品钢管进行相贯面切割下料。钢管桁架构件在发货至现场之前,必须进行工厂预拼装。
2.1工艺流程  
    
2.2 桁架分段要求
在工厂制作时,将桁架分为10-12m长一段(主要是指弦杆超12米在运输工作上有一定的困难),每段对接位置上下弦杆不应在同一平面,而应错开300-500mm。
考虑构件形状尺寸大小、单位体积重量,为保证工期、构件质量。拟采用在工厂下料、小段组装、整体预拼装、焊接、矫正、喷砂、涂装后,构件主要以杆件、半成品运输到现场进行组拼装和安装。
2.3 桁架制作
⑴弦杆弯曲
①、圆管的弯制,由于本工程钢管桁架的钢管管径较大,因此我公司对于钢管的弯曲加工将采用液压弯管机冷弯成形,在弯曲钢管时,配备弯管机使用的各种规格尺寸的专用弯曲钢模,不但可在弯曲过程中严格控制弯曲半径和钢管壁厚减薄量,弯曲钢模还可最大限度地减少钢管弯曲时受力部位的变形。
②、本工程桁架结构的弦杆,在组装前须进行弯管加工。综合考虑弯管的曲率、管径,拟采用数控胎模立体弯管曲机(CDW245-500T):液压动力500T,通过更换不同压模具可以弯最大钢管Φ900×40mm、最小曲率10000 mm;数控弯管机(CDW27Y):弯曲管材规格≤Φ550×25mm、最大弯曲角度190°、最小弯曲半径5000mm;立体弯管机进行钢管弯曲制作。                                                                                                                                                                                                                                                            
根据桁架下弦杆件的曲率进行钢管弯管,杆件在相贯面切割好后采用长冶锻压设备厂提供的CDW245-500T和弯曲机CDW27Y进行冷弯立体全功能数控弯管机加工,加工时根据杆件半径及弯曲半径选用合适的胎模进行弯曲,同时根据杆件的各向弯曲曲率等的三维模型数据转换为PLC控制程序输入弯管机控制器内进行加工。同时,弯曲时应考虑自然复原性变形,并根据经验数据适当加大弯曲曲率半径。制作后的材料不应有明显凹痕、缺口以及几何尺寸、形状位置不符合要求的现象。
⑵钢管下料前工艺准备
①确定工艺分离面
加工时杆件分界面在两相邻节点的距离的1/4处,且各弦杆应错位,安装时对接的间隙是两侧管端各占一半。
②工艺试验
用同类管子及节点形式,进行三个节点以上的桁架段的工艺试验:预拼装焊接后,测量其收缩量。
安装时对接接头的收缩量的测定,此举主要是由于现场安装时的对接,在耳板夹固情况下(耳板及连接板抛丸处理成摩擦面),进行焊接,焊完冷却卸下螺栓后测量。
根据经验值:弦杆每段放焊接收缩余量2-5mm。对腹杆等杆件放焊接收缩1mm。
⑶钢管的下料
腹杆与上、下弦杆之间为焊接连接,而且大部分焊缝需要熔透,为保证焊接质减少焊接变形,采取以下措施:
①切割设备
钢管相贯杆件的切割采用数控相贯线切割机,它能根据事先编制的放样程序在计算机控制下自动切割,所以对相贯钢管的切割来说,切割程序的编制极为重要。按照数控切割集成软件PIPE-COAST、WIN3D、CAD等并结合Xsteel、AUTOCAD等软件实现这一目标。
相贯面等离子-火焰管材数控切割机
设备名称: 相贯面等离子-火焰管材数控切割机 型号: HID-600EH
HID-300MTS
HID-900MTS
制造厂商: 日本丸秀工机株式会社
功能:主要用于管材各种位置联接件的相贯面切断、剖口加工、电脑三维自动控制
主要技术参数:可切割圆管材直径≤Φ900mm    方管:700*700mm
管材臂厚≤80mm  长度≤15000mm       
制件精度:长度≤设定值±1.0mm   相贯面曲率≤设定值±1.0mm        
钢(方)管相贯线接头的相贯面切割采用从日本引进,目前国际上最先进的五轴相贯线切割机HID-6000EH(日本丸秀)、六轴相贯线切割机HID-300MTS、六轴相贯线切割机HID-900MTS加工,其整个过程通过计算机1:1模拟设计,输出指令,实现无图纸化加工,相贯线及坡口一次成形,为高质量地完成相贯面切割,提供了充分的必要条件。
 
