實(shí)例談單層大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝技術(shù)

1、實(shí)例談單層大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝技術(shù)摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)都得到了進(jìn)一步的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)的 構(gòu)建廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)安裝工程應(yīng)該有一個(gè)良好的控制方 法，畢竟環(huán)境決定成果，有一個(gè)好的控制方法和計(jì)劃，才能按照所計(jì)劃的預(yù)想去 實(shí)施和實(shí)行，有具體的措施與步驟。文章主要對(duì)某單層大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝技 術(shù)進(jìn)行探析。關(guān)鍵詞：?jiǎn)螌哟罂缍蠕摻Y(jié)構(gòu)；安裝技術(shù)；廠房1、工程概況某廠房工程為單層大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房，長(zhǎng)755.2m、寬206m，總建筑面積為 124985.4m2，占地面積155728.1m2，鋼結(jié)構(gòu)總量為16500t。廠房跨度有33、 39m兩種，建筑外立面高度分別有15.7、2

2、0.7、29.8m三種，廠房屋面自西向東 呈階梯狀升高。鋼結(jié)構(gòu)為杯型基礎(chǔ)，杯斗深度11002150mm。廠房屋架梁最大跨度（DG 軸間）39m，共49棉，其余跨度均為33m，共276棉。鋼柱由2根 H650mmx300mmx20mmx20mm型鋼組合成2100mmx650mm的鋼格構(gòu)柱，共有 鋼柱458根。屋面鋼梁全部采用焊接H型鋼，其中GJL39為重量最大的一棉屋架 梁，其截面尺寸為H （9001400） mmx450mmx14mmx30mm，單棉質(zhì)量為11.8t。 屋架梁安裝高度共3種，分別為13.6、18.8、27.9m。采用Q345B鋼材，鋼構(gòu)件 表面均采用拋丸處理，除銹等級(jí)達(dá)到Sa2

3、.5。2工序流程鋼結(jié)構(gòu)面積大，工期要求緊，為此鋼結(jié)構(gòu)安裝分為3個(gè)施工段，見(jiàn)圖1。第 一施工段B1B4區(qū)，第二施工段C1C3區(qū)，第三施工段D1D3區(qū)。各施工段 形成流水作業(yè)。承臺(tái)施工完畢后，鋼構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)。根據(jù)構(gòu)件編號(hào)，按施工先后順序 擺放在相應(yīng)的承臺(tái)側(cè)邊，方便吊裝。圖1鋼結(jié)構(gòu)安裝分區(qū)施工流程：鋼構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)9鋼柱安裝9杯斗灌漿9柱間支撐、系桿安裝9屋架鋼梁安裝9 水平支撐安裝f校正及高強(qiáng)螺栓終擰f屋面檁條安裝f墻梁安裝f鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)收。3、主要施工工藝技術(shù)3.1鋼柱安裝3.1.1鋼柱安裝方案的選擇由于高跨部分鋼柱的長(zhǎng)度為29.8m，受運(yùn)輸條件的限制，只能將該部分鋼柱分段加工和 運(yùn)輸。鋼柱運(yùn)輸時(shí)分解為二段，

4、進(jìn)場(chǎng)后鋼柱拼裝進(jìn)行整體吊裝的方案，鋼柱兩端長(zhǎng)度分別為 22.3、7.5m，其質(zhì)量分別為 20.303、2.582t。3.1.2基礎(chǔ)復(fù)測(cè)結(jié)構(gòu)吊裝前必須進(jìn)行基礎(chǔ)杯斗位置復(fù)測(cè)，其杯口底面標(biāo)高偏差允許-5mm，基礎(chǔ)杯口深度 VH/100且10mm （H為鋼柱長(zhǎng)度），預(yù)留孔中心偏移10mm。3.1.3鋼柱拼裝為保證構(gòu)件組裝的精度，防止構(gòu)件在組裝的過(guò)程中由于胎架的不均勻沉降而導(dǎo)致拼裝的 誤差，組裝場(chǎng)地要求平整壓實(shí)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量平整壓實(shí)后的場(chǎng)地，其均布荷載后的下沉量控制 在510mm。胎架采用鋪設(shè)300mmx500mmx10mmx12mm的H型鋼梁，鋼柱水平放置于型 鋼梁上并找平，當(dāng)高差較大時(shí)采用鋼楔調(diào)整找平

