单层钢结构厂房吊装技术的应用研究论文.pdf

安徽建筑 2 0 1 1 年第3 期( 总1 7 8 期) 单层钢结构厂房 吊装技术的应用 as s em bly and hoist i n g te chn ol o gy appl i c a t i on on t h e st e el s t r u c t ur e 胡伯杭 ， 臧成发 ( 西 安 高 压 电 器 研 究 院 有 限 责 任 公 司， 陕 西 西 安 7 1 0 0 7 7 ) 摘要 ： 特高压试验大厅采用钢结构。 钢结构具有承栽力高、 塑性性能优越、 施工方便等优点。 针对工程的特殊性、 复杂性， 介绍了钢结构的拼装和 吊装施工工艺， 总结了 施工经验 ， 为单层钢结构工程的施工提供了宝贵的经验以及有效的施工方法。 关键词： 钢框架一剪力墙结构； 铜结构； 方钢管混凝土柱； 吊装； 施工工艺 中图分类号： t u 7 4 5 7 文献标识码： b 文章编号： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 0 8 3 0 3 0 前言 钢结构正在被越来越广泛地应用于高层 、 超高层、 大跨度 结构中， 并取得了良好的经济效果和建筑效果。与其他材料相 比， 钢结构具有如下特点 ： 强度高、 重量轻 ， 在同样的荷载条件下 ， 钢结构构件截面 小， 截面组成部分的厚度也小； 塑性 、 韧性较好， 结构在一般条件下不会因超载而突然 断裂， 易于发现； 适宜在动力荷载下工作， 地震区采用钢结构较 为有利； 制作简便， 施工工期短 ， 施工机械化， 钢构件较轻 ， 连接 简单， 安装方便 ， 施工周期短。 1 工程概 况 西安高压电器研究院有限责任公司特高压试验大厅工程 ， 位于西安市西二环北段 1 8 号。 图 1 是 目 前西安市高度最高、 单 跨跨度最大的单层钢结构厂房， 尚无成熟施工范例。该工程总 建筑面积为 4 6 6 5 m ， 总建筑高度为 5 7 2 m， 柱网5 5 mx 8 4 m， 见 图 2 。采用组合钢柱 ，单根钢柱 由 4 节钢柱组成 ，柱高为 5 6 1 4 m， 重量约 5 4 1 8 4 t 。钢屋架高度为 4 m 一 6 m， 下弦杆标高为 5 0 m。试验大厅内同时设有 1 6 t 桥式吊车 1台， 6 t 悬挂式吊车 6 台。 总吊装吨位约为 2 7 0 0 t 。 材料： 钢柱 、 钢屋架采用 q 2 3 5 一 b， 吊 车梁及制动梁( 板 ) 采用 q 2 3 5 一 b z， 其余构件均采用 q 2 3 5 一 b 。 普通螺栓采用 q 2 3 5 一 a， 高强螺栓采用 1 0 9级摩擦型 ， 锚栓采 用 q 2 3 5 一 b ， 构件摩擦面处理为喷砂后除锈 ， 摩擦面抗滑移系数 z - - 0 4 。 2 钢结构的现场拼装技术 2 1吊装准备 选择 2 0 0 t 、 2 5 0 t 履带吊作为吊装工具。确保场地的平整畅 通、 吊车回转区域地面夯实 ， 铺设碎石压平再铺设钢板。 地锚设 在绑扎缆风绳钢柱四周 3 0 5 0 m处 ，选用 2个容积为 2 m 水 箱， 内置砂石混合物埋入地下 5 0 0 m m处固定地锚。 搭设高空施 工平台。 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 4 - 3 0 作者简介： 胡伯杭( 1 9 5 5 一) ， 男， 浙江金华人， 高级工程师。 图 1 特两压试验大厅 2 2钢柱的拼装 钢柱由四部分组成 ， 从柱底到柱顶编号分别为 a、 b、 c 、 d 。 