高科技潔凈電子廠房連廊管架鋼結構快速安裝技術

劉川

1.大型潔凈電子廠房工程特點分析

1.1 工程背景

京東方重慶第6代AMOLED（柔性）生產線項目是國家“十三五”時期培育戰略性新興產業的產業政策和重點規劃目標。項目位于重慶兩江新區水土高新產業園，總建筑面積96萬m2，鋼結構總用鋼量2.7萬t。項目建成后將是全球領先的主動有機電致發光AMOLED技術，是目前全球最先進的AMOLED柔性屏生產線，也是目前重慶在建的最大超級潔凈廠房，建成后將對加快促進重慶市產業高質量發展、打造內陸開放門戶具有重大的意義，更有利于提升我國在柔性AMOLED領域和半導體顯示行業的全球競爭力和話語權。

京東方重慶第6代AMOLED（柔性）生產線項目，共有管架6個（5B、5C、5M、5N、7A、8A），管廊6個（4A、5A、5D、5F、5G、5H),連廊3個（1A、1B、2A）鋼結構材質主要為Q345B管廊總用鋼量7000t。管架數量眾多，工期要求急迫，工藝要求非常高。

1.2 大型電子廠房連廊管架施工難點

（1）電子產業更新換代周期快，業主為盡早搶占市場份額，生產廠房的施工工期極為緊張，該類型工程需要在短時間內完成廠房建設，連廊管架快速施工完成對無塵超潔凈廠房提前投產起著至關重要的角色。

（2）潔凈電子廠房連廊管架主要是用于各生產廠房之間建立工藝聯系，內部需敷設大量電纜及特氣管道。加工精度及安裝精度要求極高。

（3）潔凈廠房連廊管架作業場地特殊，工作面較為狹小。管架主體基本為大跨度桁架，均為超長超寬桁架，構件數量眾多，安裝難度大。

（4）由于工期緊張，各單位同時作業，交叉作業頻繁，協調量很大[1]。

2.潔凈廠房連廊管架快速施工綜合技術

連廊管架數量眾多，最長管架總長約700m，桁架平均長度25m，場地受限，施工難度大。為確保項目順利交工，保證工藝要求，故從構件加工、加點優化、現場安裝等方面著手進行優化，為快速安裝，保證工藝要求及施工質量做好準備[2]。

2.1 節點優化

根據原設計圖紙，現場連接節點均為栓焊節點。為保證施工質量，提高安裝速度及精度，對節點進行優化，將節點改為純焊接節點降低了工序交差時間，提高了作業效率，保證了施工質量（見圖1）。

2.2 桁架分段優化

優先選用分段拼裝、整榀吊裝的方式。考慮到運輸及吊裝能力，根據桁架寬度合理分段，在允許范圍內進行超寬加工及運輸。加工時考慮整榀桁架分段加工及運輸，運輸至施工現場后再進行組拼。大量的桁架焊接、拼裝工作改為在工廠內完成，超寬分段運輸至現場，節約現場組裝時間，提高拼裝效率，節省機械成本。本項目桁架寬度≤4.5m長度小于24m的桁架，均采用在工廠內一次性組裝成整體運輸，寬度＞4.5m、長度≥24米的桁架通過ANSYS Products軟件分析計算出合理分段位置后與設計院復核無誤后，將超長、超寬的管架桁架，分別在高度方向上1/2處斷開，超長的管架桁架，在桁架靠近2/3處斷開分兩段，在斷開位置采用栓焊結合的等強連接（見圖2）。

2.3 桁架間鋼梁截面優化

由于潔凈廠房工藝要求特殊，管架內需要敷設大量電纜及特氣管道。原設計鋼梁截面形式復雜，安裝難度大，構件區分較為困難。經與業主、設計多次開會討論，將異型截面鋼梁大量優化為同截面型鋼截面，將焊接H型鋼等強度代換優化為熱軋H型鋼（圖3），降低加工難度，提高加工效率，控制焊接變形，降低現場施工安裝難度。

圖1 節點優化

圖2 桁架的運輸和組裝

圖3 將焊接H型鋼等強度代換優化為熱軋H型鋼

圖4 現場雙機抬吊

2.4 安裝方式優化

增加吊耳，大量采用雙機抬吊技術，避免大跨度桁架吊裝變形，保證施工安全，提高作業效率。

3.施工準備及質量安全保證措施

3.1 技術準備

針對鋼結構工程的特點，選調具有豐富經驗的技術人員，組建鋼結構深化設計小組，鋼結構深化詳圖完成后，必須經過詳細審查，確保圖紙的可行性及準確性。提前準備本工程所涉及的規范、規程、圖集、標準等相關的資料，提前對相關專業人員進行專業培訓，使其達到現場施工管理的需求。

3.2 現場準備

（1）考慮到潔凈廠房鋼結構連廊管架鋼構件數量多，且施工場地小等原因，現場所進的鋼結構構件須按照預定施工流水順序合理安排進場，構件存放須在規劃區域內整齊有序地存放，鋼構件堆放場地盡量設置在管廊周邊，用于存放鋼構件；設置一個臨時庫房，且需達到焊接材料存放需求，用于存放焊接材料。

（2）下雨天不宜露天施工，如需施工必須提前準備進行防雨，防滑措施。在焊接作業區域設置防雨，防風措施。當風力大于5級時，不宜進行鋼構件吊裝作業。

3.3 桁架拼裝

（1）桁架拼裝前，提前驗收拼裝胎架，驗收合格后方可對胎架進行組裝。桁架組裝前先根據施工圖紙和構件編號找到所需分段桁架，然后根據桁架圖紙尺寸調整胎架位置，確保桁架拼裝精度。

