工业厂房钢结构安装施工实践

◎ 广东省第四建筑工程公司 罗思明

一、工程概况

某厂房钢结构工程总平面图外形呈不规则四边形，厂区占地面积30000m2，建筑面积16836.21m2，其中综合车间16547.89 m2，附属用房251.92 m2，门卫36.5 m2。厂区主入口设置在市政规划路上，厂区内主要建筑物为一栋180×90m的综合车间。本工程钢结构部分在工厂制作，安装、围护在现场施工。（见图1）

图1 本工程钢结构厂房结构示意图

二、钢结构厂房施工技术及方案

1、钢结构厂房施工安装

厂房施工安装分几下几个步骤：钢柱与钢梁的安装及其他构件安装。本工程特点是跨度大，安装面积大，因此制定了多种施工方案，最后从安全、经济、便捷施工等方面综合考虑，决定采用如下方案：其中一台50t吊车负责吊装钢柱、屋面主梁和大截面吊车梁，另一台25t汽车吊负责安装屋面次梁及支撑等小构件和构件卸车、现场倒运。（见图2、图3）

图2 钢梁拼装平台示意图

图3 钢柱拼装平台示意图

2、关于选择机械设备

在进行机械设备选择时，要充分考虑以下几方面内容：(1)厂房施工安装工志的具体情况、本工程的特点及难点；（2）安装工程的施工进度及工期；（3）相关吊装设备的特点与性能；（4）施工企业的技术力量及施工经验；（5）工程土建交叉配合要求等。经过综合考虑，钢结构安装需要选择与其配套的起重机械设备。

3、地脚螺栓埋设要求

地脚螺栓的精度与钢结构定位准确与否有密切的关系。

所以，在进行地脚螺栓的埋设时，精度控制十分重要，要严格按照相关规定执行。

轴线位移：±2.0 mm，标高：±5.0 mm。

为确保安装后的螺栓精度符合相关要求，在钢柱地脚螺栓安装之前，先将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上，全部闭合，然后根据轴线划出钢柱外边线，等安装钢柱地脚螺栓的承受架搭设完毕后，将实际需要的标高标到钢管架子上(或木方上表面)。

首先要预检，确认质量达到相关要求后，才能浇筑混凝土。在进行混凝土浇筑过程中，一定不能让振捣棒碰撞地脚螺栓。

混凝土浇筑后初凝前必须进行校验检测，这道工序是十分重要的，通过经纬仪的视线监控，采取有效措施，将柱地脚螺栓的偏移情况进行修正，直至其恢复到正常位置上，让其偏差距离范围符合相关要求。

4、钢架安装施工步骤

钢架安装施工安排，要根据施工现场的环境情况进行具体分析后确定安装步骤。同时要考虑业主方的意见及进度、工期的因素，确定安装步骤如下：钢柱→钢梁→吊车梁→连系梁→水平支撑→檩条→拉杆→隅撑。

5、钢柱安装

钢柱吊装步骤：

①钢柱就位进行轴线调整时，必须调动三位施工人员在现场进行操作，因为要采用专用度尺进行钢柱就位检查；三位施工人员具体分工如下：一位施工人员在进行钢柱移动时，另外一位进行稳定的协助与调整，第三位施工人员则对其进行校验及检测，确保钢柱就位的误差控制在允许范围内，即小于3 mm。

②在进行调整钢柱机标高时，要注意以下几点，首先在钢柱的柱身体上标定标高基准点，然后用水准仪测定其差值，旋转调整螺母或增加垫片，来调整柱顶标高。

③钢柱垂直度初步校正：采用水平尺对钢柱垂直度进行初步校正。钢柱垂直度精确校正：待主框架形成后用两台经纬仪从柱的两个侧方位同时观测，用缆风绳进行调整。

6、钢梁安装主要施工方案

考虑到工程实际情况，该厂房钢结构跨度大，钢架梁吊装采用50t汽车吊装钢梁。主要步骤如下：

①把钢梁放在地面的胎架上进行一一拼接，直至拼成整体，在钢梁上架设好生命线，安装檩条时可以在钢梁上来回走动，吊装就位后在钢梁的两侧用缆风绳将钢梁固定，保证钢梁的平面外的稳定，然后吊装下一跨间钢梁，待下一跨间钢梁安装完成后，在此跨间安装檩条，固定钢梁，保证钢梁不会倾斜扭曲。

