某大型廠房鋼柱吊裝施工技術(shù)

楊 俊 才

(陜西建工第一建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710068)

某大型廠房鋼柱吊裝施工技術(shù)

楊 俊 才

(陜西建工第一建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710068)

以天津某大型電廠主廠房項(xiàng)目為例，論述了在淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土軟弱地基施工條件下進(jìn)行大截面鋼柱吊裝時(shí)，施工難度大、造價(jià)高的特點(diǎn)，通過對(duì)方案優(yōu)化與技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析，選用了ZSC43180動(dòng)臂變幅行走式塔式起重機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè)，達(dá)到了施工進(jìn)度加快且費(fèi)用降低的實(shí)際效果。

大型廠房，軟弱地基，鋼柱吊裝，軌道起重機(jī)，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

1 工程概況及難點(diǎn)分析

天津某大型火電廠2號(hào)主廠房總建筑面積為24 832 m2，結(jié)構(gòu)高度最高為53.5 m。主廠房立面如圖1所示,按汽機(jī)間、除氧間、煤倉間依次布置，除氧間為地上5層,煤倉間為地上3層。廠房最大跨度為34 m，共12個(gè)柱距(1/11-22軸)，縱向總長為106 m。主廠房CD軸鋼柱為箱形柱，最大截面尺寸為1 000 mm×1 200 mm×40 mm，AB軸柱為H型鋼，最大截面尺寸為H1 000 mm×800 mm×40 mm×50 mm，鋼柱吊裝總量達(dá)6 456 t，鋼柱單件重量最大為38.5 t。該項(xiàng)目地處天津南部渤海區(qū)域，為海洋性氣候，經(jīng)常有大風(fēng)、暴雨惡劣天氣、工作任務(wù)重，施工難度極大。

2 吊裝機(jī)械選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

技術(shù)分析：主廠房西側(cè)為循環(huán)水管道施工區(qū)域，東側(cè)為鍋爐施工區(qū)域，南側(cè)為1號(hào)主廠房施工區(qū)域，場地狹小，交叉作業(yè)多且廠房地基為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土軟弱地基，如果選用履帶式吊車或汽車吊，吊車行走及停車?yán)щy，地基處理工作量大，工作效率低；選用ZSC43180動(dòng)臂變幅行走式塔式起重機(jī)(如圖2所示)的優(yōu)點(diǎn)是，軌道一次投資鋪設(shè)好，吊裝過程中吊車行走方便，工作效率大大提高，能加快施工進(jìn)度。

經(jīng)濟(jì)分析：主廠房汽機(jī)間跨度為34 m，一般吊車主臂長度不夠。如果租賃大型履帶吊，進(jìn)場、出場及使用臺(tái)班費(fèi)用高。按照以往工程施工經(jīng)驗(yàn)，如選用起重量為40 t的CC1000履帶吊，天津當(dāng)?shù)貎r(jià)格為3 500元/臺(tái)班左右，如果出現(xiàn)不可抗力導(dǎo)致停工，工期延長，花費(fèi)會(huì)更大。經(jīng)方案比較確定選用ZSC43180動(dòng)臂變幅行走式塔式起重機(jī)，其租賃費(fèi)用為2 000元/臺(tái)班。該工期計(jì)劃為4個(gè)月。計(jì)劃節(jié)約10余萬元。

3 吊裝技術(shù)方案確定

主吊機(jī)械確定為ZSC43180動(dòng)臂變幅行走式塔式起重機(jī)，機(jī)械性能如表1所示。其軌道間距為7.5 m,最大外形尺寸為8.3 m，最大作業(yè)半徑為43 m，最大起重高度為83.5 m。

