造纸行业联合厂房排架柱及钢结构屋盖施工技术总结

造纸行业联合厂房钢结构及屋盖施工技术一、工程概况：山东晨鸣纸业15.3万吨高档铜版纸联合厂房建筑面积176804平方米，占地面积180000平方米，结构形式为干作业成孔钻孔灌注桩承台基础、框排架结构。由中国轻工业上海设计院设计，工程总投资18亿元。2000年12月6日开工建设，2001年9月28日达到厂房封闭条件并交付设备安装，2002年4月28日投产运行。联合厂房东西长417.63米，南北方向233.52米。分为造纸车间、涂布车间、完成车间三部分，通过连廊联系在一起组成联合厂房。本工程钢结构主要包括造纸车间、涂布车间、完成车间和浆板及辊筒储存车间的钢吊车梁、钢屋架的制作、安装，以及屋面金属复合彩板的安装。钢吊车梁为H型钢结构，制作工程量约1000吨；钢屋架为变截面H型钢结构（部分为拼装），最大跨度为27米，制作工程量约1200吨。本工程的钢结构场地根据现场特点及业主要求，采用现场加工。二、工程特点、难点分析：1、体量大，工期紧，项目组织难度大。晨鸣15.3万吨高档铜版纸联合厂房工程，建筑面积近18万平方米，自桩基开始至交付设备安装仅有九个月工期，总共需浇筑混凝土90000立方米，耗用钢材11000吨（其中钢结构2200吨），三个车间同时开工建设。2、工序纵横交错、工期紧迫。钢结构部分分布范围广、各段落相对独立、施工焊接量大、安装量90%在屋面部分，因此采取分段落、分机械、分层次组织两个相对独立的结构安装段负责各自区域的钢结构施工。施工工期极为紧迫，如在预定时间内达不到厂房封闭条件，必将影响室内行车及后续主要设备基础板的施工。3、项目边设计边施工，工程技术及组织准备时间短。由于市场的要求，造纸厂工程的设备订货、工程设计、工程施工往往同时进行，施工图设计随着施工的进行及设备的选定而逐步出台，各种设计变更、技术核定单数量极大，必须及时准确的掌握这些变化来指导施工，工程施工管理必须充分发挥管理要有预见性的特点，根据对工程类型的了解，提前做好人、材、机的准备。三、施工技术措施2.8、钢结构工程2.8.1、 钢结构工程概况1） 、钢结构部分主要是充当厂房屋盖系统，结构形式为门式刚架。屋面上为钢梁、屋面廪条及彩钢板屋面。2） 、工程特点及针对性措施2.8.2、 主要机械及其配备机具型号数量产地起重龙门吊QN10t1台武汉型材调直机3150KN3台上海剪板机Q34-252台南京自动切割机S2614台安徽手提式单向电钻J12-234把武汉角向砂轮机SJ-100A12把武汉电弧气刨机B81120A2把武汉卷扬机JJM-106台徐州机械千斤顶YQ10t8台徐州气体保护焊机NBG-3004台南通硅整流电焊机AX-32024台南通超长载重汽车JY10T3辆日野轮胎汽车吊QY25T1台徐州轮胎汽车吊QY50T2台日本水准仪SI33台苏州经纬仪DJ2-26台北京2.8.3、钢构件的加工制作与验收(按现场制作方案考虑)、制作工艺流程(1)、施工准备-原材料验收进场-钢平台及专用工具的制作-放样、制作胎模、样板f号料、零件加工制孔f焊接f检验校正f分段体组装焊接f结构校正f(喷砂除锈或其它方法除锈)-成品验收、复测、修补-喷涂或刷涂-验收打钢印(2)、屋面保温复合板为工厂制作。(3)、每道工艺施工结束后进行自检，并做好自检记录，再交下一步工艺施工。