5、。為防止組裝平臺(tái)沉降引起胎架變形，胎架 旁建立胎架沉降觀察點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，待沉降穩(wěn)定后方可進(jìn)行焊接。3.1.4鋼柱吊裝1）吊裝機(jī)械的選擇。根據(jù)鋼柱重量，高跨部分（外立面高度29.8m）鋼柱使用一臺(tái)100t 履帶吊進(jìn)行吊裝，同時(shí)配合一臺(tái)50t汽車(chē)吊進(jìn)行抬吊。低跨部分（外立面高度15.7、20.7m） 采用一臺(tái)50t汽車(chē)吊進(jìn)行吊裝。2）鋼柱吊點(diǎn)的選擇。根據(jù)鋼柱的形狀、長(zhǎng)度、重量、起吊方法及吊裝機(jī)械的起重能力， 吊點(diǎn)設(shè)置在上層牛腿處，在肩梁兩側(cè)各焊接兩個(gè)掛鉤耳板，板厚30mm，長(zhǎng)度300mm，外挑 120mm。3）鋼柱吊裝方法。高跨部分鋼柱吊裝時(shí)，100t吊車(chē)掛住鋼柱上部起吊點(diǎn)，垂直上升， 另一臺(tái)50t

6、吊車(chē)從下部1/3位置處溜尾兼抬吊，減少中間彎曲應(yīng)力。鋼柱垂直吊起，當(dāng)柱腳 面高出杯頂200mm左右后，旋轉(zhuǎn)吊臂到杯口頂，操作人員扶好柱子對(duì)準(zhǔn)杯口，然后慢慢下 落，當(dāng)柱腳接近杯底時(shí)（約3050mm ）時(shí)剎住車(chē)，對(duì)準(zhǔn)底部軸線，四個(gè)面插入8個(gè)鋼楔， 每個(gè)面兩個(gè)，用大錘輕敲臨時(shí)固定。先對(duì)小面中線，再對(duì)大面中線，使在鋼柱上標(biāo)注的四個(gè) 面中心線與基礎(chǔ)上劃出的縱橫十字線對(duì)準(zhǔn)。將鋼柱落到杯底并錘打牢固，用經(jīng)緯儀在大小面 調(diào)整垂直度，攬風(fēng)繩配合調(diào)整垂直度，調(diào)整完畢后用錘逐步打牢。鋼柱吊裝就位后，先進(jìn)行 初步的調(diào)整偏差，在剛度較小的方向上層吊車(chē)梁牛腿位置設(shè)置四根纜風(fēng)繩，有豎向支撐跨的 鋼柱必須立即進(jìn)行豎向支撐的安

7、裝。4）鋼柱校正。根據(jù)鋼柱的實(shí)際長(zhǎng)度、柱底的平整度、鋼牛腿頂部及柱頂距柱底部的距 離，有吊車(chē)的鋼柱重點(diǎn)是保證牛腿頂部標(biāo)高值，來(lái)決定基礎(chǔ)標(biāo)高的調(diào)整數(shù)值。在鋼柱的縱橫 十字線的延長(zhǎng)線上或稍偏的位置架設(shè)兩臺(tái)經(jīng)緯儀，進(jìn)行垂直度測(cè)量，經(jīng)緯儀與縱橫十字線的 夾角應(yīng)15。3.2杯型基礎(chǔ)杯斗灌漿鋼柱平面位置和垂直度校正好后，當(dāng)天內(nèi)杯斗灌漿完成，否則在澆灌前須再次復(fù)核。澆 灌前將縫中雜物清除干凈并澆水濕潤(rùn)，杯斗灌漿材料為C40微膨脹細(xì)石混凝土。杯斗灌漿時(shí) 從鋼柱四個(gè)方向同時(shí)澆灌，同時(shí)使用微型振動(dòng)棒進(jìn)行振實(shí)，微型振動(dòng)棒不得觸碰鋼柱和鋼楔。 灌漿分兩次進(jìn)行，第一次杯斗澆灌高度至固定鋼柱的鋼楔下部，待鋼楔拆除后混凝土