根据钢柱的尺寸， 对钢马凳进行测量放线、 调整表面标高， 并标示出钢柱安放的控制线 ；将 a、 b 、 c 、 d钢柱就位于钢马凳 并测量复核 ， 测量时需控制柱顶至支承面的距离、 牛腿至支承 面的距离等； 经复测无误后， 使用千斤顶将柱身与钢马凳固定， 先定位焊接再全面焊接。 2 3钢桁架的拼装 对钢桁架的几何尺寸、 焊接质量、 变形情况进行检查， 合格 后再进行拼装。由于桁架尺寸和重量均较大、 安装高度高、 侧向 稳定性较差， 先在厂房适当位置处搭设胎架， 然后在胎架上将 每榀钢桁架拼装单元进行组拼 ， 待一个屋盖节间的所有构件组 装完成后， 将屋盖节间整体平移到设计位置固定。检验校正整 体垂直度和整体平面弯曲， 方可最后固定焊接。 2 4钢构件的脱膜 2 0 0 t 、 2 5 0 t 履带吊相互配合对钢柱进行脱膜； 2 5 0 t 履带 吊 对钢屋架进行脱膜。 3 钢结构的现场吊装技术 3 。 1 钢柱吊装与校正 以a 一 1 钢柱为例， 选用双机台吊， 2 5 0 t 履带吊为主机， 2 0 0 t 履带吊为辅机。 2 5 0 t 履带吊绑绳点位于钢柱标高 3 9 7 9 0 mm处， 3 9 ra m 2 7 m 、 3 9 m m 2 7 5 m钢丝绳各一对， 分别捆绑钢柱 宽面两侧的 h型钢和 c型钢， 防止倾翻； 捆绑前在钢柱绑扎点 的 h型钢和 c型钢凹面加道木和小方木垫实并用细钢丝绳捆 扎牢靠 ， 防止构件变形及钢丝绳滑动 ； 钢丝绳与钢柱棱角接触 _ i i i _ 施 工 技 求 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 _ 2 0 1 1年第 3期( 总 1 7 8期 ) 安徽建筑 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 _ 图 3 钢柱 吊装 i 一 标 尺 a 、 、 吊车梁 a l 图 4 吊车梁 图 5钢桁架吊装 点需加垫半圆瓦； 在钢柱标高 4 0 5 9 0 m m处系好 4根 缆风绳。 2 5 0 t 履带吊就位于钢柱基础附近， 2 0 0 t 履带吊 位于钢柱东侧， 距离钢柱约 1 0 m 。系好缆风绳后， 双 机同时将钢柱平吊距离地面约 5 0 0 ram， 检查绑绳、 钢 柱的变形情况。试吊无误后，双机同时打开回转刹 车， 2 5 0 t 履带吊单独起吊， 当钢柱 吊装回直后， 分别 在四面拉好缆风绳并拆除辅机下吊点的绑扎钢丝 绳， 由主机单独将钢柱插进锚固螺栓加以固定。整个 过程中2 0 0 t 履带吊需回转行驶 ，使得钢丝绳始终保 持竖直状态。见图 3 。 钢柱就位后，先调整底板中心与钢柱基础中心 重合 ， 再用经纬仪调整钢柱垂直度， 最后用千斤顶调 整钢柱 0 m标高线与 0 m基准线保持在同一水平。为 防止钢柱校正后的位移，需在柱四边用 1 0 m m厚的 钢板定位并及时采用电焊固定。待钢柱复校后， 再紧固锚固螺栓， 并将承 重块上下点焊固定， 防止走动。 其他钢柱的吊装方法同a 一 1 。 单根钢柱的地脚螺栓固定后， 保留缆风 绳并每天检查地锚是否松动。 完成钢柱 a 一 1 、 a 一 2 、 h i 、 h一 2吊装后， 对第 - y , 抗风柱进行吊装， 方法同钢柱 a 一 1 。由于抗风柱重量远小于钢柱， 抗 风柱高差仅为9 0 0 ra m， 履带吊车吊钩高度满足要求。 抗风柱吊装完成后， 与相邻钢柱、 抗风柱进行斜向支撑安装， 增加整 体稳定性。 