、主要工序的质量保证措施、施工准备A、 成立专职施工制作班组，组织进行图纸审查，核对工程量各构件的相互关系，以及每组接头的细部尺寸。在吃透图纸的基础上，制定合理可靠的施工方案，及工艺施工，做好交底，使每个施工人员严格遵守执行。B、 组织好各类人员的岗前培训工作，各工种人员均必须持合格的证件上岗。C、 做好工、器具的盘点及校验工作，进场工、器具必须有良好的使用性和安全性能，大型机械进场的保养与性能检测。D、 结合运输和安装现场的实际情况，控制构件的制作进度，并视安装情况确定各构件的先后制作顺序。(2)、原材料验收进场A、 检查材料是否有出厂合格证，质量检测报告及说明等，并按批量进场量进行抽样送检复核。B、 检查钢材表面的锈蚀、麻点或刻痕等缺陷是否在规范范围内，并清理验收合格后分批，分类堆放，做好标记及记录。C、 对采用的钢材和焊接材料，组织本工程选用的焊工及焊接机械，按焊接工序指导书及焊接工艺对其进行取样焊接，并做好焊接工艺评定报告。D、 经以上A、B、C三项的验收合格的材料可以进场入库，对电焊条等焊接材料，视湿度情况采取烘培等举措。、制做施工用钢平台等专用工器具A、 本工程待制作的钢屋架（钢吊车梁）外形尺寸比较大，长度为max=30m,高度为2.3m，屋架单件重max=8T，因此对施工的钢平台制作要求也比较高。根据本工程所用材料的具体情况（均为钢板），本方案选用钢胎模平台，平台框尺寸为6000x32000m（吊车梁平台可以为7000x8000m），由槽钢〔#，钢板6=18mm组成，制作组数为2组，20以保证8-10榀屋架则生产成型。采用3*8制，息人不息机的办法来提高施工速度，以确保施工总工期。所有板材的划线、号料、组织等工序全在钢平台上进行。B、 特制螺栓夹紧器、槽钢夹紧器、矫正夹紧器、杠杆螺栓拉紧器、正反丝扣推撑器、对接支撑台等专用设备以便焊接施工时产生的变形收缩得以有效控制。具体施工方法及专用设备的制作详见各图表及用途说明。（4） 、放样、制作样板A、 在施工平台上，按1：1比例绘制制作构件大样图，标明每个构件的尺寸，结合设计图纸检查，核对设计尺寸与实际大样尺寸是否相符，发现不符的应结合设计单位、监理单位、甲方三方共同研究、制定修改方案。B、 样板用6=0.5〜0.75的铁皮或塑料板制作，样板上标明工号、图号、零件号、数量及加工边、坡口、弯折线弯折方向及孔径和收缩余量等其它需标明线位。C、 放样样板的允许偏差：平行线距离和分段尺寸±0.5mm;对角线差1.0mm;宽度长度士0.5mm;加工样板的角度士20'。并且样板必须保存好，直至工程结束后方可销毁。（5） 、号料、下料及零部件的加工制作A、核对好图线与样后，便可按大样中反映的各尺寸进行号料下料，根据本工程特点（T”型变截面梁）采用“颠倒”式号料法，以保证材料的损耗量达到最低极限。号料零件的外形对偏差在±1.0mm范围内，以确保整体制作质量得到控制。B、 根据材料厚度和切割方法放出适当的切割余量。当材料厚度＞12mm时即屋架的上下翼缘6=18mm。采用S261型自动切割机进行切割。气割宽度，长度尺寸编差士0.3mm切割平面度在0.05x18=0.9mm以内；局部缺口深度在1.0mm以内。腹板6=12mm，采用Q34-25剪板机进行剪切即可，偏差值同上。利用B81120A型电弧气刨机进行坡口的气割。