大型潔凈電子廠房屋面鋼結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)

周福新， 頡鴻鵬， 姜海峰

(中國(guó)建筑一局(集團(tuán))有限公司，北京 100161)

大型潔凈電子廠房屋面鋼結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)

周福新， 頡鴻鵬， 姜海峰

(中國(guó)建筑一局(集團(tuán))有限公司，北京 100161)

大型潔凈電子廠房屋面鋼結(jié)構(gòu)施工于整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中參與度極高，其施工難度及存在的安全風(fēng)險(xiǎn)較大。文章以第10.5代薄膜晶體管液晶顯示器件(TFT-LCD)項(xiàng)目為背景，論述了屋面鋼結(jié)構(gòu)施工的綜合技術(shù)。結(jié)合工程實(shí)踐，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，總結(jié)出大型潔凈電子廠房屋面鋼結(jié)構(gòu)吊裝若干項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

潔凈廠房；大面積；重型；鋼結(jié)構(gòu)；履帶吊上樓；綜合施工技術(shù)

1 大型潔凈電子廠房工程特點(diǎn)分析

1.1 工程背景

第10.5代薄膜晶體管液晶顯示器件(TFT-LCD)項(xiàng)目位于合肥新站綜合開(kāi)發(fā)試驗(yàn)區(qū)魏武路與銅陵北路交口，總用地面積79.88萬(wàn)m2，建筑面積128.39萬(wàn)m2，鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量4萬(wàn)余t。其中1號(hào)建筑屋面鋼梁6 200余件，最重鋼梁14 t，最長(zhǎng)21 m；2號(hào)建筑屋面鋼梁6 500余件，最重鋼梁16 t，最長(zhǎng)24 m；3號(hào)建筑屋面鋼梁5 000余件，最重鋼梁6 t，最長(zhǎng)16 m。

1.2 大型潔凈電子廠房工程特點(diǎn)

(1) 電子產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代周期短，業(yè)主為盡早搶占市場(chǎng)份額，生產(chǎn)廠房的工期通常情況下較為緊張。該類型工程需在短時(shí)間段內(nèi)完成4萬(wàn)t鋼結(jié)構(gòu)的安裝，防火涂料48萬(wàn)m2、高強(qiáng)度螺栓54萬(wàn)套，栓釘103萬(wàn)套，任務(wù)艱巨[1]。

(2) 單根構(gòu)件重量大，屋面主梁基本都在6～16 t，在考慮施工工期影響的情況下3棟主廠房選用36臺(tái)塔吊，最小塔吊型號(hào)JC7050，臂長(zhǎng)60 m，最大塔吊型號(hào)D1100，80 m臂長(zhǎng)，方能滿足大部分構(gòu)件的吊裝，但還存在不少吊裝盲區(qū)及超重構(gòu)件區(qū)域，需采用雙機(jī)抬吊、履帶吊上樓吊裝鋼構(gòu)件。

(3) 由于主廠房是同時(shí)施工，構(gòu)件數(shù)量多，工廠分布偏遠(yuǎn)，鋼結(jié)構(gòu)吊裝的整體規(guī)劃顯得尤為重要。

2 鋼結(jié)構(gòu)施工綜合技術(shù)

2.1 施工方法確定

鋼結(jié)構(gòu)吊裝主要采用塔吊完成，在塔吊的選型和布置上既要滿足建筑高度和外圍屋面施工對(duì)塔吊性能的要求，又要滿足鋼結(jié)構(gòu)屋面對(duì)塔吊吊重和吊次的要求。根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)、專家意見(jiàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，決定采用36臺(tái)塔吊進(jìn)行塔吊起重能力范圍內(nèi)鋼梁的吊裝[2]。

其中盲區(qū)或超重區(qū)域鋼梁吊裝方法確定如下[3]：

(1) 雙機(jī)抬吊：塔吊雙機(jī)覆蓋范圍內(nèi)，符合雙機(jī)抬吊性能的構(gòu)件。

(2) 鋼梁重新分段：?jiǎn)嗡采w范圍內(nèi)，構(gòu)件超重但重新對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理分段后，能滿足吊裝的構(gòu)件[4]。

(3) 超重大跨度構(gòu)件，在保證卸車的前提期下進(jìn)行分段，現(xiàn)場(chǎng)拼接，采用75 t履帶吊上26.8 m格構(gòu)梁整體吊裝。

2.2 吊裝前準(zhǔn)備

(1) 施工前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理人員及駐廠工程師針對(duì)本工程進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，讓其都了解整個(gè)工程的組織程序、安裝方法，并對(duì)其進(jìn)行專項(xiàng)技術(shù)交底、方案交底，同時(shí)要求對(duì)進(jìn)場(chǎng)隊(duì)伍班組長(zhǎng)及工人進(jìn)行安全培訓(xùn)、安全技術(shù)交底等。

(2) 設(shè)置驗(yàn)收小組對(duì)進(jìn)場(chǎng)構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)收，查看構(gòu)件質(zhì)量證明書(shū)和運(yùn)貨清單等資料，同時(shí)要求對(duì)構(gòu)件的外觀、主要幾何尺寸和主要零部構(gòu)件配套情況進(jìn)行檢驗(yàn)，防止安裝過(guò)程中因構(gòu)件的缺陷影響安裝質(zhì)量及進(jìn)度。

