實例談單層大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝技術(shù)

摘要：隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)都得到了進一步的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)建廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。工業(yè)廠房的鋼結(jié)構(gòu)安裝工程應(yīng)該有一個良好的控制方法，畢竟環(huán)境決定成果，有一個好的控制方法和計劃，才能按照所計劃的預(yù)想去實施和實行，有具體的措施與步驟。文章主要對某單層大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝技術(shù)進行探析。

關(guān)鍵詞：單層大跨度鋼結(jié)構(gòu)；安裝技術(shù)；廠房

1、工程概況

某廠房工程為單層大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房，長755.2m、寬206m，總建筑面積為124985.4m2，占地面積155728.1m2，鋼結(jié)構(gòu)總量為16500t。廠房跨度有33、39m兩種，建筑外立面高度分別有15.7、20.7、29.8m三種，廠房屋面自西向東呈階梯狀升高。

鋼結(jié)構(gòu)為杯型基礎(chǔ)，杯斗深度1100～2150mm。廠房屋架梁最大跨度（D～G軸間）39m，共49榀，其余跨度均為33m，共276榀。鋼柱由2根H650mm×300mm×20mm×20mm型鋼組合成2100mm×650mm的鋼格構(gòu)柱，共有鋼柱458根。屋面鋼梁全部采用焊接H型鋼，其中GJL39為重量最大的一榀屋架梁，其截面尺寸為H（900～1400）mm×450mm×14mm×30mm，單榀質(zhì)量為11.8t。屋架梁安裝高度共3種，分別為13.6、18.8、27.9m。采用Q345B鋼材，鋼構(gòu)件表面均采用拋丸處理，除銹等級達到Sa2.5。

2工序流程

鋼結(jié)構(gòu)面積大，工期要求緊，為此鋼結(jié)構(gòu)安裝分為3個施工段，見圖1。第一施工段B1～B4區(qū)，第二施工段C1～C3區(qū)，第三施工段D1～D3區(qū)。各施工段形成流水作業(yè)。承臺施工完畢后，鋼構(gòu)件進場。根據(jù)構(gòu)件編號，按施工先后順序擺放在相應(yīng)的承臺側(cè)邊，方便吊裝。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)安裝分區(qū)

施工流程：鋼構(gòu)件進場→鋼柱安裝→杯斗灌漿→柱間支撐、系桿安裝→屋架鋼梁安裝→水平支撐安裝→校正及高強螺栓終擰→屋面檁條安裝→墻梁安裝→鋼結(jié)構(gòu)驗收。

3、主要施工工藝技術(shù)

3.1鋼柱安裝

3.1.1鋼柱安裝方案的選擇

由于高跨部分鋼柱的長度為29.8m，受運輸條件的限制，只能將該部分鋼柱分段加工和運輸。鋼柱運輸時分解為二段，進場后鋼柱拼裝進行整體吊裝的方案，鋼柱兩端長度分別為22.3、7.5m，其質(zhì)量分別為20.303、2.582t。

3.1.2基礎(chǔ)復測

結(jié)構(gòu)吊裝前必須進行基礎(chǔ)杯斗位置復測，其杯口底面標高偏差允許-5mm，基礎(chǔ)杯口深度

3.1.3鋼柱拼裝

為保證構(gòu)件組裝的精度，防止構(gòu)件在組裝的過程中由于胎架的不均勻沉降而導致拼裝的誤差，組裝場地要求平整壓實。經(jīng)現(xiàn)場測量平整壓實后的場地，其均布荷載后的下沉量控制在5～10mm。胎架采用鋪設(shè)300mm×500mm×10mm×12mm的H型鋼梁，鋼柱水平放置于型鋼梁上并找平，當高差較大時采用鋼楔調(diào)整找平。為防止組裝平臺沉降引起胎架變形，胎架旁建立胎架沉降觀察點實時監(jiān)控，待沉降穩(wěn)定后方可進行焊接。

3.1.4鋼柱吊裝

1）吊裝機械的選擇。根據(jù)鋼柱重量，高跨部分（外立面高度29.8m）鋼柱使用一臺100t履帶吊進行吊裝，同時配合一臺50t汽車吊進行抬吊。低跨部分（外立面高度15.7、20.7m）采用一臺50t汽車吊進行吊裝。

2）鋼柱吊點的選擇。根據(jù)鋼柱的形狀、長度、重量、起吊方法及吊裝機械的起重能力，吊點設(shè)置在上層牛腿處，在肩梁兩側(cè)各焊接兩個掛鉤耳板，板厚30mm，長度300mm，外挑120mm。

