大跨度钢结构厂房施工工艺

发表时间:2021/3/23   来源:《建筑实践》2020年12月35期   作者:段文荣
[导读] 目前钢结构已广泛应用于大跨度厂房的建设。
        段文荣
        中国十九冶集团有限公司  南京分公司
        摘要:目前钢结构已广泛应用于大跨度厂房的建设。因为施工过程复杂、安装精度高,施工过程中需进行严格控制才能保证整体施工质量。鉴于此本论文重点介绍了大跨度钢结构厂房的施工技术,并阐述了施工过程中具体的施工要点。
        关键词:大跨度厂房;钢结构;安装;吊装
        一、工程概括
        双坡多跨度钢结构厂房,长185m、宽56m、跨度11m+2@17m+11m,其中两侧11m为低跨,柱距按7m标准控制。厂房的柱结构主要采用Q345A钢,采用扭剪型10.9s级高强度螺栓连接形成完整的结构体系。
二、预埋地脚螺栓
        钢柱采用插入式安装方式,底板标高为-300 mm,钢柱脚可通过螺母调节,保持稳定状态;同时,柱底板以下50mm填充微膨胀C30细石混凝土。
        1.嵌入式施工流程:测量放线(准确确定轴线)→安装定位板→匹配螺栓组→固定地脚螺栓→精准地脚螺栓(提高稳定性)→浇筑施工。
        2.原材料质量验收:螺栓等材料进场时,组织专人进行验收,核对出厂合格证、规格、尺寸、数量等实际情况,各项指标检查符合要求后,分类堆放做好标记,以备后续施工。
        3.安装定位板。通过定位板的使用,可以精确控制螺栓的安装位置,提高螺栓的安装精度;根据设计要求,提前完成定位板的加工制作,安装前进行复核,确定定位板上螺栓孔的实际分布位置,结合定位轴线精细控制定位板的位置。
        4.地脚螺栓的加固。首先检查螺栓的标高和垂直度,确保符合要求后,用短钢筋头焊接脚撑;其次采用十字法,准确地将钢筋螺栓与定位钢筋进行十字焊接,提高螺栓的稳定性,避免在混凝土浇筑的扰动影响下出现偏差;加固后检查螺栓的标高、垂直度是否符合要求。
三 、钢结构吊装
        钢结构吊装的主要步骤是:首先完成钢柱的吊装和固定作业;然后将柱间支撑安装到位,以保持钢柱的稳定性;吊车后退时吊装屋架,完成上述作业后吊装吊车梁,最后将所有檩条和撑杆安装到位。
        1.吊装过程:考虑到施工规模大、钢结构工作量大的特点,该大跨度车间分为两组连续作业。通过吊装将中跨钢结构安装到位,保证其稳定性且尺寸能满足要求时,方可进入边跨的吊装环节。
        2.施工技术要点:
        2.1基本控制
         1)基础表面标高:先复测标高基准点,然后检查各柱上平面的水平标高;
         2)检查预埋地脚螺栓的实际情况(是否不稳定或偏移等。);
         3)检查定位轴线和基础轴线,确保其位置准确。
        2.2严格控制材料质量
        材料需求量大,应检查钢结构、连接材料等各种材料的产品合格证、焊接工艺评定报告,以控制钢结构质量。
        2.3钢柱找正
         1)平面位置的找正:检查地脚螺栓后,钢柱平面应在吊装时核对一次,
         2)标高的找正:如实际测量结果与设计值有偏差,可通过螺栓或垫块进行调整。
         3)垂直度的找正:可以采取多种可行的方法:如千斤顶校正法、缆风绳校正法等,应根据现场条件合理选择。选择经纬仪更为适用,找正过程中要充分考虑现场的风速和温度,避免钢柱在外界环境作用下发生偏移。找正后拧紧地脚螺栓进行固定。


