钢结构工程施工工艺 [单层钢结构安装施工工艺标准]

　 第一节

　5.1

　单层钢结构安装施工工艺标准

　5.1.1

　基本规定

　5.1.1.1

　钢结构工程施工单位应具备相应的钢结构工程施工资质，施工现场质量管理应有相应的施工技术标准、质量管理体系、质量控制和检验制度，在施工现场应有经项目技术负责人审批的施工组织设计、施工方案（或作业指导书）等技术文件。

　5.1.1.2

　钢结构施工必须采用经过计量检定、校验合格的计量器具。

　5.1.1.3

　钢结构工程质量验收应在施工单位自检的基础上，按照检验批、分项工程、分部（子分部）工程的程序进行。钢结构分部（子分部）工程中的分项工程划分应按照现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001的规定执行。每项钢结构分项工程可按一个或分成若干个检验批验收。

　5.1.1.4

　单层钢结构安装除执行本施工工艺标准外，尚应符合国家及行业的有关现行标准要求。

　5.1.2

　施工准备

　单层钢结构安装工程施工准备阶段主要内容有：技术准备、机具设备准备、材料准备、作业条件准备等。

　5.1.2.1

　技术准备

　 技术准备工作主要包含：编制施工组织设计、现场基础准备和技术交底。

　（1） 编制单层钢结构安装施工组织设计

　主要内容包括：工程概况；工程规模和主要工程量；施工网络计划及保证工期措施；总平面布置；力能供应；主要施工方案和重大技术措施；外委加工配制和现场加工规模确定；施工组织机构设置和劳动力计划；施工机械及主要工具配备计划；物资供应计划；培训计划；质量目标和质量保证措施；安全目标和安全保证措施；新技术、新设备、新工艺、新材料的应用；主要经济技术指标；总包服务及各工序的协调措施；现场文明施工措施；施工现场环保措施；施工现场维护措施。

　在工程概况的编写中由于单层钢结构安装工程的特点，对于工程所在地的气候情况，尤其是雨水、台风、冬季情况要作详细的说明，以便于在工期允许的情况下避开雨期

　、冬季施工以保证工程质量，在台风季节到来前做好施工安全应对措施。

　（2） 基础准备和技术交底

　1）根据测量控制网对基础轴线、标高进行技术复核。如地脚螺栓预埋在钢结构施工前是由土建单位完成的，还需复核每个螺栓的轴线、标高，对超出规范要求的必须采取相应的补救措施。如加大柱底板尺寸，在柱底板上按实际螺栓位置重新钻孔（或设计认可的其他措施）。

　2）检查地脚螺栓外露部分的情况，若有弯曲变形、螺牙损坏的螺栓，必须对其修正。

　3）将柱子就位轴线弹测在柱基表面。

　4）对柱基标高进行找平。

　混凝土柱基标高浇注一般预留50－60mm（相对钢柱底设计标高），在安装时用钢垫板或提前采用坐浆承板找平。

　当采用钢垫板作支承板时，钢垫板的面积应根据基础混凝土的抗压强度、柱脚底板下二次灌浆前柱底承受的荷载和地脚螺栓的紧固力计算确定。垫板与基础面和柱底面的接触应平整、紧密。

　采用坐浆承板时应采用无收缩砂浆，柱子吊装前砂浆垫块的强度应高于基础混凝土强度一个等级，且砂浆垫块应有足够的面积以满足承载的要求。

　单项工程安装前应对施工人员进行安装技术交底。

　5.1.2.2

　机具设备准备

　单层钢结构安装工程的普遍特点是面积大、跨度大，在一般情况下应选择可移动式起重设备如汽车式起重机、履带式起重机等。对于重型单层钢结构安装工程一般选用履带式起重机，对于较轻的单层钢结构安装工程可选用汽车式起重机。单层钢结构安装工程其他常用的施工机具有电焊机、拴钉机、卷扬机、空压机、倒链、滑车、千斤顶、高强度螺栓、电动扳手等。

