淺談多層鋼結構廠房的安裝

程慶偉

摘要：本文主要以浸膠主樓的鋼結構工程為例研究多層鋼結構廠房的安裝方法。本項目經各方的通力協作，提前完成了主體結構安裝，經德國工程師的檢驗，滿足設備安裝條件，取得了業主的贊譽。

關鍵詞：鋼結構;安裝

引言：

我國鋼結構行業從20世紀50年代起步，目前經歷了近70年的發展歷程。從最開始的節約用鋼限制發展，到90年代的合理使用，再到21世紀以來的大力發展，我國的鋼結構行業經歷了從緩慢起步到迅猛發展的過程。

一、應用項目概況

（1）上海九鼎產業園鋼結構項目（19#20#綜合樓）位于上海市奉賢區浦衛公路4008號。19#、20#綜合樓主體結構為七層的鋼框架結構，主體結構高29.8m.建筑面積約為17484.94㎡。本工程19#20#綜合樓一、二層為裙樓（裙樓層高5.4m;沿數字軸線長46.4m，沿字母軸線長90.94m），三到七層分別為19#20#綜合樓塔樓，層高3.6m。塔樓長29.66m，寬29.64m。核心筒分別位于塔樓中心部位。本工程柱子為中厚板的焊接箱型截面柱，鋼梁為焊接型H型鋼梁，部分樓梯梁為H型材。

（2）6層的混凝土浸膠塔樓、單層的鋼混裙房庫區。浸膠車間長101.98m，寬度為70.48m，最大跨度為8.2m，浸膠車間最高主樓檐口高度為36.8m，混凝土塔樓最高高度為23.02m，裙房庫區檐口高度為8.6m。浸膠主樓（簡稱浸膠車間）在塔樓和裙房之間，寬度為18m，長度69.55m，樓層分為+4.5m層、+8.4m層、12.3m層、16m層、+19.9m層、+23.8m層、+29.405m層及屋面。屋面形式為單坡屋面，結構柱為多節柱，形式為焊接箱型鋼柱+焊接BH鋼柱。底層主梁為焊接箱型梁，其余主梁為焊接BH鋼梁，次梁為型鋼。主樓中心部位為設備安裝空間，其余樓面除設備安裝平臺外滿鋪鋼格板。本文主要以浸膠主樓的鋼結構工程為例，下述內容中以浸膠車間簡稱。

二、工程特點及難點

1、浸膠車間的為多層廠房，安裝精度要求高。

浸膠車間為設備安裝車間，車間中心部位（B-C軸之間）為本設備的主體，設備的附屬設施安裝在樓面的專用設備平臺之上。其中設備主體是固定安裝在B/C軸鋼柱上，所以對B/C軸的多節鋼柱的加工和安裝精度要求非常高。這要求我們從加工、基礎預埋、鋼柱安裝的過程中對偏差進行控制。

2、浸膠車間建筑物標高較高，場地狹小，材料數量多周轉困難，機械不能靈活停靠。

浸膠車間寬度為18米，長度為73米，最高處為38.8米，共七層，樓面為鋼格柵。西面為浸膠塔樓，北側東側為單層裙房，南側道路狹窄。主樓鋼構件數量繁多，需要靈活發運材料。而施工機械因場地原因不能順暢調配，需要根據現場實際情況因地制宜的安排施工。

3、浸膠車間工期緊，交叉作業多。

浸膠車間的設備是德國供應商，設備到場日期已確定，必須按進度要求滿足設備的進場安裝。浸膠車間主次構件數量多，對安裝進度的要求非常嚴格，而且樓面層數多各專業交叉作業頻繁。

4、浸膠車間焊接工作量大，焊接變形較多

浸膠車間的鋼柱與鋼柱、鋼柱與鋼梁、設備平臺的連接全部為剛接，導致焊接工作量非常大，且需要考慮焊接變形對安裝誤差的擾動，提前制定焊接工藝流程。

三、施工準備

1、人員

根據本工程的實際情況配備充足的項目管理人員，進場后需召集項目部成員對施工圖紙進行熟悉、討論，確定施工工藝、技術難點等。根據浸膠車間的施工工藝、特點等對安裝班組進行技術和安全交底，確保質量、安全、進度管理順利運行。

