工業(yè)廠房施工組織設計

1、第一卷 工業(yè)廠房廠房分兩跨，其中主跨內(nèi)設2臺250t/50t橋式吊車(軌頂標高為22.5m)，2臺臂長為11m的8t懸臂吊車。吊車和屋面系統(tǒng)由22根鋼管混凝土柱支承。1鋼管混凝土柱結構概況鋼管柱是由4根柱肢鋼管和綴材(鋼板和鋼管)焊接而成的格構式組合柱，從柱腳到柱頂為階梯形，變截面處用來支承吊車承軌梁和屋面系統(tǒng)。柱肢鋼管為478mm12mm螺旋焊縫圓鋼管，由鋼板卷制焊接而成。鋼管柱中心截面尺寸為3411mm1200mm(見圖1)，單根柱重55.6t。在現(xiàn)場加工鋼管柱后吊裝立起，在柱肢鋼管內(nèi)灌注c40混凝土。圖1鋼管混凝土柱結構示意2鋼管柱的制作2.1柱肢鋼管的槽口加工在鋼管柱中部支承吊車承軌梁

2、的箱形肩梁部位有2塊大鋼板分別直立穿過4根柱肢鋼管，因此柱肢鋼管在此處要開槽，槽口尺寸為1950mm32mm。槽口加工要平直，寬度不能超差，否則會嚴重影響焊接質(zhì)量或無法焊接。第1根柱肢鋼管開槽時劃好線后一氣割成，待冷卻后發(fā)現(xiàn)槽口呈腰鼓形，兩端寬度為34mm，中間竟達42mm。鋼管截面的橢圓度從槽口兩端到中間越來越大，最大為6mm，嚴重超差。這是由于卷制鋼管時存在較大的彎曲內(nèi)應力，沿縱向開槽后大部分內(nèi)應力得到釋放所致，內(nèi)應力的釋放程度與槽口長短有著密切的關系。為解決這一問題，我們將1950mm長的槽口開成4個長約475mm的短槽口(每個連接處長為20mm)，待冷卻后測量槽口寬度，這時中間和兩端尺

3、寸基本一致。再將3個連接處用氣割割掉將整個槽口貫通，待冷卻后測量槽口寬度，中間與兩端尺寸之差小于2mm，完全符合設計要求，鋼管截面的橢圓度也得到了較好的控制(見圖2)。圖2柱肢鋼管槽口加工示意2.2穿心板的裝配就位穿心板是最大也是最難裝配的零件。裝配前，穿心板必須校平，尺寸準確且邊緣齊整，柱肢鋼管槽口必須平直且4個槽口在同一水平面內(nèi)。裝配時先將焊有牽引掛鉤的穿心板頭部插入柱肢鋼管的外側槽口內(nèi)，后部用吊車抬起，使之始終保持水平。用20kn倒鏈牽引同時用鐵錘輕擊穿心板，使穿心板順利就位(見圖3)。圖3穿心板裝配示意牽引掛鉤宜用10mm厚鋼板割成，長度應大于500mm，且必須焊在穿心板短邊中部。牽引

4、鋼絲繩必須與柱肢鋼管垂直，一旦卡死，不能硬拉，應查找原因再作處理。2.3變截面工字鋼的焊接變形控制鋼管混凝土柱的外側兩柱肢鋼管之間有一個從柱腳到柱頂與柱等長的大型變截面工字鋼。此工字鋼的腹板與翼緣板厚度分別為18、20、25mm，腹板最寬為1300mm，翼緣板最寬為1200mm。工字鋼焊接時易出現(xiàn)角變形、上拱、旁彎和扭曲等多種變形，通過試驗我們較好地解決了工字鋼的現(xiàn)場焊接變形問題。(1)角變形的防止在焊接工字鋼的4條縱焊縫時由于角焊縫的橫向收縮引起了角變形。實際施工時采用將扁鋼沿45方向?qū)ΨQ均勻地布置在腹板兩側，兩端與工字鋼點牢后再進行焊接，焊完冷卻后將扁鋼打掉，焊溜磨平的方法，有效地防止了角

