超高超重鋼格構(gòu)柱廠房施工技術(shù)應(yīng)用

王 美 麗

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030024)

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超高超重鋼格構(gòu)柱廠房施工技術(shù)應(yīng)用

王 美 麗

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030024)

以山西陽煤重型容器鋼結(jié)構(gòu)廠房為例，對(duì)超高超重鋼格構(gòu)柱廠房施工技術(shù)進(jìn)行了研究，主要從鋼結(jié)構(gòu)的制作與安裝兩方面進(jìn)行了闡述，并歸納總結(jié)了施工中的注意事項(xiàng)，以供借鑒。

鋼格構(gòu)柱，制作，安裝

0 引言

目前隨著工業(yè)化的發(fā)展，大型鋼結(jié)構(gòu)廠房的建設(shè)越來越多，不論是在占地面積還是空間結(jié)構(gòu)，都有了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多超高、超重的構(gòu)件需要進(jìn)行制作、安裝，給我們的施工增加了難度，提高了施工的技術(shù)含量，筆者就某鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工進(jìn)行闡述，供大家參考。

1 工程概況

山西陽煤重型容器廠房為單層鋼結(jié)構(gòu)剛架工業(yè)廠房，五跨共長(zhǎng)336 m，寬173.5 m，軸線建筑面積58 296 m2。廠房總面積為66 362 m2，用鋼量約為11 000 t。

廠房采用剛架結(jié)構(gòu)，基本柱距為12 m。柱子系統(tǒng)，車間鋼柱下柱采用工字形實(shí)腹柱和角鋼綴條格構(gòu)柱，上柱采用工字形實(shí)腹截面，柱腳為剛接，并且有固定鋼筋的栓釘。杯口基礎(chǔ)。柱頭與屋面梁剛接連接，腹板高強(qiáng)螺栓，上下翼緣板全熔透焊接；吊車梁采用焊接工字形實(shí)腹梁，吊車梁為簡(jiǎn)支，支座為突檐式；墻皮系統(tǒng)，縱向墻皮檁條跨度12 m，檁條均采用薄壁鍍鋅卷邊C型截面和Z型鋼。檁條與墻皮柱、廠房柱采用螺栓連接。山墻墻皮柱落地采用H型鋼。

2 典型鋼結(jié)構(gòu)件制作施工技術(shù)

2.1 鋼格構(gòu)柱的制作

2.1.1 鋼柱組裝

組對(duì)前先將所需零部件加工完畢并矯正合格，須加工的坡口邊緣加工完畢,驗(yàn)收合格清除焊接面的毛刺、鐵銹等污垢；板材、型材的拼接，應(yīng)在組裝前進(jìn)行。且應(yīng)有平整、堅(jiān)固的胎架，胎架距地面應(yīng)有一定高度且便于施工人員操作。

下柱組裝：先將格構(gòu)柱用H型鋼組對(duì)焊接好，矯正并檢驗(yàn)合格；將組焊好的兩H型鋼放在調(diào)平的地梁上，檢查柱身是否平直，A，B兩對(duì)角線的尺寸應(yīng)符合要求，如圖1所示。柱腳留出20 mm的荒料。畫出綴條T型鋼等零部件的裝配線，打上樣沖。劃線組裝應(yīng)保證構(gòu)件幾何尺寸的準(zhǔn)確性。然后將各零部件點(diǎn)焊好。

中柱的組焊H型鋼焊好后，將變截面處下面的兩翼緣板及腹板劃線、切割，注意兩翼板的垂直度及平直度。中柱與下柱插入后，檢查柱頭、柱身的中心線一致后，點(diǎn)固上柱。點(diǎn)固好上柱后，在下柱上端和肩梁腹板插入處，劃出分割線，經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后切割。切割時(shí)要保證切割質(zhì)量，特別是上柱端磨平頂緊處的平面度，更要注意。切割后，檢查柱端平面度和腹板開槽尺寸符合要求。將肩梁腹板裝入點(diǎn)固。然后將雙腹壁腹板點(diǎn)固。最后將柱肩蓋板與肩梁腹板和柱端頂緊處及其同標(biāo)高水平方向的鋼板點(diǎn)固,且注意平面度及垂直度。肩梁部位的人孔須先打磨平順后再組裝。

下柱焊接好后，以肩梁頂面為起點(diǎn)確定柱身下端尺寸，切去荒料后磨平H型鋼端部，使之與柱底板頂緊焊接。在柱腳上點(diǎn)焊加勁工字鋼以防柱底板翹曲。以第一個(gè)肩梁為基準(zhǔn)點(diǎn)，找正各零件位置點(diǎn)焊。鋼柱焊接打磨完畢后，在標(biāo)高1.000 m蓋板中心處用洋沖打上十字標(biāo)記，作為安裝基準(zhǔn)點(diǎn)。

2.1.2 鋼柱焊接及焊接檢驗(yàn)