8、再灌滿 至基礎(chǔ)面標(biāo)高。3.3屋架鋼梁安裝3.3.1屋架鋼梁拼裝屋架梁分段運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，拼裝工作在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，沿吊機(jī)行走路線擺放。屋面梁 分段進(jìn)場(chǎng)后，首先對(duì)屋架梁的外型幾何尺寸、焊接質(zhì)量、運(yùn)輸過(guò)程中的變形情況進(jìn)行檢查， 合格后才能進(jìn)行組裝。鋼梁拼裝時(shí)，根據(jù)出廠屋面梁的編號(hào)用木方將相鄰的二段梁墊實(shí)，使 連接端板對(duì)齊，然后用尖錐定位，穿入定位安裝螺栓將分段的屋架梁拼裝成整體，定位螺栓 必須自由穿入。3.3.2吊裝前準(zhǔn)備及機(jī)械選擇由于屋架的側(cè)向剛度較弱，在吊裝前用木桿進(jìn)行加固，以增加屋架的側(cè)向剛度，同時(shí)準(zhǔn) 備好護(hù)身欄桿、上下梯子及纜風(fēng)繩。低跨屋架部位，梁安裝高度為13.6、17.4m，吊裝載荷 1

9、35kN，吊臂高度35m，吊臂長(zhǎng)度36m。吊車(chē)選擇QUY50-2型履帶起重機(jī)，該機(jī)在主臂長(zhǎng) 37m，作業(yè)半徑8m時(shí)起吊質(zhì)量為16.6t。高跨屋架部位，鋼梁安裝高度27.9m，吊裝載荷 180kN，吊臂高度47m。選擇QUY100型履帶起重機(jī)，該機(jī)在主臂長(zhǎng)48m作業(yè)，作業(yè)半徑 10m時(shí)起吊質(zhì)量為30t，完全可滿足屋架梁吊裝要求。3.3.3屋架吊裝方法屋架梁吊裝應(yīng)先形成空間受力體系，增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因鋼柱垂直面和屋架水平面 均有柱間支撐和水平支撐，所以先安裝有屋面系桿和柱間支撐、水平支撐的鋼柱、鋼梁，臨 時(shí)用纜風(fēng)繩固定第一棉屋架，件全部安裝到位后，然后向兩邊延伸安裝，以此確保鋼結(jié)構(gòu)形 成空間穩(wěn)

10、定的受力體系。屋架鋼梁起吊選擇兩點(diǎn)起吊方法，另外在梁中設(shè)置一根平衡輔助吊 點(diǎn)，輔助吊點(diǎn)主要作用是減少梁中部擺動(dòng)，減少梁在吊裝過(guò)程中的變形。安裝屋架鋼梁時(shí)， 首先在屋架梁上選擇合適的綁扎點(diǎn)并在鋼梁兩端拴上麻繩作為調(diào)整方向的牽制溜繩，吊裝前 準(zhǔn)備工作就緒后，首先進(jìn)行試吊，吊起高度為100200mm時(shí)停止調(diào)運(yùn)，檢查索具牢固和吊 車(chē)的穩(wěn)定性，確定安全后將鋼梁慢車(chē)吊起，再由人工在地面拉動(dòng)預(yù)先扣在大梁上的控制繩， 轉(zhuǎn)向就位。兩端放上定位夾板后穿上高強(qiáng)螺栓并對(duì)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行初擰，在松開(kāi)吊鉤前做初步 校正，對(duì)準(zhǔn)柱頂定位軸線就位并調(diào)整鋼梁垂直度及檢查梁側(cè)向彎曲，用兩個(gè)方向四根鋼纜加 以固定。第一棉鋼梁校正結(jié)束后，

