随着我国经济的快速发展,建筑行业所用的钢结构越来越多。我国目前广泛应用的钢结构工业厂房施工技术,不但提高了结构抗震效果,更有利于提升了生产厂房的整体质量。因此本文通过福州市某海鲜菇生产线房建项目钢结构工程为案例,总结钢结构工程施工技术要点,具有十分重要的工程实践意义。
1工程概况
项目为福州市某海鲜菇自动化生产线房建工程,该工程总建筑面积:27780.16m2;耐火等级为三级,抗震设防烈度为六度,建筑抗震设防分类标准为丙类,设计合理使用年限为25年。本项目11#包装车间基础为独立基础,地上为钢结构,设计使用年限25年。
2钢结构工程主要施工安装工艺流程
(1)钢结构厂房施工工艺基本顺序:做好施工现场的“三通一平”作业→钢构件进场→吊装设备进场→主体框架总装→檩条等支撑构件安装→钢结构涂刷防锈→屋面系及地面系安装→其余构件安装→内部装饰分项工程施工→施工设备及临时结构拆卸→交工验收;(2)钢结构厂房屋面系安装工艺顺序:前期筹备阶段→屋内主梁吊装及预位→钢结构屋面檀条支撑系安装→天沟安装→防排水管网安装;
3钢结构构件加工制作工艺要点
(1)测量放样:制作样板,并采用金属针刻画放样,以保证样板尺寸的准确性,放样比例为1:1原样放样,直接在作业台上放出大样图,对于不要求尺寸的局部构件,可以一定的比例缩小放样,但同样应保证比例协调准确;(2)下料切割:下料应严格按工艺详图,切割尺寸公差应满足手工误差要求,即±1.5MM误差要求,若采用全自动切割技术,则误差应满足±1.0MM,垂直误差不能超过钢板厚度的5%,如果钢板厚度过大,则以±1.5MM为约束标准,切割边缘应光滑平整,避免出现毛边现象;(3)钢构件成孔及孔位校正:采用氧割、冲孔或钻孔等方式在钢构件表面成孔,通常情况下,钻孔技术在钢结构厂房的成孔施工中最为常见;孔位校正主要有物理校正和化学校正两种;(4)总装:总装采用断焊方式,全断面内的焊缝长度不能超过设计标准的2/3,断焊在全断面内的分布应平衡均匀,确保焊接强度和刚度满足规范要求;对于结构复杂的位置,应提前搭设焊接作业平台,以满足焊接作业空间;(5)焊接:一般使用门式埋弧焊机对组立的H型钢等进行焊接;(6)喷丸除锈和涂抹防锈漆保护:钢构件采用自动喷丸除锈工艺,经除锈后的构件表面应尽快涂抹底层防护漆,以防止返锈。(7)钢构件现场质量验收:现场通过各种试验及检测手段对钢结构整体和局部进行质量验收。
4钢结构基础施工技术要点
(1)为确保上部结构安装质量,预埋时必须严格控制地脚螺栓的布置方位;(2)为了提高螺栓的紧固强度,建议使用经工厂统一预制的钢制模辅助定位;(3)螺栓预位后,及时检查螺栓丝扣标高是否满足规范要求,检测合格后将其焊接于钢筋网上,实现二者的刚接;(4)为了保护好紧固螺栓表面,避免螺栓受损,应在螺栓外表面加装保护壳。
5钢结构安装工程施工技术要点
5.1施工准备阶段
(1)钢结构吊装前,应按照构件明细表,核对并检查验构件进场质量情况;(2)就钢结构厂房基础和预埋件等隐蔽工程而言,应详细校核构件轴线位置、标高偏差、平整度指标等,并使用墨盒弹出定位线;(3)还应注意的是,在钢结构和基础的测量过程中,为了保证测量标准的统一,应使用相同的测量辅助工具。
5.2钢结构安装
(1)本钢制厂房中使用的钢构件采用两台12t级汽车吊吊装,零星小型构件采用人工吊装方式,承重钢柱采用旋转吊装法吊装,考虑到主梁的跨径较大,为了控制高空作业风险,应提前在地面完成组装,再整体吊装就位,吊装过程中应配合人工辅助调整,钢梁扶正采用两点平衡法;(2)为了保障吊装作业过程中的安全性和连续性,应提前设计吊装顺序,吊装过程中严格遵照顺序开展吊装作业;(3)承载钢柱吊装阶段应配合钢柱位置的校正及钢梁拼装就位;(4)承载钢梁吊装过程中,两榀间的横向系杆应在承重钢柱和钢梁校正以后及时安装,以保证主体结构的稳定性;(5)檩条、墙梁、支撑系、拉条及隅撑等附属构件应在主体结构吊装过程中同步完成,且不同构件可交叉同步完成;
5.3钢柱的吊装与校正