3）鋼柱吊裝方法。高跨部分鋼柱吊裝時，100t吊車掛住鋼柱上部起吊點，垂直上升，另一臺50t吊車從下部1/3位置處溜尾兼抬吊，減少中間彎曲應(yīng)力。鋼柱垂直吊起，當柱腳面高出杯頂200mm左右后，旋轉(zhuǎn)吊臂到杯口頂，操作人員扶好柱子對準杯口，然后慢慢下落，當柱腳接近杯底時（約30～50mm）時剎住車，對準底部軸線，四個面插入8個鋼楔，每個面兩個，用大錘輕敲臨時固定。先對小面中線，再對大面中線，使在鋼柱上標注的四個面中心線與基礎(chǔ)上劃出的縱橫十字線對準。將鋼柱落到杯底并錘打牢固，用經(jīng)緯儀在大小面調(diào)整垂直度，攬風繩配合調(diào)整垂直度，調(diào)整完畢后用錘逐步打牢。鋼柱吊裝就位后，先進行初步的調(diào)整偏差，在剛度較小的方向上層吊車梁牛腿位置設(shè)置四根纜風繩，有豎向支撐跨的鋼柱必須立即進行豎向支撐的安裝。

4）鋼柱校正。根據(jù)鋼柱的實際長度、柱底的平整度、鋼牛腿頂部及柱頂距柱底部的距離，有吊車的鋼柱重點是保證牛腿頂部標高值，來決定基礎(chǔ)標高的調(diào)整數(shù)值。在鋼柱的縱橫十字線的延長線上或稍偏的位置架設(shè)兩臺經(jīng)緯儀，進行垂直度測量，經(jīng)緯儀與縱橫十字線的夾角應(yīng)<15°。

3.2杯型基礎(chǔ)杯斗灌漿

鋼柱平面位置和垂直度校正好后，當天內(nèi)杯斗灌漿完成，否則在澆灌前須再次復核。澆灌前將縫中雜物清除干凈并澆水濕潤，杯斗灌漿材料為C40微膨脹細石混凝土。杯斗灌漿時從鋼柱四個方向同時澆灌，同時使用微型振動棒進行振實，微型振動棒不得觸碰鋼柱和鋼楔。灌漿分兩次進行，第一次杯斗澆灌高度至固定鋼柱的鋼楔下部，待鋼楔拆除后混凝土再灌滿至基礎(chǔ)面標高。

3.3屋架鋼梁安裝

3.3.1屋架鋼梁拼裝

屋架梁分段運輸?shù)浆F(xiàn)場進行拼裝，拼裝工作在現(xiàn)場進行，沿吊機行走路線擺放。屋面梁分段進場后，首先對屋架梁的外型幾何尺寸、焊接質(zhì)量、運輸過程中的變形情況進行檢查，合格后才能進行組裝。鋼梁拼裝時，根據(jù)出廠屋面梁的編號用木方將相鄰的二段梁墊實，使連接端板對齊，然后用尖錐定位，穿入定位安裝螺栓將分段的屋架梁拼裝成整體，定位螺栓必須自由穿入。

3.3.2吊裝前準備及機械選擇

由于屋架的側(cè)向剛度較弱，在吊裝前用木桿進行加固，以增加屋架的側(cè)向剛度，同時準備好護身欄桿、上下梯子及纜風繩。低跨屋架部位，梁安裝高度為13.6、17.4m，吊裝載荷135kN，吊臂高度35m，吊臂長度36m。吊車選擇QUY50-2型履帶起重機，該機在主臂長37m，作業(yè)半徑8m時起吊質(zhì)量為16.6t。高跨屋架部位，鋼梁安裝高度27.9m，吊裝載荷180kN，吊臂高度47m。選擇QUY100型履帶起重機，該機在主臂長48m作業(yè)，作業(yè)半徑10m時起吊質(zhì)量為30t，完全可滿足屋架梁吊裝要求。

3.3.3屋架吊裝方法

屋架梁吊裝應(yīng)先形成空間受力體系，增強鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因鋼柱垂直面和屋架水平面均有柱間支撐和水平支撐，所以先安裝有屋面系桿和柱間支撐、水平支撐的鋼柱、鋼梁，臨時用纜風繩固定第一榀屋架，件全部安裝到位后，然后向兩邊延伸安裝，以此確保鋼結(jié)構(gòu)形成空間穩(wěn)定的受力體系。屋架鋼梁起吊選擇兩點起吊方法，另外在梁中設(shè)置一根平衡輔助吊