王富明 郭 銳

(山東新汶礦業(yè)集團(tuán) 協(xié)莊煤礦，山東 新泰271221)

0 概述

門式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅與廠房具有重量輕、抗震性能好、強(qiáng)度高、塑性韌性好、工業(yè)化程度高、制作簡便、施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，最近幾年，中國輕鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展較快，如北京2008年奧運(yùn)場館“鳥巢工程”，就是標(biāo)準(zhǔn)的輕鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)建筑的工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)方式，不僅可以大幅度提高工程質(zhì)量和安全性能，實(shí)現(xiàn)綠色施工，節(jié)能減排，降低建設(shè)投資，減少環(huán)境污染，還可大幅度提高建筑的工作性能和使用品質(zhì)。因此建筑鋼結(jié)構(gòu)成為本世紀(jì)建筑行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。現(xiàn)以山東新巨豐無菌包材車間為例，探討門式輕鋼結(jié)構(gòu)的制作和施工技術(shù)。

1 門式輕鋼結(jié)構(gòu)的制作

新巨豐無菌包材車間建筑面積10000m2>，跨度82.5m，為輕鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)車間。梁、柱鋼材為Q345B低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，因車間跨度大，其梁腹板最高處達(dá)2米，制作安裝難度較大。

1.1 生產(chǎn)準(zhǔn)備

鋼構(gòu)件在制作之前，首先要審查設(shè)計(jì)圖，將圖紙研究透徹，提出鋼材的數(shù)量和品種，仔細(xì)研究圖紙要求。鋼材到貨后，要做好鋼材的檢驗(yàn)工作，看鋼材的數(shù)量和品種是否與設(shè)計(jì)相符，核對(duì)鋼材的規(guī)格尺寸，看清鋼材生產(chǎn)廠提供的質(zhì)量證明書上標(biāo)注的鋼材牌號(hào)、生產(chǎn)批號(hào)、化學(xué)成分和力學(xué)性能，做好鋼材的復(fù)檢工作，并對(duì)鋼材表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，其表面不得有結(jié)疤、裂紋和分層等缺陷，鋼材表面的銹蝕程度，不得超過其厚度負(fù)偏差值得1/2。

1.2 放樣與劃線

由于梁是變截面的，必須根據(jù)施工詳圖按1：1的比例在工作臺(tái)上彈出實(shí)樣，然后根據(jù)實(shí)長制作樣板。樣板制作好后，以樣板為依據(jù)在鋼板上進(jìn)行劃線，并打上各種加工記號(hào)。放樣時(shí)，銑、刨加工的工件要考慮加工余量，所有加工邊一般要留5mm的加工余量，同一材料按照“先大后小”的原則劃線，盡量使相等寬度或長度的零件一起號(hào)料。矩形樣板劃線，要檢查鋼板兩邊是否垂直。帶圓弧的加工件，都不應(yīng)該使各個(gè)零件號(hào)料邊線相切或共用，必須留有間隙，以便于剪切或氣割。為了合理使用和節(jié)約原材料，必須最大限度地提高材料的利用率。

1.3 切割

切割采用剪板機(jī)和半自動(dòng)型氣割機(jī)相結(jié)合的切割方法，用剪板機(jī)加工的切口表面光潔，無損傷，而氣割后的鋼板割口需要砂輪磨光機(jī)磨光，方能保證其焊接質(zhì)量。

1.4 鉆孔

孔的加工在鋼結(jié)構(gòu)制作中占有相當(dāng)大的比重，尤其是高強(qiáng)螺栓的使用，使孔加工不僅在數(shù)量上而且在精度上要求大大提高。制孔采用鉆孔的方法，用Z3040*13型搖臂鉆床和磁力鉆進(jìn)行鉆孔，鉆孔的位置要準(zhǔn)確，精度要高。

1.5 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件組裝

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組裝時(shí)按照施工圖的要求，把已加工好的零件或半成品裝配成獨(dú)立的成品構(gòu)件，零部件在組裝前應(yīng)矯正其變形并應(yīng)達(dá)到控制偏差范圍以內(nèi)，接觸面應(yīng)無毛刺、污垢和雜物，并用電動(dòng)砂輪磨光機(jī)打磨，漏出金屬光澤。除工藝要求之外，零件組裝間隙不得大于1.0mm，頂緊接觸面應(yīng)有75%以上的面積緊貼，用0.3mm塞尺檢查，其塞入面積應(yīng)小于25%。組裝采用了兩種方法，一種是地樣法。一種是機(jī)械法，由于梁截面大又是變截面，用機(jī)械組裝比較困難，采用地樣法進(jìn)行組裝，按1：1的比例在裝配平臺(tái)上放出構(gòu)件實(shí)樣，然后根據(jù)零件在實(shí)樣上的位置，分別組裝起來組成大梁。而柱子是等截面的，除抗風(fēng)柱外，其它柱子截面尺寸均相同，用HZJ15型鋼組立機(jī)進(jìn)行組裝，由液壓系統(tǒng)來完成操作，工作效率高，組裝出的柱子等構(gòu)件尺寸準(zhǔn)確。然后用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接固定。完成了梁柱等構(gòu)件的組裝工作。

1.6 構(gòu)件焊接

梁、柱等構(gòu)件的焊接是鋼結(jié)構(gòu)制作中最關(guān)鍵的工作，廠房設(shè)計(jì)要求焊縫全部為Ⅱ級(jí)焊縫，需對(duì)焊縫進(jìn)行10%的抽檢，進(jìn)行超聲波探傷，本次焊接采用的是埋弧自動(dòng)焊和CO2氣體保護(hù)焊兩種焊接工藝。

