鋼結(jié)構(gòu)涂裝廠房快速建造施工關(guān)鍵技術(shù)研究

【摘要】鋼結(jié)構(gòu)涂裝廠房因其施工速度快、環(huán)保性能好、經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)，逐漸成為建設(shè)單位的新式選擇。文中對(duì)汽車涂裝廠房工程施工實(shí)例進(jìn)行研究。首先分析了案例項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工重點(diǎn)、難點(diǎn)及過(guò)程中遇到的挑戰(zhàn)。闡述了快速建造施工各項(xiàng)施工技術(shù)，總結(jié)出快速建造關(guān)鍵路線、關(guān)鍵工序等關(guān)鍵施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】快速建造；涂裝廠房；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TU758.1 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2024）09-0143-03

0 引言

當(dāng)前世界已展開(kāi)了新一輪的科技革命，鋼結(jié)構(gòu)涂裝廠房因其卓越的結(jié)構(gòu)性能和經(jīng)濟(jì)性在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。這些廠房不僅要求具備快速建造的能力，以適應(yīng)市場(chǎng)變化的需求，還必須確保在建造過(guò)程中的質(zhì)量和安全。因此，研究鋼結(jié)構(gòu)涂裝廠房的快速建造技術(shù)變得尤為重要。本文將探討鋼結(jié)構(gòu)涂裝廠房快速建造的關(guān)鍵技術(shù)，包括但不限于材料的優(yōu)化選型、施工方法的創(chuàng)新、施工工藝的改進(jìn)以及裝配式技術(shù)的應(yīng)用。通過(guò)這些研究，旨在為鋼結(jié)構(gòu)涂裝廠房的快速、高效、安全建造提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)，以滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)廠房建造的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 鋼結(jié)構(gòu)工程實(shí)例

1.1 工程概況

某市經(jīng)開(kāi)區(qū)鋼結(jié)構(gòu)涂裝廠房占地面積44 967m2，總建筑面積約82 500m2，鋼結(jié)構(gòu)總量超4 000 t，結(jié)構(gòu)形式為框架+鋼結(jié)構(gòu)。該工程總工期為314個(gè)自然日。其中工藝設(shè)備進(jìn)場(chǎng)安裝時(shí)間為2024年5月末，施工周期包含一個(gè)春節(jié)，工期壓力極大。與傳統(tǒng)合同工期倒排施工進(jìn)度計(jì)劃不同的是，項(xiàng)目以消除閑置作業(yè)面和創(chuàng)造更多作業(yè)面為管理思想，通過(guò)科學(xué)技術(shù)結(jié)合組織管理多手段實(shí)現(xiàn)各工序緊密穿插，大幅度減少直至完全消除施工中的間歇。

1.2 工程重點(diǎn)難點(diǎn)分析

一是工程重點(diǎn)是涂裝車間總體施工部署。與總裝車間、其他廠房不同的是，涂裝車間包含大量工藝設(shè)備，且工藝設(shè)備從下發(fā)圖紙、訂購(gòu)到分階段進(jìn)場(chǎng)，均需要漫長(zhǎng)周期，因此施工土建結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)把握施工順序及總體施工方向。二是工程難點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工。項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)總量超過(guò)4 000t，單體結(jié)構(gòu)尺寸最小100 m?？紤]鋼結(jié)構(gòu)吊裝半徑大于60 m，需對(duì)結(jié)構(gòu)不同位置逐個(gè)分析最不利工況并選擇相應(yīng)的吊車形式。三是工程項(xiàng)目特點(diǎn)是體量大、工期緊。項(xiàng)目包括2#聯(lián)合廠房、1#聯(lián)合廠房公用安裝、廠區(qū)工程附屬配套設(shè)施等，施工總工期314個(gè)自然日。其中，主體結(jié)構(gòu)+鋼結(jié)構(gòu)施工工期180個(gè)自然日（包含一個(gè)春節(jié)），對(duì)施工人員組織、施工資源調(diào)配、各方單位協(xié)調(diào)管理壓力極大。

2 涂裝車間快速建造技術(shù)

2.1 快速施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1.1 地下施工階段

地下施工階段包含土方工程、樁基工程等多個(gè)專業(yè)交叉施工，通過(guò)提前策劃全周期施工總平面布置，合理設(shè)置加工場(chǎng)、臨時(shí)道路、倉(cāng)庫(kù)、出土坡道、土方開(kāi)挖及樁機(jī)施打方向和順序，從基礎(chǔ)施工到二次結(jié)構(gòu)、裝修施工階段，現(xiàn)場(chǎng)平面布置一次性到位，避免在不同施工階段轉(zhuǎn)換時(shí)場(chǎng)地沖突，延遲工作面插入，通過(guò)創(chuàng)造作業(yè)面提前插入室外總地坪施工的方式縮短總工期。