柱翼緣板、腹板的拼接通過采用對(duì)接焊縫(加引弧板)，確保焊透。翼緣板與腹板對(duì)接時(shí)焊縫相互錯(cuò)開應(yīng)在200 mm以上，確保達(dá)到二級(jí)焊縫質(zhì)量等級(jí)；與鋼柱單肢拼接的熔透對(duì)接焊縫應(yīng)采用帶襯墊的全焊透坡口焊縫，并滿足二級(jí)焊縫要求。

焊縫的質(zhì)量檢查及檢驗(yàn)：所有焊縫的外形尺寸及外觀質(zhì)量應(yīng)100%檢查；所有一二級(jí)焊縫的檢驗(yàn)應(yīng)按照GB 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范執(zhí)行。

2.2 制作吊車梁

制作吊車梁是施工的重點(diǎn)之一，采用制作要求較高的整體制作。

工藝流程：

下料拼接→組對(duì)→焊接→焊后修磨→矯正→鉆孔→涂漆。

下料拼接：下翼緣避開范圍：跨中1/3跨度；吊車梁上翼板拼接避開范圍：跨中1/4跨度；腹板的拼接應(yīng)避開跨中1/5范圍內(nèi)；三者的對(duì)接焊縫應(yīng)相互錯(cuò)開200 mm以上，不能在同一截面上設(shè)置。

組對(duì)與焊接：采用人工輔助液壓、機(jī)械夾緊裝置在專用的胎具上進(jìn)行組對(duì)。

在與梁焊接時(shí)應(yīng)刨平吊車梁支座加勁肋的下端，確保垂直度(支座處加勁肋與腹板)和水平度(下端刨平)(見圖2)。

焊后修磨：及時(shí)修磨、補(bǔ)焊吊車梁焊接的表面缺陷。對(duì)無損檢測(cè)出的焊接缺陷返修處理，但不得超過兩次。

矯正、鉆孔、涂漆：上道工序滿足要求后以翼緣板中心線為基準(zhǔn)號(hào)孔，制孔采用鉆模定位搖臂鉆，用卡具固定模板鉆孔，模板嚴(yán)禁采用電焊點(diǎn)固。

3 結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)

3.1 主導(dǎo)機(jī)械配置的基本思路

根據(jù)安裝現(xiàn)場(chǎng)情況高跨鋼柱采取現(xiàn)場(chǎng)高空拼裝。根據(jù)構(gòu)件單重及安裝高度，選擇25 t汽車吊、50 t汽車吊及120 t汽車吊作為吊裝機(jī)械,各汽車吊負(fù)責(zé)吊裝構(gòu)件：

1)25 t汽車吊：低跨吊車梁、管道梁、屋面次梁支撐及墻面系統(tǒng)。

2)50 t汽車吊：低跨柱、屋面梁、副臂吊裝高跨屋面次梁及支撐。

3)120 t汽車吊：高跨上、下柱、屋面梁及高跨吊車梁。

3.2 主要構(gòu)件安裝施工

3.2.1 鋼柱安裝工法與質(zhì)量控制

該廠房柱采用焊接式實(shí)腹H型鋼組合鋼柱；柱腳杯口型基礎(chǔ)灌漿連接方式固定，鋼柱必須做到鋼柱安裝一步到位，盡量減少鋼柱標(biāo)高和位移的調(diào)整，同時(shí)根據(jù)每根鋼柱柱身天車梁牛腿到柱底的實(shí)際長(zhǎng)度量體裁衣，做到每個(gè)鋼柱下部找正標(biāo)高的鋼墊板與柱身長(zhǎng)度相匹配，減小鋼柱制作時(shí)的長(zhǎng)度誤差，確實(shí)保證柱牛腿標(biāo)高一致，為下一部天車梁安裝創(chuàng)造有利條件；鋼柱就位校正完畢后進(jìn)行灌漿，第一次灌漿高度至基礎(chǔ)面-150 mm，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后將鋼楔取出，然后再進(jìn)行二次灌漿。

1)復(fù)測(cè)基礎(chǔ)。對(duì)已施工的土建柱基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)測(cè)，在構(gòu)件運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后要實(shí)測(cè)鋼柱牛腿到柱底的實(shí)際長(zhǎng)度L1(在測(cè)量該長(zhǎng)度時(shí)必須使用5 kg～10 kg彈簧秤)，找出實(shí)長(zhǎng)與理論長(zhǎng)度L2的差值Δ1=L1-L2。2)檢查構(gòu)件。對(duì)運(yùn)至安裝現(xiàn)場(chǎng)的構(gòu)件進(jìn)行外觀檢查，吊點(diǎn)變形等；對(duì)設(shè)置在鋼柱上的標(biāo)高觀察點(diǎn)和中心線標(biāo)志進(jìn)行檢查；如果鋼柱為雙肢柱，故必須保證每一肢上三面有中心線標(biāo)志。3)基底處理。先將基礎(chǔ)頂面用扁鏟和水平尺找平，測(cè)量其頂面標(biāo)高數(shù)值A(chǔ)1，找出設(shè)計(jì)標(biāo)高數(shù)值A(chǔ)2與實(shí)際標(biāo)高A1的差值：Δ2=A1-A2。4)柱底鋼墊板高度控制。在找出鋼柱牛腿到柱底長(zhǎng)度差值Δ1和基礎(chǔ)標(biāo)高差值Δ2后，算出鋼墊板高度H=Δ1-Δ2，根據(jù)H數(shù)值進(jìn)行組合，鋼柱安裝前將其設(shè)置在基礎(chǔ)頂面找平處。5)鋼柱測(cè)量外界溫度的影響。鋼柱測(cè)量時(shí)必須考慮外界環(huán)境溫度，尤其在夏季高溫期間施工，在測(cè)量時(shí)必須考慮由于溫度影響，鋼構(gòu)件長(zhǎng)度的變化，在施工測(cè)量時(shí)將變化數(shù)值考慮進(jìn)去加以修正，或者測(cè)量時(shí)間選擇在早晚溫度較低時(shí)進(jìn)行，以免影響鋼柱的安裝。6)柱底標(biāo)高控制示意圖見圖3。