(3) 設(shè)置測(cè)量小組，一是針對(duì)混凝土澆注過(guò)程中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)部位的預(yù)埋件、地腳錨栓進(jìn)行軸線標(biāo)高的跟蹤監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)校正，并做好測(cè)量記錄。其次是混凝土結(jié)構(gòu)拆模后馬上針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)部位的預(yù)埋件、地腳錨栓進(jìn)行軸線標(biāo)高的復(fù)測(cè)，并做好測(cè)量記錄。再者要求做好鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中及安裝完成后的測(cè)量準(zhǔn)備。

(4) 由于土建與鋼結(jié)構(gòu)存在大量的交叉作業(yè)，在塔吊的使用時(shí)間上一定要綜合分析。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)、塔吊性能、結(jié)構(gòu)形式、安裝方法、現(xiàn)場(chǎng)情況模擬分析塔吊吊次，合理安排主次構(gòu)件的吊裝時(shí)間，合理劃分土建與鋼結(jié)構(gòu)使用塔吊的時(shí)間段。

(5) 施工機(jī)械設(shè)備在使用前做好檢查，特殊設(shè)備在使用前還需進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。

(6) 由于構(gòu)件堆放在26.80 m高的格構(gòu)梁上進(jìn)行，且卸車及安裝多數(shù)都在夜間進(jìn)行，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，所以經(jīng)過(guò)綜合分析要求在格構(gòu)梁鋼結(jié)構(gòu)堆放區(qū)域鋪腳手板滿掛安全網(wǎng)。

(7) 吊裝前預(yù)先在安裝位置搭設(shè)好操作腳手架。

2.3 單塔吊裝技術(shù)

在滿足單塔吊裝性能范圍內(nèi)鋼梁采用單塔吊裝，如圖1所示。

圖1 單塔吊裝示意圖

2.4 75 t履帶吊上26.8 m格構(gòu)梁上吊裝

對(duì)一些超重、大跨度鋼梁，在保證卸車的情況下，對(duì)構(gòu)件分段，在格構(gòu)梁上拼接，拼接完成后采用履帶吊上格構(gòu)梁上整體吊裝[5]。具體施工流程如下：

(1) 吊裝機(jī)械選型：根據(jù)屋面鋼梁重量、分布區(qū)域及格構(gòu)梁承重情況分析，吊裝機(jī)械選擇75 t履帶吊。

(2) 75 t履帶吊的性能參數(shù)，如表1所列。

表1 主臂起重性能表 t

(3) 吊裝75 t履帶吊上26.8 m格構(gòu)梁機(jī)械選型：根據(jù)吊裝鋼梁機(jī)械75 t履帶吊本機(jī)重40 t(未加配重及大臂)，格構(gòu)梁標(biāo)高為26.8 m，選擇500 t汽車吊。

(4) 500 t汽車吊吊裝75 t履帶吊上26.8 m格構(gòu)梁的吊裝站位如圖2所示。

(5) 75 t履帶吊在26.8 m格構(gòu)梁上行走路線規(guī)劃。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度及實(shí)際工況， 500 t汽車吊吊裝75 t履帶吊上樓的位置選擇在2號(hào)建筑南側(cè)2-32/2-P～2-Q軸之間即M4施工流水段。如圖3所示。

(6) 履帶吊行走路線上路基箱的鋪設(shè)。75 t履帶吊在行走及吊裝作業(yè)時(shí)，需在26.8 m標(biāo)高格構(gòu)梁的行走路線上鋪設(shè)12 mm厚的木模板及200 mm厚的路基箱。鋪設(shè)木模板主要是對(duì)格構(gòu)梁進(jìn)行成品保護(hù)，鋪設(shè)路基箱主要是為了均布履帶吊在吊裝作業(yè)時(shí)對(duì)格構(gòu)梁產(chǎn)生的荷載。路基箱在吊機(jī)工作中起著至關(guān)重要的作用。為了確保大型吊機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，選擇正確的路基箱至關(guān)重要[6]。如圖4所示。

(7) 超重鋼梁在格構(gòu)梁上的拼接與堆放[7]。超重鋼梁已通過(guò)前期方案策劃在加工制作車間提前分段，已達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)單機(jī)塔吊卸車的起重范圍：

超重鋼梁的各個(gè)分段小節(jié)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，用塔吊卸車至26.8 m的格構(gòu)梁上履帶吊的規(guī)劃行走路線兩側(cè)，通過(guò)塔吊完成單根超重鋼梁的拼裝焊接。

圖2 吊裝站位示意圖

圖3 現(xiàn)場(chǎng)施工流水段示意圖

圖4 履帶吊行走路線的路基箱示意圖

組裝完成的超重鋼梁應(yīng)盡量靠近履帶吊在格構(gòu)梁上預(yù)先規(guī)劃及鋪設(shè)完成的路基箱行走路線上，減少履帶吊無(wú)謂的行走路線及路基箱的鋪設(shè)。

