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大型钢结构厂房钢结构的制作与安装施工技术
发布时间:2018-5-8  作者:魏 琨  来源:《中国高新科技》杂志  浏览量:1236
摘要:文章首先针对我国钢结构厂房发展情况进行了分析,明确了其具有广阔的发展空前,其后根据钢结构厂房施工实践经验,提出从钢构件制作和安装两个方面展开施工技术要点分析,最后就惠州物流基地中油建维保基地钢结构设备维修区的施工展开了具体论述,以期为类似工程提供重要参考。 关键词:焊接工程;钢结构制作;半成品存放 

1 我国钢结构厂房发展情况

近年来,我国建筑钢结构行业发展迅猛,据钢结构分会统计,2015年我国房屋建筑钢结构占总体钢结构比例最高,约为60%,桥梁钢结构占比12%、非标钢结构16%,占比最低的是塔桅钢结构。

由上述数据分析可知,钢结构的主要增量来自房屋钢结构的应用,其主要与我国大力推广发展装配式建筑的政策导向有关,如:2016年2月6日国务院印发的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》、9月27日国务院办公厅印发的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发〔2016〕71号),均提出要大力推广装配式建筑,力争10年左右装配式建筑在新建建筑占比达30%。

钢结构厂房是装配式建筑的重要形式之一,由于所有构件基本可采取工厂制作、现场拼接安装的施工方法,因此施工周期短、综合效益好,同时随着防火、防腐新产品的不断研发,钢结构抗腐蚀性差的问题得到了较好解决,钢结构厂房施工技术体系逐渐走向成熟,成品质量可靠,具有广阔的发展前景。

2 厂房钢结构制作安装施工技术要点

根据钢结构厂房施工实践分析可知,其质量好坏主要取决于两大因素:(1)构件制作质量;(2)现场拼接安装质量。基于此,文章主要从钢构件制作和安装两个方面着手,具体分析了厂房钢结构施工技术要点。

2.1 厂房钢结构制作要点

钢结构一般预制工艺流程如下:放样→下料→拼板、切割、组立→埋弧焊接→钻孔→组装、矫正成型→零配件下料→制作组装→焊接和焊接检验→防锈处理、涂装、编号→构件验收出厂。

在钢结构制作中,需合理选择加工方法、设备,规范开展每一道工序作业,重点抓关键工序、关键零件,做好构件检测、验收工作,切实保证构件质量满足要求。以焊接工程为例,其是钢结构制作的关键环节,必须根据钢结构构件合理选择焊接方法,多数采用自动埋弧焊机、半自动气体保护焊机,个别部位手工施焊,规范开展焊接作业,严禁出现焊瘤、夹渣、气孔、焊缝尺寸偏差大等质量问题,一、二级焊缝按要求进行无损检测。

2.2 厂房钢结构安装要点

钢结构安装施工方法众多,国内常见的有高空散装法、分条(块)安装法、高空滑移法、整体吊装法、整体提升法等,表1列举了几种厂房钢结构安装方法的适用情况。

1 几种厂房钢结构安装方法的适用情况

方法

安装施工

适用范围

高空散装法

在设计位置对小拼单元/散件进行总拼,包括全支架安装、少支架悬臂安装

(1)适用于任何形状空间结构的安装,不适合高度/跨度大的空间结构,需耗费大量支架,经济性差;(2)适用于节点形式为螺栓球节点的三角形网壳结构

分条(块)安装法

条(块)单元在地面拼装、设计位置连接总拼

适用于分割后结构刚度、受力变化较小的中小型网格结构,安装高度不宜过大

高空滑移法

分条单元通过滑轨上单条滑移至设计位置总拼

适用于建筑平面为矩形、梯形或多边形等网架

整体吊装法

构件在地面总拼,起重机吊装就位

适用于中小跨度、曲面型的空间网格结构,适合工期短或拼装场地有限制的情况

整体提升法

构件在地面拼装,整体提升至预定位置安装就位

适用于下部为周边支承的大跨度网格结构,同时具备使用大功率起重机械的条件

在钢结构厂房安装施工中,必须要考虑结构受力情况、构造特点、施工技术条件以及场地条件等诸多因素,在满足质量、安全、进度等要求的前提下,合理选择安装施工方法,确保技术可行、成本可控,从而取得最佳的综合效益。

3 实例分析

3.1 工程概况

惠州物流基地位于大亚湾湾顶,霞冲以西,澳头港以东。根据惠州物流基地总体规划,油建维保基地布置在惠州物流基地内L2区块的东南角。本工程主体项目为维修车间,长115.8m、宽36m、建筑面积5089.85m2,建筑总高度16.4m,分2个功能区——设备维修区、办公区。本工程设备维修区为单层双跨门式钢架结构,地面均布荷载10t/m2,其内设有1台10t-16.5m桥式起重机及1台32t-16.5m桥式起重机,耐火等级二级;办公区为提供现场办公、休息的辅助用房,设置于车间西侧,为混凝土框架结构,建筑层数4层,层高3.9m,建筑总高度15.75m。其功能包括工具间、人员休息间、办公室及卫生间等。

