赛力事达玉米净化钢框架结构多层工业厂房施工技术

赛力事达玉米净化钢框架结构多层工业厂房施工技术曲圣玉（中油吉林化建工程股份长春钢结构预制安装分公司）摘要介绍了吉林松原赛力事达玉米深加工有限公司玉米净化厂房多层钢框架结构的设计和施工，对主要过程的施工工艺进行了详细说明，同时对目前国内在该结构形式上的设计提出了满足施工要求的建议做法，并形成了解决难点工艺的措施和技术，可作为同类工程施工的参考和借鉴。关键词框架结构螺栓连接节点抗剪键安装连接耳板吊装技术1设计说明及工程概况吉林松原赛力事达玉米深加工工业有限公司30万吨淀粉扩建工程按照美国嘉吉公司（外方股东）的要求，所有的工业厂房均采用钢结构，且节点形式为避免现场焊接质量的不稳定要求全部采用螺栓连接节点。在设计过程中，由于湿磨车间8台浸泡罐荷重大（操作荷载为3200KN/台），且厂房平面布局不规则，竖向荷载分布不均匀，在按8度抗震设计的松原地区使用钢结构来实现这样的使用功能难度较大，目前尚找不到已有的成熟经验，且工程造价较高，最后由于中粮集团（中方股东）的坚决反对而将淀粉湿磨车间和结晶糖车间改为传统的钢筋混凝土结构，仅留下玉米净化和接收车间仍采用钢结构。玉米净化和接收车间内有多台除尘装置和振动较大的滚筒筛，荷载较大，同时由于各使用分区高度的不同同样存在竖向荷载分布的不均匀现象和错层引起的短柱现象。综合考虑抗震要求和结构设计要求，该厂房的结构形式采用了纯框架结构体系，框架柱采用截面为400x400的焊接箱形柱，壁板厚为32mm，按运输和安装需要分成上下两节，接口现场焊接；梁采用热轧H型钢梁，梁柱连接的刚接节点采用工厂焊接的树状节点，以伸出的短梁实现框架梁的拼接，且拼接节点大胆采用了翼缘和腹板全螺栓连接的节点形式；由于防火要求较高，楼板为降低工程造价，设计成非组合楼板，楼承板采用国产镀锌V75-200-600（Ⅰ型）压型板；厂房的围护结构采用了保温玻璃丝棉彩钢压型板轻质墙，下部为1.00m高空心砖墙。2工程主要特点和难点1）玉米净化和接收车间毗邻新建的玉米接收卸车坑和玉米筒仓以及原有玉米储库，施工场地狭小，吊装难度较大；2）梁拼接节点螺栓数量较多，最多的一个节点高强螺栓数量多达206颗，一根框架梁的拼接要完成412颗高强螺栓的安装，且螺栓和安装孔的配合公差只有2mm，要在规范允许的范围内将高强螺栓全部穿入安装孔，这给安装精度提出了较高的要求；3）翼缘的螺栓连接使梁的上翼缘局部因为节点板和螺栓的原因高度增加，使楼承板在节点处无法正常铺设，这与国内以前采用的翼缘焊接、腹板螺栓连接的习惯做法有所不同；4）上节框架柱的安装由于受底层框架安装精度和拼装顺序的影响，其安装质量是制约上层框架安装精度的主要因素，如何合理安排上节柱的安装顺序以及确定合理的安装方法，是保证质量和安装工期的关键课题；5）该多层厂房高度较高，顶层高度为24m，这给框架结构的安装和围护结构的施工安全带来了很大难度，选择合理的安全措施是加快施工进度的主要手段。3主要施工方案根据上述工程特点和难点的分析，并针对业主方对施工工期的迫切要求，按照现场场地条件和吊装高度以及允许的回转半径，吊装施工采用两台吊车（25吨和50吨汽车吊）同时作业的分件吊装法，在划分好的施工段内按照吊装顺序分别进行柱和梁的安装。在局部区域立完第一节框架柱的同时完成该区域的一、二、三层框架梁的安装，使该区间形成完整的空间结构体系，并向两侧扩展。在该区间底层柱上所有的框架梁安装完成后，继续安装上一节柱，并校核垂直度和上下柱的偏心，继续形成该区间的上层框架体系，以此为基准扩展其他区间的上层框架。在底部的三层框架全部形成后、上节柱校核完成的同时可进行底层所有框架节点高强螺栓的终拧，并铺设楼承板，焊接抗剪栓钉，绑扎钢筋，进行楼承板的圈边，分层浇筑混凝土楼板或三层楼板同时浇筑（按有关规定，最多不可超过五层）。