超高超重钢格构柱厂房施工技术应用

王 美 丽

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030024)



超高超重钢格构柱厂房施工技术应用

王 美 丽

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030024)

以山西阳煤重型容器钢结构厂房为例，对超高超重钢格构柱厂房施工技术进行了研究，主要从钢结构的制作与安装两方面进行了阐述，并归纳总结了施工中的注意事项，以供借鉴。

钢格构柱，制作，安装

0 引言

目前随着工业化的发展，大型钢结构厂房的建设越来越多，不论是在占地面积还是空间结构，都有了很大的发展，出现了越来越多超高、超重的构件需要进行制作、安装，给我们的施工增加了难度，提高了施工的技术含量，笔者就某钢结构厂房的施工进行阐述，供大家参考。

1 工程概况

山西阳煤重型容器厂房为单层钢结构刚架工业厂房，五跨共长336 m，宽173.5 m，轴线建筑面积58 296 m2。厂房总面积为66 362 m2，用钢量约为11 000 t。

厂房采用刚架结构，基本柱距为12 m。柱子系统，车间钢柱下柱采用工字形实腹柱和角钢缀条格构柱，上柱采用工字形实腹截面，柱脚为刚接，并且有固定钢筋的栓钉。杯口基础。柱头与屋面梁刚接连接，腹板高强螺栓，上下翼缘板全熔透焊接；吊车梁采用焊接工字形实腹梁，吊车梁为简支，支座为突檐式；墙皮系统，纵向墙皮檩条跨度12 m，檩条均采用薄壁镀锌卷边C型截面和Z型钢。檩条与墙皮柱、厂房柱采用螺栓连接。山墙墙皮柱落地采用H型钢。

2 典型钢结构件制作施工技术

2.1 钢格构柱的制作

2.1.1 钢柱组装

组对前先将所需零部件加工完毕并矫正合格，须加工的坡口边缘加工完毕,验收合格清除焊接面的毛刺、铁锈等污垢；板材、型材的拼接，应在组装前进行。且应有平整、坚固的胎架，胎架距地面应有一定高度且便于施工人员操作。

下柱组装：先将格构柱用H型钢组对焊接好，矫正并检验合格；将组焊好的两H型钢放在调平的地梁上，检查柱身是否平直，A，B两对角线的尺寸应符合要求，如图1所示。柱脚留出20 mm的荒料。画出缀条T型钢等零部件的装配线，打上样冲。划线组装应保证构件几何尺寸的准确性。然后将各零部件点焊好。

中柱的组焊H型钢焊好后，将变截面处下面的两翼缘板及腹板划线、切割，注意两翼板的垂直度及平直度。中柱与下柱插入后，检查柱头、柱身的中心线一致后，点固上柱。点固好上柱后，在下柱上端和肩梁腹板插入处，划出分割线，经检查确认无误后切割。切割时要保证切割质量，特别是上柱端磨平顶紧处的平面度，更要注意。切割后，检查柱端平面度和腹板开槽尺寸符合要求。将肩梁腹板装入点固。然后将双腹壁腹板点固。最后将柱肩盖板与肩梁腹板和柱端顶紧处及其同标高水平方向的钢板点固,且注意平面度及垂直度。肩梁部位的人孔须先打磨平顺后再组装。

下柱焊接好后，以肩梁顶面为起点确定柱身下端尺寸，切去荒料后磨平H型钢端部，使之与柱底板顶紧焊接。在柱脚上点焊加劲工字钢以防柱底板翘曲。以第一个肩梁为基准点，找正各零件位置点焊。钢柱焊接打磨完毕后，在标高1.000 m盖板中心处用洋冲打上十字标记，作为安装基准点。

2.1.2 钢柱焊接及焊接检验

柱翼缘板、腹板的拼接通过采用对接焊缝(加引弧板)，确保焊透。翼缘板与腹板对接时焊缝相互错开应在200 mm以上，确保达到二级焊缝质量等级；与钢柱单肢拼接的熔透对接焊缝应采用带衬垫的全焊透坡口焊缝，并满足二级焊缝要求。

焊缝的质量检查及检验：所有焊缝的外形尺寸及外观质量应100%检查；所有一二级焊缝的检验应按照GB 50205—2001钢结构工程施工质量验收规范执行。

2.2 制作吊车梁

制作吊车梁是施工的重点之一，采用制作要求较高的整体制作。

工艺流程：

下料拼接→组对→焊接→焊后修磨→矫正→钻孔→涂漆。

下料拼接：下翼缘避开范围：跨中1/3跨度；吊车梁上翼板拼接避开范围：跨中1/4跨度；腹板的拼接应避开跨中1/5范围内；三者的对接焊缝应相互错开200 mm以上，不能在同一截面上设置。

