凌宗權(quán)

上海中錦建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 上海 200131

近年來(lái)，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域呈現(xiàn)出高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，工業(yè)集成化趨勢(shì)也越來(lái)越明顯。傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)模式已經(jīng)不能有效滿足當(dāng)前的行業(yè)需求，大體積車間的需求量越來(lái)越多。這使得建筑單體廠房規(guī)模不斷擴(kuò)大，大跨度結(jié)構(gòu)的使用率也日漸增加。相比較于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)安裝施工工藝而言，大跨度建筑結(jié)構(gòu)的安全性能要求更為嚴(yán)格，施工難度也更大，尤其是鋼結(jié)構(gòu)安裝施工，對(duì)整體建筑質(zhì)量有著決定性影響。因此，必須嚴(yán)格遵循大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房施工安裝技術(shù)要求開(kāi)展各項(xiàng)施工操作，這樣才能保證廠房建筑的安全使用。

1 工程概況

本文所述項(xiàng)目主要為上海新松機(jī)器人有限公司的臨港項(xiàng)目一標(biāo)段建筑施工工程，重點(diǎn)闡述部分為該項(xiàng)目的裝配車間的鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝。該車間建筑面積一共為15449.32㎡，主體結(jié)構(gòu)一層，局部?jī)蓪樱⒅芸诟叨葹?2m，鋼梁?jiǎn)慰缍葹?4m，采用門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)，主鋼結(jié)構(gòu)采用Q345B級(jí)結(jié)構(gòu)鋼焊接H型鋼，次構(gòu)件采用Q235B級(jí)結(jié)構(gòu)鋼，高強(qiáng)螺栓采用10.9級(jí)扭剪型高強(qiáng)度螺栓。柱間距為9m，鋼柱規(guī)格為實(shí)腹式H型鋼柱，屋面梁規(guī)格為實(shí)腹式變截面H型鋼梁。該車間鋼結(jié)構(gòu)屬于大跨度設(shè)計(jì)，面臨的施工挑戰(zhàn)較大。比如焊接H型鋼主焊縫采用埋弧自動(dòng)焊，對(duì)焊接技術(shù)人員專業(yè)操作水平要求較高；再比如，柱與梁之間連接方式為栓接，對(duì)制孔精度要求較高；再者，主鋼構(gòu)吊裝時(shí)應(yīng)先在地面適當(dāng)拼裝，吊裝的鋼構(gòu)件類型多，故吊裝時(shí)必須合理安排吊裝路線和順序；另外，本工程工期緊，需與土建緊密協(xié)調(diào)，確保工程順利進(jìn)行。

2 工程施工技術(shù)難點(diǎn)分析

2.1 鋼柱加工制作

鋼柱加工制作焊接變形控制，本工程鋼結(jié)構(gòu)制作過(guò)程中制定合理焊接方案及措施，建立健全焊接質(zhì)量保證體系，制定科學(xué)合理的技術(shù)路線，有效的控制焊接變形，提高焊接作戰(zhàn)能力，從焊接工藝評(píng)定開(kāi)始到焊縫的無(wú)損縫檢測(cè)為止，各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制，保證焊縫的一次合格率不低于99.5%。

2.2 鋼柱吊裝工具的選擇

基于大跨度鋼結(jié)構(gòu)特征，在安裝過(guò)程中，一般需要采用分段施工工藝[1]。本項(xiàng)目中的鋼構(gòu)件外形尺寸較多，所以需要依托于多類型吊具進(jìn)行吊裝。但是由于結(jié)構(gòu)體積較大，重量也比較大，所以其重心把握存在一定難度，現(xiàn)有的吊裝工具無(wú)法有效滿足施工需求，需要針對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行專門(mén)的吊具選擇設(shè)計(jì)，這對(duì)于工程技術(shù)人員的專業(yè)度要求較高。

2.3 控制鋼柱高空對(duì)接的垂直度比較難

本項(xiàng)目中使用了數(shù)量較多的超高鋼柱構(gòu)件，且部分鋼柱為圓管柱，本身高空對(duì)接精度的控制難度加大，加上管柱的是中間間距偏大，所以是垂直度控制方面面臨更多挑戰(zhàn)。另外，由于本項(xiàng)目裝配車間采用的是門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)組合形式，地基基礎(chǔ)為承臺(tái)加聯(lián)系地梁的形式，施工過(guò)程中也非常容易產(chǎn)生偏差，比如柱腳預(yù)埋螺栓位置偏差等，因此，要有效保障鋼結(jié)構(gòu)安裝的垂直度準(zhǔn)確，也存有一定困難[2]。

