大型钢结构厂房安装精度控制研究

（中铁十六局集团第四工程有限公司，北京 101400）

1 工程概况

富山基地标准化厂房项目二标段位于南昌小蓝经济技术开发区，包括4 号工业厂房、5 号工业厂房、产品展示中心、应急及服务中心、质量检查间、出库管理房、发运中心、道路及广场、绿化（含整个项目围墙工程）等工程。4 号工业厂房为总装工业厂房，体量最大，建筑面积117 941m2。主体厂房为单层，分为总装车间和生产准备车间。生产准备车间为门式钢架结构，总装车间为桁架结构，车间外侧贴建二层钢框架和钢筋混凝土框架辅助用房，局部贴建单层钢框架辅助用房。

2 钢结构安装整体思路

本厂房项目钢结构种类丰富，含钢柱、钢桁架、门式钢架及钢网架，安装精度要求高。经过多次方案优化，安装分两个阶段进行。第一个阶段采用“分件流水法”安装同类型构件，如钢柱、柱间支撑、钢桁架等；第二个阶段采用“节间综合法”安装特殊结构，如屋面系统。因为总装车间为钢桁架结构、生产准备车间为门式钢架结构、辅助用房为型钢结构，根据结构特点，将项目划分为三个区进行安装，分别为总装车间东部装配Ⅰ区为第一段，西部装配Ⅱ区为第二段，每个段域设一个作业班组，吊装时从北往南顺序安装；生产准备车间东部装配Ⅰ区为第一段，西部装配Ⅱ区为第二段，每个段域设一个作业班组，吊装时从北往南顺序安装；辅助用房为一个段区，分别完成吊装。

3 钢结构安装精度控制关键技术

钢结构构件的制作一般分为工厂下料、焊接组装、预拼装、喷砂除锈等步骤。厂房各构件安装流程如图1。

图1 总装车间厂房钢构件安装流程图

3.1 钢构件生产、运输

本项目的所有钢构件切割、组焊、抛丸、喷漆等工序均在钢构厂中完成，并安排1～2 名质检员驻场把控生产质量。钢桁架在工厂分段制作好后打上样冲眼，节段间匹配制作，以便于现场组装。钢构件在出厂前进行整体或分段分层临时性组装，检查各尺寸是否满足图纸要求，各装配孔位置是否满足安装要求。钢构件运输采取大型运输车辆，构件下方受力点处放置枕木，同时利用固定工具将钢构件固定在车上。

3.2 钢构件安装

3.2.1 钢柱安装

先根据实际测量杯口尺寸，弹出杯口柱底标高控制线，将膨胀螺栓打入杯口侧壁和短柱顶部，将角钢固定到膨胀螺栓上并分别焊接为一个钢架体，然后将箱型柱落入预定标高上，再调整垂直度并焊接。待上部主桁架结构安装完成后，再对杯口进行二次灌浆。

为了防止钢柱的转动，吊装时采用溜绳令钢柱可控。当钢柱吊装好后，立即将螺帽拧紧临时固定，以防止钢柱倾覆，如图2 所示。如果大幅度调整钢柱的垂直度，需使用千斤顶来完成，小幅度调整可通过在座浆墩上加减薄垫片实现。

图2 总装车间厂房钢柱平面吊装示意图

3.2.2 钢桁架安装

工业厂房屋面结构为钢桁架，桁架尺寸包括7.5m、18m、24m、27m、30m 五类，对27m 和30m 的钢桁架分段运输至现场拼装成整体，现场采用双机抬吊、主次桁架分开搭配安装的方案进行施工。首先进行钢柱间钢托架的整体吊装，钢托架桁架就位后，再次检查构件的轴线位移、标高等，确保无误后，再安装钢屋架构件，重复以上检查程序，依次吊装各构件到指定位置，然后空中对接。在主桁架就位后，两榀主桁架之间通过次桁架连接固定，从而形成整体稳定体系。如图3 所示。

图3 钢桁架吊装示意图

3.2.3 钢屋架安装

吊装时先将各段钢屋架放置在地面专制的拼装模架上，用100t 或50t 汽车起重机起吊，两端钢柱处搭脚手架平台，在平台上与钢柱联接。为了防止变形，吊装加专制的格构式扁担梁。柱、钢屋架门架形成后，及时安装柱间支撑、屋面支撑、拉杆及系杆，用安装螺栓紧固或点焊牢，然后再逐一依次焊接，使整个系统成为刚体。

3.3 安装控制要点

3.3.1 钢柱垂直度控制要点

钢柱安装完毕进行柱间支撑安装，严格按照施工图要求依次用螺栓连接。用两台经纬仪安置在纵横轴线上校正钢柱的垂直度，先对准柱底垂直翼缘板或中线，再渐渐仰视到柱顶，如中线偏离视线，表示钢柱不垂直，可指挥安装人员调节拉绳或支撑。在吊装钢梁或安装竖向构件时，还须对钢柱进行复核校正，如图4 所示。

图4 钢桁架吊装示意图

3.3.2 钢桁架就位控制要点

吊装前，必须对钢桁架编号、定位轴线、标高、正反方向及节点板表面质量所在位置等进行全面复核。在钢桁架上安装溜绳、扶手绳，待钢桁架与钢柱连接后，将扶手绳绑紧于两端钢柱上。钢桁架要用四点起吊，吊索角度选用45°～60°。钢桁架校正完毕后，应拧紧钢桁架临时固定支撑和钢桁架两端定位处螺栓，然后及时安装钢桁架的永久支撑系统。钢桁架垂直度、侧向弯曲矢高误差采用手拉葫芦进行调整；相邻钢桁架接头部位中心错位及顶面高差用千斤顶进行调整，如图5 所示。

图5 桁架安装就位过程中微调示意图

3.3.3 连接控制要点

行车梁和钢柱牛腿连接固定采用扭剪型高强螺栓，性能为10.9 级。安装高强螺栓时钢构件的摩擦面应保持干燥清洁，不得在雨中进行作业，用电动扳手控制高强螺栓的紧固程度。连接檩条墙梁用的普通螺栓不得垫两个垫圈。所有安装螺孔禁止采用气割进行扩孔，当板叠销孔超出允许偏差造成连接螺栓不能穿通时，可用铰刀进行修整，但修整后的最大直径应小于螺栓直径的1.2倍，铰孔时应防止铁屑落入板叠缝隙。

4 结语

本项目钢结构施工历时93 天（实际施工时间为70 天），完成了主次桁架共计482 榀，总重量为4 930t，实现了快速精准安装的目的，为以后大型钢结构厂房综合施工积累了施工经验。