鋼結(jié)構(gòu)在廠房建設(shè)中的應(yīng)用與施工

[摘要]鋼結(jié)構(gòu)建筑以全新的建筑結(jié)構(gòu)理念、優(yōu)質(zhì)輕便的新型材質(zhì)、結(jié)構(gòu)跨度大、安裝組合速度快、施工工期短、同比混凝土結(jié)構(gòu)投入資金少、經(jīng)久耐用的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大跨度廠房建設(shè)。文章結(jié)合廠房建設(shè)，根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)踐情況，闡述鋼結(jié)構(gòu)在廠房中的應(yīng)用和施工技術(shù)，以及安裝定位方式方法。

[關(guān)鍵詞]鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用；鋼結(jié)構(gòu)施工；鋼結(jié)構(gòu)制作；安裝定位

[作者簡介]王新仕，沅汪市團(tuán)山建筑工程有限公司副經(jīng)理，工程師，湖南沅江，413100

[中圖分類號(hào)]TU375 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1007-7723(2008)12-0161-0003

一、廠房建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)建筑的特性和種類

(一)特性

現(xiàn)代化廠房建設(shè)要考慮諸多因素，特別是大型廠房建設(shè)由混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展到現(xiàn)代化的新型鋼結(jié)構(gòu)建筑，在廠房建筑過程中，既要考慮到節(jié)能環(huán)保，又要考慮到經(jīng)久耐用等因素，還要考慮到工程造價(jià)成本的科學(xué)合理。鋼結(jié)構(gòu)建筑特性完全具備上述功能。鋼結(jié)構(gòu)建筑具備混凝土建筑無可比擬的大跨度、自重輕、安裝加工便捷、造價(jià)低廉、縮短廠房建設(shè)工期、節(jié)約成本以及良好的節(jié)能環(huán)保、不易銹蝕等特性，因而它被廣泛應(yīng)用于大型公共建筑、車站碼頭、體育場館和大型工業(yè)廠房建設(shè)。

(二)鋼結(jié)構(gòu)的種類

1 主鋼結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)建筑材料中分為輕鋼結(jié)構(gòu)和主鋼結(jié)構(gòu)兩大類。輕鋼結(jié)構(gòu)的主要產(chǎn)品是單層大跨度系列，主鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)多為多層重鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品?，F(xiàn)代化建筑的大型體育場館、車站碼頭、大型工業(yè)廠房建設(shè)中常用的經(jīng)濟(jì)適用單跨在20～40m之間，鋼柱間距在10～20m之間。主鋼結(jié)構(gòu)由柱和梁組成。其材料一般采用16m，鋼為主，也有采用Q235號(hào)鋼的。由腹板和翼板拼焊為“H”型柱和梁。根據(jù)跨度荷載的不同，其主鋼結(jié)構(gòu)的腹板厚一般為5～8mm，翼板厚度一般為9～15mm。

2 次鋼結(jié)構(gòu)

次鋼結(jié)構(gòu)主要是指檁條、圍梁、支撐桿、連接件等。次鋼結(jié)構(gòu)的含鋼量一般為7～8kg／m2。一般的支撐桿件用圓鋼作材料，特殊的支撐桿件采用主鋼結(jié)構(gòu)的“H”型鋼結(jié)構(gòu)形式。

3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)由屋面內(nèi)、外板，墻面內(nèi)、外板以及相關(guān)的保溫材料組成。屋面板和墻面板由0.47—0.6mm的鍍鋁鋅板壓制成型，要求它的屈應(yīng)力達(dá)到550Mpa，對(duì)保溫材料的要求很高，其材料一般由國外進(jìn)口。

4 鋼結(jié)構(gòu)中的固定螺栓和密封膠圈

由于鋼結(jié)構(gòu)建筑跨度大、承載負(fù)荷大，因此，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中的連接螺栓以及密封膠圈質(zhì)量要求很高，要達(dá)到螺栓的使用壽命高于普通螺栓的6倍以上；同時(shí)與任何板材連接牢固可靠，密封圈要具備抗老化、耐紫外線、耐臭氧、耐高溫的要求。為了使廠房建設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)建筑安全可靠，相關(guān)密封膠圈大都從國外進(jìn)口。

5 其他附件

鋼結(jié)構(gòu)建筑中其他附件，根據(jù)廠房建設(shè)中初步設(shè)計(jì)和施工圖，盡量保證材料質(zhì)量、材料安全系數(shù)、材料國家標(biāo)準(zhǔn)與之配套的附屬材料符合廠房建設(shè)設(shè)計(jì)要求。

二、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的采購和加工制作

(一)采購

根據(jù)廠房建設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，通過實(shí)地考察，了解有關(guān)廠家的鋼結(jié)構(gòu)的品種、規(guī)格、數(shù)量、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、貨運(yùn)能力、售后服務(wù)水平、質(zhì)量監(jiān)控過程等，優(yōu)中選優(yōu)。