表1 ZSC43180動(dòng)臂變幅行走式塔式起重機(jī)性能表

安裝作業(yè)遵循分層吊裝，吊裝過程嚴(yán)格按照吊裝流程實(shí)施,如圖3所示。

ZSC43180動(dòng)臂變幅行走式塔式起重機(jī)布置于A-B軸間，塔機(jī)軌道距離B軸1.65 m, 軌頂標(biāo)高為±0.000 mm，在1/11～22軸柱間行走,行走路線如圖4所示。吊裝順序?yàn)镈軸→A軸,具體吊裝方案如下：首先，吊裝CD軸17 m層以下鋼柱，塔吊中心距C軸為15.4 m，此時(shí)塔吊額定荷載為56.15 t，據(jù)廠家資料，C軸最大構(gòu)件重量均在38.5 t，所以滿足要求。塔吊中心距D軸為28.4 m，此時(shí)塔吊額定荷載為35.08 t，據(jù)廠家資料，最大構(gòu)件重量均在34.5 t，所以滿足要求；第二步，吊裝AB軸0 m～8.6 m層，8.6 m～17 m層以下鋼柱，A軸塔吊中心28.6 m，根據(jù)ZSC43180荷載性能曲線表，最大起重量為34.67 t，據(jù)廠家資料，AB軸最大構(gòu)件重量為32.5 t，AB軸柱子均可起吊；第三步，吊裝CD軸17 m～44.5 m層以下鋼柱；第四步，吊裝B軸17 m～25 m層、25 m～34.5 m層、A軸17 m～39.8 m層鋼柱；第五步，吊裝CD軸44.5 m～53.5 m層鋼柱；第六步，吊裝B軸34.5 m～46.0 m層鋼柱。

4 主要吊裝技術(shù)措施

4.1 勞動(dòng)力安排

本工程需用專業(yè)經(jīng)理1名,安全員2名,技術(shù)員2名，測量員1名，質(zhì)量員1名，起重指揮3名，起重工20名，架子工5名，電工2名，普工10名，合計(jì)47人。

4.2 材料準(zhǔn)備

1)主廠房CD軸柱為箱形柱1 000 mm×800 mm×40 mm及1 000 mm×1 200 mm×40 mm，AB軸柱為H型鋼柱，最大截面為H1 000 mm×800 mm×40 mm×50 mm。2)進(jìn)場構(gòu)件全部堆放在現(xiàn)場指定的堆放場地，并本著就近吊裝、減少二次搬運(yùn)的原則。主要堆放場地在主廠房22軸北側(cè)，堆放場地應(yīng)當(dāng)平整、干燥、堅(jiān)實(shí)，并備有足夠的墊木、墊塊，保證構(gòu)件放平、放穩(wěn)。3)在裝卸、運(yùn)輸過程中應(yīng)盡量保護(hù)構(gòu)件，避免構(gòu)件在運(yùn)輸過程中受到損壞，運(yùn)輸?shù)臉?gòu)件必須按照吊裝要求進(jìn)行發(fā)運(yùn)，盡量考慮配套供應(yīng)，確?，F(xiàn)場順利吊裝。4)構(gòu)件堆放時(shí)應(yīng)分區(qū)排放，即同一軸線同一層的構(gòu)件排放在一起；各區(qū)構(gòu)件再分類排放，梁、柱要分開。5)構(gòu)件堆放時(shí)H型構(gòu)件應(yīng)立放，不得平放。每個(gè)構(gòu)件的支點(diǎn)不得少于兩個(gè)，支點(diǎn)的位置宜在構(gòu)件端部1/7跨度處，疊放時(shí)不得超過3層并用道木或木方正確地分層墊好墊平。支點(diǎn)應(yīng)上下對(duì)齊。6)構(gòu)件編號(hào)宜放置在兩端醒目處，以便于吊裝時(shí)構(gòu)件的查找。

4.3 測量控制

1)對(duì)基礎(chǔ)定位軸線，應(yīng)會(huì)同建設(shè)單位、監(jiān)理單位一起對(duì)定位軸線進(jìn)行驗(yàn)線，做好記錄，對(duì)定位軸線進(jìn)行標(biāo)記，并做好保護(hù)。吊裝前對(duì)鋼構(gòu)件做好中心線，標(biāo)高線的標(biāo)注，做到清楚、準(zhǔn)確、醒目。

2)對(duì)基礎(chǔ)橫向、縱向軸線控制：在吊裝作業(yè)之前，先要在混凝土基礎(chǔ)柱面彈出十字軸線，要求十字線延伸到基礎(chǔ)柱頭立面，用紅油漆做標(biāo)記，便于鋼柱垂直度控制和二次灌漿之后留存。