3 鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)安裝施工工藝

3.1 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝總體思路

本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)安裝順序：鋼柱→柱間支撐、拉桿→吊車梁→鋼屋架→縱向壓桿、連系支撐→屋面水平支撐→屋面次結(jié)構(gòu)安裝→維護(hù)結(jié)構(gòu)安裝。具體安裝思路如下：第一階段，鋼結(jié)構(gòu)柱的吊裝。鋼柱吊裝時(shí)采用一臺(tái)25噸汽車吊分別沿廠房各軸線附近吊機(jī)開(kāi)行線路開(kāi)行（見(jiàn)吊車行進(jìn)示意圖），分別完成各軸線鋼柱的安裝；鋼柱吊裝階段，對(duì)有柱間支撐的部位，及時(shí)跟進(jìn)柱間支撐的安裝，鋼柱安裝完成采用臨時(shí)加固措施進(jìn)行固定。第二階段，吊車梁的吊裝：吊車梁安裝前應(yīng)對(duì)已經(jīng)完成吊裝的鋼柱及時(shí)進(jìn)行校正（與鋼柱吊裝流水作業(yè)）。吊車梁就位后應(yīng)立即安裝連接件進(jìn)行固定。吊車梁完成后進(jìn)入鋼架梁的吊裝。鋼屋架吊裝時(shí)同樣采用一臺(tái)25噸汽車吊進(jìn)行吊裝，吊機(jī)開(kāi)行線路與鋼柱吊裝階段開(kāi)行線路相同；屋蓋鋼結(jié)構(gòu)安裝階段，采用綜合節(jié)間法進(jìn)行屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的吊裝，即每?jī)砷撐菁艿跹b完成后跟進(jìn)鋼屋架間支撐構(gòu)件的吊裝，之后每榀剛架吊裝完成后及時(shí)進(jìn)行屋面支撐構(gòu)件、系桿的吊裝，每榀鋼屋架吊裝完成后及時(shí)對(duì)需要臨時(shí)加固的鋼屋架進(jìn)行臨時(shí)固定，吊裝完成進(jìn)行校正加固，則鋼屋架系統(tǒng)安裝完成。為充分保障施工安全，鋼構(gòu)件安裝之前，事先對(duì)就位的吊車支腿受力部位質(zhì)量檢查，并勘測(cè)施工區(qū)域地面狀態(tài)，保持地面受力狀況一致和標(biāo)高統(tǒng)一。吊裝現(xiàn)場(chǎng)安排專門(mén)的指揮員，施工前負(fù)責(zé)與吊車司機(jī)進(jìn)行技術(shù)交底，統(tǒng)一旗語(yǔ)以及哨聲，同時(shí)設(shè)立專用手語(yǔ)，確保后續(xù)吊裝能夠有效實(shí)現(xiàn)統(tǒng)指揮。

3.2 結(jié)構(gòu)安裝施工工藝

3.2.1 鋼柱安裝

本次施工工程當(dāng)中的大跨度鋼構(gòu)件主要應(yīng)用于柱、梁、吊車梁的屋面檁條、墻梁、隅撐以及屋面支撐部分，鋼構(gòu)件吊裝安裝是重點(diǎn)施工質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。具體流程如下圖1所示。

圖1 鋼柱安裝工藝流程

鋼柱吊裝過(guò)程示意圖如下所示：

柱子的施工方法采用分設(shè)精確法，吊車選用輪式吊車，吊機(jī)行走到吊裝位置支座放好后，將以掛好在柱子上吊梁上鋼絲繩掛在主吊機(jī)的吊鉤上。然后檢查吊耳處高強(qiáng)螺栓是否擰緊及鋼絲繩上各處的卸扣是否擰好。鋼柱吊到安裝位置后，通過(guò)安裝位置上的中心線及經(jīng)緯儀初步的對(duì)柱子進(jìn)行校正，然后用鋼制專用工具初步固定。并拉好攬風(fēng)繩再松鉤，鋼柱進(jìn)行二次校正后，通知土建對(duì)杯口灌漿。