2、場地

浸膠車間場地經項目部實地勘察和業主協商，車間內部在回填的基礎上鋪設鋼板，用鋼板作為臨時道路，滿足內部吊裝車輛的作業要求。浸膠車間的東側裙房內部在回填基礎上澆筑80mm厚的臨時硬化道路，作為材料堆場及吊裝車輛作業位置。必須先對場地進行規劃，設置施工車輛行走路線和材料堆放區。

3、材料

浸膠車間的主結構構件數量多、場地狹窄，特對加工的構件按軸線、樓層進行分批制作、發貨，分為1-4軸（12.3米、23.8米、36.5米）、5-8軸（12.3米、23.8米、36.5米）、9-12軸（12.3米、23.8米、36.5米）共9個批次，按批次從下至上、從1-12軸線流水安裝作業。對發運至現場的鋼構件，安排專職人員結合加工圖紙對柱子的實際幾何尺寸進行測量，以鋼柱為例需著重測量：鋼柱全長、孔位尺寸、彎曲矢高、柱身扭曲。測量的偏差結果需符合表C.0.4的規定，如不符合則可現場矯正修改或退廠。

材料進場卸貨后需使用木方對材料墊高，以便吊裝時鋼絲繩的捆綁和防止材料浸水、污染。吊裝前應對構件進行檢查，如油漆破損應在吊裝前修補，如摩擦面有油污、油漆等應使用磨光機處理干凈。

4、起重機械

本工程最重構件為底層箱型柱重量為5.58T，而制約吊機選擇的構件為A軸線頂層的最后一節鋼柱，長度約為13.43m，重量約為2.8T，安裝頂標高為36.5米。根據計算（計算書略）采用80T汽車吊時，在10米的工作半徑上，最大起重高度44米，最大起重重量11.4T，滿足構件安裝標高和構件重量兩種起吊條件。所以現場共采用2臺25噸汽車吊和1臺80T吊車進行吊裝作業。

80T汽車性能表

四、施工做法

鋼構件的吊裝作業方案選擇三臺汽車吊，一臺80T汽車吊在建筑內部，建筑內部鋪設2米*4米鋼板70塊，形成單行道路。另兩臺25T吊裝車輛在東側施工，一臺配合80T汽車吊輔助吊裝，另外一臺為其余兩臺吊裝車輛進行構件的倒運、就位。三臺吊裝車輛構成流水作業，解決場地狹小及施工進度緊張問題。因本廠房跨度小、構件重量重，采用單榀構件吊裝作業的方式，對鋼柱采用單點綁扎吊裝，對鋼梁采用雙點捆綁吊裝。具體安裝如下：

1、基礎預埋

基礎預埋前與總承包單位交接建筑物原始測量點和標高的控制點，按照建筑物原始測量點和標高的控制點建立坐標網絡。根據坐標網絡預埋柱腳螺絲，預埋前必須檢查混凝土基礎模板是否加固穩定避免因澆筑、振搗混凝土導致基礎模板偏移帶動柱腳螺栓。柱腳螺栓預埋使用雙層鋼模板控制其垂直偏差，下層用鋼筋將柱腳螺栓與鋼筋分三層焊接，且必須與模板有支撐。預埋完成后對預埋螺栓進行復測，檢查是否符合預埋要求，如有偏差及時整改。當基礎澆筑完成土方回填后，需對軸線、標高等偏差進行測量，需符合表11.2.1的規定