需要格外注意的是，涂裝廠房與普通廠房設(shè)備基礎(chǔ)不同的是，另增噴漆室區(qū)域設(shè)備基礎(chǔ)、套色噴漆室區(qū)域設(shè)備基礎(chǔ)、前處理區(qū)設(shè)備基礎(chǔ)、電泳區(qū)域設(shè)備基礎(chǔ)、PVC噴膠室設(shè)備基礎(chǔ)等共計(jì)十六個(gè)特構(gòu)設(shè)備基礎(chǔ)。通過(guò)與建設(shè)單位、工藝制造方充分溝通交流，了解到后期工藝設(shè)備分階段的進(jìn)場(chǎng)需求后，及時(shí)制訂調(diào)整后續(xù)施工進(jìn)度計(jì)劃，以“消除閑置工作面，避免后期工作面沖突”為要點(diǎn)，充分保證計(jì)劃工期節(jié)點(diǎn)。

2.1.2 地上施工階段

隨著主體結(jié)構(gòu)施工，在支撐體系拆除完成后，第一時(shí)間開(kāi)始二次結(jié)構(gòu)、機(jī)電開(kāi)槽等施工，外立面基層施工與主體結(jié)構(gòu)施工同步進(jìn)行，外架拆除后利用曲臂車進(jìn)行外立面幕墻、外墻板施工，通過(guò)工序精細(xì)劃分，保證每層施工工序時(shí)長(zhǎng)與主體結(jié)構(gòu)相同，各層等流水步距施工，消除閑置作業(yè)面。

項(xiàng)目部通過(guò)前期工期專項(xiàng)策劃，分別對(duì)原設(shè)計(jì)圖紙、主要施工方案進(jìn)行雙優(yōu)化，總結(jié)如下幾點(diǎn)：①設(shè)計(jì)優(yōu)化后澆帶優(yōu)化為間歇式膨脹加強(qiáng)帶；②設(shè)計(jì)優(yōu)化屋面混凝土梁優(yōu)化為鋼結(jié)構(gòu)形式；③設(shè)計(jì)優(yōu)化外圍護(hù)墻體優(yōu)化為復(fù)合巖棉夾芯板；④設(shè)計(jì)優(yōu)化局部室內(nèi)屋面采用結(jié)構(gòu)板優(yōu)化為成品屋面板；⑤方案優(yōu)化室外臨時(shí)道路提前施工；⑥方案優(yōu)化模板支撐體系采用盤(pán)扣式模板支撐體系；方案優(yōu)化砌體結(jié)構(gòu)施工采用剪刀式升降車。

通過(guò)上述詳細(xì)的工期策劃，可以確保土建各個(gè)階段的施工任務(wù)能夠按時(shí)完成，避免因時(shí)間安排不合理導(dǎo)致工程延誤。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)快速施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 施工總體思路

涂裝車間下部為二層混凝土結(jié)構(gòu)，如采用預(yù)留通道，后續(xù)補(bǔ)做結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)工期產(chǎn)生極大影響，故采用結(jié)構(gòu)外吊裝施工。

屋面鋼架梁采用地面拼裝，跨外吊裝。由于吊裝半徑較大，達(dá)60 m左右，主要使用大型履帶吊站位于涂裝車間南北兩側(cè)進(jìn)行拼裝、吊裝。成品轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)鋼架選用汽車吊在跨內(nèi)吊裝，吊裝時(shí)，按照“由下往上”的順序，遵循“底層鋼柱→柱間支撐、系桿→中層鋼柱→柱間支撐、系桿→頂部鋼柱→柱間支撐、系桿→屋面鋼架梁→屋面水平支撐、系桿”的順序組織吊裝[1]。

2.2.2 施工工藝流程

主要包括鋼構(gòu)件地面拼裝→鋼架梁吊裝→托梁吊裝→山墻鋼架梁拼裝、吊裝→吊裝鋼架梁之間的鋼托架、次梁、系桿及水平支撐→吊裝外圍構(gòu)件、依次向南側(cè)擴(kuò)展吊裝→吊裝鋼架梁之間的次梁、系桿及水平支撐等環(huán)節(jié)，直到屋面鋼架吊裝完畢。

