大跨度钢结构厂房屋架梁精确安装技术研究.pdf

大跨度钢结构厂房屋架梁精确安装技术研究吴建平张之纯朱加恺(中铁三局集团建筑安装工程有限公司山西 太原)收稿日期:作者简介:吴建平()男陕西商南人本科高级工程师主要研究方向:房屋建筑 钢结构摘 要:针对大面积钢结构厂房施工过程中钢结构构件数量多、吊装工作量大、安装精度要求高等问题结合银川经济技术开发区年产 单晶硅棒项目、单晶厂房钢结构工程对大跨度钢结构厂房屋架梁精确安装技术进行研究重点介绍了钢结构条形码智能管理关键技术、基础预埋件安装关键技术、屋架梁保护式平衡吊装关键技术等技术的原理、操作要点、产生的效益等内容应用表明采用该技术保证了构件准确有序的供给和安装提高了钢柱基础的安装精度有效保障了屋架梁安装过程中的平整度和安全性取得了较好的技术和经济效益关键词:钢结构厂房屋架梁条形码基础预埋件可调式吊具中图分类号:文献标志码:文章编号:():/引 言随着我国冶金行业的快速发展钢结构厂房在有色金属加工厂、轧钢厂、机械厂和化工厂等重型工业建筑工程中的应用日益增多 同时对于大跨度钢结构厂房逐步呈现出钢结构体量大、跨度大、面积大、结构复杂等特点 针对大面积钢结构厂房施工钢结构构件数量多、吊装工作量大对其安装精度要求高尤其对于存在大跨度屋架梁的情况 考虑存在施工场地狭窄、场地不平整等复杂环境因素如何从钢结构进场就做好管理工作以及如何做好混凝土基础、钢柱、平台梁、屋架梁等在浇筑、预埋、吊装或安装阶段的质量控制显得至关重要 工程概况银川经济技术开发区年产 单晶硅棒项目分为、单晶厂房两部分单晶厂房占地面积 建筑面积 其中 轴为单晶车间整体 层局部 层建筑高度 轴为机加车间建筑高度 轴为切片车间建筑高度 单晶厂房建筑占地面积 总建筑面积 厂房主要为一层局部夹层本工程 号、号建筑(车间)为钢结构框架结构体系 门式刚架体系单晶区主要柱网 层高、层为 层为 主结构屋面为钢结构屋面机械加区柱网 /采用单层门式刚架柱顶标高 切片区柱网为 采用单层门式刚架带局部夹层柱顶标高 号建筑为 层混凝土框架结构的食堂及办公楼 号建筑为光伏非机动停车棚 号建筑为泵房及水池、号建筑为单层框架结构的门卫室 号建筑为单层门式刚架结构的硅泥棚轻钢屋盖四周无墙体柱顶标高为 主要柱网为 技术原理 钢结构条形码智能管理关键技术钢结构构件进场后采用条形码扫描系统扫描构件铭牌上的条形码将条形码数据读入计算机系统进行分类、统计、分析、处理此时计算机读入构件的状态为未安装 构件安装时需再次扫描条形码以消除构件未安装状态此时计算机读入构件的状态将变为已安装 现场安装的条形码系统与工厂的条形码系统统一条形码读入计算机系统后立即自动转入公司 材料模块然后传输到工厂及中转场地的 系统使得工厂及现场二者之间的材料管理形成计算机网络化系统 图 为钢结构条形码智能管理工作原理图 钢结构条形码智能管理工作原理 基础预埋件安装关键技术采用与基础预埋件(柱脚锚栓)配套的锚栓支架并结合基础底部定位线将预埋件进行初步定位预埋件初步定位后采用角钢焊接形成稳定结构撤除锚栓支架原柱脚锚栓的螺纹需重新包装保护避免螺纹外露造成损伤预埋件完全固定稳定后及时进行混凝土浇筑浇筑时在混凝土内部嵌入与柱脚抗剪键同体积大小的塑料泡沫在钢柱安装前取出泡沫、撕开锚栓保护膜即可 图 为基础预埋件安装示意图图 基础预埋件安装示意图 