5、變形。扁鋼的規(guī)格尺寸及扁鋼之間的間距要合適，間距太大，翼緣板易出現(xiàn)波浪變形，間距太小，焊工操作不方便，具體數(shù)據(jù)與扁鋼厚度和焊腳尺寸等有關，可通過試驗得出。(2)旁彎變形的防止焊接2條縱向焊縫時2名焊工同時對稱進行焊接，2條焊縫冷卻時同時沿縱向收縮，不會產(chǎn)生旁彎變形，而且還可保證腹板與翼緣板的垂直度。為避免熱量集中、應力集中所帶來的弊病，可采用跳焊法。(3)上拱變形的防止將變截面工字鋼整體裝配好后再進行焊接，此時工字鋼的剛性增加，上拱變形會減小。(4)扭曲變形的防止扭曲變形在焊后較難矯正，因此必須采取以下措施重點防范：保證裝配質(zhì)量，裝配時，腹板與翼緣板間應無間隙或間隙沿長度方向很均勻，焊前必須把

6、工字鋼墊平；必須保證2名焊工同時對稱焊接，絕對禁止從兩端向不同方向錯開焊接。2.4箱形肩梁的拼裝與焊接每根鋼管柱都有35個大小不等的箱形肩梁，用來支承吊車承軌梁，其中體積最大、結構最復雜的是250t吊車的箱形肩梁，高2m，重達10t，被水平中間隔板分為上下兩層，箱形肩梁內(nèi)部又被水平和垂直中間隔板分成10多個大小不等的小格(見圖1)。箱形肩梁是鋼管柱的重要組成部分，它不能分為部件拼裝焊接成型后再總裝配，因此給裝配焊接帶來很大難度。裝配時，2t多重的穿心板要水平穿過2個柱肢鋼管的4個槽口，并與柱肢鋼管管壁全熔透焊接。穿心板與箱形肩梁平臺鋼板接觸的一面應刨平，裝配時和平臺鋼板頂緊，并用塞尺進行檢查。

7、根據(jù)設計要求裝配時進行定位焊，裝配好后再進行正式焊接。實踐證明，正式焊接之前僅進行定位焊是不夠的。箱形肩梁部位零件多，焊腳尺寸大，焊縫集中，先焊成的焊縫冷卻收縮時產(chǎn)生的應力將其它未進行正式焊接部位的定位焊縫拉裂，造成拼裝間隙過大，整個箱形肩梁變形，不得不返工重新拼裝。通過分析研究我們對焊接工藝進行了改進，即裝配時定位焊不變，裝配好后先用3.2mm焊條將所有焊縫(勁板除外)打底一遍，最后再分層正式焊接。焊接工藝改進后再未發(fā)現(xiàn)焊縫被拉裂的情況，保證了箱形肩梁的焊接質(zhì)量。應注意定位焊、打底焊、分層正式焊三道工序均設停止點，待技術人員檢查合格后方能進入下道工序；穿心板與柱肢鋼管的全熔透焊接過程中，每層

8、焊完后必須將焊渣徹底清除干凈，并用砂輪打磨后才能焊上面一層，直到焊縫達到設計厚度。3鋼管柱的吊裝3.1吊裝準備(1)對鋼管柱加工質(zhì)量的全面復驗，重點應檢查各重要部位的標高尺寸。(2)在鋼管柱上劃出標高線、柱身中心線(兩側)及柱腳平面軸線，以便吊裝時經(jīng)緯儀和水平儀校正鋼管柱的平面軸線、標高及垂直度。(3)杯口驗收和基礎軸線軸距的復測。杯口驗收主要是杯口幾何尺寸及杯口底面標高的復測。(4)加工制作鋼管柱柱腳墊板，固定鋼管柱的弧形楔鐵以及鋼爬梯。鋼爬梯焊于鋼管柱的一側，便于工人上下作業(yè)。(5)加工制作吊耳并將吊耳焊于250t吊車箱形肩梁的平臺板上，吊耳應與平臺板焊透焊牢，仔細檢查焊縫，確認沒有質(zhì)量問