(二)加工制作

為了確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在廠房建設(shè)中的質(zhì)量，成立由鋼結(jié)構(gòu)工程師、制圖工程師、放樣技術(shù)員、安裝工程師和焊接工人組成的工藝制作加工小組，負(fù)責(zé)鋼結(jié)構(gòu)制作加5252藝過程的監(jiān)控、審核、驗(yàn)收，確保加工質(zhì)量安全可靠。鋼結(jié)構(gòu)廠房建設(shè)鋼柱的加工制作工藝流程是：總工程師室申領(lǐng)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工制作圖一根據(jù)圖紙到材料庫領(lǐng)取鋼結(jié)構(gòu)材料一施工技術(shù)室進(jìn)行工藝電腦編程一放樣一下料一拼板一切割一組立一焊接一鉆孔一組裝一成型矯正一釘鉚一焊接檢驗(yàn)一防銹防化處理一編號(hào)一簽認(rèn)驗(yàn)收合格清單一交付安裝使用。

1 加工制作放樣

放樣是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作加3232藝中的第一道工序，放樣尺寸必須精確無誤，否則將出現(xiàn)廢品、次品，浪費(fèi)人力、物力。因此，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工放樣前要仔細(xì)審核加工圖紙，核實(shí)各部分之間的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，核實(shí)相關(guān)尺寸是否與土建部分、安裝工程部分有無矛盾和不合理的地方，防止鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工完后，無法在廠房建筑中安裝。放樣時(shí)根據(jù)圖紙上的幾何尺寸，按照1：1的比例，畫出構(gòu)件間的相關(guān)尺寸，經(jīng)核實(shí)后方可下料。加工制作完后，要統(tǒng)一編號(hào)、制作標(biāo)牌、標(biāo)出圖號(hào)、標(biāo)注鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的名稱、數(shù)量、規(guī)格、存放位置、使用地方等。便于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體安裝時(shí)有條不紊地取材，規(guī)范有序地拼裝。

2 切割

經(jīng)過放樣后，進(jìn)入材料切割階段，切割要選擇切割技術(shù)熟練的工人，同時(shí)能熟練掌握各種焊接設(shè)備的性能和切割設(shè)備的性能，熟練掌握鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的切割方法。切割時(shí)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件材質(zhì)的厚度及時(shí)調(diào)節(jié)氧氣切割的火力大小、切割速度和氧力壓力，只有這樣才能確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件切口平順光滑不毛邊。在切割時(shí)還要考慮切割、焊接鋼構(gòu)件的收縮余量和組裝誤差，長度誤差控制在±2mm左右，寬度誤差控制在±1mm左右。

(三)拼板

拼板焊接要嚴(yán)格按圖紙對(duì)其焊接等級(jí)質(zhì)量要求進(jìn)行，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接前要進(jìn)行除銹、除油、除毛刺處理。按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，單面坡口公稱尺寸在0.5±5mm之間，純邊高度1.5～2mm之間，尤其要特別注意焊接質(zhì)量。焊接前要清除雜質(zhì)、清潔焊絲、烘干焊劑。采用埋弧焊時(shí)所采用的焊絲、焊劑要與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材質(zhì)相匹配，引弧和引出焊縫長度應(yīng)大于40mm以上。同時(shí)，要選擇合適的焊接電流電壓、焊接速度及合理的焊接程序，確保鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接質(zhì)量。

(四)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制孔

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制孔，必須保證位置正確，孔徑達(dá)標(biāo)，互相匹配。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝時(shí)所留的A、B級(jí)螺栓孔應(yīng)具備H12的精度，保證標(biāo)準(zhǔn)的光潔度。制作方法采用鋼模鉆孔，最好是采用專用鉆床加工，確保制孔速度加工效率和質(zhì)量保證。

(五)矯正成型

廠房建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)建筑中的鋼構(gòu)件經(jīng)過放樣、切割、拼板、鉆孔、焊接一系列工藝流程后，已經(jīng)成型。成型后應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的大小、安裝鋼結(jié)構(gòu)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)加工成型的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行水平垂直矯正。矯正可采用加熱矯正和冷壓矯正兩種形式。目的是要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的強(qiáng)度和平直度。

三、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用安裝

(一)安裝前的準(zhǔn)備工作

廠房建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝包括鋼柱、鋼梁、連接構(gòu)件等的安裝。為了確保安裝質(zhì)量和安裝時(shí)的安全生產(chǎn)，安裝前要做好必要的準(zhǔn)備工作。

1 進(jìn)行建筑工程復(fù)測

廠房建設(shè)鋼構(gòu)件安裝前，首先要對(duì)土建工程部分和廠房全體工程部分進(jìn)行全面系統(tǒng)的復(fù)測。對(duì)控制網(wǎng)、軸線、標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測。根據(jù)施工設(shè)計(jì)提供的標(biāo)準(zhǔn)控制點(diǎn)和主軸線，測繪出廠房建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)中的鋼柱安裝位置、基準(zhǔn)點(diǎn)、橫縱向軸線等，確保土建部分與鋼結(jié)構(gòu)部分相吻合。

