當(dāng)前的大跨度工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)施工與安裝技術(shù)

楊 帆

(中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518124)

前言

作為建筑工程的重要分支，鋼結(jié)構(gòu)建筑自身具有土木建筑無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，其在房建工程中的普及和應(yīng)用，可以說促進(jìn)了建筑行業(yè)的技術(shù)革命，與傳統(tǒng)建筑施工相比，從設(shè)計(jì)方案、施工技術(shù)到建筑材料的應(yīng)用，都有著極大地不同。因此，相關(guān)建筑設(shè)計(jì)和施工人員要充分重視起來，熟練掌握其施工安裝技術(shù)，保證建筑的整體質(zhì)量。

1 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用，最早可以追溯到18世紀(jì)的英國，而世界上現(xiàn)存最著名的鋼結(jié)構(gòu)建筑，則是法國的埃菲爾鐵塔，其也是鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展史上的奇跡。我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展是從近現(xiàn)代開始的，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得鋼材生產(chǎn)的新技術(shù)和新工藝層出不窮，鋼材的質(zhì)量和類型得到了巨大的發(fā)展，也為鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展提供了必要的條件。我國鋼材生產(chǎn)原材料豐富，僅2011年一年，產(chǎn)量就達(dá)到6.83億噸，穩(wěn)居世界首位，全國共有54家大型鋼鐵企業(yè)，為建材市場提供了充足的鋼鐵建材，也促進(jìn)了我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的快速發(fā)展。目前，我國最著名的鋼結(jié)構(gòu)建筑為1997年設(shè)計(jì)建造的上海金茂大廈，其建筑高度421m，結(jié)構(gòu)高度395m，是我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的標(biāo)志。

2 工業(yè)廠房應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

2.1 性能強(qiáng)

首先，強(qiáng)度與剛度較高，可以承受或容納較強(qiáng)的壓力和拉應(yīng)力，并且具備良好的抗震性能，使得建筑質(zhì)量有所保證；其次，擁有遠(yuǎn)超一般水泥和混凝土的延展性和韌性，可以使建筑的承壓能力和穩(wěn)定性得到保證。同時(shí)，由于建筑用鋼材融合了多種元素和材料，可以根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)其相應(yīng)的特性進(jìn)行改變，煉制韌性更高、抗疲勞、抗沖擊的橋梁專用鋼，抗高溫、抗氧化的耐熱鋼，以及抗腐蝕的不銹鋼等用途不同的專用鋼材，具備良好的可塑性，可以提高土木工程鋼結(jié)構(gòu)建筑的多用性，增強(qiáng)建筑的用途和使用壽命，最大限度地發(fā)揮鋼材的功能。

2.2 材質(zhì)均勻

鋼材內(nèi)部組織的材質(zhì)均勻，具有各向同性，在一定應(yīng)力幅度內(nèi)是彈性變化的。這也就使得鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況與模擬計(jì)算結(jié)果基本一致，可以有效保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。同時(shí)，可以通過改進(jìn)冶煉技術(shù)，提高鋼材質(zhì)量，進(jìn)而保證其波動(dòng)范圍。

2.3 施工便利

傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)建筑，容易受到天氣的影響，從而延長施工期限，拖延施工進(jìn)度。而鋼結(jié)構(gòu)建材是在工程中直接合成，可以直接在建筑工地應(yīng)用，受天氣變化影響小。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝可以與混凝土構(gòu)件的施工交叉進(jìn)行，也可以與外部裝修同時(shí)進(jìn)行，其施工較為便利，速度快，相對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工，工期可以縮短30%左右。而由于鋼結(jié)構(gòu)自身優(yōu)良的延展性、韌性和抗壓性，可以大大提高建筑施工的安全性和建筑的施工質(zhì)量。