C、 清理加工表面的飞刺、割渣等，确保零件表面质量。构件螺栓孔的加工利用J12-23型手提式单向电钻，按样板图样进行施工。按规范要求进行检验复核，分类存放转入下道工序的施工。（6）、焊接及焊接变形的控制保证措施焊接方案有两种：方案一，根据钢结构屋架（吊车梁跨度、重量小，施工工艺相同）的实际外观尺寸，整体一次性焊接成型、其存在以下缺点：①施工时翻身较困难；②构件长度方向焊缝较长，容易产生极大的扭曲变形及收缩变形，应力消除困难，校正也较能控制。所得重量不易保证控制。方案二：分段件接后拼装成整体，以存在以下的优点：①分段件焊接时，焊缝长度较短、变形量也较小；②分段件焊接容易经常翻动，使焊接弯曲变形能相互抵消；③分段件后适宜采用半自动焊接，施工速度快，质量也较好；④局部校正较易控制质量。根据钢结构屋架（吊车梁不具备代表性）的实际外观尺寸，由于构件超长，容易产生扭曲变形，加之由钢板焊接而成，焊接量大，容易产生焊接变形及收缩，给校验带来极大麻烦，这样整体一次性焊接成型施工难度大，质量不易保证控制。选用分段制作后整体拼装，这样焊接变形量小，而且分段件容易经常翻动，使焊接弯曲变形能相互抵消，另外采用半自动焊接速度也快，质量也好。纵上述分析采用分段焊后拼接成整体方案比一次成型更科学合理，更具可行性，所以选用分段焊接成型方案执行。A、 焊接施工顺序的确定及焊接方法：由中间向两端对称焊接，四台机械同时施焊，这样使焊接极大减小，而变形量都趋势于由中间向两端，只有原有的1/4变形量。B、 在钢平台上设置间距为2m左右的螺栓夹紧器以确保屋架，弦杆的焊接变形。利用槽钢夹紧器来腹板的对接及拼装梁的对接，保证腹板的错边量拼装接头的平直度及扭曲度。C、 利用杠杆螺栓拉紧器（与花蓝螺栓相似及正反丝推撑器组合）来控制腹板的侧弯矢高与腹板的局部不平直度。D、 利用矫正夹紧器来控制保证屋架上弦的平面度。再利用角铁或撑杆来确保弦杆的倾斜度得到控制。E、 焊接时一定要采用引弧板与垫板，垫板及引弧板与母材相同材质。垫板设置为8mm，宽度为50mm，引弧板为50mm长引弧长为30mm。F、 正式施焊前，先采用点焊连接固定冷却后连接焊。点焊是为进行零构件的定位。位置在焊道内，且分布在焊道的两侧对称位置，点焊长度为25mm间距为300mm，点焊高度不超过焊缝宽度的60%。G、 点焊完成后，用四个焊工利用小直径焊条由中间向两端对称施焊底缝。焊底缝为齿形。施焊完成后，进行焊渣清理检验。在修补缺陷后待钢板冷却，再用半自动焊机采用对称式中间向两端施焊。H、 同样待中部迭焊冷却后，检验无缺陷后再次利用手工焊按上述施工方法进行盖面焊。盖面焊缝的边缘超过母材边缘线2mm左右。焊高比母材高。从最高处向母材逐步过渡，凸高的高度在3.2mm以内。与母材边缘接触处咬边在0.25m以内。以达到外观美，内质好的效果，检查外观质量，尺寸以达到规范值，如变形量超值需矫正。（7） 、变形矫正钢构件的变形矫正可采用冷矫正与热矫正以及冷热混合矫正达到目的。A、 冷矫正可以用撑直机，油压机或千斤顶等机械校正，如图所示，本工程中考虑千斤顶校正为主。操作工艺简单不作介绍，见附图。B、 热矫正即采用氧气乙炔气来热烘处理。C、 、冷热混合矫正即上述两方案的混合，或者用水火矫正法也能达到目的。通过上述施工，使钢屋架半成品达到外观及几何尺寸均满焊接规程规定范围。