机场钢结构施工组织设计方案

工程特点第1页共64页一、工程特点1、设计新颖、结构形式独特：本工程航站楼钢结构屋盖呈“伞形”，它由xx_榀跨度分别为xx_M和xx_M的空间曲线桁架组成，重量分别为xxT和xx_T，桁架截面为倒置三角形，采用管一管相贯线连接，桁架高差达13M，主桁架（T-1，T-2）、（A）、（G）轴通过法兰连接底座、（D）轴通过多根发射状的摆式杆支承在3排52根四肢（双肢）格构式钢柱上，屋面通过轻型檀条、系杆连成整体后安装压型钢板及采光天窗。2、所有支承柱为格构式钢柱，最大长度达xxM，“伞形”主桁架中部（D轴）通过摆式杆与钢柱采用铰接连接，摆式杆最在长细比达xx，对钢屋盖的整体强度及稳定性要求很高。3、屋盖钢结构设计在xx层（+xxm）予应力楼板上，楼面设计荷载为xxkg/m2,航站楼四周施工场地与道路开阔，可满足钢结构现场分段拼装及跨外吊装的需要。4、工期紧：要保证xx_具备送气条件，航站楼必须全封闭，这样地下室工程施工需xx_月份进场，xx_月份完成并具备钢柱吊装条件；而钢结构的制作工作尚未开始，要保证xx_月份初钢柱进场特别是主桁架的制作能满足现场拼装及吊装的需要，难度很大。施工难点第2页共64页二、施工难点：1、承重柱为格构式钢柱，长细比较大（最高达xxm_），与xx_m楼板采用悬浮式连接，当主桁架在施工过程中产生应力、应变及xx_m楼板发生位移时易产生扭曲与变形。2、摆式杆长细比达xx_，与主桁架及支承柱采用铰接，其自身刚度和稳定性控制难度较大，易产生失稳。3、整个钢屋盖结构为轻型结构，其整体刚度与整体稳定性均较差，应力、应变难以控制。4、总体工期紧，各工序交叉配合尤其是xx_楼板、予应力张拉与屋盖结构的交叉施工配合难度较大。方案选择第2页共64页三、方案选择：针对上述特点和难点，我们对可能适用于位该工程屋盖钢结构的三种施工方案在安全可靠性、质量控制、工期控制及成本投入四个方面进行了认真地分析与比较：方案一：“高空拼装、单无滑移、分片累积滑移就位”基本思路是：在航站楼（14）轴线棽嗖贾脳台K50/50行走式塔吊，利用φ48×3.5脚手架钢管在航站楼一端搭设22M×110M滑移拼装胎架，并沿（A）、（D）、（G）轴布设滑移轨道（43kg/m）（（A）轴滑移轨道安装在托架梁上），（D）、（G）轴线的滑移轨道安装在布置于+7.00m楼面的滑移承重架上，T-1、T-2各分段桁架通过行走式塔吊吊装到拼装胎架上进行组对、校正、焊接及屋面檀条、系杆的安装（根据需要可将屋面板、采光带等安装好），将拼装好的分片桁架（4-6榀）落放在（A）、（D）、（G）轴三条轨道上，通过设置在+7.00m楼面上的三台8T改装卷扬机进行分片累积滑移就位。方案二：“跨外吊装、拼装胎架滑移、分片就位”基本思路是：在+7.00楼板上搭设9座滑移举重拼装胎架，（A）、（D）跨间的6座滑移拼装胎架间设置三座辅助滑移胎架，分段桁架，利用陆侧的K50/50行走式塔吊和空侧的100T履带吊吊装到滑移胎架上进行整榀组对、校正、焊接及屋面檀条、系杆和摆式杆的安装，检测达到设计及规范要求后拆除刚顶撑，使桁架就位在（A）、（D）、（G）轴线上。滑移拼装胎架，按上述程序依次进行各榀主桁架的组装、就位及屋面檀条、系杆的安装（根据需要可穿插进行屋面板及采光窗等的安装）。方案三：总体思路与方案二相同，不同之处是将滑移拼装承重胎架架设在±0.00m进行主桁架及屋面檀条、系杆的组对与安装，与方案二相比，方案三有以下三个方面的缺陷：a.+7.00楼板后施工，（A）、（D）（G）轴的钢柱长细比更大，其刚度与稳定性更差，需采取相应的加固补强措施，才能保证主桁架在安装落放过程中的安全与质量，工期与成本均相应要增加。b.滑移拼装胎架高度增加了7米，不仅总重量增加近80T成本增加近12万，关键是胎架在滑移过程中的稳定性较差，桁架拼装质量不易保证，加固措施与水平滑移难度增大，工期增加，不利于总体施工进度。c.