　5.1.2.3

　材料准备

　材料准备包括：钢构件的准备、普通螺栓和高强度螺栓的准备、焊接材料的准备等。

　（1） 钢构件的准备

　钢构件的准备包括：钢构件堆放场的准备；钢构件的检验。

　1）钢构件堆放场的准备

　钢构件通常在专门的钢结构加工厂制作，然后运至现场直接吊装或经过组拼装后进行吊装。钢构件力求在吊装现场就近堆放，并遵循“重近轻远”（即重构件摆放的位置离吊机近一些，反之可远一些）的原则。对规模较大的工程需另设立钢构件堆放场，以满足钢构件进场堆放、检验、组装和配套供应的要求。

　钢构件在吊装现场堆放时一般沿吊车开行线两侧按轴线就近堆放。其中钢柱和钢屋架等大件放置，应依据吊装工艺做平面布置设计，避免现场二次倒运困难。钢梁、支撑等可按吊装顺序配套供应堆放，为保证安全，堆跺高度一般不超过2m和三层。

　钢构件堆放应以不产生超出规范要求的变形为原则。

　2）钢结构验收

　在钢结构安装前应对钢结构进行检查，其项目包含钢结构的变形、钢结构构件的标记、钢结构构件的制作精度和孔眼位置等。在钢结构构件的变形和缺陷超出允许偏差时应进行处理。

　（2） 高强度螺栓的准备

　钢结构设计用高强度螺栓连接时应根据图纸要求分规格统计所需高强度螺栓的数量并配套供应至现场。应检查其出厂合格证、扭矩系数或紧固轴力（预拉力）的检验报告是否齐全，并按规定作紧固轴力和扭矩系数复验。

　 对钢结构连接件摩擦面的抗滑移系数进行复验。

　（3） 焊接材料的准备

　钢结构焊接施工之前应对焊接材料的品种、规格、性能进行检查，各项指标应符合现行国家标准和设计要求。检查焊接材料的质量合格证明文件、检验报告及中文标志等。对重要钢结构采用的焊接材料应进行抽样复验。

　5.1.3

　施工工艺

　5.1.3.1

　吊装方法及顺序

　单层钢结构安装工程施工时对于柱子、柱间支撑和吊车梁一般采用单件流水法吊装。可一次性将柱子安装并校正后再安装柱间支撑、吊车梁等构件。此种方法尤其适合移动较方便的履带式起重机。对于采用汽车式起重机时，考虑到移动不方便可以以2－3个轴线为一个单元进行节间安装。

