大型鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝精度控制研究

（中鐵十六局集團第四工程有限公司，北京 101400）

1 工程概況

富山基地標準化廠房項目二標段位于南昌小藍經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，包括4 號工業(yè)廠房、5 號工業(yè)廠房、產(chǎn)品展示中心、應(yīng)急及服務(wù)中心、質(zhì)量檢查間、出庫管理房、發(fā)運中心、道路及廣場、綠化（含整個項目圍墻工程）等工程。4 號工業(yè)廠房為總裝工業(yè)廠房，體量最大，建筑面積117 941m2。主體廠房為單層，分為總裝車間和生產(chǎn)準備車間。生產(chǎn)準備車間為門式鋼架結(jié)構(gòu)，總裝車間為桁架結(jié)構(gòu)，車間外側(cè)貼建二層鋼框架和鋼筋混凝土框架輔助用房，局部貼建單層鋼框架輔助用房。

2 鋼結(jié)構(gòu)安裝整體思路

本廠房項目鋼結(jié)構(gòu)種類豐富，含鋼柱、鋼桁架、門式鋼架及鋼網(wǎng)架，安裝精度要求高。經(jīng)過多次方案優(yōu)化，安裝分兩個階段進行。第一個階段采用“分件流水法”安裝同類型構(gòu)件，如鋼柱、柱間支撐、鋼桁架等；第二個階段采用“節(jié)間綜合法”安裝特殊結(jié)構(gòu)，如屋面系統(tǒng)。因為總裝車間為鋼桁架結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)準備車間為門式鋼架結(jié)構(gòu)、輔助用房為型鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，將項目劃分為三個區(qū)進行安裝，分別為總裝車間東部裝配Ⅰ區(qū)為第一段，西部裝配Ⅱ區(qū)為第二段，每個段域設(shè)一個作業(yè)班組，吊裝時從北往南順序安裝；生產(chǎn)準備車間東部裝配Ⅰ區(qū)為第一段，西部裝配Ⅱ區(qū)為第二段，每個段域設(shè)一個作業(yè)班組，吊裝時從北往南順序安裝；輔助用房為一個段區(qū)，分別完成吊裝。

3 鋼結(jié)構(gòu)安裝精度控制關(guān)鍵技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作一般分為工廠下料、焊接組裝、預(yù)拼裝、噴砂除銹等步驟。廠房各構(gòu)件安裝流程如圖1。

圖1 總裝車間廠房鋼構(gòu)件安裝流程圖

3.1 鋼構(gòu)件生產(chǎn)、運輸

本項目的所有鋼構(gòu)件切割、組焊、拋丸、噴漆等工序均在鋼構(gòu)廠中完成，并安排1～2 名質(zhì)檢員駐場把控生產(chǎn)質(zhì)量。鋼桁架在工廠分段制作好后打上樣沖眼，節(jié)段間匹配制作，以便于現(xiàn)場組裝。鋼構(gòu)件在出廠前進行整體或分段分層臨時性組裝，檢查各尺寸是否滿足圖紙要求，各裝配孔位置是否滿足安裝要求。鋼構(gòu)件運輸采取大型運輸車輛，構(gòu)件下方受力點處放置枕木，同時利用固定工具將鋼構(gòu)件固定在車上。

3.2 鋼構(gòu)件安裝

3.2.1 鋼柱安裝

先根據(jù)實際測量杯口尺寸，彈出杯口柱底標高控制線，將膨脹螺栓打入杯口側(cè)壁和短柱頂部，將角鋼固定到膨脹螺栓上并分別焊接為一個鋼架體，然后將箱型柱落入預(yù)定標高上，再調(diào)整垂直度并焊接。待上部主桁架結(jié)構(gòu)安裝完成后，再對杯口進行二次灌漿。

為了防止鋼柱的轉(zhuǎn)動，吊裝時采用溜繩令鋼柱可控。當鋼柱吊裝好后，立即將螺帽擰緊臨時固定，以防止鋼柱傾覆，如圖2 所示。如果大幅度調(diào)整鋼柱的垂直度，需使用千斤頂來完成，小幅度調(diào)整可通過在座漿墩上加減薄墊片實現(xiàn)。