2 安裝設(shè)備的準(zhǔn)備

根據(jù)廠房建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)建筑跨度大、構(gòu)件多、面積大、體積重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，經(jīng)過多種方案比較，優(yōu)化施工方案，選定合適型號(hào)吊車，配合工人進(jìn)行整體安裝，確保工期進(jìn)度、質(zhì)量、安全達(dá)到廠房建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。

(二)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝工藝過程

1 安裝組織指揮

成立安裝指揮小組：吊車司機(jī)2—3人，吊車作業(yè)指揮2人，鋼結(jié)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)檢查1人(負(fù)責(zé)就位檢測誤差在2mm以內(nèi))，整體吊裝安全指揮員2人，鋼結(jié)構(gòu)建筑工程師1人，負(fù)責(zé)安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場測定。

2 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝程序

根據(jù)廠房建設(shè)施工的實(shí)際情況，結(jié)合施工進(jìn)度的進(jìn)展情況，籌劃科學(xué)合理的安裝順序。安裝順序按內(nèi)容分一般為：鋼柱一鋼梁一連接構(gòu)件一支撐構(gòu)件—檁條一拉桿一隔撐等。在吊裝就位后，對(duì)照相關(guān)安裝圖紙復(fù)核就位。整個(gè)安裝過程中鋼梁安裝是重點(diǎn)，因?yàn)樗亓恐?、跨度大。其基本作業(yè)程序是：將鋼梁在地面胎架上進(jìn)行整體拼接，吊裝就位后，在鋼梁的兩側(cè)使用纜繩將鋼梁固定，保證鋼梁的平面外的穩(wěn)定，然后吊裝下一跨鋼梁，下一跨鋼梁安裝完成后，在此跨間安裝檁條，固定鋼梁，保證鋼梁的穩(wěn)定性。在實(shí)施安裝的過程中要切實(shí)保證安全生產(chǎn)和安裝質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)工程師要盡職盡責(zé)，監(jiān)控每個(gè)過程的安裝標(biāo)準(zhǔn)。安全指揮人員要精心組織，隨時(shí)注意吊裝過程中的人身和設(shè)備安全。在實(shí)施安裝過程中，創(chuàng)造良好的外部環(huán)境，選擇無大風(fēng)無暴雨的較好天氣作業(yè)，確保鋼結(jié)構(gòu)安裝萬無一失。

四、鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝的監(jiān)測措施

鋼結(jié)構(gòu)廠房建設(shè)中安裝就位后，要對(duì)其精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的復(fù)核測定，以保證安裝精確度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)廠房建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)建筑對(duì)施工質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，特別注重內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)控，實(shí)施全員內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)控體系。從施工圖紙、材料進(jìn)廠檢驗(yàn)、施工隊(duì)伍選擇、施工設(shè)備選購、施工現(xiàn)場管理、施工工藝、施工技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、工程師負(fù)責(zé)制、工程監(jiān)理負(fù)責(zé)制、原始資料圖表化、簽證化等每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一個(gè)程序，嚴(yán)格按貫標(biāo)程序?qū)嵤┕芾?。?duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝尤為精細(xì)化。專門配備三維全站儀TOPCON-22ID測量系統(tǒng)，該全站儀的側(cè)角精度為±2mm，側(cè)距精度為(±2mm+2x10)范圍內(nèi)，保證了鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中對(duì)安裝就位精度測定的需要。在實(shí)施過程中，重點(diǎn)做好軸線控制、軸線基準(zhǔn)點(diǎn)、軸線標(biāo)高的復(fù)測。做好縱向與平面測量控制是保證鋼結(jié)構(gòu)吊裝順利進(jìn)行的首要環(huán)節(jié)，也是確保鋼結(jié)構(gòu)安裝的重要施工工藝。采用邊安裝邊測定的方法，隨時(shí)進(jìn)行測定復(fù)核。對(duì)標(biāo)高和軸線基準(zhǔn)點(diǎn)的復(fù)測，也是采取多點(diǎn)多角度進(jìn)行測定，滿足精度要求，找準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)。復(fù)測工作十分重要，為了保證廠房鋼結(jié)構(gòu)建筑的整體工程質(zhì)量優(yōu)良，將測量人員、測量儀器設(shè)備置于總工程師直接管理范疇，直接對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制。

五、結(jié)論

廠房建設(shè)的實(shí)踐證明：鋼結(jié)構(gòu)建筑以其跨度大、材質(zhì)優(yōu)良輕便、建筑材料環(huán)保、造價(jià)低廉、建筑工期短、投入產(chǎn)出快等優(yōu)點(diǎn)，完全適用大型廠房建設(shè)。只要我們認(rèn)識(shí)了鋼結(jié)構(gòu)建筑的特性，掌控了鋼結(jié)構(gòu)的加工制作工藝、安裝工藝、測試工藝，就能多快好省地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化大型廠房。鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用廣泛，值得推廣使用。