屋架梁保护式平衡吊装关键技术采用定型化可调式吊具对屋架梁进行多点平衡吊装控制吊装前的吊点位置及校正吊装中的吊点变化 该吊具主要由两道 型槽钢和三道工字钢横梁构成三道工字钢横梁两端嵌入滑移模组内滑移模组位于槽钢内槽钢直接作为滑动空间两侧横梁为可移动式中间横梁作为钢结构构件的主吊杆固定于槽钢内可调式吊具中部工字钢横梁上直接配备了遥控式电动葫芦电动葫芦以工字钢翼板作为支撑可随时调整吊点的横向位置作为吊点四组吊绳通过自制工具式保护吊耳与屋架梁对称连接可有效防止吊装过程中屋架梁构件因应力集中发生变形保证吊装过程中屋架梁的平整度和安装精确度 图 为可调式吊具吊装示意图图 为滑移模组结构示意图图 为微型电动葫芦安装示意图图 为工具式保护吊耳结构示意图图 可调式吊具吊装示意图图 滑移模组结构示意图图 微型电动葫芦安装示意图图 工具式保护吊耳结构示意图 工艺流程及操作要点 施工工艺流程施工工艺流程见图 图 大跨度钢结构厂房屋架梁精确安装施工工艺流程图 操作要点 钢柱安装)基础预埋件安装()采用与基础预埋件(柱脚锚栓)配套的锚栓支架并结合基础底部定位线将预埋件进行初步定位安放后再次进行水平和标高的调整 安装现场见图 图 锚栓支架安装()预埋件初步定位后采用角钢焊接形成稳定结构撤除锚栓支架原柱脚锚栓的螺纹需重新包装保护避免螺纹外露造成损伤()预埋件完全固定稳定后及时进行混凝土浇筑浇筑时在混凝土内部嵌入与柱脚抗剪键同体积大小的塑料泡沫在钢柱安装前取出泡沫、撕开锚栓保护膜)钢柱安装 对预埋件柱脚锚栓轴线位置、标高及锚栓的伸出长度进行复核清理锚栓螺纹的保护膜对保护膜破损的锚栓应用胶带重新进行绑扎同时检查螺纹的丝口是否完好采用旋转法吊装钢柱 安装现场见图 图 钢柱安装 屋架梁保护式吊装在临时胎架上固定好两侧 型钢滑槽至同一水平面利用 型钢滑槽顶面的吊耳调整纵横向位置将电动葫芦串入工字钢横梁内在工字钢横梁两侧安装滑移模组及固定模组先将安装固定模组的工字钢横梁滑入 型钢滑槽的正中间利用插销或焊接完全固定再在两侧同步将安装滑移模组的工字钢横梁滑入 型钢滑槽内最后在两端安装封板在钢柱间平台梁安装后、屋架梁吊装前对钢柱标高进行复测确保无误后再进行吊装 吊装机械通过主吊钩经吊绳与可调式吊具上的吊耳连接固定通过滑移式前、后横梁上的微型电动葫芦调节吊具下吊绳间距由四组吊绳通过自制工具式保护吊耳与屋架梁对称连接 屋架梁测量定位固定吊装至设计位置后采用人工手扶的方式落位落位后采用铅垂和靠尺进行检测不合格则进行重新起吊落位直到通过检验为止初步固定屋架梁对屋架梁板底标高进行复核包括跨中垂直度的测量校正、轴线位置偏移的测量校正、屋架挠度的测量校正等 图 为屋架梁安装现场图 为屋面系统安装现场重复上述步骤继续安装下一榀钢柱、屋架梁以及平台梁等剩余构件屋架梁的安装误差应满足表 中的要求图 屋架梁安装图 屋面系统安装表 屋架梁安装允许误差序号项目标准梁两端顶面高差/且 主梁与梁面高差 跨中垂直度/挠曲(侧向)/且 效益分析 技术效益)与传统钢结构管理技术相比本技术采用条形码智能管理系统对钢柱、屋架梁等钢结构构件进行分类、统计、分析和处理通过与现场 