2.4 節(jié)能環(huán)保

鋼結(jié)構(gòu)建筑施工，其本身作業(yè)量較小，產(chǎn)生的噪音少，廢料也可以進(jìn)行回收利用，對(duì)于環(huán)境的污染極小。加上鋼結(jié)構(gòu)自身投入少、收益高，便于拆卸，回收方便等特點(diǎn)，使得其成為建筑工程中一個(gè)極為重要的組成部分。由于采用無污染的鋼材代替砂石等材料，既沒有粉塵污染和空氣污染，又便于存放，對(duì)周邊環(huán)境的影響小。在拆除時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)碎石沙塵滿天飛的情況，回收利用率極高，不會(huì)產(chǎn)生固體建筑垃圾，同樣減少了對(duì)環(huán)境的污染和破壞。

3 大跨度工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

以某核電汽機(jī)廠房的建設(shè)為例進(jìn)行分析。

3.1 工程概況

該廠房屋架由主桁架、次桁架、檁條組成，廠房內(nèi)設(shè)有防甩擊平臺(tái)，防甩擊平臺(tái)由組合箱梁和鋼柱組成，主桁架高42.5m，標(biāo)準(zhǔn)跨度為40m，屬大跨度工業(yè)廠房，其中，主桁架、次桁架構(gòu)件以及鋼柱、組合箱梁均為Q345材質(zhì)的工字鋼、角鋼、鋼板制作，而檁條為寬翼緣工字型鋼。

3.2 施工安裝流程

3.2.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

受技術(shù)因素和施工條件制約，無法進(jìn)行同時(shí)施工，要按照相應(yīng)的順序進(jìn)行逐跨施工。為了保證施工質(zhì)量，必須對(duì)施工順序進(jìn)行分析?？梢圆捎脧闹虚g跨向兩邊跨展開的順序進(jìn)行，對(duì)結(jié)構(gòu)的并攏狀態(tài)可以起到很好地控制作用，也能有效避免較大的結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力。

3.2.2 鋼柱、組合箱梁吊裝

鋼柱整體剛度較好，且構(gòu)件形態(tài)對(duì)稱，便于選擇吊點(diǎn)位置。結(jié)合鋼柱自身重量，選擇50t吊車進(jìn)行吊裝，選用f26的纖維芯鋼絲繩，選用四個(gè)4t的進(jìn)口卡環(huán)。在吊裝施工前，需對(duì)柱底螺栓進(jìn)行檢查，看是否存在偏位或松動(dòng)。柱底板孔采用模板套位，要將套位后的模板與地腳螺栓和軸線進(jìn)行復(fù)合套位，確保沒有偏差之后，方可進(jìn)行吊裝。

將鋼柱柱腳的中心線于測量放線的軸線進(jìn)行對(duì)照，并利用千斤頂進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，確保其滿足設(shè)計(jì)要求，使鋼柱只能水平方向位移，不能上下移動(dòng)。

組合箱梁重99t，受施工條件限制，采用600t吊車進(jìn)行吊裝，吊裝前需對(duì)鋼柱安裝固定情況進(jìn)行檢查，在確認(rèn)牢固后，方可進(jìn)行吊裝。

在吊裝完成后，要對(duì)鋼柱、組合箱梁進(jìn)行測量和校正，確保不會(huì)存在誤差或偏移。

3.2.3 桁架安裝

采用地面組裝、雙榀組合吊裝、連接構(gòu)件高空拼裝的方法進(jìn)行桁架的安裝，結(jié)合施工條件，選擇250t吊車進(jìn)行吊裝，其基本安裝流程如下：桁架地面拼裝-桁架吊裝及高空拼裝-設(shè)置臨時(shí)支撐-檁條及屋面板的安裝-臨時(shí)支撐拆除。其詳細(xì)步驟的施工方法，需要根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境和施工條件進(jìn)行確定。

結(jié)語：相比于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑，鋼結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)和批量化安裝，施工更加便利，工期更短，同時(shí)施工質(zhì)量也可以得到保證。而在實(shí)際施工中，需要加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)整體性的把握，確保施工的安全和質(zhì)量。

[1]馬飛.大跨度工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2013,(2):106-107.

[2]王樹玉.淺談大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制[J].中國科技縱橫，2012,(11):115.