+7.00M楼板后施工屋盖钢结构先施工的作业顺序，一、二层各工序间交叉作业难以及时展开，安全不易保证，对钢结构制作工期与进度的要求相当紧凑，一旦出现钢结构制作无法满足现场拼装及吊装进度时，整个工程的施工将外于停滞状态，不仅会延缓+7.00楼板及予应力张拉的施工时间，更主要的是屋盖钢结构施工完后，配合土建及其它专业工程施工的现场塔吊的作用与工效将大大降低，土建几千吨施工材料的垂直与水平运输将严重受阻，如采用屋面留洞进行垂直运输，不安全因素太多。因此方案三比方案二在安全、质量、工期与成本等方面都具有更多的不确定性，存在着很大的施工风险。方案比较第4页共64页四、方案比较本着“安全、优质、高速、低耗”的原则，我们对方案一与方案二从安全可靠、质量、工期及施工成本四个主面进行了认真的分析与比较：在安全、可靠性及质量控制方面：如采有“高空拼装，分片累积滑移”方案，格构式钢柱在滑移摩擦力及侧向推力作用下需进行加固处理，摆式杆与主桁架及（D）轴格构式钢柱均采用铰接，长细比达xx_，给分片累积或整体滑移带来了许多不安全的隐患，且T-1、T-2两榀主桁架间仅通过xx_根xx*xx_钢管过渡，檀条大多为薄壁C型檀条，滑移时的整体刚度与整体稳定性均无法保证。采取“跨外吊装、高空分段组装”的方法，主桁架始终处于静止状态，且主桁架在成型前均支撑在组装胎架上，待主桁架、摆式杆、屋面檀条等联系杆件均按设计及规范的要求安装无误，形成整体刚架并通过摆式杆及支座安装在（A）、（D）、（G）轴四肢格结构式钢柱上后，才拆除主桁架拼装胎架上的顶撑系统。从而保证了主桁架及屋面檀条、系杆等所有钢结构构件的安装精度和质量，消除了因内外力作用给格构式钢柱、主桁架及摆式杆等造成的破坏，不利于提高屋盖钢结构施工的安全与质量。采用滑移方案时，受布置于航站楼一端的行走式塔吊的影响，需将A区（或C区）指廊的二层楼板分隔开，给+7.00M楼面也带来了不安全的隐患。2、在总体施工进度方面：“高空分榀组装，分片累积滑移”方法与本工程所采用的“跨外吊装、胎架滑移、高空分榀组对”方法的共同之处在于两种方法都是在拼装胎架上完成主桁架、摆式杆及檀条等屋面构件的组对与安装，两种方法都将主桁架T-1、T-2分为5段，主桁架在拼装胎上组对接头数量是一致的。因此，主桁架T-1、T-2及屋面檀条、拉杆等在高空组对及安装同期基本相同，采用“跨外吊装、拼装胎架滑移、高空组对”方法时，只需在+7.00M楼面上对3组拼装胎架进行滑移即可，节省了大量的牵引系统、钢丝绳换位及格构柱、主桁架、摆式杆加固等工作量，大大缩短了滑移的时间；而且拼装胎架的滑移与钢屋盖分片累积滑移相比既快捷又易于操作，从而可加快整个钢结构的总体施工进度。通过对二种方案施工周期的比较，采用“高空分榀组装，分片累积滑移就位”的方法，整个刚结构的施工周期约为xx_天，而采用“跨外吊装，高空分榀组对”的方案，整个钢结构的施工周期为xx_天左右，比“分片累积滑移”方案缩短工期xx_天。（注：采用跨外吊装，高空分榀组对“方案时整个钢结构的施工工期xx_天是按搭设一组滑移拼装胎架来考虑的，如搭设二组滑移拼装胎架进行主桁架T-1、T-2的组装及屋面檀条、系杆等构件的安装时，整个航站楼屋盖钢结构的总体施工进度可提前xx天。此时，航站楼屋盖钢结构的施工顺序可考虑从中间向两端进行）。另外采用此方法施工时，整个航站楼屋盖钢结构安装一步到位，未留下任何收尾工作。3、在成本投入方面：方案一：采用“高空拼装，分片累积滑移”方案时，投入的机具设备及施工措放如下：序号投入设施规格型号数量发生费用1行走式塔吊K50/501台60万2汽车吊50T/25T各1台共30万3拼装胎架φ48*3.5钢管200吨25万4滑移轨道承重架φ48*3.5钢管350吨45万5滑移轨道43kg/m钢轨600米10万6卷扬机5T改装3台5万7钢丝绳φ21.52500米3万8方木160*200*10001500米7万9滑轮5T单门闲口150个1万10导向轮自制45号钢42个0.511脚手板硬木厚