大型鋼結構廠房鋼結構的制作與安裝施工技術

芮鐵明，胡丹舟

（云南建投機械制造安裝工程有限公司，云南昆明 650032）

0 引言

工業化進程的持續加快，推動了我國社會經濟的高速發展，在工業生產中，工業廠房能夠為產品的生產制造提供相應空間，其施工質量也因此備受關注。鋼結構廠房相比較傳統的混凝土結構廠房有著更加明顯的優點，開始被應用于越來越多的工業廠房建筑中，對大型鋼結構廠房而言，鋼結構的制作與安裝直接關系著廠房整體的施工質量，必須得到足夠的重視。

1 鋼結構廠房發展現狀

最近幾年，鋼結構在我國建筑領域得到了飛速發展，鋼結構工程的數量與日俱增，其中房屋建筑鋼結構占據了總體鋼結構60%以上的比例，鋼結構廠房成為了企業產房建設中的一種有效選擇（圖1）。

2016 年2 月，國務院印發了《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》，同年9 月，又頒布了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》（國辦發［2016］71 號文件），提出應該在全國范圍內推廣裝配式建筑，并設置了到2026 年實現新建建筑中裝配式建筑占比超過30%的目標。鋼結構廠房實際上就屬于裝配式建筑的一種，廠房中所有的構件都可以提前預制，然后在現場進行拼裝，施工周期更短，綜合效益更佳，尤其是伴隨著防火、防腐相關產品的不斷更新，鋼結構原本腐蝕性和耐高溫性不足的問題得到了解決，相應的施工技術體系也逐漸成熟，發展前景相當廣闊。

圖1 鋼結構廠房

2 大型鋼結構廠房鋼結構制作與安裝施工技術

依照鋼結構廠房施工建設的經驗分析，廠房施工質量主要受2 個因素的影響，一是鋼構件的制作質量，二是構建現場安裝質量。因此在大型鋼結構廠房建設中，應該明確鋼結構制作與安裝施工技術，做好相應的質量管控工作。

2.1 鋼結構制作技術

（1）在沒有特殊要求的情況下，鋼結構的制作工藝一般會參照如下流程：依照設計要求進行測量放樣→下料→拼板、切割、組立→確認無誤后，進行埋弧焊接處理→鉆孔→組裝，開展矯正成形→零配件下料→制作成形，組裝→接口焊接，對焊縫進行檢測→表面處理、防銹處理、外部涂裝、明確編號→驗收無誤后，運輸到施工現場進行安裝。

（2）鋼結構制作工藝主要依據《工藝管理導則及工藝規程設計》的相關要求，進行專用工藝、通用工藝的合理設置。以淬火鋼精加工為例，依據各加工面要求，可采用磨床加工；而在有色金屬精加工階段，則可采用高速精細車削、金剛鏜等工藝。本次鋼結構制作工程主要用加工設備為起重設備、剪板機、彩鋼瓦單板機、埋弧焊機等。

（3）在對鋼結構進行制作的過程中，應該嚴格依照相關規范，從設計要求的規格尺寸出發，選擇恰當的加工設備及加工方法，安排有經驗的工人，對每一道工序進行規范施工，做好關鍵工序、關鍵零件的質量管控，生產出的鋼結構構件也應該進行檢測和驗收，確保能夠滿足相關標準的要求。以焊接工程為例，在對鋼結構進行制作的過程中，必須嚴格依照設計要求，選擇恰當的焊接方法，多數情況下可以采用自動化埋弧焊機或半自動氣體保護焊機，一些特殊部位則采用手工焊接的方式。無論哪種焊接方式，都需要對焊接作業的流程進行規范施工，避免出現夾渣、氣孔或焊縫尺寸超標的情況，對于一級和二級焊縫，還需要開展相應的無損檢測工作。