3.2.2 吊車梁及其制動(dòng)系統(tǒng)施工工法與質(zhì)量控制

根據(jù)吊車梁自身重量大的特點(diǎn)，在安裝時(shí)必須一步到位，不可能再用大型吊裝機(jī)械去找正，所以必須先穿線然后直接吊裝就位找正一氣呵成。

1)吊車梁系統(tǒng)安裝的準(zhǔn)備。復(fù)測(cè)鋼柱的垂直度、柱牛腿標(biāo)高是否超標(biāo)；安裝時(shí)根據(jù)圖紙要求用經(jīng)緯儀穿線并標(biāo)記在鋼柱牛腿上；2)調(diào)整吊車梁。包括：柱底鋼墊板高度、天車梁牛腿標(biāo)高。

3.2.3 屋面系統(tǒng)安裝

屋面系統(tǒng)安裝首先要求制作廠按照總施工計(jì)劃要求的節(jié)點(diǎn)必須配套出廠;包括屋面梁、檁條、水平支撐、垂直支撐、隅撐、拉桿、天溝等構(gòu)件,屋面梁為實(shí)腹H型鋼，屋面檁條為Z型鋼。

屋面梁分為三段，三段在現(xiàn)場(chǎng)地面上進(jìn)行立拼裝，根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行起拱，腹板為高強(qiáng)螺栓連接，緣板為焊接，應(yīng)先栓后焊。檢查合格后進(jìn)行吊裝，吊裝時(shí)固定牢固安裝平臺(tái)及生命線。

同一跨的相鄰軸線起吊，安裝時(shí)吊桿必須能伸到每跨的跨中。

3.2.4 安裝高強(qiáng)螺栓

高強(qiáng)螺栓進(jìn)場(chǎng)提供合格證明材料，復(fù)試合格投入使用。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)加工廠應(yīng)提供螺栓摩擦面試驗(yàn)合格報(bào)告。

安裝前檢查：鋼構(gòu)件連接處摩擦面，連接板平整無彎曲；高強(qiáng)螺栓的長(zhǎng)度為：螺栓長(zhǎng)度=母材厚度+螺帽厚度+連接板厚度+墊片厚度+(2～3)扣。

安裝高強(qiáng)螺栓時(shí)要確保自由穿入連接件中。

校正完畢鋼構(gòu)件后進(jìn)行高強(qiáng)螺栓的安裝，先用1/3普通螺栓緊固連接板(不得少于2個(gè))，然后進(jìn)行高強(qiáng)螺栓穿入，采用便于施工的穿入方向，保持一致。對(duì)高強(qiáng)螺栓的擰入按照初擰、復(fù)擰、終擰進(jìn)行，48 h內(nèi)采用油漆進(jìn)行封閉。高強(qiáng)螺栓緊固在每個(gè)節(jié)點(diǎn)均遵循從中間到四周的終擰順序。

高強(qiáng)螺栓連接處摩擦面上的浮銹在安裝前用鋼絲刷除去，確保貼緊兩個(gè)摩擦連接面，摩擦系數(shù)及扭矩系數(shù)值滿足規(guī)范要求，填寫隱蔽記錄。

4 結(jié)語

通過對(duì)該工程超大超重構(gòu)件的制作和安裝施工技術(shù)的應(yīng)用,總結(jié)出適用于格構(gòu)柱鋼結(jié)構(gòu)施工的一些技術(shù)總結(jié)和經(jīng)驗(yàn),為類似的工程提供借鑒。

On application of ultra-high and ultra-heavy steel component column workshop construction technique

Wang Meili

(ShanxiSijianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030024,China)

Taking the steel structure workshop of some heavy container of Shanxi Yangquan Coal Group as the example, the paper researches the ultra-high and ultra-heavy steel component column workshop construction technique, illustrates from the manufacture and installation of the steel structures, and sums up some precautions in the construction, so as to provide some reference.

steel component column, manufacturing, installation

1009-6825(2015)01-0098-02

2014-10-24

王美麗(1974- )，女，高級(jí)工程師

TU391

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