系统材料模块连接形成网络化系统保证了构件准确有序的供给和安装具有高效化施工、智能化管理等特点)与传统钢柱基础预埋技术相比本技术采用柱脚锚栓与锚栓支架进行初步定位角钢焊接后形成稳定结构混凝土浇筑时嵌入等体积塑料泡沫形成柱脚抗剪键保证了钢柱基础的稳定性和垂直度为上部结构屋架梁的精确安装奠定了基础具有定位精度高、预埋精细化等特点)与传统屋架梁吊装技术相比本技术采用定型化可调式吊具 工具式保护吊耳安装屋架梁定型化可调式吊具制作成本低具有高精度、高效率、高效益、多点平衡可控(可以控制吊前位置和校正吊点过程变化)等特点工具式保护吊耳可有效防止屋架梁吊装过程中的结构变形和损坏综合技术效益显著 经济效益)锚栓支架、工具式保护吊耳等主要材料构件采用现有设备或废旧材料改造而成可多次重复使用周转利用率高定型化可调式吊具等部分构件采用单元式现场拼装安拆快捷施工速度快时间成本缩减产生了良好的直接经济效益)条形码智能管理系统实现了现场钢构件的智能化管理有利于大体量钢结构的高效利用避免了因钢结构构件长时间闲置或场地占用导致的不必要经济损失产生了良好的间接经济效益)定型化可调式吊具 工具式保护吊耳的高效综合利用保障了屋架梁的安装精度避免了因构件位置偏差过大影响整体质量造成二次返工同时降低了后期维修费用也产生了良好的间接经济效益)综合测算与传统施工技术相比本技术可节约工期左右降低工程造价 在保质保量的前提下实现了大跨度钢结构厂房屋架梁的精确安装综合经济效益显著 社会效益)本技术采用钢结构条形码智能管理系统提高了施工现场管理效率有助于促进建设行业与现代化互联网技术的高度融合提升建设行业的智能化、自动化施工水平)定型化可调式吊具 工具式保护吊耳等关键技术相辅相成有效保障了屋架梁安装过程中的平整度和安全性避免了因吊装失稳引发安全事故对社会造成不良影响)钢结构具有强度高、质量轻、标准化等特点同时可回收利用率相对较高具有节能减排、绿色环保的施工特点符合建筑工程中的“四节一环保”理念综合社会效益显著 结 语工程应用表明:大跨度钢结构厂房屋架梁精确安装技术实现了屋架梁等钢结构构件的高效自动化管理以及屋架梁的平整吊装和精确架设解决了钢结构构件数量多、吊装工作量大、安装精度要求高的难题有效提高了大跨度钢结构厂房屋架梁的架设质量经济、社会和生态效益良好:参 考 文 献:铁路专用线储煤车间工程钢结构单元滑移施工方案.尹华松王重秋马国昌等.定型化可调式吊具预制装配式叠合板安装技术研究.低温建筑技术():.王重秋尹华松连亮亮等.预制装配式叠合板吊装用定型化可调式吊具及其施工方法:.(上接第 页)超大体积混凝土养护在大体积混凝土降温期间及降温后一段时间内利用温水进行养生并用塑料薄膜及麻袋将其覆盖持续进行温度实时监测获取混凝土内温度在各龄期的变化数据及时调整方案实现动态养护达到温控防裂的目的 结 论本文结合中铁卓越城项目五期一标段楼总部大楼基础筏板工程简述了智能控制自动测温冷却大厚度筏板施工技术原理、设备选择及监测点布置、操作要点等内容该技术取得主要效益如下)超大体积混凝土利用水循环冷却强制温控手段解决混凝土温度裂缝防治的难题)选择内埋热电偶电子测温计进行温度监控使混凝土养护的“内降”和“外保”更加信息化、智能化:参 考 文 献:张福云刘振东李焕玉等.大体积混凝土循环水降温施工工法.程华旭梁东刘余德等.大体积混凝土冷却循环水温控措施.张贡涛刘凯仕陈长明.超大体积混凝土内部循环水温控工法.苏岳松李俊界张小奎等.大体积混凝土施工降温措施研究.建筑技术开发():.林勇.大体积混凝土筏板降温施工技术研究.价值工程():.