3 施工方法

3.1 吊裝工況分析

涂裝車間為鋼架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)平面尺寸為400 m×100 m，無(wú)地下室。屋面鋼架下部有兩層混凝土框架結(jié)構(gòu)，吊車無(wú)法進(jìn)入內(nèi)部吊裝，如吊車在南、北兩側(cè)跨外行走吊裝，則吊裝半徑達(dá)到50 m以上，故選用履帶吊進(jìn)行吊裝。對(duì)于屋面上排煙機(jī)房、進(jìn)氣室馬道等小重量柱梁構(gòu)件，可采用塔吊輔助吊裝。以截面最大的GJ-B-1A為例，經(jīng)計(jì)算屋面鋼架拼裝在一起后，屋架跨中吊裝段最重為5.3 t；屋架跨中的托梁TL-2長(zhǎng)12 m，重3.46 t，選用1臺(tái)200 t履帶吊可滿足吊裝要求。擬建建筑物周圍均為混凝土硬化環(huán)形路面，無(wú)其他構(gòu)筑物、建筑物阻礙，符合吊車安全行走吊裝要求。

成品轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)為門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)，無(wú)地下室，可選用汽車吊進(jìn)入內(nèi)部吊裝。根據(jù)擬采用的吊裝方案，鋼架柱吊裝完畢后，將同一跨的門(mén)式鋼架梁拼裝在一起整體吊裝。經(jīng)計(jì)算拼裝在一起后，吊裝段最重為4.471 t；鋼架中部箱型柱柱長(zhǎng)23.17 m，分兩段進(jìn)場(chǎng)地面拼接后整體吊裝，重9.718 t，選用兩臺(tái)50 t汽車吊即可滿足吊裝要求。

3.2 壓型鋼板快速施工技術(shù)

施工工藝流程：按照壓型鋼板板型和建筑結(jié)構(gòu)平面尺寸編制排版設(shè)計(jì)圖→現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收檢驗(yàn)后，多片疊加向樓面吊運(yùn)→將壓型鋼板吊運(yùn)到樓層指定位置堆放→根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸對(duì)局部壓型鋼板裁邊。

1）散板和位置調(diào)整。散板應(yīng)嚴(yán)格按照排版圖及國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求將板材調(diào)直并壓實(shí)，并及時(shí)施加點(diǎn)焊，點(diǎn)焊時(shí)要求對(duì)稱、同步，且溝槽應(yīng)同位對(duì)直，以利于鋼筋布設(shè)及后續(xù)綁扎工序進(jìn)行；散板四周邊緣處搭接應(yīng)符合施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，提前對(duì)邊角板進(jìn)行放樣，根據(jù)放樣圖進(jìn)行配置，防止邊角處結(jié)合程度不高而影響混凝土澆筑；板與梁堵頭板、板與板、封邊板等要同相應(yīng)構(gòu)件緊密連接牢固；壓型鋼板鋪設(shè)，嚴(yán)禁凹陷。安裝時(shí)控制好壓型鋼板平整度，有起拱凹陷應(yīng)立即處理，過(guò)程中隨鋪隨時(shí)點(diǎn)焊牢固，謹(jǐn)防滑落傷人。

2）堵頭板、封邊板施工。該部件是為了在板材端頭進(jìn)行阻斷，以阻止混凝土滲漏。堵頭板、封邊板材應(yīng)與壓型鋼板貼合嚴(yán)密，防止漏焊，焊接還應(yīng)滿足國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范要求。

3）壓型鋼板施工注意事項(xiàng)。壓型鋼板材應(yīng)使用專用吊具進(jìn)行裝卸運(yùn)輸。起吊時(shí)聽(tīng)從信號(hào)工指揮，先行試吊，無(wú)誤后正式起吊；按照不同壓型鋼板板型，比對(duì)施工圖紙，配置齊全所需塊數(shù)，統(tǒng)一吊運(yùn)到指定施工區(qū)域；為了達(dá)到壓型鋼板板材在吊運(yùn)時(shí)不發(fā)生扭曲、變形的目的，項(xiàng)目采用在鋼絲繩與壓型鋼板板材接觸的角部添加軟襯墊，下落時(shí)底部設(shè)置墊木，防止底板不平整或尖銳物體對(duì)板材造成的損傷。

3.3 屋面、墻面檁條快速施工技術(shù)

檁條安裝施工工藝：測(cè)量放線→檁托安裝→檁條安裝→檁條調(diào)整→檁條固定→焊縫補(bǔ)漆。

1）檁托施工。工程檁托采用焊接的方式與檁條和主結(jié)構(gòu)相連，檁托須按照設(shè)計(jì)圖紙要求，在加工廠預(yù)制后運(yùn)至工地。根據(jù)圖紙測(cè)量、放線后，確認(rèn)無(wú)誤后與主結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝、焊接。最后對(duì)焊縫防銹漆及面漆補(bǔ)涂。