埋弧自動(dòng)焊生產(chǎn)效率高，焊接過程穩(wěn)定、焊縫質(zhì)量好，外型美觀，成為大型構(gòu)件中應(yīng)用最廣的高效焊接方法。柱子的角焊縫全部采用埋弧自動(dòng)焊，埋弧焊條要根據(jù)母材的鋼號(hào)來選擇，因焊接鋼板材質(zhì)是Q345B高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，故選用F5011-H08MnA型焊條。梁、柱連接板無法用埋弧自動(dòng)焊焊接，只能用手工電弧焊或CO2氣體保護(hù)焊焊接，而CO2氣體保護(hù)具有熔深大，焊接效率高是手工電弧焊的3-4倍，焊接變形和殘余應(yīng)力較小等優(yōu)點(diǎn)，因此選用CO2氣體保護(hù)焊。焊絲選用ER50-3型實(shí)芯焊絲。焊接過程產(chǎn)生的最大問題是連接板摩擦面產(chǎn)生的焊接變形，導(dǎo)致摩擦面縫隙大，接觸面積不符合安裝要求。解決這個(gè)問題的方法是焊接前用相同材料的鋼板制作相同的連接板，并用高強(qiáng)螺栓等固定好，然后再進(jìn)行焊接，這樣就可解決焊接變形問題。本工程梁板制作完畢后，泰安市技術(shù)監(jiān)督局對(duì)焊縫進(jìn)行了超聲波探傷，焊縫全部合格，部分焊縫達(dá)到了Ⅰ級(jí)。

1.7 矯正

構(gòu)件焊接完成后，由于構(gòu)件存在焊接變形，對(duì)變形構(gòu)件必須進(jìn)行矯正，矯正有冷矯正和熱矯正。冷矯正是用JZJ-600型H型鋼翼緣矯正機(jī)進(jìn)行矯正，熱矯正是用火焰矯正，采用反變形法，加熱溫度控制在600-900°C，不得超過 900°C。

1.8 摩擦面的處理

摩擦面的加工是指梁、柱接點(diǎn)處的平面進(jìn)行處理，其摩擦面處理后的抗滑移系數(shù)必須符合設(shè)計(jì)文件要求，Q345B鋼其摩擦面的抗滑移系數(shù)μ值不得小于0.40，該構(gòu)件摩擦面采用的是拋丸處理辦法，將加工的摩擦面連接板送至山東建筑大學(xué)試驗(yàn)室試驗(yàn)，其抗滑移系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。

1.9 鋼檁條的制作

門式鋼架輕鋼結(jié)構(gòu)的鋼檁條通常采用卷邊槽型和帶斜卷邊的Z型冷彎薄壁型鋼，本廠房采用的是卷邊槽C型鋼，用LT-B260型C型鋼檁條成型機(jī)加工，然后采用TB23-40型開式雙柱可傾式壓力機(jī)在C型鋼上沖孔。

1.10 鋼結(jié)構(gòu)的油漆

由于金屬結(jié)構(gòu)易銹蝕，從而降低建筑物的使用壽命，所以鋼結(jié)構(gòu)的防腐工作尤為重要，除銹采用的是拋丸除銹，打出金屬光澤和麻面，除銹等級(jí)達(dá)到Sa2.5級(jí)，然后按設(shè)計(jì)要求的厚度和涂裝工藝及遍數(shù)進(jìn)行粉刷，刷漆時(shí)其環(huán)境溫度為5-38°C，相對(duì)濕度不應(yīng)大于85%。

2 門式輕鋼結(jié)構(gòu)的施工

鋼結(jié)構(gòu)廠房的安裝工作包括構(gòu)件的運(yùn)輸，基礎(chǔ)及地腳螺栓的驗(yàn)收，柱子的吊裝、吊車梁的吊裝，梁的吊裝及屋面鋼結(jié)構(gòu)的吊裝，安裝順序是從靠近山墻有柱間支撐的兩榀鋼屋架開始，在鋼屋架安裝完成后進(jìn)行校正然后將檁條、支撐、隅撐等全部安裝好，并檢查垂直度，然后以這兩榀鋼屋架為起點(diǎn)，向房屋第一端順序安裝。然后是平臺(tái)、梯子、欄桿安裝，圍護(hù)結(jié)構(gòu)壓型金屬板安裝。最后是施工資料的準(zhǔn)備和竣工驗(yàn)收。由于該車間跨度較大為82.5m，梁由四節(jié)組成，長度和重量大，吊裝難度最大。采用的吊裝方法是先將一側(cè)兩段梁用高強(qiáng)螺栓緊固好，然后用兩臺(tái)50T吊車吊起安裝在中間柱上緊固好，另外兩臺(tái)25T吊車將另兩段吊起，在靠近需連接側(cè)預(yù)先掛上一個(gè)專門制作的掛藍(lán)，兩個(gè)施工人員坐在掛籃上一塊吊起，當(dāng)兩側(cè)的梁板連接面對(duì)正后，進(jìn)行空中對(duì)接，穿上高強(qiáng)螺栓進(jìn)行緊固。然后吊車慢慢松繩，完成了該梁的吊裝作業(yè)。

3 結(jié)束語

新巨豐無菌包材車間從制作到安裝完成，歷時(shí)6個(gè)月的時(shí)間，竣工驗(yàn)收一次性通過，并順利交付使用。其施工質(zhì)量和建設(shè)速度得到了相關(guān)部門的一致好評(píng)，被山東省煤炭工業(yè)局評(píng)為優(yōu)良工程。

［1］路蒼賓.鋼結(jié)構(gòu)工程[M].中國建筑工業(yè)出版社.

［2］蘇明周.鋼結(jié)構(gòu)教程[M].中國建筑工業(yè)出版社.