（8） 、分段件组装焊接以及校正参照上述施工工艺进行完成。（9） 、喷砂除锈或普通除锈（暂按喷砂除锈考虑）砂轮机打磨重新施焊检测、做好记录。3）、喷涂或刷涂工艺。（1）、构件的涂装：钢构件的涂装须在焊接质量检验合格后进行。涂装前将钢构件的表面毛刺、铁锈、油污及附着物清除干净。（2）、涂装材料，涂层的层数和总厚度均要符合施工图要求，刷两底两面，前一层涂料干燥后，再刷下一层涂料，总厚度要大于100〜200m。（3）、经检验合格后，将构件编号并打上钢印作好记录，进入下道工序施工。纵上述各条款分析钢结构屋架（吊车梁）在现场制作方案能确保焊接质量、达到各项要求指标即符合《钢结构焊接验评标准》。其优点：制作费用比工厂制作低、运输方便、减少二次倒运工程量、降低工程成本费。如甲方设计院指定需工厂加工，其制作工艺流程同上，我局将派专职人员进驻工厂监督质量，参加管理确保质量达到甲方要求及设计要求。2.8.4、构件的堆放及现场运输1）、构件的堆放场：堆放场底层素土夯实后，铺设250mm厚砂石压实找平垫层，再铺上400mmx400mm枕木，以供屋架梁堆放，枕木设置计四道，两端边各空L/4处设置两枕木，再距第一枕木各L/4处堆放垫设两根枕木，使屋架梁合理受力。其固定通过支撑或倒链稳固即可。2）、构件现场现运输：利用10T超长汽车后设置一专用跑车（汽车轮胎）利用钢屋架梁自身钢度，形成简支结构。用倒链进行几榀屋架的捆绑，并在屋架两侧面设置支撑杆用于稳固屋架，防止倾倒。用其总自重量向心力抵除侧翻的倾覆力，确保现场内的安全保质保量运输。2.8.5、钢结构吊装（以齐河箱板纸项目为例介绍）1）、方案选择（1）二层平台上吊装方案根据以往的施工经验，采用桅杆吊为主要起重机械。选用2台QL-20型金属桅杆吊为吊装主机，另配备1台QY25轮胎汽车吊，作为吊装辅机，负责现场构件水平运输，与垂直运输。（2） 废纸处理（N）〜（W）部位采用跨内吊装法。（3） 选用一辆10T超长车配跑车负责进行钢屋架、吊车梁的运输到位。檩条支撑、保温复合屋面板原则上利用塔吊完成，小部分采用①Y25轮胎吊。2） 、起重机重选用的性能参数及验算（1）在工程的配备中，利用原有QL20桅杆来进行主钢结构的施工不但降低了选用重大型机械施工的台班费，而且选用配备也是比较合理的施工方案。根据以前的施工经验及结构机械性能参数分析而得：所设置QL20桅杆吊最大起重量为20吨，主桅杆38米，吊杆30米，当a角由90°变为60°时，起重量参照曲线图可知其远远超过Gmax=9T的量，所以不需要进行桅杆及吊杆的受力分析。即可知QL20桅杆能满足使用要求。（2）选用QY50轮胎起重参照其机械性能分析参数可得知其起重半径在不大于18米起重量以及起重高度远远满足于跨内吊装法要求。3） 、起重机械的开行路线及附件就位示意见附图。4）、钢结构吊装施工总体吊装方案及施工段简介：第一施工段：采用QL20桅杆吊进行纸板车间吊装。由QY25T汽车吊将构件运送至二层平台上，由（A）轴南侧进行屋架垂直运输到位。第二施工段：采用QL20桅杆吊进行废纸车间（A）〜（M）轴吊装，由QY25T汽车吊将构件运送至二层平台上，由⑤轴东侧进行构件垂直运输到位。第三施工段：用QY50轮胎汽车吊采取跨内吊装法完成废纸车间（N）〜（W）结构吊装。