11、栓焊連接處放上工藝襯條進(jìn)行焊縫焊接，焊接結(jié)束后現(xiàn)場(chǎng) 及時(shí)進(jìn)行焊縫探傷。在對(duì)鋼柱與鋼梁連接夾板上的高強(qiáng)螺栓緊固前，跨內(nèi)兩側(cè)鋼柱上必須留 有朝向內(nèi)側(cè)方向的鋼纜繩固定，并注意觀測(cè)，防止因屋架梁下?lián)隙绊懓惭b精度。第二棉鋼 梁同樣吊裝就位好后，不要松鉤，臨時(shí)與第一棉鋼梁固定，跟著安裝支撐系統(tǒng)及部分檁條， 最后校正固定的整體，從而形成空間穩(wěn)定剛性單元。從第三棉開(kāi)始，在鋼梁脊點(diǎn)及上弦中點(diǎn) 裝上檁條即可將鋼梁固定，同時(shí)將鋼梁校正好。對(duì)鋼梁屋脊線必須控制，使屋架與柱兩端中 心線等值偏差，這樣各跨鋼屋架均在同一中心線上。3.3.4鋼結(jié)構(gòu)安裝注意事項(xiàng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)的屋面梁進(jìn)行逐根現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核，主要復(fù)查屋面梁各段節(jié)的幾何尺寸，

12、各端板的聯(lián)結(jié) 螺栓孔距等必須的安裝數(shù)據(jù)，并作好書(shū)面記錄。鋼梁吊裝時(shí)，應(yīng)與設(shè)備安裝單位及時(shí)溝通， 當(dāng)?shù)踯?chē)梁無(wú)法在廠房空間內(nèi)安裝時(shí)，應(yīng)在屋面預(yù)留出吊車(chē)梁的安裝洞口。其預(yù)留方法是，鋼 結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件均安裝完畢，預(yù)留屋面次梁和檁條不安裝。鋼梁到現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行預(yù)拼裝，拼裝要 連接處要嚴(yán)絲合縫，注意消除制作過(guò)程中的變形，拼裝達(dá)到軸線重合、破口處相對(duì)高度控制 在3mm以?xún)?nèi)方可進(jìn)行焊接，當(dāng)焊接完成后對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行探傷檢測(cè)。鋼柱、鋼梁吊裝時(shí)， 綁扎點(diǎn)位置應(yīng)設(shè)置鋼護(hù)套或柔性護(hù)套，以保護(hù)吊裝繩和鋼構(gòu)件。屋架梁吊裝前鋼柱灌漿混凝 土強(qiáng)度應(yīng)不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%。穿入定位安裝螺栓時(shí)，嚴(yán)禁用錘敲打進(jìn)入，如有個(gè)別孔眼僅有小量偏差可用尖錐拔借孔 隙，也可用元銼或絞刀適當(dāng)擴(kuò)孔，當(dāng)錯(cuò)位孔超過(guò)1.2d (d為孔徑)時(shí)應(yīng)返廠返修，嚴(yán)禁動(dòng)火 擴(kuò)孔。施工前做好摩擦面的抗滑移系數(shù)，高強(qiáng)螺栓的扭矩系數(shù)、預(yù)拉力等試驗(yàn)。高強(qiáng)螺栓擰 緊順序，應(yīng)從螺栓群中部開(kāi)始，向四周擴(kuò)展，逐個(gè)擰緊。高強(qiáng)螺栓的初擰、復(fù)擰、終凝在 24h內(nèi)完成，直至擰掉螺栓尾部梅花頭，其絲扣宜露出24扣。4、結(jié)語(yǔ)鋼結(jié)構(gòu)施工精度要求高，因此必須要