②杆件切割长度的确定:通过试验事先确定各种规格杆件预留的焊接收缩量,在计算杆件钢管的断料长度时计入预留的焊接收缩量和钢管端面机械削坡口的加工余量。
③切割相贯线管口的检验:先由原尺寸通过计算机把相贯线的展开图在透明的塑料薄膜上按l:1绘制成检验用型板,型板上标上管件的编号。检验时将型板根据线标志紧贴在相贯线管口,据以检验吻合程度。经过长期实践,证明为检验相贯线管口准确度的最佳方法。
④切割长度的检验:原寸放样人员对每根杆件都有一一对应的加工票标示杆件的长度,车间切割机操作员每完成一根构件的切割必须检查构件的长度并填表记录。
⑤管件切割精度:采用等离子切割能使偏差控制在±1mm,以较高的切割精度来保证桁架的制造质量和尺寸精度。
⑥切割件的管理:加工后的管件放入专用的贮存架上,以保护管件的加工面。
⑦放样切割流程
 
 
 
 
⑧成品相贯面钢管允许误差
项   目 简   图 技术要求
弦件长度 L/1000,且≤+3.0
    0
弯圆弦件长度   a/1000,且≤+3.0
     0
L1/1000,且≤+3.0
     0
弯圆弦件拱高   h1测量间距按图纸设计的La、Lb间距h(1/2/3) ≤+3.0
构件长度   L≤±2.0
相贯构件长度   测量相贯口最长与最长间距离L≤±2.0
杆件侧向弯曲   L/1000,且≤15.0
杆件园度(含弯圆后)   △<0.1t,且≤2.0
杆件对接错边   d<0.1t,且≤3.0
 
2.4 预拼装
本工程桁架截面大的,均采取在工厂整体预拼装,分段运至现场拼装的方案。
⑴分段组装应在坚实、稳固的专用胎架上进行,其支撑基准水平偏差允许≤2.0mm。
预拼装胎架示意图
⑵组装时,在组装平台上划出钢桁架的中心轴线,弦杆轮廓线,节点中心,并做好标记。
⑶安装专用分段组装胎架,胎架应设置在距节点位置,胎架上设置标高标记,以备随时复测,防止变形,水平弦杆中点打上中心标记。
⑷分段组装时先用定位模板定位下弦杆,然后在调整模块上放置上弦杆,用活动夹头固定。
⑸ 从分段中心向两边依次组装水平弦杆、腹杆。组装过程中,通过可调上弦杆的移动,把每一节点的水平弦杆,腹杆就位,定位检测合格后,立即用卡码使上弦杆完全固定。
⑹按上述方法分别组装各分段构件,出胎前各分段之间必须经过整体预拼接,并在上、下弦杆处设置拼接定位连接板。
⑺对出胎钢桁架分段进行除尘、除锈、补涂及完整性验收。
2.5 钢桁架制作工艺措施要点
⑴组装前,所有零部件必须单件制作验收合格,方可组装;
⑵在胎架上组装过程中,不得对构件进行切割修正;
⑶组装构件各种控制标记应醒目表示,并与组装胎架相一致;
⑷组装中所有构件应按施工图控制尺寸,各杆件的受力线应汇交于设计点,并完全处于自由状态,不允许有外力强制固定;
⑸分段预拼接时宜按钢桁架实际就位状态进行,以便检查;
⑹严格工序质量检查,拼装制作时的钢卷尺等应统一校核,确保后续工序的制作精度和拼装顺利;
⑺下料时应考虑构件焊接收缩量和组拼起拱量。

第三节 标志塔的制作工艺

整个筒体长度约53.46米,因此我们将其分成14段,从下往上每约2.5-4米分为一段,最后一段为10.26米。下面从+5.25米到+7.63米段阐述制作工艺,其余施工段方法与该施工段一样。

一、塔筒制作工艺过程

 二、内筒制作工艺
  1)组立

 ⑵、加工制作要领
1)、原尺寸制作要领:
制作前钢材(矫正后)表面不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5mm,钢材矫正后的允许偏差,其局部的平面度允许误差为1.00毫米。
筒体内纵缝、环缝处的坡口型式
板端部的弯曲如下要求:
长度为4t(t为板厚)
2)、钢板的卷管
A、钢板的放置:卷管的纵缝、环缝的坡口大小不同,因此卷板前一不定期要确认里面侧是否朝上,以保证坡口方向的正确性。
B、圆度检查:
利用型板进行检查,型板尺寸为1000mm长,检查的方法如下:
3)、钢管的大组立:
根据施工安装方案,本工程内筒八米分一段,故钢管组立按三段划分。
A、首先进行组立平台的设置,保证平台的水平,并且在平台上划中心线(4芯)的投影。
B、平台划线精度△≤0.5mm
C、然后按下图进行组立,检查投影点的偏差以确保中心度。
D、对接时相邻卷管的纵缝必须错开200mm以上。
4)、筒体内纵缝、环缝的焊接
焊接顺序:首先进行钢管内焊缝的焊接(埋弧焊),外侧先用炭刨清根,再用埋弧焊接;
 
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