5cm3000m21.5万12前撑装置自制φ219*1012T10万13后撑装置自制φ219*1012T10万14联撑装置φ219*1030T25万15其它加固装置25套约40T30万16千斤顶10T/8T各20只0.8万17倒链10/5T/2T10号/20号/40号1.2万18双门滑轮8T20号0.4万19其它吊具1.6万20+7.00M楼板下支撑加固φ4883.5脚手架钢管250T25万2122合计xx_万方案二：采用“跨外吊装、高空分段组装”方法时，投入的机具设备及施工措施如下：序号投入机具设施规格型号数量发生费用1行走式塔吊K50/501台60万2履带吊100T1台30万3汽车吊50T/25T各1台共20万4拼装胎架φ48*3.5钢管200T25万5滑移轨道38kg/mq钢轨400米6万6枕木160*200*2500660条6万7卷扬机2T1台0.2万8钢丝绳1/2``1000米0.8万9滑轮3T单门开口40只0.3万10导向轮2T单门开口25只0.2万11脚手板硬木、厚5cm800m20.4万12千斤顶10T/8T各10只0.4万13倒链10/5T/2T10只/10只/20只0.5万14其它索吊具1.2万15+7.00M楼板下局部支撑加固φ48*3.5脚手架钢管150T15万合计xx_万通过上述分析,可见在本工程中采用“跨外吊装，高空拼装”的方法比“分片累积滑移”的方法可降低成本xx_万元。综上所述，方案二比方案一及方案三在安全、工期、质量、成本诸方面均有优势，通过综合分析评定，我们决定在本工程钢结构屋盖安装施工中采用方案二“跨外吊装，拼装胎架滑移、高空分榀组对”的施工方案。钢结构工程简介第9页共64页钢结构工程简介xx机场钢结构__施工总面积xxx_平方米，分为A、B、C三个区段。B区为大厅，大厅屋盖结构由两个跨度分别为xx米和xxx_米、外观呈“香蕉形”倒三角形钢管桁架组成。桁架有两个上弦杆和一个下弦杆，上弦杆最大间距xx米，相互之间以交叉的圆钢斜杆拉接，上下弦通过斜拉腹杆和压力支架连成整体，两翼A、C段为连廊，屋盖由与大厅相似的倒三角形钢桁架组成，跨度xx_米。钢屋盖的荷载传至四根（两根）钢管和若干缀条组成的格构式四肢钢管柱上，陆侧/大厅中部的四肢钢管柱间距为xx米，断面2.0×2.0_米，空侧四肢钢管柱间距xx米,断面为xx_米.大厅中部四肢钢管柱通过发射壮钢摆式杆与钢桁架连结,摆式支柱长xx米,屋面的两端及中部均匀设置四道屋架水平支撑,支撑采用圆钢管结构,设于屋架上弦.檩条通过檩托支撑于桁架上弦.钢结构材料第10页共64页钢结构材料钢管：本工程全部钢柱、屋架、托架、支柱等均采用结构无缝钢管（GB8162-87），材质为16Mn钢（Q345B）。铸钢：用于摆式杆支柱两端节点，采用ZG230-450H，应满足〈焊接结构用碳素钢铸件〉的有关规定。锻钢：用于圆钢两端点，45号钢。普通螺栓及柱脚螺栓：Q235号钢，C及螺栓。高强螺栓：采用10.9S级扭剪型高强螺栓，其性能应满足GB3632-83焊接材料：焊接16Mn钢和Q235B钢可分别选用E50××型焊条和E43××型焊条。使用规范及文件第11页共64页使用规范及文件钢结构设计规范〈GBJ17-88〉冷弯薄壁型钢结构技术规范〈GBJ18-87〉钢结构工程施工及验收规范〈GB50205-95〉建筑钢结构焊接规程〈JGJ81-91〉钢结构高强螺栓连接设计、施工及验收规程〈JBJ82-91〉沈阳桃仙机场扩建工程招标文件沈阳桃仙机场扩建工程招标图纸工期控制目标第11页共64页工期控制目标为了控制总体工期，钢结构施工将主要控制以下几个节点工期钢柱及托架制作2xxx年xx月xx日_开始；钢柱及托架安装2xxx年xx月xx日_开始；屋架安装2xxx年xx月xx日_开始；钢结构屋架在2xxx年xx月xx日_前安装完毕；钢结构在2xxx年xx月xx日_前封顶。现场安装工期xx_天屋架安装xx_天屋面板安装xx_天，并与屋架安装交叉进行。钢