圖2 總裝車間廠房鋼柱平面吊裝示意圖

3.2.2 鋼桁架安裝

工業(yè)廠房屋面結(jié)構(gòu)為鋼桁架，桁架尺寸包括7.5m、18m、24m、27m、30m 五類，對27m 和30m 的鋼桁架分段運輸至現(xiàn)場拼裝成整體，現(xiàn)場采用雙機抬吊、主次桁架分開搭配安裝的方案進行施工。首先進行鋼柱間鋼托架的整體吊裝，鋼托架桁架就位后，再次檢查構(gòu)件的軸線位移、標高等，確保無誤后，再安裝鋼屋架構(gòu)件，重復(fù)以上檢查程序，依次吊裝各構(gòu)件到指定位置，然后空中對接。在主桁架就位后，兩榀主桁架之間通過次桁架連接固定，從而形成整體穩(wěn)定體系。如圖3 所示。

圖3 鋼桁架吊裝示意圖

3.2.3 鋼屋架安裝

吊裝時先將各段鋼屋架放置在地面專制的拼裝模架上，用100t 或50t 汽車起重機起吊，兩端鋼柱處搭腳手架平臺，在平臺上與鋼柱聯(lián)接。為了防止變形，吊裝加專制的格構(gòu)式扁擔梁。柱、鋼屋架門架形成后，及時安裝柱間支撐、屋面支撐、拉桿及系桿，用安裝螺栓緊固或點焊牢，然后再逐一依次焊接，使整個系統(tǒng)成為剛體。

3.3 安裝控制要點

3.3.1 鋼柱垂直度控制要點

鋼柱安裝完畢進行柱間支撐安裝，嚴格按照施工圖要求依次用螺栓連接。用兩臺經(jīng)緯儀安置在縱橫軸線上校正鋼柱的垂直度，先對準柱底垂直翼緣板或中線，再漸漸仰視到柱頂，如中線偏離視線，表示鋼柱不垂直，可指揮安裝人員調(diào)節(jié)拉繩或支撐。在吊裝鋼梁或安裝豎向構(gòu)件時，還須對鋼柱進行復(fù)核校正，如圖4 所示。

圖4 鋼桁架吊裝示意圖

3.3.2 鋼桁架就位控制要點

吊裝前，必須對鋼桁架編號、定位軸線、標高、正反方向及節(jié)點板表面質(zhì)量所在位置等進行全面復(fù)核。在鋼桁架上安裝溜繩、扶手繩，待鋼桁架與鋼柱連接后，將扶手繩綁緊于兩端鋼柱上。鋼桁架要用四點起吊，吊索角度選用45°～60°。鋼桁架校正完畢后，應(yīng)擰緊鋼桁架臨時固定支撐和鋼桁架兩端定位處螺栓，然后及時安裝鋼桁架的永久支撐系統(tǒng)。鋼桁架垂直度、側(cè)向彎曲矢高誤差采用手拉葫蘆進行調(diào)整；相鄰鋼桁架接頭部位中心錯位及頂面高差用千斤頂進行調(diào)整，如圖5 所示。

圖5 桁架安裝就位過程中微調(diào)示意圖

3.3.3 連接控制要點

行車梁和鋼柱牛腿連接固定采用扭剪型高強螺栓，性能為10.9 級。安裝高強螺栓時鋼構(gòu)件的摩擦面應(yīng)保持干燥清潔，不得在雨中進行作業(yè)，用電動扳手控制高強螺栓的緊固程度。連接檁條墻梁用的普通螺栓不得墊兩個墊圈。所有安裝螺孔禁止采用氣割進行擴孔，當板疊銷孔超出允許偏差造成連接螺栓不能穿通時，可用鉸刀進行修整，但修整后的最大直徑應(yīng)小于螺栓直徑的1.2倍，鉸孔時應(yīng)防止鐵屑落入板疊縫隙。

4 結(jié)語

本項目鋼結(jié)構(gòu)施工歷時93 天（實際施工時間為70 天），完成了主次桁架共計482 榀，總重量為4 930t，實現(xiàn)了快速精準安裝的目的，為以后大型鋼結(jié)構(gòu)廠房綜合施工積累了施工經(jīng)驗。