3 _ 2吊车梁的吊装与校正 吊车梁为简支梁， 两端之间留有 1 0 m m左右的空隙。 梁的搁置处与牛 腿面之间留有空隙， 设置钢板。梁与牛腿用螺栓连接 ， 梁与制动架之间用 高强度螺栓连接。 选择 2 5 0 t 履带吊作为吊车梁吊装工具。钢柱吊装完成后， 测量吊车 梁的实际标高， 根据安装偏差情况将吊车梁下垫板加以刨平 ， 从中间向两 端开始吊装， 采用临时螺栓固定。 即： 先吊装 6 7轴线吊车梁， 再依次向两 端吊装， a轴线吊车梁吊装完毕后 ， 依照上述顺序， 完成 j 轴线吊车梁的 吊装。 吊车梁全部吊装完成后， 用水准仪( 精度为 3 m m k m) 对吊车梁两端 高程引测， 将测量的数据加权平均作为标准值( 符合允许偏差) 。 根据标准 值计算出各点需增加的垫板厚度， 将吊车梁端部用千斤顶顶空并垫好垫 板。 在吊车梁上面沿厂房长度方向拉通钢丝， 可用千斤顶或手拉葫芦进行 轴线移位 ， 再用垂球检验各吊车梁的轴线， 见图 3 。若 a = a ， 说明垂直； 若 a a ， 可用铁楔进行调整， 见图4 。 3 3屋架的吊装与校正 选择 2 5 0 t 、 2 0 0 t 履带吊作为屋架吊装机械， 吊车绑扎点见图 5 ， 绑扎 点沿屋架中心线对称布置。 3 9 m m 2 7 m钢丝绳 ， 捆绑于上弦 h型钢和 桁架节点； 在 h型钢内加小方木垫实并用细钢丝绳捆扎牢靠 ， 防止构件 变形及钢丝绳滑动； 钢丝绳与屋架棱角接触点需加垫半圆瓦； 捆绑绳在吊 钩上必须打空圈， 防止屋架因受力不均而滑动。 起吊前在屋架两端下弦 h 型钢上各系一根 8 0 m溜绳 ， 吊车正对屋架吊点， 距离起吊位置约 1 0 m， 将 屋架翻起同时起吊距离地面约 5 0 0 m m， 检查绑绳、 屋架的变形情况。试吊 无误后 ， 确保吊绳始终保持竖直状态， 起吊至就位标高。 其他屋架吊装方法同第一列屋架， 屋架与钢柱、 相邻两榀桁架连接牢 固后， 拆除各钢柱的缆风绳， 钢结构形成自身稳定结构。屋架间的屋面斜 撑和连接杆件在钢柱、 屋架吊装过程中穿插进行， 钢平台根据施工进度安 、 v j， 、 隧3 0 0 a ， i rn0n l 75f nl l7 nn 7 m【 75l x)l 7 mi k 7 l l 75i x) i 7 m i l i i 。 f 。 t i ， l - r 。 譬 l i 一1一r一t一广 ； -一 。 一广 1 - 一 r _ 一 一 8 s 一 _ 一 4一 一_ _ l 一 一一 j - 一 ； - 8 l l l i l i i ；2 一 景 一 鼍 主 i l j jl_ _ j 一- l_ 一 l_ ： 童 一 1 l l l i i i - 一 卜 - - 1 - 一。 一1 1 _ - _ - 1 一 十 一卜 一 - ! 卜 一jl- _ j 一- 【 _ 一l - _ 兰 一 l_- l _ l l i l i i 曼 i 1 i r 。 l r n n n 75 0 0t7 m i s nn 7 5 o0i l 7 5 0 0 l7s n n 7s n n 7 s nn 75 0 0t f 7 50 01 i l 0 n r l n - l i l 1 _ 上 上 一 上 上 j - l ： 图 2 平面布置 单位 ： mm) ( 下转第 8 6页) 虽 2 0 1 1年第 3期 ( 总 1 7 8期 ) 安徽建筑 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 _ 爪用不锈钢铸造或碳钢铸造外表面喷氟碳涂两种材料制造， 根 据使用部位不同又分为单点 、 两点 、 三点、 四点等不同结构形 状。