②在施工安装时，施工技术员必须要以曲臂车作操作平台，在操作平台上进行施工安装，对高强螺栓进行紧固。

7、钢结构吊装

在进行钢结构施工吊装时，要做好以下工作：

① 必须先弹出钢柱脚底板的十字线，才能进行钢柱吊装施工，地脚螺栓的中心线弹出，柱脚剪力孔清理干净，待钢柱就位后，调整标高，把螺母紧固。

②吊装钢柱时，应同时使用两台吊车，从两个轴线方向同步吊装。

③为保证吊装顺利进行，每完成一个区域的钢柱吊装后，都必须把钢柱重新调整，并进行固定。

④吊装完一个区域的钢柱后，吊装连系杆，这样保证钢柱整体稳定性，使吊装钢梁时钢柱不容易变形。

⑤安装完水平系杆一个区域，并拧紧高强螺栓。

⑥吊装钢梁，两对钢梁空中对接，并把高强螺栓初拧，第一榀钢梁用四道缆风绳拉紧，防止钢梁向一边倾斜。

⑦通过上述步骤吊装完成一个区域后，再进行其它区域的吊装。

三、进行测量施工主要内容

1、轴线方格网测设

全面复核土建施工测量控制网、轴线、标高。根据前期施工单位提供的控制点及主轴线，在±0.00处分别测设多个控制点组成矩形，在这些点上架设仪器观测边长和水平角，经平差计算和改正，得到4个控制点的精确坐标。根据测量规范要求，量边精度为1/30000，测角中的误差为±3.5″。距离采用往返观测，角度观察3测回，在矩形方格网的四边，按钢柱间距设置距离指标桩加密方格网，便于钢柱轴线的测设。

2、建立水准基点组

以土建用水准点作为依据，在厂房施工范围内，布设3-4个水准点，形成水准基点组。水准点采用(&=16 mm，L=1 m的钢筋打入地下作为标志，其顶部周围用水泥砂浆围护。将水准点和水准基点组成附合或闭合路线，两已知点间的高程必须往返观测，往返观测高差较差，附合或闭合路线的闭合差应满足规范要求。

3、确保轴线能进行控制

只有对竖向与平面测量进行有效控制，才能保证钢结构吊装顺利进行，及保证钢结构工程质量。

本工程通过内控法对平面轴线位置控制。

钢结构施工前复测土建施工留下的施工平面总控制网，各控制点间相对精度和平面图形的角度闭合差，如误差符合要求，根据图纸尺寸，用直角坐标法测设平面、标高控制网主轴设在±0层的楼面上，在轴线控制点上架设经纬仪复测90°方向夹角并计算闭合差。距离用计量检定过的钢卷尺施加50N标准拉力，经过温度差和尺长差修正后，计算实际距离。

4、测量精度控制细节

①钢结构厂房质量要求高，为确保工程质量，我们所制定的质量控制目标均高于现行规范内的要求，包括偏差值的范围进一步缩小，测量精度更高，特别预配先进的测量水准仪对整个钢构施工过程全程严格监控。

②用作测量的各种仪器，在使用时，这些仪品先要计量检测核定，并对误差进行核验，满足要求后才能投入使用。

此外，还制定统一精度标准，使到测量设备在要整个施工过程实行全程统一标准。

③严格要求激光经纬仪投递轴线控制点精度，投测时要全圆回转，每隔90°投测一次，4次取中，并避免不利于观测的因素干扰，如风速、日照、吊装的晃动等。

④标高和轴线基准点的向上投测，先从起始基准点量测，接着组成几何图形，相互点之间要闭合，以便满足精度要求并将误差减小到最低点。

四、钢结构安装质量控制

1、安装前，施工单位应对构件的产品合格证、设计文件与预拼装记录进行检查，并复验记录构件的尺寸。钢结构的变形、缺陷超出允许偏差时，应进行处理。钢结构安装前，应编制详细的测量和矫正工艺，厚钢板的焊接应在焊接安装前进行模拟产品结构的工艺试验，编制相应的施工工艺。对拼装好的屋架应预设一定的起拱度。

2、钢结构吊装就位后，应对构件定位轴线、标高等设计要求控制点进行测量做好标记，对吊装对接接头质量进行焊前检查。安装好临时支撑及钢浪索以使钢屋架在施工过程中安全稳定。

3、钢结构安装时，施工单位应提交每榀构件吊装后的标高尺寸、焊接、涂装等分别向监理提交验收。

五、高强螺栓施工技术

1、对于通过高强螺栓进行连接的钢结构，制作时必须首先注意高强螺栓摩擦面的加工质量及安装前的保护，并应按标准要求对每两千吨、每种规格、每种加工工艺的高强螺栓摩擦面进行抗滑移系数试验。

2、钢构件角度偏差将严重影响构件组装时的高强螺栓穿孔率。构件的扭曲会影响连接面间的间隙，因此，在钢结构制作时应准备一定的胎架模具以控制其变形，并在构件运输时采取切实可行的固定措施以保证其尺寸稳定性。

3、钢结构安装单位在安装高强螺栓摩擦面前，必须将摩擦面保护好，防止污染、锈蚀。并在安装前进行高强螺栓摩擦面的抗滑移系数试验、检查高强螺栓出厂证明、批号，对不同批号的高强螺栓定期抽做轴力试验。

4、对高强螺栓安装工艺、包括操作顺序、安装方法、紧固顺序、初拧、终拧进行严格控制检查，拧螺栓的扭力扳手应进行标定等。

六、结束语

本工程经过我们的精心组织和施工，施工质量达到优良。在施工中积累了丰富的经验，为同类工程的施工提供了有益的参考。主体结构完成后，经过检测：各分部分项工程质量均达到规定要求，为企业赢得良好声誉。