（2）桁架拼裝時應當在平整干凈無積水的地方進行。桁架拼裝前調整好胎架水平高度，桁架放在調整好之后的胎架上進行拼裝。

（3）將桁架分片按構件編號在拼裝胎架上定位，復測定位數據后及時調整拼裝偏差，達到設計要求后固定并進行驗收。優先采用臨時連接板對桁架腹桿進行固定，按照深化圖紙調整桁架幾何尺寸及桁架拱度，驗收合格后焊接整榀桁架。焊縫焊接時要在平面內對稱施焊，避免結構因受熱不均導致桁架產生扭曲及較大的焊后殘余應力。

3.4 雙機抬吊

為保證吊裝安全，避免大跨度桁架變形。使用兩臺汽車吊對同一桁架進行吊裝，兩臺汽車吊站位可選擇同側、對側或斜交位置。其中現場雙機抬吊如圖4所示。

雙機抬吊前預先在地面進行演練，信號工指揮兩臺汽車吊司機起落鉤，檢驗汽車吊司機收到信號工指令后反映時間是否同步。經過多次演練提高兩名汽車吊司機共同協作與配合能力，待達到吊裝要求后，在地面上進行帶桁架的真實工況演練。為確保吊裝安全，雙機抬吊時汽車吊的起重能力折減20%。

4.吊裝安全措施

為保證安全作業以及其他作業有關人員的安全，避免發生高空墜落、物體打擊、觸電等人身傷害事故，制定以下安全措施：

4.1 吊裝前地面安全措施

（1）樹立“安全第一，預防為主，綜合治理”的理念，使全體作業人員認識到安全生產的重要性。施工人員應熟知本工種的風險源，正確使用個人防護用品，采取安全防護措施。

（2）進入施工現場必須戴好安全帽，禁止穿拖鞋或塑料底鞋等進入作業現場。高空作業必須系掛安全帶，嚴禁酒后操作。

（3）加強對易燃易爆物品的管理，杜絕火災事故的發生。氧氣、乙炔、二氧化碳瓶必須關閉好、嚴禁物體打擊、嚴禁靠近熱源。

（4）登高作業人員必須佩帶工具袋，不得隨意放在桁架上或易掉落的地方，手動工具（如手錘、扳手、撬棍等）須穿上安全繩，防止掉落傷及他人。

（5）地面吊裝區設立維護繩，懸掛安全標志，禁止非本專業人員入內。

（6）構件分類單層擺放，鋼柱、梁下加枕木，并預留穿吊索空間。

（7）在柱身綁好上人爬梯（制造廠已焊好爬梯的鋼柱無須再綁）、掛好防墜器。

（8）在梁兩端掛好安裝溜繩，使用Φ16mm的安裝螺栓兩顆將C12槽鋼生命線立柱固定在生命線立柱連接板上，生命線使用Φ10mm的鋼絲繩，生命線高度保證1.2m，生命線固定端卡扣保證3個。

4.2 吊裝高空作業安全施工措施

（1）吊索具在使用前必須檢查，起吊前要明確構件重量，是否在汽車吊吊裝范圍之內；是否和吊索具匹配，嚴禁超負載作業。

（2）吊裝作業由專職信號工指揮，在視線或盲區要設兩人指揮起重作業。

（3）吊物在起吊離地0.2m時檢查吊索具及吊耳的安全情況，確定安全后方可起吊至工作面。

（4）信號工在起吊構件前要和汽車吊司機統一指揮信號，避免發生錯誤操作。起吊時，汽車吊司機要鳴笛示警。

（5）構件起吊前要確認清構件是否埋在土里，或與其他構件、地面是否凍結。如有應使構件脫離松動后，方可起吊。

（6）構件起吊后，任何人不得站在吊物下方及大臂旋轉范圍內。

（7）需要抬吊時需注意兩臺汽車吊的受力分配，保證每臺吊車的吊重在其承受范圍內[3]。

5.交叉施工配合措施

在連廊管架工程的施工階段由于存在各專業工程的同時施工，為了保證與各專業施工穿插有序進行配合，確保總體工期計劃的要求，特采取如下措施：

（1）在施工調度上服從總承包單位的統籌安排和管理，確保整個工程的順利進行。

（2）樹立大局觀念，加強與各專業隊伍的團結協作，克己讓人。要主動承擔困難，把方便讓給別人。在遇到問題時，做到不扯皮、不推諉，以真誠的態度協商解決。

（3）加強與總承包單位和各專業施工隊伍的交流，知曉總包單位及各專業隊伍施工的工序進度。

（4）在施工過程中，應根據現場實際情況制定詳細的施工作業計劃，并提供給總承包單位，作為協調施工配合之依據[4]。

6.結束語

與傳統的連廊管架施工方法比較，高科技潔凈電子廠房連廊管架鋼結構快速安裝技術從構件深化著手，對工廠加工及現場安裝進行了優化及升級，改進了節點，調整了構件分段位置，合理選擇吊裝工法，保證了整體施工質量，縮短了工期，滿足了工藝使用需求。

京東方重慶第6代AMOLED（柔性）生產線項目連廊管架施工過程中采取的施工技術優化和吊裝方案策劃，通過本項目的成功實施，為今后類似結構的施工提供了諸多可借鑒的資料。