鋼柱校正要做好柱基標(biāo)高調(diào)整、縱橫十字線的對(duì)準(zhǔn)以及柱身垂直度的校正。進(jìn)行垂直度測(cè)量時(shí)在鋼柱的縱橫十字線的延長(zhǎng)線上架設(shè)兩臺(tái)經(jīng)緯儀，保持經(jīng)緯儀與縱橫十字線之間的夾角小于15°。進(jìn)行校正時(shí)利用鋼鍥或松緊纜風(fēng)繩，校正完畢后要松開(kāi)纜風(fēng)繩保持其不受力，然后再進(jìn)行復(fù)校調(diào)整，如下圖2：

圖2 鋼柱垂直度測(cè)量示意圖

鋼柱吊裝校正完成，要完成地腳螺帽的緊固，安排專業(yè)的電焊工對(duì)柱腳地板于柱腳墊片進(jìn)行焊接，此處焊縫為三級(jí)焊縫。

3.2.2 吊車梁系統(tǒng)安裝

吊車梁系統(tǒng)安裝流程如下圖3所示。吊車梁系統(tǒng)采用精確法安裝，鋼柱初步校正后，立即安裝柱間支撐，再?gòu)闹g支撐跨間開(kāi)始吊裝吊車梁。吊裝示意圖如下圖4所示。吊車梁吊裝完成后要進(jìn)行測(cè)量校正，鋼柱初步校正固定后，安裝鋼柱之間的垂直支撐。在鋼吊車梁安裝的過(guò)程中，由開(kāi)間向兩邊安裝，安裝后進(jìn)行固定。吊車梁吊裝后，臨時(shí)予以固定，進(jìn)行屋蓋系統(tǒng)安裝，最后進(jìn)行鋼吊車梁的校正。測(cè)量縱橫軸線(直線度、軌距)、垂直度等各項(xiàng)參數(shù)，標(biāo)高做出相應(yīng)的調(diào)整。

圖3 吊車梁系統(tǒng)安裝流程圖

圖4 吊裝示意圖

3.2.3 屋架的吊裝

在屋架的吊裝過(guò)程中，需要根據(jù)屋架梁跨度，進(jìn)行吊裝方式的選擇，主要采取二點(diǎn)吊裝（屋架梁跨度＜30m）或四點(diǎn)吊裝（屋架梁跨度≥30m）。在屋架吊裝就位后，針對(duì)安裝位置進(jìn)行復(fù)測(cè)、固定（臨時(shí)螺栓）。同時(shí)應(yīng)用纜風(fēng)繩，加固屋架的上下弦。在完成第二榀屋架吊裝后，安裝垂直支撐、屋面檁條等構(gòu)件。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格、準(zhǔn)確的測(cè)量和校正后，進(jìn)行焊接。形成穩(wěn)定體系后，進(jìn)行屋架的安裝[3]。鋼屋架吊裝如下圖5所示。由于鋼屋架采用大截面H型鋼，其吊裝平面穩(wěn)定性較弱，為保證構(gòu)件的順利吊裝，在對(duì)于高度超過(guò)1.5m的鋼屋架梁上通過(guò)幫扎鋼管來(lái)增強(qiáng)其平面穩(wěn)定性，鋼梁安裝就位后再進(jìn)行拆除。

圖5 鋼屋架吊裝示意

4 鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量控制措施

4.1 吊車梁的加工制作控制

本項(xiàng)目包含大截面H型鋼的加工制作，要注重焊接變形控制、三條焊縫相交的部位處理。因此本項(xiàng)目下料采用數(shù)控等離子、數(shù)控火焰及數(shù)控直條切割機(jī)進(jìn)行切割加工。采用人工胎架進(jìn)行組立，定位焊采用氣保焊，焊接采用二氧化碳打底，埋弧焊焊接。翼緣板焊接先焊接下翼緣，然后在焊上翼緣。加勁板先上端頂緊，然后在裝配焊接。端板先將端板下表面端銑然后和底邊頂緊，然后裝配焊接完成以后再鉆孔。三條焊縫相交的部位要加工應(yīng)力孔，應(yīng)力孔的半徑為20-25mm[4]。