9、題后方可進行吊裝。3.2吊裝用單點單機吊裝方法，選用300t履帶吊，吊點在250t吊車箱形肩梁的平臺板上，吊耳為單孔工字形，選用40mm、637+1的吊裝鋼絲繩。先進行試吊，確保安全無誤后開始正式吊裝。當鋼管柱豎直柱腳脫離地面時，停機進行全面檢查，并清除柱腳底板上的雜物，找正鋼管柱方向，柱腳對準杯口位置，穩(wěn)住鋼管柱，吊車慢慢落鉤，直到柱腳底板剛接觸到杯口底面為止。3.3校正(1)鋼管柱的標高、柱腳平面軸線校好后在相互垂直的兩個方向上用2臺經(jīng)緯儀同時觀測鋼管柱的垂直度，記錄鋼管柱的傾斜方向以及柱頂被觀測點、柱身中心線相對于基礎軸線的傾斜量。(2)將約4m長的鋼軌(38kg/m)用鋼絲繩固定于鋼管

10、柱第1個節(jié)點處的水平腹管上(見圖1 66剖面)。鋼絲繩采用活套扣，鋼軌兩端伸出水平腹管約300mm(見圖4)。圖4鋼管柱校正示意鋼軌固定位置應根據(jù)所測鋼管柱傾斜方向而定。(3)鋼管柱向哪一側傾斜就在哪一側用千斤頂頂升鋼軌的端部，從而頂起鋼管柱的某一側。在相互垂直的兩個方向上用經(jīng)緯儀觀測鋼管柱的垂直度，符合要求后，立即將懸空的柱腳用墊板墊實。(4)復核標高和基礎平面軸線，準確無誤后將鋼管柱柱腳與杯口之間用弧形楔鐵楔緊，并將三者焊牢。最后進行杯口內(nèi)的混凝土澆灌并澆水養(yǎng)護。4柱肢鋼管內(nèi)的混凝土灌注柱肢鋼管內(nèi)的混凝土為無收縮混凝土，為保證工程質(zhì)量，加快工程進度，根據(jù)本工程結構實際情況，決定采用高位拋落

11、無振搗法進行灌注。4.1混凝土配合比試驗該項工程對混凝土的試配主要提出了兩項技術要求：根據(jù)鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)程(cecs2890)第7.4.5條規(guī)定混凝土的坍落度宜不小于15cm，因此應摻適量減水劑；在滿足混凝土強度的基礎上要求混凝土無收縮，保證混凝土與鋼管壁能緊密地結合，為此應在混凝土中摻適量的膨脹劑。通過反復試驗，選定的配合比及其它主要技術參數(shù)如下：砂率40%；水灰比0.40；坍落度18cm；水泥砂石子水ueadk-5減水劑=447644966208735.2(kg/m3)。7d、28d混凝土抗壓強度為39.2mpa、48.8mpa，符合設計要求。4.2混凝土的灌注采用德國產(chǎn)sch

12、wing布料桿泵車，將混凝土從地面泵至柱頂并通過柱頂端管口連續(xù)灌入柱肢鋼管內(nèi)，柱頂4m以內(nèi)的混凝土需用插入式振搗器進行振搗，一次振搗時間為3045s。為確?；炷恋墓嘧①|(zhì)量，應注意以下幾點：外加劑摻量應準確，計量誤差不能超過外加劑摻量的1%；灌注混凝土之前，應從柱肢鋼管上口灌入c40水泥砂漿，厚度為10cm，以免自由下落時混凝土粗骨料產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象；同一根柱肢鋼管內(nèi)混凝土的灌注應連續(xù)進行，不允許留有施工縫；采用與混凝土灌注高度同步的敲擊法檢查混凝土灌注質(zhì)量，確定柱肢鋼管內(nèi)混凝土是否密實，必要時可采用無損檢測法。建筑面積5212m2，主體結構為輕鋼門式剛架，跨度72m，柱高15m，跨中高度19.7