　屋盖系统吊装通常采用“节间综合法”（即吊车一次吊完一个节间的全部屋盖构件后再吊装下一个节间的屋盖构件）。

　5.1.3.2

　工艺流程图（见图5.1.3.2）

　5.1.3.3

　单层钢结构安装工艺

　单层钢结构安装主要有钢柱安装、吊车梁安装、钢屋架安装等。

　（1） 钢柱的安装工艺

　钢柱的安装方法：

　一般钢柱的刚性较好，吊装时为了便于校正一般采用一点吊装法，常用的钢柱吊装法有旋转法、递送法和滑行法。对于重型钢柱可采用双机抬吊。

　杯口柱吊装方法：

　1） 在吊装前先将杯底清理干净。

　2） 操作人员在钢柱吊至杯口上方后，各自站好位置，稳住柱脚并将其插入杯口。

　3） 在柱子降至杯底时停止落钩，用撬棍撬柱子，使其中线对准杯底中线，然后缓缓将柱子落至杯底部。

　4） 拧紧柱脚螺栓。

　在双机抬吊时注意事项：

　1） 尽量选用同类型起重机。

　2） 根据起重机能力，对起吊点进行荷载分配。

　3） 各起重机的荷载不宜超过其起重能力的80%。

　4） 双机起吊，在操作过程中，要互相配合，动作协调，以防一台起重机失重而使另一台起重机超重，造成安全事故。

　5） 信号指挥：设一专人指挥，必要时可设总指挥和分指挥，分指挥必须听从总指挥。

　钢柱的校正

　构件运至中转仓库

　检查设备、工具数量及完好情况

　准备工作

　构件分类检查配套

　高强度螺栓及摩擦面检查

　放线及验线（轴线、标高复核）

　构件检查

　钢柱标高处理及分中检查

　按吊装顺序运至现场分类堆放

　构件中心及标高检查

　安装钢柱、校正

　柱脚按设计要求焊接固定

　柱间梁安装

　高强度螺栓初拧、终拧（或按设计要求进行焊接）

　吊车梁、平台及屋面结构安装

　焊接固定或高强度螺栓初拧、终拧固定

　图5.1.3.2施工工艺流程图

　1）柱基标高调整。根据钢柱实际长度，柱底平整度，钢牛腿顶部距柱底部距离，重点要保证钢牛腿顶部标高值，以此来控制基础找平标高。

　2）平面位置校正。在起重机不脱钩的情况下将柱底定位线与基础定位轴线对准缓慢落至标高位置。

　3）钢柱校正。优先采用缆风绳校正（同时柱脚底板与基础间间隙垫上垫铁），对于不便采用缆风绳校正的钢柱可采用可调撑杆校正。

　（2）钢吊车梁的安装工艺

　1）钢吊车梁的安装

　钢吊车梁安装一般采用工具式吊耳或捆绑法进行吊装。在进行安装前应将吊车梁的分中标记引至吊车梁的端头，以利于吊装时按柱牛腿的定位轴线临时定位。

　2）吊车梁的校正

　钢吊车梁的校正包括标高调整、纵横轴线和垂直度的调整。注意钢吊车梁的校正必须在结构形成刚度单元以后才能进行。

　A. 用经纬仪将柱子轴线投到吊车梁牛腿面等高处，据图纸计算出吊车梁中心线到该轴线的理论长度l理。

　B. 每根吊车梁测出两点用钢尺和弹簧称校核这两点到柱子轴线的距离l实，看l实是否等于l理以此对吊车梁纵轴进行校正。

　C. 当吊车梁纵横轴线误差符合要求后，复查吊车梁跨度。

　D. 吊车梁的标高和垂直度的校正可通过对钢垫板的调整来实现。

　注意吊车梁的垂直度的校正应和吊车梁轴线的校正同时进行。

　（3）钢屋架安装工艺

　1）钢屋架的吊装

　钢屋架侧向刚度较差，安装前需要进行稳定性验算，稳定性不足时应进行加固（参见图5.1.3.3-1）。钢屋架吊装时的注意事项如下：

　A. 绑扎时必须绑扎在屋架的节点上，以防止钢屋架在吊点处发生变形。绑扎节点的选择应符合钢屋架标准图要求或经设计计算确定。

　B. 屋架吊装就位时应以屋架下弦两端的定位标记和柱顶的轴线标记严格定位并点焊加以临时固定。

　C. 第一榀屋架吊装就位后，应在屋架上弦两侧对称设缆风绳固定；第二榀屋架就位后，每坡用一个屋架间调整器，进行屋架垂直度校正，再固定两端支座处并安装屋架间水平及垂直支撑。

　图5.1.3.3-1

　钢屋架吊装示意图

　2）钢屋架的校正

　钢屋架垂直度的校正方法如下：在屋架下弦一侧拉一根通长钢丝（与屋架下弦轴线平行），同时在屋架上弦中心线反出一个同等距离的标尺，用线坠校正。也可用一台经纬仪，放在柱顶一侧，与轴线平移a距离，在对面柱子上标出同样距离为a的点，从屋架中线处用标尺挑出a的距离，三点在一个垂面上即可使屋架垂直（参见图5.1.3.3-2）

　图5.1.3.3-2

　钢屋架垂直度校正示意图

　（4）平面钢桁架的安装

　平面钢桁架的安装方法有单榀吊装法、组合吊装法、整体吊装法、顶升法等。

　一般来说钢桁架的侧向稳定性较差，在条件允许的情况下最好经扩大拼装后进行组合吊装，即在地面上将两榀桁架及其上的天窗架、檩条、支撑等拼装成整体，一次进行吊装，这样不但提高工作效率，也可利于提高吊装稳定性。

　桁架临时固定如需用临时螺栓和冲钉，则每个节点应穿入的数量必须经过计算确定，并应符合下列规定:

　1）不得少于安装总数的1/3；

　2）至少应穿两个临时螺栓；

　3）冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%；

　4）扩钻后的螺栓的孔不得使用冲钉。

　钢桁架的校正方式同钢屋架的校正方式。

　随着技术的进步，预应力钢桁架的采用越来越广泛，预应力钢桁架的安装分为以下几个步骤：

　1） 钢桁架现场拼装；

　2） 在钢桁架下弦安装张拉锚固点；

　3） 对钢桁架进行张拉；

　4） 对钢桁架进行吊装。

　在预应力钢桁架安装时应注意事项：

　1） 受施工条件限制，预应力筋不可能紧贴桁架下弦，但应尽量靠近桁架下弦；

　2） 在张拉时为防止桁架下弦失稳，应经过计算后按实际情况在桁架下弦加设固定隔板；

　3） 在吊装时应注意不得碰撞张拉筋。

　（5）门式钢架安装

　门式钢架安装的特点一般是跨度大，侧向刚度小。安装程序必须保证结构形成稳定的空间体系，并不导致结构永久变形。

　5.1.4

　质量标准

　5.1.4.1

　基础和支撑面

　（1） 基础混凝土强度达到设计要求；

　（2） 基础周围回填夯实完毕；

　（3） 基础的轴线标志和标高基准点齐备、准确；

　（4） 基础顶面直接作为柱的支撑面和基础顶面预埋钢板或支座作为柱的支撑面时，其支撑面、地脚螺栓（锚栓）的允许偏差应符合表5.1.4.1-1的规定。

　检查数量：抽查10%，且不应少于3个。

　检查方法：用经纬仪、水准仪、全站仪、水平尺和钢尺实测。

　支撑面、地脚螺栓（锚栓）位置的允许偏差（mm）

　表5.1.4.1-1

　项目

　允许偏差

　支撑面

　标高

　±3.0

　水平度

　l/1000

　地脚螺栓

　（锚栓）

　螺栓中心偏移

　5.0

　螺栓露出长度

　±30.0

　0

　螺纹长度

　±30.0

　0

　预留孔中心偏移

　10.0

　 坐浆垫板的允许偏差（mm）

　表5.1.4.1-2

　项目

　允许偏差

　项目

　允许偏差

　顶面标高

　0

　－3.0

　水平度

　位置

　l/1000

　20.0

　杯口尺寸的允许偏差（mm）

　表5.1.4.1-3

　项目

　允许偏差

　底面标高

　0

　5.0

　杯口深度（H）

　±5.0

　杯口垂直度

　H/100,且不应大于10.0

　位置

　10.0

　（5） 采用坐浆垫板时，坐浆垫板的允许偏差应符合表5.1.4.1-2的规定。

　检查数量：抽查10%，且不应少于3处

　检查方法：用经纬仪、水准仪、全站仪、水平尺和钢尺实测。

　（6） 采用杯口基础时，杯口尺寸的允许偏差应符合表5.1.4.1-3的规定。

　 检查数量：抽查10%，且不应少于4处。

　5.1.4.2

　钢结构质量检验

　（1）运输钢结构时，应根据钢构件的长度、重量选择车辆；钢构件在运输车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均应保证钢构件不产生变形、不损伤涂层。

　（2）钢构件安装前应对钢构件的质量进行检查，钢构件的变形、缺陷超出允许偏差时应进行处理。检查标准见《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）中的附表。