        3.钢梁及屋面吊装
        1)对构件进行全面检查:在地面组装前,对构件进行检查,确保没有变形和缺陷等质量问题。提前搭建操作平台,以保证构件拼装的精度。应在首次安装前进行构件预拼装进行整体尺寸控制。为确保吊装的安全性,组织钢梁试吊,吊装高度应控制在离地面100毫米~ 200毫米,达到此高度吊装停止,并对吊装的索具、起重机等装置进行彻底检查。在完成第一个十字的安装后,在第一个十字的两端设置缆风绳,将两侧相互拉紧,达到临时固定的效果。在后续安装第二个十字屋架时,通过适量的构件和檩条与第一个十字稳定连接。屋架安装时应派专人使用两台经纬仪测试,及时掌握屋架的实际尺寸,如有偏斜等异常情况进行调整,避免因整改不及时而对后续安装质量造成不利影响。
        2)根据钢梁的重心合理选择吊点。比如一根大跨度钢梁的吊装,经过计算分析和试吊,在靠近端部4m左右的位置设置吊环(每端设置一个);调整吊索的姿态,使夹角不超过45°,吊索顶端与钢梁吊环的距离保持在6m左右。
        4.高强度螺栓安装
        1)高强度螺栓不得强行攻丝安装,在不能顺利穿孔的情况下,不得采用气割和铰孔。用铰刀绞孔比较合适,保证铰刀与板材形成紧贴,否则产生的铁屑容易进入板材接缝。铰孔后用砂轮机清除孔边的毛刺。
        2)在安装高强度螺栓垫圈的过程中,方向应一致;垫圈设置在螺母的一侧,倒角侧需要与螺母保持紧密接触。
        3)高强度螺栓分阶段拧紧到位:首先是初拧,螺栓标准轴向力的60% ~ 80%更合适,拧紧力矩应达到最终值的30%;然后是终拧,该操作程序梅花头需拧掉。
        5.吊车梁的吊装
        根据现场工作量吊车梁共计92根,上翼缘略宽于下翼缘,形状为倒I型。其中上翼缘焊接在钢柱的连接处,下翼缘固定在牛腿上,牛腿处用高强度螺栓进行连接。
        1)吊装:安装前检查每根吊车梁的质量;同时保证梁的表面清洁,如附着油污等杂物,吊装前需清洗干净。吊装采用16t汽车吊,遵循对称绑扎钢丝绳原则,保证吊装后保持水平稳定状态,有序完成吊装作业。在横梁两端绑好缆风绳,在它的作用下控制梁的摆动。随着连续提升操作,当梁底与牛腿面的距离达到150 mm ~ 200 mm时,可以检测并调整梁底与牛腿面的两条基准线,使其准确定位。然后指挥吊车缓慢降落,将吊车梁放至牛腿面上。待钢梁稳定后对吊车梁进行加固。
        2)找正:平面位置找正。找正工作以经纬仪和钢尺为主要工具,专业人员施工确保每根吊车梁的平面位置满足要求。以找正后的吊车梁中心线为参考基准,拉动钢丝绳找线,逐一校正,期间加强检查避免累积误差。
         标高和垂直度校正:通过水准仪的使用,检测确定钢柱上的标高,并做好标记;然后用钢尺检查确定水准点高度,以跟踪梁面的铺设并调整标高。在标高找正过程中,吊车梁两端的垂直度校采用吊线和钢尺同步完成。如果偏差超过允许范围,应根据实际情况使用楔形钢板进行校正。
         上述平面位置、标高、垂直度校正作业完成后,应及时采取固定措施。
        6.安全交底
         1)加强岗前培训和技术交底,提高施工人员的安全意识;实行持证上岗确保每个参与作业的员工都有较高的施工水平;施工人员在日常工作中要劳保用品的佩戴:如戴安全帽、安全带等;
        2)吊装作业前,应对吊装作业所涉及的机械、吊绳等设备进行全面检查。如有异常情况,应及时处理。在实际吊装过程中,应安排起重工专人指挥有序开展吊装工作。
        3)做好现场文明施工工作,做到工完料清。
        
四、结束语
         综上所述钢结构已经广泛应用于厂房建设中。施工过程应严格按规范要求安装钢结构。加强质量检查;及时调整平面位置、标高和垂直度、减少累计误差,安全高效地完成钢结构安装。未来轻型钢结构以便捷高效、强度高的优点将广泛应用到民用建筑中,如别墅、商用建筑、地标构筑物等,其发展空间巨大。

参考文献:
[1]汪大洋.某裙房结构大跨度空间改造与减震设计[J].工程建设与设计, 2013(06):64-67.
[2]王崇革,王鹏,孙哲.大跨度空间钢结构的发展与现代施工技术[J].城市住宅,2015(06):97-99.
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