(1)承重钢柱吊装工艺同装配式钢筋混凝土承载柱类似,现场为了提高吊装作业效率,拟通过人工辅助提升预位,构件预位后使用螺旋法吊装就位,具体吊装示意详见下图1所示:(2)起吊过程中,将绑定可靠的承重柱匀速起吊,吊至离地面0.2m位置后稳定,专人检查吊索和吊钩固定情况,及时开启回转刹车系统,将承重钢柱放置到距离安装作业面约40-100mm,瞄准基准线,现场引导吊装机械下降,将承重柱准确插入锚固螺栓上,并做好固定,承重钢柱通过初步校准以后可使起重机脱钩,在校正过程中随时观察底部和标高控制块扎之间是否脱空。(3)承重柱竖向校准,使用经纬仪现场校准竖向承重柱的位置,确保竖向承重柱的中线偏差距离不超过3m,现场校准示意详见下图2所示:
5.4钢梁的吊装与校正
(1)钢构件运抵施工现场应先拼装再吊装。承重钢梁翻身起板应采用两点平衡法,同时配合人工辅助;(2)承载钢梁翻身后在正式起吊前应先试吊,做到各吊点位置受力均匀,旋转至设计位置后,经人工辅助拉动提前扣至承载梁上的调控绳索,转动预位后,使用板钳固定承载梁孔道,并使用高强螺栓固定孔道;见以下图3为钢梁的起吊示意简图;(3)首榀承载钢梁应增设四道临时支撑揽风绳,二榀后的承载梁应使用屋面檀条和横向连系梁补强,考虑到本项目的横向跨径较大,跨度达24m,故应至少布置5道临时加固构件,通过吊线法检测其中垂直度,保证竖向垂直度满足规范要求,钢结构临时支撑加固设施详见下图4所示:(4)钢梁吊装过程中应配合承重钢柱校核,主梁布置完成后才可松开缆索,此外,还应加强对钢梁屋脊线的现场控制能力。
5.5柱底板垫块安装及二次灌浆施工技术要点
(1)在承重钢柱安装阶段,为了调整承重柱高程,建议在底部端头处布设垫板,一般情况下不考虑垫板对承重柱自重的影响;(2)基础混凝土结构表面高程和承重柱底板高程差与垫板厚度相等,据此可得到垫板使用数量,底部垫板由锲铁和垫铁组成。(3)钢结构主体吊装完毕后,方可注浆,且灌浆砼标号比柱砼标号高一级。
5.6高强度螺栓施工方法
(1)承载钢梁及承重柱连接件均采用高强螺栓连接,高强螺栓安装时应保证安装接触面清洁平整,禁止在雨天环境下安装高强螺栓;(2)紧固顺序应从中心向边缘拓展,先紧固主体结构再紧固次要结构,H型钢板紧固应遵循上翼缘、下翼缘及腹板的次序,梁柱连接点紧固顺序为上节点、下节点及中节点;
6檩条及支撑系统的安装
(1)檩条、横向支撑系应与主体钢结构吊装作业同步进行,满足交叉作业的可交叉进行;(2)本钢结构主体工程的承重柱间距为6m,檩条可借助滑轮实现省力安装,安装过程中,螺栓孔位置应校对准确,紧固力大小适中。结合檩条大小及紧固位置,依靠人力将其拉至屋面或墙体立面的对应位置;(3)吊装完毕后,应及时调整构件水平及垂直度指标,以保证各构件定位的准确性,结合结构特点安装承载柱间的水平支撑系。微调横向连接系的紧固情况,适当放松一侧连接强度,当调整竖向柱达到垂直状态时,再次紧固连接系,应合理控制紧固强度,以避免紧固力过大而出现局部应力集中问题;(4)通常情况下,梁隅撑均由地面连接至顶梁,吊装完成后方使用高强螺栓与屋面的檩条连接。台度角钢使用膨胀螺栓紧固,山墙角钢直接固定在山墙檩条以下的翼沿上;(5)在屋墙面系杆和拉杆安装过程中,应适当调整檩条的水平度,及时纠正檩条的局部弯、扭曲变形。
7结论
钢结构依靠大跨径、轻质、施工效率高等优势,被越来越多的应用于工业厂房建设。钢结构施工技术人员,应不断的学习和提升钢结构专业知识,撑握好钢结构工程安装工艺流程,控制好加工制作的技术要点,不断从工程实践中总结工程施工技术经验,才能在施工过程中,抓住钢结构质量控制关键点,不断推进钢结构工程施工技术的进一步发展。
参考文献
[1]朱朝应.钢结构工程施工质量控制技术分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2020(01):168-169;
[2]郭思岐,邢刚,杨隆庆,樊锟,陈恩.大体量钢结构工程跨冬季施工技术要点探析[J].中国建筑金属结构,2020(07):72-73;
[3].填补钢结构工程领域标准空白为规范安全施工提供技术支撑——中国工程建设标准化协会标准《建筑钢结构工程施工安全技术规程》编制组成立暨第一次工作会议召开[J].工程建设标准化,2020(07):85+89;
《厂房建筑项目钢结构工程施工技术要点》来源:《四川水泥》,作者:林焕强