　（3）钢结构采用扩大拼装单元进行安装时，对容易变形的钢构件应进行强度和稳定性的验算，必要时采用固定措施。

　采用综合安装时，应划分成若干个独立单元。每一单元的全部钢构件安装完毕后，应形成空间刚度单元。

　（4）要求顶紧的节点，顶紧接触面不应小于70%。用0.3mm厚的塞尺检查，可插入的面积之和不得大于接触顶紧面总面积的30%，边缘最大间隙不得大于0.8mm。

　检查数量：抽查10%，且不应少于3个。

　检查方法：用0.3mm厚和0.8mm厚的塞尺现场检查。

　（5）钢屋架、梁及受压杆件的垂直度和侧向弯曲矢高的允许偏差应符合表5.1.4.2-1的规定。

　检查数量：抽查10%，且不应少于3个。

　检查方法：用吊线、拉线、经纬仪和钢尺现场实测。

　（6）单层钢结构主体结构的整体垂直度和整体平面弯曲的允许偏差应符合表5.1.4.2-2的规定。

　 钢屋架、梁及受压杆件垂直度和侧向弯曲矢高的允许偏差（mm）

　 表5.1.4.2-1

　项目

　允许偏差

　图例

　跨中的垂直度

　H/250,且不应大于15.0

　侧向弯曲矢高f

　l≤30m

　l/1000,且不应大于10.0

　30m＜l≤60m

　l/1000且不应大于30.0

　l＞60m

　l/1000且不应大于50.0

　整体垂直度和整体平面弯曲的允许偏差（mm）

　 表5.1.4.2-2

　项目

　允许偏差

　图例

　主体结构的整体垂直度

　l/1000,且不应大于25.0

　主体结构的整体平面弯曲

　l/1500,且不应大于25.0

　检查数量：对主要立面全部检查。对每个检查的立面，除两列角柱外，尚应至少选取一列中间柱。

　检查方法：采用经纬仪，全站仪等测量。

　（7）钢柱等主要钢构件的中心线及标高基准点等标志应齐全。

　检查数量：抽查10%，且不应少于3件。

　检查方法：观察检查。

　（8）钢柱安装的允许偏差应符合GB50205－2001附表的规定。

　检查数量：抽查10%，且不应少于3件。

　检查方法：用吊线、钢尺、经纬仪、水准仪等。

　（9）钢吊车梁或类似直接承受动力荷载的构件，其安装的允许偏差应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001附表E.0.2的规定。

　检查数量：抽查10%，且不应少于3榀。

　检查方法：用吊线、拉线、钢尺、经纬仪、水准仪等检查。

　（10）檩条、墙架等次要构件安装的允许偏差应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001附表E.0.3的规定。

　 检查数量：抽查10%，且不应少于3件。

　 检查方法：用吊线、钢尺、经纬仪等检查。

　（11）钢平台、钢梯、栏杆安装应符合国家标准《固定式钢直梯》GB4053.1、《固定式钢斜梯》GB4053.2、《固定式栏杆》GB4053.3和《固定式钢平台》GB4053.4规定。钢平台、钢梯、防护栏杆安装的允许偏差应符合GB50205－2001附表E.0.4的规定。