2.2 鋼結構安裝技術

（1）高空散裝法：這種方法對于任意形狀的空間結構都有著良好的適用性，不過因為需要設置大量的支架，因此如果應用在高度較大或跨度較大的鋼結構廠房施工中，往往會導致成本偏高，經濟性較差。高空散裝法需要在設計環節針對一些散件或小拼單元進行總拼，包括全支架、少支架懸臂安裝等。

（2）高空滑移法：高空滑移法適用于建筑平面為矩形、梯形或規則多邊形的網架結構，在安裝施工環節，可以通過相應的滑軌，將分條單元滑移到預定位置進行拼裝。

（3）整體提升法：整體提升法適用于下部為周邊支撐的大跨度結構，能為大功率起重機械的使用提供良好條件。在安裝環節，需要于地面上進行構件拼裝操作，用起重設備進行整體吊裝，提升到預定位置后，進行安裝固定。

從施工人員的角度，在對大跨度鋼結構廠房進行安裝施工的過程中，應該充分考慮結構受力特征和構造特點，從施工現場的環境因素著眼，選擇合理的施工技術，滿足工程施工對于質量、進度、安全和成本等方面的要求。

3 案例分析

（1）工程概況。某大型物流倉儲中心進行設備維修車間建設，擬采用大跨度鋼結構形式，建筑總長115.8 m，寬36 m，高16.4 m，被分成設備維修和辦公2 個不同的功能區域。設備維修區采用的是單層雙跨門式鋼架結構，地面承受的平均荷載為10 t/m3，區域內安裝2 臺橋式起重設備，長度均為16.5 m，最大起重重量分別為10 t 和32 t。辦公區主要提供辦公和休息的輔助用房，采用混凝土框架結構，包含了工具間、辦公室、衛生間以及休息間等，圖2。

（2）鋼結構制作。首先，需要嚴格依照設計施工圖紙進行放樣和下料切割，預留出一定的加工余量，切割前必須對鋼材表面進行清理，確保切割完成后不會出現裂紋等問題，將偏差控制在允許范圍內；其次，對切割后出現的鋼材變形問題，可以通過冷矯正或冷彎曲的方法進行處理，為后續加工提供良好保障；第三，需利用手砂輪對邊緣進行加工打磨，加工的部位包括構件外露邊緣、焊接邊緣等，同樣需要將偏差控制在一定范圍內；最后，在制孔環節，可以利用磁力鉆或臺鉆進行鉆孔作業，對于制孔等級C 級的螺栓孔，需依照表1 做好偏差控制（表1 中t表示切割面厚度，單位為mm）。如果在后續檢查驗收環節，發現螺栓孔的尺寸偏差存在超標問題，不能直接利用鋼板堵塞，而需要進行補焊，然后才能重新鉆孔。

圖2 物流中心外貌

表1 C 級螺栓孔允許偏差

（3）鋼結構安裝。在該工程中，所有的鋼結構構件都是在工廠中完成半成品制作加工，包括焊接、鉆孔、涂裝等。半成品驗收合格后，需要分批運到施工現場，為了避免運輸過程中出現碰撞，可利用枕木等進行隔離。半成品運到施工現場后，應盡量直接吊裝，若無法立即施工，需整齊存放在指定位置，并做好遮蓋和防護工作。安裝前，需要確認安裝控制線、確保混凝土強度達標，基礎驗收通過的允許偏差見表2，施工機具到位，做好施工準備工作，依照主梁→次梁→垂直、水平支撐系統的順序進行鋼結構安裝。

表2 中間交接允許偏差

4 結語

在工業廠房建設中，鋼結構廠房所具備的跨度大、自重輕、施工迅速、安裝便捷的優勢得到了體現，依照實踐經驗分析，為保證施工質量，需從選材開始做好質量控制，關注鋼結構制作和安裝施工技術，確定好結構制作要求和施工方法，充分考慮工程的質量、工期、安全和成本，保證大跨度鋼結構廠房的施工效果。