13、5m，是目前最大跨度的輕鋼結構工程。本工程的主要技術難點為72m跨剛架梁分段吊裝。剛架梁平面布置如圖1所示。圖1剛架梁平面布置1剛架梁的構造主梁為長72m的焊接實腹梁，共9榀，每榀梁重約17t，由6個節(jié)段組成，每節(jié)段長12m，靠兩端支座(柱)的節(jié)段為變截面梁。梁翼緣板寬250mm；跨中截面高1524mm，腹板厚7mm，翼緣厚9mm；梁端頭截面高1828mm，腹板厚9mm，翼緣厚16mm。2剛架梁吊裝方案的選擇剛架梁吊裝的難點在于單榀梁跨度大，穩(wěn)定性差，柱梁結構彈性大，如控制不好梁會出現(xiàn)下?lián)虾蛡认蚴Х€(wěn)，且由于在北方冬期施工，梁上的風載較大。如果將72m剛架梁在地面拼裝成設計坡度，跨中高度4650

14、mm，必須考慮拼裝平臺設置和吊裝時梁對鋼柱的水平推力。如果將剛架梁分成兩段，在地面分別拼裝為36m的半榀梁，在空中對接，則可以較好地解決水平推力問題，但仍然易出現(xiàn)側向失穩(wěn)。經(jīng)過對比分析，我們決定在有支撐的跨間，將兩榀梁都在地面拼裝成36m長的半跨剛性單元，由2臺汽車吊通過鐵扁擔吊起兩個左半榀梁與各自軸線柱連接后，2號吊機使兩個左半榀梁空中定位，1號吊機摘鉤后與3號吊機吊起兩個右半榀梁與各自軸線柱對接，最后對接中間節(jié)點，即形成整體剛架(見圖2)。圖2剛架梁吊裝過程依據(jù)輕鋼剛架結構的特性，為使大梁形成后應力釋放均勻，并能控制好建筑的跨中高度，半榀拼裝和空中對接是最好的辦法。而兩個半榀梁在安裝好跨間

15、支撐和檁條的條件下同時起吊，則大大加強了吊裝過程中結構的穩(wěn)定性。若相鄰的兩榀梁重量不等，各自的半榀梁吊裝時用手拉葫蘆將鐵扁擔調(diào)平。由于軸兩側跨間均無支撐，只能采用單榀梁起吊，起吊前將梁兩側用鋼管等加固，仍采用3臺吊車空中對接的安裝方法。3吊點雙榀起吊的梁吊點選在梁的跨間支撐節(jié)點處，單榀起吊的梁吊點選在腹板加勁板處。4剛架梁吊裝(1)吊裝順序從抗風柱軸向大門軸方向順序吊裝。(2)起吊設備50t汽車吊2臺(1號、3號吊機)，45t汽車吊1臺(2號吊機)。(3)地面拼裝將兩榀梁在地面都分成兩個半榀立放拼裝，所有高強度螺栓終擰，除吊點處檁條外其余所有檁條和跨間支撐均安裝到位。吊點處腹板兩側、下翼緣底部

16、加墊木方。(4)吊裝步驟第1步：1、2號吊機同時抬吊左邊兩個半榀梁，離地1m左右，檢查連接螺栓是否終擰完畢，然后2號吊機將梁起升至設計要求的坡度。2臺吊機同時緩慢、平穩(wěn)起吊至高于就位標高23cm處，穿入梁與柱節(jié)點螺栓，并初擰。此時1號吊機適當卸荷，待此節(jié)點全部螺栓終擰完畢后，2臺吊機交替卸荷，2號吊機卸至53kn時停止，1號吊機摘鉤。第2步：1、3號吊機同時抬吊右半榀梁，做法同第1步。第3步：剛架梁左右兩個半榀在屋脊處對接，采用鋁合金掛籃作操作平臺。穿入螺栓并初擰，2臺吊機交替緩慢卸荷，并按從上至下的順序終擰螺栓。2臺吊機再交替緩慢卸荷，卸荷過程中注意控制標高。整個安裝過程采用經(jīng)緯儀全過程同步