3)標(biāo)高控制：混凝土柱頭頂面要清理干凈后放置垂直受力墊塊。墊塊用M10砂漿采用標(biāo)準(zhǔn)化模具制作。墊塊表面放置150 mm×200 mm×10 mm找平鋼板。找平鋼板的上表面要低于柱腳板設(shè)計(jì)標(biāo)高標(biāo)記線5 mm～10 mm，鋼柱吊裝前用墊鐵找平。

4.4 操作平臺(tái)及施工作業(yè)軟爬梯安裝

1)吊裝前須在柱頂部鋼梁節(jié)點(diǎn)下約1 m處設(shè)置臨時(shí)操作平臺(tái)。做法見圖5。

2)結(jié)構(gòu)安裝時(shí)人員上下采用軟爬梯。鋼柱安裝前在地面提前安裝好臨時(shí)軟爬梯。垂直軟爬梯必須固定牢固，爬梯盡量安裝在柱子的小面上，以免影響鋼梁的安裝。

3)爬梯與鋼柱上端用φ6.2鋼絲繩固定，上端固定點(diǎn)不少于4點(diǎn)，其中兩點(diǎn)固定在操作平臺(tái)上，兩點(diǎn)固定在鋼柱上。爬梯下部固定在鋼柱上，固定點(diǎn)兩端各一點(diǎn)，并且保證固定點(diǎn)牢靠。

4)操作平臺(tái)及軟爬梯安裝好后，須經(jīng)安全檢查合格后方可吊裝作業(yè)。

5)工人攀爬時(shí)必須與攀登自鎖器配合使用。

5 鋼柱的吊裝

5.1 鋼絲繩選用驗(yàn)算

據(jù)廠家資料,柱最大重量為38.5 t，經(jīng)計(jì)算其重力為38.5 t×1 000 kg×9.8 N/kg=377.3 kN。查閱五金手冊(cè)，鋼絲繩選用φ43(6股×37絲)。采用4根起吊，其中每根鋼絲繩受力為94.325 kN。根據(jù)允許拉力公式[Fg]=αFg/k，經(jīng)計(jì)算允許拉力[Fg]=121.740 kN>94.325 kN，故滿足要求。

5.2 吊點(diǎn)的選擇

箱形柱吊裝采用兩點(diǎn)起吊，吊耳位于柱頂兩側(cè)。H型鋼柱吊裝時(shí)吊具與柱頂腹板用高強(qiáng)螺栓可靠連接，吊鉤與吊具采用一點(diǎn)起吊。

5.3 吊裝技術(shù)要點(diǎn)

1)立柱采用單機(jī)吊裝，就位時(shí)一層柱底部中心線應(yīng)與基礎(chǔ)中心線重合，其他高層柱中心也應(yīng)彼此重合。2)每根柱的定位軸線必須從地面控制軸線直接引上去，不得利用下一節(jié)柱的柱頂軸線為上一節(jié)柱的定位軸線，以確保每節(jié)柱的安裝位置準(zhǔn)確無誤。3)鋼柱吊裝之前，鋼柱四面的纜風(fēng)繩應(yīng)在柱頂固定牢固。鋼柱軸線、標(biāo)高調(diào)整好之后，應(yīng)及時(shí)擰緊地腳螺栓，拉緊纜風(fēng)繩。4)結(jié)構(gòu)設(shè)有柱間支撐時(shí)應(yīng)在每層結(jié)構(gòu)吊裝找正并及時(shí)安裝柱間支撐后，以便形成穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)后才能拆除臨時(shí)支撐或纜風(fēng)繩。5)因基礎(chǔ)柱頭的地腳螺栓數(shù)量多，鋼柱就位時(shí)應(yīng)緩慢下落，防止劃傷地腳螺栓的螺絲。6)吊裝時(shí)從互成90°的兩個(gè)方向上架兩臺(tái)經(jīng)緯儀檢查左右前后兩個(gè)方向的垂直度。7)一層的標(biāo)高以1 m標(biāo)高線為基準(zhǔn)進(jìn)行測量。其他高段柱頂標(biāo)高從1 m標(biāo)高線向上用鋼尺測量。8)鋼柱安裝時(shí)應(yīng)認(rèn)真記錄每根柱子的柱頂標(biāo)高誤差值，以便預(yù)防由于誤差積累造成嚴(yán)重超標(biāo)，影響其他構(gòu)件安裝。