框架形成后应及时进行柱脚的二次灌浆，以便在顶层框架安装之前将除尘设备的罐体先行置于厂房内，坐落在第二层框架梁上，以减少设备安装的高度和吊装费用，降低单位工程的施工成本。同时砌筑底部砖墙，做好地面施工。楼板强度满足安装要求时，立刻进行滚筒筛等大型设备的安装，然后可封闭预留的墙面施工洞口，进行围护结构彩钢板的施工。介4六欲难点工艺施工科措施良4.1趁坡框架柱安装质巩量的控制走1筋）桶牢底层第一节框斑架柱的施工除为保证框架柱贸的安装精度，胀以实现框架全抄螺栓连接节点杂的顺利安装，符底层的第一节阶框架柱的施工丙将是整个工程惜施工质量的关巡键。为此，在踩做好基础验收于的交接工作的立同时，应将准施确的基础锚栓颂测量结果绘制狡成平面图，注内明锚栓相对轴谣线的偏差大小摸，同时用硬板亏纸制作锚栓群豆样板，并以样德板为准，对框逝架柱地脚板预收留的螺栓孔位殿置进行修正，嚷保证箱形柱翼棉缘方向和腹板霸方向的两条中做心线分别和样健板上的建筑轴帮线相对应。著在这里应该提挑出的是柱脚的竹抗剪键做法。告通常的抗剪键穗做法是在基础泛短柱上预留方振形洞口，在柱哨脚板下焊接一溪段槽钢或工字猴钢作为抗剪键印，待安装结束触后二次灌浆时皆一起将抗剪键拆浇筑在基础短护柱里。这样做超存在两个实际征问题无法解决泼，一是基础锚幻栓偏差或基础税预留洞口的偏萌差可能造成抗馋剪键无法准确去落入预留的孔幅洞内，或者落拳入后和洞口的暖某一边贴紧，劳无法再对框架何柱的安装校核答进行位置上的较调整；二是很揪多土建施工队灰伍对柱脚的二椒次灌浆认识不馆足，敷衍了事哪，往往在柱脚免底部以手工捣仅实作为灌浆的傍主要施工方法维，导致抗剪键愿的孔洞内混凝股土量不足，抗放剪键不能埋入羽基础短柱混凝副土内，无法传浊递柱底的水平候推力；另外，振灌浆料的使用帝由于成本较高脏，在很多工程求里都不被采用蓝。伴鉴于以上情况价，建议采用以勿下的抗剪键做系法：在基础短垮柱里沿垂直于叔柱的腹板方向蒜预埋一段工字热钢，工字钢下唱部有锚筋，工迫字钢顶面与基胸础短柱顶面平馅齐，在框架柱赠安装校正完成梯并把紧螺栓后牢，以两块钢板侍将柱脚板和预建埋工字钢上翼伴缘焊接形成两森块抗剪连接件货，在二次灌浆唉时埋进后浇混峡凝土中。翻在底层的第一廉节框架柱安装差结束并进行垂异直度和轴线校图核后，可选择遭一个中间区域裁作为标准框架巨，形成一个具摄有纵横两个方轰向框架的空间发框架体系。该脏框架内一层梁据的安装应放慢麦速度，在吊车纪的配合下将上达下翼缘和腹板舰的高强螺栓完兼全按照设计要忽求穿入安装螺鼠孔，结构形成凳后应再次对柱萌的垂直度进行扰复测，调整后梅方可以该区间趟作为基准，向片两侧同时安装腿一层框架梁。店2罪）筝症上一节框架柱练的施工鲜底层框架形成拉后，上一节柱停的安装将是工爷程安装质量的刮第二个关键。待下柱柱头的铣步平加工为上柱丈的安装提供了史保证，但上柱株底部的焊接衬剩板如果没有经到过刨平顶紧的捷特殊加工仍会戒给安装带来较捕大的难度，同愤时使接口的坡杯口间隙较大，甜无法保证该接坊口全熔透焊的首焊接质量。忘同时，该节点茎处安装连接耳僵板的设计也是捷影响安装质量伞的关键因素。夹耳板除了要保祝证施工荷载和晴风载下的稳定虏和强度要求外复，还要考虑偏鞠心、日照引起牺的应力变形影芦响以及安装中堤对上柱进行校热核的可调整要听求，因此建议怨耳板的螺栓孔票直押径应比螺栓直朵径惧大能3赠-4mm适，同时安装螺协栓应以采用高阴强螺栓为宜。山上节柱的安装绘应以其上框架惰梁的安装完成擦后作为焊接的腰条件，在基准郊单元框架复测四合格后方可进家行柱接口处的着焊接。为防止猛焊接变形，保府证焊接质量，阵多道焊的起点横和终点以及焊矩接顺序必须严歌格遵守焊接工伶艺的规定，安徐装耳板的割除昏时间也应以焊闷接规定完成的许步骤为依据。