　检查数量：钢平台按总数抽查10%，栏杆、钢梯按总长度抽查10%，钢平台不应少于1个，栏杆不应少于5m，钢梯不应少于1跑。

　检查方法：用吊线、拉尺、钢尺、经纬仪、水准仪等检查。

　（12）钢结构表面应干净，结构主要表面不应有疤痕、泥沙等污垢。

　检查数量：抽查10%，但不应少于3件。

　检查方法：观察检查。

　5.1.5

　安全环境保护措施

　5.2.7.1 一般规定

　（1）从事电工、焊工、起重作业人员，必须经过有关部门的安全技术培训，并经考试合格，取得特殊工种证件后方可上岗作业。

　（2）进入施工现场的人员必须正确佩戴安全帽，严禁穿拖鞋、凉鞋、高跟鞋或带钉的鞋。严禁酒后进入施工现场。

　（3）施工现场器材、构件堆放必须按照总平面图规定位置放置。各种材料、构件堆放必须按品种、分规格堆放，并设置明显标牌。

　（4）各种材料、构件堆放无论放置时间长、短必须分类堆放整齐，用木方垫起，构件堆放应平稳。

　（5）生产场地必须留有安全通道，设备之间的最小间距不得小于1.0m。

　5.2.7.2 施工用电及施工机械

　（1）移动式电动机械和手持电动工具的单相电源线必须使用三芯软橡胶电缆，三相电源线必须使用四芯软橡胶电缆；接线时，缆线护套应穿进设备的接线盒内并予以固定。

　（2）施工机械运行使用前应检查各系统是否良好，下班后应切断电源，电源箱应上锁。

　（3）电焊接机应布置在室内或搭设的工棚内，防止雨雪的侵袭，

　 （4）移动式电动机具和手持电动工具的电源线必须使用软橡胶绝缘电缆。

　 （5）施工机械、电焊机应使用专用闸箱并安装漏电保护器。

　5.2.7.3 电、气焊作业及防火

　（1）施工作业动用电、火焊必须办理防火作业票，经过保卫部门审查批准方可作业。动用电、火焊只在指定地点和限制时间内有效。

　（2）施工材料的存放、保管，应符合防火安全要求，易燃材料必须专库储备；化学易燃品和压缩可燃性气体容器等，应按其性质设置专用库房分类堆放。

　（3）施工现场的消防器材和设施不得埋压、圈占或挪作他用，冬期施工须对消防设备采取防冻保温措施。

　（4）电、气焊作业前应清理易燃易爆物品，设专人监护及配备相应灭火器具。雨雪天气，禁止在室外进行电焊作业。

　（5）进行气焊作业时，氧气、乙炔瓶放置间距应大于5m，使用检测合格的氧气表、乙炔表并有回火防止器。

　5.2.7.4 起重吊装

　（1）起重机械必须经有关部门进行安全性能的检验，取得安全检验证方可使用。

　（2）各类起重机的操作人员和起重机指挥人员必须经过专门的操作技术和安全技术培训，并经考核合格，取得操作证和指挥合格证，严禁无证操作起重机或指挥起重作业。

　（3）钢结构安装应严格按照施工方案制定的吊装方法、吊装顺序及进度计划安排进行施工。

　（4）起重机的行驶道路，必须坚实可靠。起重机不得停置在斜坡上工作，也不允许起重机两侧履带一高一低。

　（5）绑扎构件的吊索须经过计算，所有起重工具应定期进行检查，对损坏的作出鉴定。绑扎方法应正确、牢靠，以防吊装中吊索破断或构件滑脱，使起重机失重而倾覆。

　（6）不准在索具受力或起吊物悬空的情况下中断作业，更不准在吊起重物就位固定前离开操作岗位。索具、吊具要定时检查，使用时不得超过额定荷载。

　 （7）起吊时，要有专人将吊物扶稳，严禁甩动。起吊物悬空时，严禁在起吊物、起吊臂下停留或通过。在卷扬机、滑轮及牵引钢丝绳旁不准站人。

　（8）构件安装后，必须检查连接质量，无误后，才能摘钩或拆除临时固定工具，以防构件掉落伤人。

　（9）起吊构件的吊装，要专人指挥，不得两人并列指挥或多人参与指挥。起重构件时，不得有人在吊装区域范围内滞留、停立和通过。

　5.2.7.5 高处、交叉作业

　（1）钢结构吊装前，应进行安全防护设施的逐项检查和验收。验收合格后，方可进行高空作业。

　（2）施工作业场所有可能坠落的物件，应一律先进行撤除或加以固定。高空作业中所用的物料，应堆放平稳，不妨碍通行和装卸。随手用的工具应放在工具袋内。作业中，走道内余料应及时清理干净，不得任意抛掷或向下丢弃。

　（3）雨天和雪天进行高空作业时，必须采取可靠的防滑、防寒和防冻措施。对于水、冰、霜、雪均应及时清除。

　（4）登高安装钢梁时，应视钢梁高度，在两端设置挂梯或搭设钢管脚手架。在梁面行走时，其一侧的临时护栏横杆可采用水平钢索，当改为扶手绳时，绳的自由下垂度不应大于l/20，并应控制在100mm以内。

　（5）为防止高处坠落，操作人员在进行高处作业时，必须正确使用安全带。安全带一般应高挂低用。

　（6） 搭拆施工脚手架必须严格按照施工方案进行，脚手架搭设过程应进行检查验收。

　5.2.7.6 环境管理

　（1）施工现场应保持整洁，垃圾废料应及时清理。废弃物应按要求分类堆放及回收。

　 （2）施工现场应降低噪声污染，使用低噪声施工机具，无法避免噪声的施工设备，则应对其采取噪声隔离措施。

　（3）焊接作业后应及时将焊条头回收，不得随便丢弃，防止环境污染。

　5.1.6

　质量记录

　采用《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001中的有关记录表。