（1）、施工前准备和钢构件检验：A、 利用经纬仪校核轴线位置、构件安装位置、各几何位置，弹放施工线。用水准仪、钢卷尺以及线锤相配合，弹测柱支承面的标高与水平度，复查预制螺栓和伸出支承长度。B、 安装平面标高的调测：如实际标高与设计标高有偏差值时，可以通过垫置不超过三块钢板来调整控制标高，达到设计要求。C、 在屋架底部以及下弦杆弹出定位轴线及两个方向的轴线，以便于复测。在屋架上标注吊点，便于吊装时按规定吊点绑扎。（2）、、钢构件的吊装施工：主要构件的吊装顺序：钢屋架（钢吊车梁）T柃条T支撑拉杆T彩钢板安装。A、 按吊点位置绑扎屋架，屋架上下弦杆与钢丝绳接触部分均用麻布等保护物进行保护，以防割断钢丝绳及绑扎点滑移。B、 通过专用的钢平行梁（即铁扁旦“[]”由【32的槽钢焊制成）将整体钢屋架进行四点绑扎，按屋架上设置点进行确定。 32C、 利用10T超长车及跑车将屋架运抵施工区段，通过QY25T汽车吊进行垂直运输到二层楼面，并靠放在混凝土柱上，以便保证QL20桅杆吊的起重半径范围内。D、 钢屋架楼层面的水平运输采用自制的四轮运输车设置在屋架两端，通过卷扬机的牵引力作用将屋架水平运输到安装位置，以确保吊装工作的连续性施工。E、 利用QL20起重桅杆吊将屋架吊离地面约300-500mm后稳固，暂停检查各施工机械的性能及轴线、中心线的标测。待检查无误后旋转角度至屋架安装轴线，改变起吊幅度，再缓慢提升，速度控制在2000mm/min。F、 起吊高度为设计标高点以上200-400mm后进行稳固，初步对位，然后缓慢下落准确就位，拧紧螺栓进行固定。利用两台经纬仪从纵横轴方向进行校正，利用线锤进行屋架整体垂直度校正。各偏差值均控制在规范值以内。G、 利用6根少6x19的钢丝绳进行缆风稳固。H、按起重机械行走路利用卷扬机进行桅杆吊的水平移位至下榀屋架的起吊位置，按照上述施工步骤进行下一榀屋架的吊装工作，待进行各几何参数检验合格后，安装钢柃条的连接，形成一个稳固的空间单组合体。再次复查校正，并以此标准节间为控制点，参照上述施工工艺完成后续各施工构件的安装。（3）、钢吊车梁的吊装及校正A、 钢吊车梁的吊装可以利用桅杆吊进行吊装。B、 钢吊车梁安装主要进行①标高的校正：利用千斤顶或起重机调整高低，高低采用垫块来解决；②垂直度用经纬仪与线锤来进行校正；③轴线和跨距的校正，利用撬棍、铁锲、花蓝螺丝、千斤顶等施工工具来作水平方向的移动。以上各项的安装偏差均符合吊车梁安装的允许偏差值范围内。（4）、保温复合板的安装保温复合板的安装与结构安装同时进行，待钢屋结构一个伸缩缝区段内屋架，吊车梁部分验收达标后，方可进行保温复合板的安装施工，这样保证整修施工的连续进行确保工期。A、施工程序：现场测量T定做保温复合板及配件T材料进场检验T分区段堆放T屋面板铺设T收边、泛水板铺设T清理及废料运弃T交验。B、 主要施工方法及技术要求A） 、保温复合板的铺设要注意常年风向，板胁密封条搭接需与长年风向相背，铺设由常年风尾方向铺起，铺设顺序，原则上是按由下而上铺设。B） 、保温复合板间连接必须将密封条扣紧，并施打防水胶。C）、自攻螺钉和抽心铆钉要与支撑面及保温复合板面相垂直，自攻螺钉固定板肋时其凹陷量以螺钉与板肋中线平齐为原则。D） 、安装第一块板时需画线控线，并且每安装5-6块保温复合板需检查板两端的平直度及对角线，若有偏斜要及时调整。E） 、