17、監(jiān)測，并有專人檢測各吊機荷載情況。在梁安裝就位后，及時安裝梁與相鄰梁間的支撐和檁條，2/3的支撐和檁條安裝后，2臺吊機才能全部卸荷摘鉤。吊裝過程中產(chǎn)生梁的跨間少量側向偏移，通過梁間鋼索調(diào)整。建筑面積約18000m2，為單層(局部夾層)四連跨雙坡屋面的輕型鋼結構，廠房檐高14.7m，屋脊高17m，夾層高4.877m，最大跨度為30m，東南面為附屬2層輕鋼結構辦公室，南面27m跨設有50t行車(見圖1)。圖1廠房剖面示意鋼結構由鋼柱、屋面鋼梁及屋蓋系統(tǒng)組成，總重約1100t。鋼柱為焊接工字鋼，截面為 610mm305mm8mm10mm，單件重約1.5t；鋼梁為焊接變截面工字鋼，截面為(100015

18、30)mm152mm8mm10mm，在工廠分段制作后，運至現(xiàn)場拼裝，分段長度16m不等；屋蓋系統(tǒng)由z形薄壁檁條、圓鋼拉條和布置較密的角鋼撐條及屋面彩鋼板組成。安裝合同工期為30d。本工程具有工期短、面積大、結構復雜，斜撐和檁條規(guī)格類型多、數(shù)量多，施工難度大等特點。1安裝方案1.1施工條件根據(jù)業(yè)主的總進度計劃要求，鋼結構吊裝進場時，30m跨地坪混凝土已澆筑2個星期，18m跨土方剛回填完，24m跨和27m跨正在回填土方，業(yè)主要求30m跨內(nèi)不允許進吊車或堆放鋼構件。1.2吊裝機械的選擇針對現(xiàn)場施工條件和業(yè)主總進度的安排以及廠房結構特點，選定1臺32t履帶吊(負責30m跨、27m跨的跨外吊裝)和1臺2

19、5t輪胎吊(負責18m跨、24m跨的跨內(nèi)吊裝)作主吊機，另選16t、8t汽車吊各1臺作輔機，用于構件卸車、拼裝和二次搬運。1.3吊裝方法 25t和32t吊車分別先吊裝18m跨和30m跨，然后安裝24m跨和27m跨，吊裝時，根據(jù)屋面梁分段的特點和吊車的起重能力，在2臺主機同時吊裝的情況下，保證25t輪胎吊的吊裝進度比32t履帶吊快兩榀屋面梁，屋面梁空中拼接節(jié)點在30m跨和27m跨內(nèi)。整個吊裝采用綜合吊裝方法。2主要技術措施2.1跨內(nèi)構件運輸本工程廠房30m跨內(nèi)有2列柱并且有夾層，構件數(shù)量較多，跨內(nèi)不允許進吊車或集中堆放構件，大量構件需二次搬運，并配合其它工種交叉作業(yè)，嚴重影響工程進度。經(jīng)分析研究

20、，自行設計了1臺門式搬運小車作搬運工具(見圖1)。2.2鋼柱吊裝鋼柱的吊點選擇有以下3個難點：鋼柱本身既沒有牛腿又沒有可利用的孔洞；結構設計師既不允許在鋼柱上焊吊點，也不允許鉆孔；鋼柱翼板和腹板較薄，柱身較高，鋼柱安裝后穩(wěn)定性差，不利于安裝人員到柱頂解套取鉤。基于上述三點和柱頂板大于柱身的特點，決定在柱頂部用環(huán)繞地面解套的方法(見圖2)。操作要點如下：解套卸扣插銷比插口略小，以插銷能自由進出為宜；解套卸扣在吊裝時保證頭部朝上，即拴拉繩一端朝上。圖2環(huán)繞地面解套示意2.3屋面梁安裝屋面梁安裝主要解決了2個問題：屋面梁因翼板和腹板較薄、高度高，易產(chǎn)生平面外彎曲變形，因此屋面梁采用地面立式拼裝，避免