鋼梁在格構(gòu)梁上應(yīng)分散堆放，每平方米的堆放重量不應(yīng)超過(guò)2噸。

(8) 格構(gòu)梁沉降觀測(cè)及應(yīng)急處理措施[8]。履帶吊在格構(gòu)梁上吊裝作業(yè)時(shí)，要定期定時(shí)設(shè)置專人對(duì)履帶吊行走路線區(qū)域內(nèi)格構(gòu)梁的沉降進(jìn)行觀測(cè)，并記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)。每次觀測(cè)后立即與原始觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核和整理，初步分析和計(jì)算；如果觀測(cè)格構(gòu)梁有沉降，且影響到結(jié)構(gòu)時(shí)，必須要對(duì)履帶吊行走區(qū)域格構(gòu)梁梁底回頂加固處理，避免沉降累積。

在整個(gè)過(guò)程中要做到預(yù)防為主，做好事前指導(dǎo)、中間檢查和事后審核審定工作，保證前道工序滿足監(jiān)測(cè)實(shí)施的要求后，方可進(jìn)入下道程序。在工程實(shí)施中一經(jīng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)改正，防微杜漸，工程技術(shù)負(fù)責(zé)人和審核人深入現(xiàn)場(chǎng)跟蹤指導(dǎo)，明確各作業(yè)人員的職責(zé)。在履帶吊吊裝作業(yè)時(shí)，行走區(qū)域不能集中堆放鋼梁及其他一些較重構(gòu)件，減小對(duì)格構(gòu)梁的荷載，其余區(qū)域也要分散堆放，避免格構(gòu)梁沉降。

2.5 雙機(jī)抬吊及雙擊加鋼扁擔(dān)抬吊機(jī)技術(shù)

采用兩臺(tái)塔吊對(duì)同一構(gòu)件同時(shí)進(jìn)行吊裝，兩臺(tái)塔吊可位于同側(cè)、對(duì)側(cè)及斜交位置[9]。其中現(xiàn)場(chǎng)雙機(jī)抬吊示意圖如圖5所示。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)雙機(jī)抬吊示意圖

抬吊前先在地面設(shè)置標(biāo)尺，信號(hào)工同時(shí)指揮兩塔塔司起落鉤，以便檢驗(yàn)塔司接到信號(hào)工指令的反映時(shí)間是否同步。經(jīng)多次演練兩塔塔司協(xié)調(diào)能力滿足吊裝要求后，先在樓面或地面上進(jìn)行帶構(gòu)件的真實(shí)工況演練，構(gòu)件離地面保持在100～300 mm。練信號(hào)工指揮雙塔及塔司操作塔吊的同步協(xié)調(diào)能力，滿足要求后開(kāi)始構(gòu)件的吊裝[10]。

其中為確保吊裝安全，雙機(jī)抬吊時(shí)塔吊的起重能力折減20%。

3 結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)合理的關(guān)鍵技術(shù)、詳細(xì)周全的施工方案及極高專業(yè)素質(zhì)的施工隊(duì)伍，確保了第10.5代薄膜晶體管液晶顯示器件(TFT-LCD)項(xiàng)目屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝工作在工期要求范圍內(nèi)安全平穩(wěn)的予以完成。該分部分項(xiàng)工程于2016年11月，一次性通過(guò)了建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位及施工單位組織的四方聯(lián)合驗(yàn)收。

屋面鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中采取的關(guān)鍵技術(shù)和吊裝方法通過(guò)本工程的成功實(shí)施，為今后類似結(jié)構(gòu)的施工提供了諸多可借鑒的資料。

[1] 鹿中山，楊樹(shù)萍．大型電子潔凈廠房工程監(jiān)理策劃工作研究[J]．建設(shè)監(jiān)理，2014，4(4)：8～12．

[2] 中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)．建筑鋼結(jié)構(gòu)施工手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2002．

[3] 余厚極．簡(jiǎn)明結(jié)構(gòu)吊裝手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001．

[4] 魯 博，馬健然，孫 儷，等．大跨非常規(guī)無(wú)序空間薄殼鋼結(jié)構(gòu)吊裝單元?jiǎng)澐址椒╗J]．沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，28(6)：1059～1067．

[5] 江正榮．建筑施工計(jì)算手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007．

[6] 張 弓，余士奇．400 t履帶起重機(jī)在鋼結(jié)構(gòu)吊裝中的應(yīng)用[J]．建筑技術(shù)，2010，41(6):503～505．

[7] GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[8] GB 50205-2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S]．

[9] 高 樹(shù)，李久林，邱德?。畤?guó)家體育場(chǎng)(鳥(niǎo)巢)工程主鋼結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)[J]．建筑技術(shù)，2007，38(7)：188～195．

[10] 嚴(yán)曉霞，陳 韜，徐 聰，等．深圳大運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)吊裝方法研究應(yīng)用[J]．施工技術(shù)，2010，39(6)：116～118．

2016-12-11；修改日期：2016-12-16

周福新(1987-)，男，吉林長(zhǎng)嶺人，中國(guó)建筑一局(集團(tuán))有限公司助理工程師．

TU391

A

1673-5781(2016)06-0833-04