2、多節柱安裝

在基礎承臺上建立坐標控制網絡，檢查控制網絡是否正確。一般我們按預埋螺栓的中心在放置控制線，而調平螺母則按原始標高用水平儀引線測量。在鋼柱上標注十字線，柱子安裝時要使柱子中心一律對準基礎中心線，爭取一次對中成功，鋼柱安裝進螺桿上之后使用墊板和螺母緊固，緊固完成后需使用契型鋼墊塊在鋼柱底部與混凝土基礎之間支撐。浸膠車間的B、C軸鋼柱由于是安裝在一層的箱型梁上，所以需要在一層的箱型鋼梁安裝完成后再從預埋基礎上將網絡控制線引測至一層的鋼梁上。特別需要注意的是所有的樓層的網絡控制線都需從預埋基礎上引測，以減小網絡控制線的人員引測偏差。因鋼柱與箱型鋼梁為焊接，所以為便于鋼柱安裝我們需根據控制線在鋼柱的翼緣兩側加臨時定位角鋼，當鋼柱就位后經過復測無誤后在鋼柱的腹板面線進行焊接，焊接完成后取掉定位角鋼，之后再滿焊。而多節柱的連接節點為先使用夾板將鋼柱的翼緣板耳板和腹板連接，連接完成后對鋼柱的安裝偏差進行測量和調整。需符合表11.3.2的規定

3、鋼梁安裝

浸膠車間的主次鋼梁安裝偏差，直接影響鋼格板的鋪設。所以鋼梁的安裝必須對主次梁的偏差進行控制，因主梁是與鋼柱的牛腿或連接件直接連接，所以需要控制好鋼柱的標高，減小其偏差。次梁與主梁連接都是預制加好的連接件直接連接，所以需要對主梁上的連接件高度、孔位進行檢查，減少加工誤差的影響。而浸膠車間8.4米頂標高的箱型梁因跨度較大，在加工時起拱30mm，安裝后需測量其水平標高，以免影響B軸線和C軸線安裝在箱型梁上鋼柱的標高。

4、設備平臺安裝

設備平臺是直接安裝在樓面鋼梁上，而鋼梁會產生安裝誤差，所以在設備平臺安裝時需對安裝面進行測量，使用不同規格的鋼板在設備平臺和鋼梁之間的安裝面進行填塞，控制設備平臺的平面偏差在要求內。

5、高強螺栓安裝

高強螺栓在每個結點全部安裝完成后，使用專用電動扳手將螺栓緊固到指定的強度值。螺栓緊固一般應從螺栓群中間對稱逐個的順序向外進行緊固。待螺栓緊固完成后，質量員隨后做檢驗，對緊固符合要求的螺栓應在螺桿和鋼板處用彩筆做標記，同樣在螺母處也做好標記。而螺栓緊固不是越緊越好，螺栓緊固一定按設計要求和國家規范中的緊固強度規定。

6、鋼構件焊接

電焊工必須持有國家頒發的特種作業操作證書，且證書在有效期之內。焊接前應檢查焊接之結合處是否保持干燥，對于有影響焊接品質的油脂、油漆、水分、灰塵及其他雜物加以清除。為避免焊接造成變形，應按編制的焊接工藝操作，且應遵守焊接規范要求。

五、測量和校正

浸膠車間采用邊安裝變測量變校正的施工方法，在構件安裝完成后立即測量，根據測量結果進行調整，調整完成后對高強螺栓緊固，緊固完成后再次測量，如偏差超過要求還需再次校正。如下圖鋼柱垂直度測量方法主體結構安裝結束后，需對整體的偏差進行測量，整體偏差需符合表11.3.5的規定。例如：整體垂直度測量方法可采用激光經緯儀，測量部位包含外立面的所有鋼柱及中間區域部分鋼柱。測量結束后根據數值結果與規范要求偏差范圍，對超出規范的偏差部位進行校正。

六、總結

隨著國家對裝配式建筑的大力推廣，多層或者高層鋼結構建筑將會越來越多，經過眾多工程技術人員的摸索、總結、改進與創新，鋼結構在多層或高層的安裝技術將會越來越成熟、安全和高效。本項目經各方的通力協作，提前完成了主體結構安裝，經德國工程師的檢驗，滿足設備安裝條件，取得了業主的贊譽。

參考文獻：

[1]網絡資料。

[2]鋼結構工程施工質量驗收規范GB50205-2001。

[3]江正榮.簡明施工計算手冊（第四版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2016