钢爪具备吸收幕墙平面变形的能力， 其结构多为平面连杆 铰接式。 点式玻璃幕墙的驳接件和驳接爪均用不同型号的不锈钢 加工而成， 驳接头主要分二种： 一种是头尾固定不动的， 一种是 在头部装有球头的， 可万向转动， 在玻璃受荷载变形时， 头部可 随之转动， 减少玻璃孔部在变形时的应力集中。驳接头与玻璃 接触部位 ， 应加垫圈， 一般用软金属或非金属软质材料制作。 4 点式玻璃幕墙的安装 4 1施工作业流程 此部位立框施工应以顶部槽钢环梁为基准。 按设计标高安 装槽钢环梁， 校核槽钢环梁整体水平位置后， 将紧固螺栓锁紧。 为防止槽钢环梁悬挑部分下沉应设临时支撑。 在一层混凝土结 构上表面放线找正点式玻璃幕墙竖向支撑钢管的水平坐标位 置， 安装竖向支撑钢管 ， 校核钢管水平坐标位置、 垂直度后将钢 管顶底分别与顶部槽钢环梁和底部预埋铁件连接定位。 按设计 坐标位置安装点式玻璃幕墙连接钢板， 校核位置后满焊。框架 施工自检、 报检合格后准备饰面安装。 玻璃的安装依据设计编号图。整体安装结束后做整体调 整，主要控制相邻板块间接槎和胶缝宽度。沿胶缝两侧粘贴 1 5 m m宽保护胶带， 塞入泡沫填充料 ， 打胶。将胶缝表面刮平， 撕去保护胶带。 饰面安装施工自检、 报检合格后， 清理现场准备 交工。 4 _ 2安装前质量检测 点式玻璃幕墙安装前， 应对建筑主体结构工程的尺寸是否 符合有关结构施工及验收规范的规定进行复核。 点支式玻璃幕墙的材料、 零附件和结构构件等应符合设计 要求 ， 进场时应提交产品质量证书。 点支式玻璃幕墙与主体结构连接的预埋件应符合 玻璃幕 墙工程技术规范 ( j g j 1 0 2 2 0 0 3 ) 的有关规定。 预埋件遗漏或位 置偏差过大时， 应根据幕墙设计要求重新补设埋件 ， 并进行后 置埋件的抗拔力试验。 点支式玻璃幕墙的施工测量也应符合 玻璃幕墙工程技术 规范 ( j g j 1 0 2 2 0 0 3 ) 和 工程测量规范 ( g b 5 0 0 2 6 2 0 0 7 ) 的有 关规 定。 4 3支承结构构件的安装 对埋件校核无误后即可安装骨架，该工程骨架是钢骨架。 骨架安装从结构上实现先立竖梁， 保证竖梁的直线度。安装顺 序是从下向上。安装过程中检查人员随时查看竖梁中心线， 必 须用仪器对竖梁进行找正。 点支式玻璃幕墙支承结构构件的安装应符合下列要求： 钢结构安装过程中， 制孔、 组装、 焊接和涂装等工序均应 符合 钢结构工程施工及验收规范 ( g b 5 0 2 0 5 2 0 0 1 ) 的有关规 定 ； 大型钢结构构件应作吊点设计 ， 并应试吊； 钢结构安装就位、 调整后应及时紧固， 并申报隐蔽工程 验收 ； 钢构件在运输、 存放和安装过程中损坏的涂层以及未涂 装的安装连接部位。 4 4玻璃面板安装的安装 玻璃在加工厂已预制完成， 每块玻璃都有标号， 按分格图 上相应的标号位置将玻璃通过软性接触放在指定的位置， 调整 玻璃的左右位置， 使玻璃的左右中心线与分格的中心线保持一 致 ， 安装后的玻璃保持平整， 协调。 点式玻璃幕墙的玻璃面板安装除应符合 玻璃幕墙工程技 术规范 的有关规定外， 尚应在玻璃面板安装就位后进行初步 固定， 在位置调整后再进行正式固定。 4 5密封胶的施工 复核外饰面板块之间的距离及平整度， 确认无误。 在接缝两边饰面上粘贴不小于2 5 ram宽度的保护胶带 ， 防止密封胶粘到外饰面上造成污染， 影响外观效果。 用酒精或其它易挥发的清洁剂 ， 擦拭胶缝的表面， 除去 灰中其它杂物 ， 保证