组对与焊接：采用人工辅助液压、机械夹紧装置在专用的胎具上进行组对。

在与梁焊接时应刨平吊车梁支座加劲肋的下端，确保垂直度(支座处加劲肋与腹板)和水平度(下端刨平)(见图2)。

焊后修磨：及时修磨、补焊吊车梁焊接的表面缺陷。对无损检测出的焊接缺陷返修处理，但不得超过两次。

矫正、钻孔、涂漆：上道工序满足要求后以翼缘板中心线为基准号孔，制孔采用钻模定位摇臂钻，用卡具固定模板钻孔，模板严禁采用电焊点固。

3 结构安装施工技术

3.1 主导机械配置的基本思路

根据安装现场情况高跨钢柱采取现场高空拼装。根据构件单重及安装高度，选择25 t汽车吊、50 t汽车吊及120 t汽车吊作为吊装机械,各汽车吊负责吊装构件：

1)25 t汽车吊：低跨吊车梁、管道梁、屋面次梁支撑及墙面系统。

2)50 t汽车吊：低跨柱、屋面梁、副臂吊装高跨屋面次梁及支撑。

3)120 t汽车吊：高跨上、下柱、屋面梁及高跨吊车梁。

3.2 主要构件安装施工

3.2.1 钢柱安装工法与质量控制

该厂房柱采用焊接式实腹H型钢组合钢柱；柱脚杯口型基础灌浆连接方式固定，钢柱必须做到钢柱安装一步到位，尽量减少钢柱标高和位移的调整，同时根据每根钢柱柱身天车梁牛腿到柱底的实际长度量体裁衣，做到每个钢柱下部找正标高的钢垫板与柱身长度相匹配，减小钢柱制作时的长度误差，确实保证柱牛腿标高一致，为下一部天车梁安装创造有利条件；钢柱就位校正完毕后进行灌浆，第一次灌浆高度至基础面-150 mm，待混凝土强度达到70%后将钢楔取出，然后再进行二次灌浆。

1)复测基础。对已施工的土建柱基础进行复测，在构件运至现场后要实测钢柱牛腿到柱底的实际长度L1(在测量该长度时必须使用5 kg～10 kg弹簧秤)，找出实长与理论长度L2的差值Δ1=L1-L2。2)检查构件。对运至安装现场的构件进行外观检查，吊点变形等；对设置在钢柱上的标高观察点和中心线标志进行检查；如果钢柱为双肢柱，故必须保证每一肢上三面有中心线标志。3)基底处理。先将基础顶面用扁铲和水平尺找平，测量其顶面标高数值A1，找出设计标高数值A2与实际标高A1的差值：Δ2=A1-A2。4)柱底钢垫板高度控制。在找出钢柱牛腿到柱底长度差值Δ1和基础标高差值Δ2后，算出钢垫板高度H=Δ1-Δ2，根据H数值进行组合，钢柱安装前将其设置在基础顶面找平处。5)钢柱测量外界温度的影响。钢柱测量时必须考虑外界环境温度，尤其在夏季高温期间施工，在测量时必须考虑由于温度影响，钢构件长度的变化，在施工测量时将变化数值考虑进去加以修正，或者测量时间选择在早晚温度较低时进行，以免影响钢柱的安装。6)柱底标高控制示意图见图3。

3.2.2 吊车梁及其制动系统施工工法与质量控制

根据吊车梁自身重量大的特点，在安装时必须一步到位，不可能再用大型吊装机械去找正，所以必须先穿线然后直接吊装就位找正一气呵成。

1)吊车梁系统安装的准备。复测钢柱的垂直度、柱牛腿标高是否超标；安装时根据图纸要求用经纬仪穿线并标记在钢柱牛腿上；2)调整吊车梁。包括：柱底钢垫板高度、天车梁牛腿标高。

3.2.3 屋面系统安装

屋面系统安装首先要求制作厂按照总施工计划要求的节点必须配套出厂;包括屋面梁、檩条、水平支撑、垂直支撑、隅撑、拉杆、天沟等构件,屋面梁为实腹H型钢，屋面檩条为Z型钢。

屋面梁分为三段，三段在现场地面上进行立拼装，根据设计进行起拱，腹板为高强螺栓连接，缘板为焊接，应先栓后焊。检查合格后进行吊装，吊装时固定牢固安装平台及生命线。

同一跨的相邻轴线起吊，安装时吊杆必须能伸到每跨的跨中。

3.2.4 安装高强螺栓

高强螺栓进场提供合格证明材料，复试合格投入使用。同时钢结构加工厂应提供螺栓摩擦面试验合格报告。

安装前检查：钢构件连接处摩擦面，连接板平整无弯曲；高强螺栓的长度为：螺栓长度=母材厚度+螺帽厚度+连接板厚度+垫片厚度+(2～3)扣。

安装高强螺栓时要确保自由穿入连接件中。

校正完毕钢构件后进行高强螺栓的安装，先用1/3普通螺栓紧固连接板(不得少于2个)，然后进行高强螺栓穿入，采用便于施工的穿入方向，保持一致。对高强螺栓的拧入按照初拧、复拧、终拧进行，48 h内采用油漆进行封闭。高强螺栓紧固在每个节点均遵循从中间到四周的终拧顺序。

高强螺栓连接处摩擦面上的浮锈在安装前用钢丝刷除去，确保贴紧两个摩擦连接面，摩擦系数及扭矩系数值满足规范要求，填写隐蔽记录。

4 结语

通过对该工程超大超重构件的制作和安装施工技术的应用,总结出适用于格构柱钢结构施工的一些技术总结和经验,为类似的工程提供借鉴。

On application of ultra-high and ultra-heavy steel component column workshop construction technique

Wang Meili

(ShanxiSijianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030024,China)

Taking the steel structure workshop of some heavy container of Shanxi Yangquan Coal Group as the example, the paper researches the ultra-high and ultra-heavy steel component column workshop construction technique, illustrates from the manufacture and installation of the steel structures, and sums up some precautions in the construction, so as to provide some reference.

steel component column, manufacturing, installation

1009-6825(2015)01-0098-02

2014-10-24

王美丽(1974- )，女，高级工程师

TU391

A