6 質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)鋼柱安裝質(zhì)量的檢查和中間驗(yàn)收應(yīng)嚴(yán)格按照GB 50221—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行。2)每根鋼柱吊裝完，應(yīng)及時(shí)對(duì)鋼柱的軸線位移、垂直度進(jìn)行仔細(xì)的檢查驗(yàn)收，并做好詳細(xì)的檢查驗(yàn)收記錄，自檢合格后，方可進(jìn)行下道工序施工。

7 安全技術(shù)要點(diǎn)

1)ZSC43180塔機(jī)安裝后須通過三方驗(yàn)收，吊裝前應(yīng)進(jìn)行試吊，試吊合格后才能進(jìn)行吊裝作業(yè)，起重機(jī)械不得帶病作業(yè)，不準(zhǔn)超負(fù)荷吊裝，不準(zhǔn)在吊裝中維修。2)應(yīng)不定時(shí)檢查起重機(jī)械的各種部件是否完好，是否有變形、裂紋、腐蝕情況，焊縫、螺栓等是否固定可靠。檢查鋼絲繩和吊具是否完好，不符合要求須及時(shí)更換。3)吊裝范圍內(nèi)嚴(yán)禁交叉施工，安全員全程監(jiān)督吊裝作業(yè)。

8 竣工驗(yàn)收

本工程竣工整體驗(yàn)收嚴(yán)格按照“三檢”制度。驗(yàn)收一次合格率達(dá)到100%，主控項(xiàng)目偏差均在允許偏差范圍之內(nèi)，達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求標(biāo)準(zhǔn)。

9 實(shí)施效果與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

按照集團(tuán)公司與建設(shè)方簽訂的施工合同，該工程工期僅要求為4個(gè)月，合同工期提前或逾期一天獎(jiǎng)罰為10萬元。該方案實(shí)施后工期為116日歷天，實(shí)際工期提前4 d，得到建設(shè)單位的階段獎(jiǎng)勵(lì)40萬元，本工程機(jī)械選用節(jié)約18萬元，順利完成了階段施工任務(wù)及節(jié)約成本的管理目標(biāo),為主廠房提前封閉創(chuàng)造了條件。

10 結(jié)語

該技術(shù)方案編制時(shí)結(jié)合了當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境及工期進(jìn)度要求，方案中吊裝機(jī)械選用合理、技術(shù)措施適用性強(qiáng)。不但確保了工程質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，而且節(jié)約了成本，并得到了建設(shè)方的主體施工階段獎(jiǎng)勵(lì)。此吊裝施工技術(shù)建議在同類大型工業(yè)廠房中推廣應(yīng)用。

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

[2] 王 克，張愛軍.五金手冊(cè)(2014版)[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2014.

[3] JGJ 82—91，鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)程[S].

[4] JGJ 81—2002，建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程[S].

[5] JGJ 130—2011，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

Steel-column hoisting technology of the large-scale workshop

Yang Juncai

(ShannxiConstructionIndustry1stConstructionGroupCo.,Ltd,Xi’an710068,China)

Taking the major workshop project of the large-scale power plant in Tianjin as an example, the paper discusses large-section steel-column hoisting difficulties and high cost under slurry power soft soil foundation, the paper carries out scheme optimization and technological economic analysis, selects ZSC43180 moving-arm walking-style tower crane for hoisting work. As a result, it achieves the actual effect of speeding up construction schedule and lowing cost as well.

large-scale workshop, soft foundation, steel-column hoisting, track crane, economic evaluation

2015-03-28

楊俊才(1980- )，男，工程師，一級(jí)注冊(cè)建造師

1009-6825(2015)16-0099-03

TU761

A