21、平躺拼裝在扶直過程中產(chǎn)生彎曲變形；跨與跨之間屋面梁連接節(jié)點，距柱節(jié)點2.5m左右，給安裝人員增加了操作上的不便，經(jīng)分析研究，采用梁端掛騎梁雙吊籃，解決懸空不安全的問題。2.4鋼柱垂直度調(diào)校鋼柱具有板薄、超長、易彎曲等特點，一列柱的穩(wěn)定依靠柱與柱之間布置較為密集的c形檁條和拉條來加強。根據(jù)結構設計的特點，采用分段二次調(diào)校法：第1次調(diào)校柱腳到柱中部，校好后安裝本段的檁條及拉條；第2次再調(diào)校上部。3施工注意要點(1)鋼柱起吊時注意柱身方向，剛度大的方向受力；(2)鋼柱垂直度調(diào)校時，纜風繩切不可用力過大，以免造成柱身彎曲變形；(3)屋面梁拼裝完后，注意檢查旁彎、連接節(jié)點板是否緊貼；(4)相鄰兩榀屋面梁

22、安裝完時，其間檁條必須至少安裝3根，確保結構的穩(wěn)定。通過采取以上技術措施，本工程僅用16d就完成鋼結構安裝，安裝結果完全符合鋼結構工程施工及驗收規(guī)范(gb50205-95)的要求。工業(yè)廠房的屋面面積大、不規(guī)整、節(jié)點構造復雜，且常年受日曬、雨淋、溫濕度變化和廠房內(nèi)部的振動、高溫、腐蝕性氣體的影響，很容易出現(xiàn)漏雨問題。寶鋼第三期工程屋面為從日本引進的角馳壓型鋼屋面板，具有重量輕、抗震性能好、耐久性強、色彩鮮艷、加工簡易、施工方便等優(yōu)點，屋面板配件與結構連接簡捷合理，安全可靠，壓型鋼屋面板在順水流方向采用全長尺壓型板，不允許搭接，防水性能好。寶鋼第三期工程屋面表現(xiàn)為漏雨，一是屋面本身漏雨，另一個是天

23、窗飄雨，其原因是建筑構造設計考慮不周，尺寸選擇有誤，施工中壓型板上板搭下板的導水作用，導致節(jié)點防水不合理，現(xiàn)結合對屋面節(jié)點漏雨的分析及處理進行說明。1屋面支架問題由于設計時對角馳壓型鋼屋面板構造不甚清楚，將熱力管道設計在屋面高低跨處，并從墻板延伸到屋面，致使熱力管道在采光板、墻板處排放熱氣，燒壞采光板。角馳壓型鋼屋面板有專門屋面支承件，該屋面支承件夾在屋面板槽頂上，用于連接高低跨屋面排水管、屋面避雷帶、山墻裝飾等。如果采用屋面支承件，將熱力管道延伸至屋面，排放熱氣遠離采光板，則避免了熱力管道排放熱氣燒壞采光板問題。2屋面與天窗連接處積水問題圖為屋面與天窗連接處節(jié)點。彩板寬度為廠家定尺，搭接采用硅膠。由于屋面上人施工檢修，加之溫度變化較大，長時間使用，硅膠失效，彩板下聚積雨水，造成屋面漏雨。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，將彩板換成壓型鋼板，根據(jù)壓型鋼板使用規(guī)定，縱向采用全長尺壓型板，不允許搭接，雨水順著壓型板流向屋面排水溝，即可有效解決壓型鋼板上聚積雨水問題。圖1屋面與天窗連接處節(jié)點3天窗垂直支撐處漏雨通過雨天實地觀察，發(fā)現(xiàn)雨水順著垂直支撐流到天窗泛水板固定檁條上，雨水反彈到主廠房內(nèi)，造成天窗漏雨，見圖2。圖2外包式橫向通風天窗剖面圖由于天窗支架已施