3.2 钢结构制作

本工程钢结构制作流程如图1所示,具体制作要点如下:

 

 

  

1 制作流程图

3.2.1 放样号料与切割

严格按照施工图进行放样,气割下料,预留好加工余量;切割前将钢材表面切割区清理干净,切割后确保无裂纹等,偏差在允许范围内。

3.2.2 矫正与成型

采用冷矫正、冷弯曲方法,对切割后钢材变形进行矫正,偏差满足表2的要求。

2 钢材变形矫正允许偏差(单位:mm)

项目

钢板局部平面度

型高弯曲矢高

垂直度

t≤14

t>14

角钢肢

槽钢翼缘对腹板

工字钢、H型钢翼缘对腹板

允许偏差

1.5

1.0

l/1000,且≤5.0

b/100双肢栓接角钢的角度≤90

b/80

b/100,且≤2.0

注:t-切割面厚度。

3.2.3 边缘加工

采用手砂轮打磨加工方式,主要部位包括:构件外露边缘;焊接边缘;直接传力边缘。允许偏差要求见表3。

3 边缘加工允许偏差要求

项目

零件宽、长

加工边直线度

相邻两边夹角

加工面垂直度

允许偏差

±1.0

l/3000,且≤2.0

±6°

0.025t,且≤0.5

3.2.4 制孔

采用磁力钻/台钻进行钻孔施工,制孔等级为C级螺栓孔,允许偏差要求见表4,若是检查发现螺栓孔尺寸偏差抄表,严禁以钢板直接堵塞,可在补焊后重新钻孔。

4 C级螺栓孔允许偏差(单位:mm)

项目

直径

圆度

垂直度

允许偏差

+1.0

0.0

2.0

0.03t,且≤2.0

3.2.5 检验验收

构件焊接后、出厂前均需做好检验验收工作,切实保证构件制作质量满足要求。

3.3 钢结构安装

3.3.1 半成品运输

本工程钢构件统一在工程完成半成品的制作加工,主要加工工序有连接板、加劲板焊接、钻孔、防腐等。半成品出厂验收合格后,分批运输至施工现场,为保证构件运输安全,以枕木、木枋等将构件与底层、构件与构件相互隔离,以免防腐层因为频繁摩擦而出现损坏的情况。

3.3.2 半成品存放

钢构件半成品运输至施工现场后,若是条件允许可直接吊装,若是无法立即施工,则需将其堆放在指定位置,要求堆放整齐,防止足够的枕木/木枋。

3.3.3 钢结构安装

1)安装准备工作。在钢结构安装施工前,需做到构件与安装支座(牛腿)位置的安装控制线已标明、混凝土强度达设计要求、基础通过验收并中间交接,具体允许偏差要求如表5所示;施工机具准备到位,完成焊机电源、电流调试,确认吊车行驶道路压实。

5 中间交接允许偏差(单位:mm)

项目

建筑物定位轴线

基础上柱

地脚螺柱(锚栓)位移

相关场地

定位轴线

柱底标高

允许偏差

L/20000,且≤3.0

1.0

±2.0

2.0

±200mm(回填土夯实)

2)钢结构安装。具体要点如下:管廊钢结构安装需遵循“主梁→次梁→垂直、水平支撑系统”的顺序,从下至上、先主梁后次梁,安装次梁时需先两端后中间,主梁点焊临时固定,两端最近次梁与主梁临时普通螺栓连接;螺栓安装,采用高强度螺栓,必须使用配套螺母、垫圈,保持构件磨擦面干燥,高强度螺栓穿入孔内时严禁采用强行敲打的方法,当天安装的螺栓当天终拧完毕。

4 结语

综上所述,在我国工业厂房建设中,钢结构因其跨度大、自重轻、安装便捷等优点被广泛应用。根据实践可知,钢结构从原材料采购、构件制作到现场安装,均有着十分严格的要求,必须根据项目实际情况,合理确定钢结构制作要求,综合考虑工程质量、安全、工期、成本等多方面因素,制定最优安装方案,切实保证钢结构厂房施工圆满完成。

参考文献

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[2]丁怀鑫,牛会勇,金万浩,等.空间多牛腿式铰接网格结构安装技术研究[J].钢结构,2016,(7).

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[5]李欣云.大型钢结构厂房施工监理控制要点[J].工程建设与设计,2007,(4).

收稿日期:2018-03-18

作者简介:魏琨(1982-),男,河北张家口人,中海油能源发展股份有限公司管道工程分公司工程师,研究方向:建筑施工。

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