2）檁條施工。由于檁條不同的安裝位置其長(zhǎng)度不一，種類較多，在安裝前先將檁條按其安裝位置進(jìn)行材料就位，搬運(yùn)時(shí)要輕拿輕放，防止破壞檁條表面油漆。檁條就位后要依其標(biāo)牌逐一核對(duì)其尺寸、安裝部位是否正確[2]。第一根檁條就位時(shí)依設(shè)計(jì)圖紙控制好安裝尺寸，調(diào)整縱向檁條底端距連接板中線距離，卡入連接板部位的檁條超出連接板中線位置在可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，為保證縱向檁條安裝完畢后的伸縮性能，兩檁條連接部位留有20 mm間隙。在保證各安裝精度后，連接板點(diǎn)焊進(jìn)行臨時(shí)固定。在屋面天溝以下部位的檁條安裝完畢后，觀測(cè)其整條軸線的弧度是否平滑、順暢。如滿足設(shè)計(jì)要求再進(jìn)行連接板加焊最終固定。鋼柱吊裝完且固定地腳螺栓后，先行觀測(cè)垂直度，無(wú)誤后安裝鋼柱間豎向支撐構(gòu)件，構(gòu)件就位后固定螺栓。安裝時(shí)，應(yīng)提前在地面安排施工人員進(jìn)行檁條綁扎、緊固安全繩。

3）支撐施工。鋼柱吊裝就位校正后就開(kāi)始安裝柱間支撐，支撐采用人工直接安裝。

4）屋面拉條施工。屋面拉條安裝時(shí)應(yīng)在屋面檁條上先鋪設(shè)臨時(shí)腳手板，腳手板應(yīng)固定牢靠。安裝順序應(yīng)從屋面檐口開(kāi)始進(jìn)行，每道拉條安裝時(shí)都需要進(jìn)行緊固，安裝同時(shí)進(jìn)行測(cè)量并動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3.4 分階段移交

涂裝廠房快速建造的基礎(chǔ)是各個(gè)工序之間的分段移交，廠房按照沉降縫劃分施工區(qū)段，從基礎(chǔ)施工至廠房13 m結(jié)構(gòu)層澆筑完成，各工序均按照施工段組織分段驗(yàn)收、分段移交下道工序[3]，實(shí)現(xiàn)了2#涂裝廠房各工序間穿插施工、流水作業(yè)、各工作面之間無(wú)縫銜接。

4 快速建造施工應(yīng)用技術(shù)

4.1 BIM技術(shù)應(yīng)用

在涂裝廠房建設(shè)過(guò)程中，BIM技術(shù)應(yīng)用于臨建及場(chǎng)地布置、深化設(shè)計(jì)、算量、各專業(yè)碰撞檢查及凈高分析、施工模擬、可視化交底等方面，建模完成后將機(jī)電模型與結(jié)構(gòu)、建筑模型進(jìn)行鏈接，進(jìn)行碰撞檢查，機(jī)電管綜碰撞分析見(jiàn)圖1，建立BIM信息管理平臺(tái)，為項(xiàng)目快速建造提供技術(shù)支撐[4]。

4.2 裝配化技術(shù)應(yīng)用

在涂裝車間基礎(chǔ)施工階段，通過(guò)工廠提前預(yù)制、加工、生產(chǎn)各專業(yè)構(gòu)件，再分階段、分批次運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)完成模塊化組裝。如臨建（倉(cāng)庫(kù)、辦公室、現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生間、休息亭、安全防護(hù)欄桿等）、盤(pán)扣式鋼管支撐架、成品式砌體、鋼構(gòu)件、復(fù)合巖棉夾芯板、暖通風(fēng)管、消防水管等構(gòu)件通過(guò)工廠預(yù)制，不僅節(jié)省了施工場(chǎng)地，還大幅度地縮短了施工周期，加快了整體施工進(jìn)度。通過(guò)應(yīng)用裝配化技術(shù)，土建、機(jī)電、工藝各專業(yè)均實(shí)現(xiàn)了工序前置，消滅了工序間歇，使各專業(yè)、各工序之間緊密銜接，有條不紊地推進(jìn)施工進(jìn)度。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)涂裝車間快速建造技術(shù)的研究，以實(shí)踐踐行“除閑置作業(yè)面和創(chuàng)造更多作業(yè)面”的核心管理思想，采用快速建造施工工藝，配合BIM、裝配化的多項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用，為涂裝廠房按期交付提供保障[5]。

參考文獻(xiàn)

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[作者簡(jiǎn)介]王洪（1995—），男，安徽池州人，本科，工程師，研究方向：建筑施工。