4.2 工程造型復(fù)雜，做好防水處理

本工程屋面造型復(fù)雜，屋脊數(shù)量多，細(xì)部節(jié)點(diǎn)繁多，容易造成滲漏。因此對(duì)各個(gè)維護(hù)節(jié)點(diǎn)詳細(xì)分析，做相應(yīng)的防水處理措施。具體為屋脊、兩種斜度的屋面板相交匯處必須設(shè)置防水堵頭，并采用高質(zhì)量防水膠。施工時(shí)注意施工的先后順序，嚴(yán)格把握每一道工序的質(zhì)量。對(duì)易于滲漏的位置設(shè)置專人檢查每道工序是否符合要求[5]。

4.3 做好高強(qiáng)螺栓的安裝

本工程項(xiàng)目的施工建設(shè)中，高強(qiáng)螺栓的安裝是十分重要的環(huán)節(jié)。選用螺栓時(shí)，應(yīng)該明確工程項(xiàng)目對(duì)于螺栓材料、規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，保證其性能符合要求。

安裝高強(qiáng)度螺栓時(shí)，需要現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取螺栓連接副，開(kāi)展性能檢驗(yàn)。針對(duì)試驗(yàn)用螺栓連接后，進(jìn)行扭矩系數(shù)試驗(yàn)。該過(guò)程中，按照試驗(yàn)控制范圍，有效控制螺栓的緊固軸力。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行摩擦面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，評(píng)價(jià)高強(qiáng)螺栓的性能，確認(rèn)其是否符合施工標(biāo)準(zhǔn)。

5 項(xiàng)目成果

本次針對(duì)上海新松機(jī)器人有限公司臨港項(xiàng)目一標(biāo)段裝配車間所開(kāi)展的鋼結(jié)構(gòu)安裝工程最后取得了值得肯定的效果，經(jīng)過(guò)前期完善的項(xiàng)目策劃，以及過(guò)程當(dāng)中全面的目標(biāo)管理和質(zhì)量控制，項(xiàng)目如期完成，且一次性順利通過(guò)上海市金鋼獎(jiǎng)驗(yàn)收，施工過(guò)程中未發(fā)生傷亡事故。項(xiàng)目獲得了上海市建設(shè)工程綠色施工達(dá)標(biāo)工地、上海市建設(shè)工程“文明工地”、上海市優(yōu)質(zhì)工程結(jié)構(gòu)工程、上海市建設(shè)工程金屬結(jié)構(gòu)“金鋼獎(jiǎng)”、上海市浦東新區(qū)“東方杯”優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)以及上海市建設(shè)工程“白玉蘭”獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)，得到了項(xiàng)目投資方的高度認(rèn)可。類似項(xiàng)目工程的施工建設(shè)，可以將本項(xiàng)目作為參考，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益價(jià)值。

6 結(jié)束語(yǔ)

本工程通過(guò)一系列專業(yè)化施工技術(shù)控制，有效解決了大跨度鋼構(gòu)件車間建筑施工的難點(diǎn)問(wèn)題，同時(shí)還有效保障了施工質(zhì)量與安全，施工方案設(shè)計(jì)合理，進(jìn)度與質(zhì)量控制措施科學(xué)規(guī)范，為同行業(yè)類似項(xiàng)目工程的開(kāi)展提供了可靠的技術(shù)參考，同時(shí)積累了大量的技術(shù)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)參考價(jià)值。項(xiàng)目工程的開(kāi)展的過(guò)程中，需要建立完善的項(xiàng)目安全組織體系?；诎踩a(chǎn)責(zé)任制，由專業(yè)的安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組和專職安全員進(jìn)行指導(dǎo)，分工明確并責(zé)任到人，切實(shí)、有效的執(zhí)行各項(xiàng)工作，最后高效、優(yōu)質(zhì)地完成了吊裝任務(wù)，在同行業(yè)當(dāng)中業(yè)績(jī)斐然。相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員可以以此為借鑒，將相關(guān)技術(shù)方法進(jìn)行廣泛推廣應(yīng)用，以促進(jìn)行業(yè)邁向是更高技術(shù)臺(tái)階。