照4.2疤胶螺栓连接节点联下楼承板的施责工措施屡楼承板按照设江计要求，在中串部的框架梁处屿不得断开，全啄部按连续板进菠行设计。在遇弹到螺栓连接的告节点处，楼承址板无法按照正切常的铺设高度街连续铺设。针另对这一情况，直可在框架梁翼吼缘两侧按节点布范围的长度增疑设四块角铁翼微板，作为楼承绑板因跨过螺栓饲节点切割削弱凉后的端部支撑烂结构，保证此巷处栓钉布置的区数量，同时也紫加长了施工过葱程中形成的板鼻的端跨的搭接傍长度。兆经过这样处理伍后的楼承板在铜节点处必须增翼设泡沫堵头作括为板材切割后惧形成的孔洞的龄封边，以避免涂混凝土浇筑过定程中的漏浆现遵象，减少对钢幸结构造成的污卷染。胳楼承板铺设施坟工过程中，栓扬钉焊是制约其丝施工进度的主役要因素，同时定栓钉的焊接质淹量也是控制的俩要点之一。为蜻保证栓钉的焊苍接质量，在焊核接时应保证楼嘉承板稿和钢梁的贴紧脉程度，必要时炸在焊接位置应余采用下压或锤外击的方法使楼好承板与钢梁紧播密贴合。朽4.3贼裕框架安装的安穿全措施队1更）尘降框架柱的吊装武措施左框架柱吊装由事于高度较高，披柱的自重较大笋，最重的第一号节柱高达插18m拣，重狼约峰120K辰N陷。为避免安装削人员到柱顶解浅除绳扣的危险各作业，柱的吊但装采用了弹簧冻卡环配合吊装沉钢索的合理捆资绑方式作为吊亦装方法，在柱降就位、柱脚螺悔栓拧紧后以连为接弹簧卡环的妥棕绳拉开弹簧赖卡环，使钢索宴随着弹簧卡环凭插销的弹出脱矿出卡环，随吊毯车的转杆被带抱回地面。览该方法的使用踢要求捆绑的工撇人技术娴熟，暴熟悉绳扣的绑垄扎方式和特点珠，绑扎后卡环钉的位置和拖拽燥的棕绳的角度币要合理，避免袭脱开的卡环被要柱上的零件挂坏住或绳索缠绕因到柱上无法脱罩开，造成更大溉的危险。该方说法的使用要保毁证拖拽的棕绳葛有专人看护，样避免棕绳刮到溜地面的硬物受岛力而使弹簧卡胀环的轴销弹开窗，造成立柱脱棍钩的危险。哈立柱的吊装采菜用钢扁担吊装服，双绳起吊，制钢索上端以卡紫环固定在钢扁校担上，钢索下跨端和弹簧卡环壁相连，同时钢魄柱的四角要扣浑四根护角半圆父管，护角也以究细钢索和吊装捐索具相连，整怎个吊装索具形营成一体，由一标根扁担集中控嚷制。仗2最）高鹊框架梁安装的沉安全措施矿由于多层框架辈的高度较高，利梁拼接节点的驴螺栓数量较多汽，每个节点的廉操作人员也较挣一般钢结构安冻装需用的人员酷为多。因此无毁法采用钢结构歇安装的活动支幼架或可移动式瓣操作平台来完绸成上述作业。岸针对这种树状瓜节点形式的钢脱框架结构，吊俱挂的操作吊篮朵无疑是最合理饲的施工措施。盛吊篮可以充分干利用钢柱上伸赖出的短梁作为腐吊点，在吊车斯的配合下操作授简单，吊挂方奸便，在框架柱疏之间张拉的生睬命线钢索的防帝护下更加安全书可靠，是提高静施工速度的有能力工具。同时拐，在框架梁对勾接拼接初步完袖成后，吊篮可概立即增加一道暗掉挂支架，使碎吊篮更加平整徒，可以满足节吧点处上下翼缘皮和腹板螺栓连校接作业的全部劳要求。（如右坑图所示）。跑4.4骡仗高强螺栓的施暗工桃高强螺栓的施钓工是该工程的沉主要施工内容捕，高强螺栓的让施工质量是工户程质量的基础轻。高强螺栓应学按规范要求进供行扭矩系数试受验、预拉力试刮验和节点的抗时滑移系数试验素。在试验合格释后按照扭矩系荡数试验结果计西算的扭矩系数微平均值计算高便强螺栓的初拧竖和终拧扭矩，胃施工中分两次须紧固，终拧结根束后应按计算伙的扭矩值对高雾强螺栓进行抽茶查，以扭矩扳屡手采用转角法哭进行检验，检邀查高强螺栓的孙施工质量。波该厂房地喘处舅8忙度地震区，且猎直接承受动力和荷载，虽然梁知柱节点均采用精工厂焊滤接节点，基本长可以满足强节块点弱构件的设畏计要求，但框巷架梁的拼接节黄点仍不容忽视谁，其施工质量卡是否满足设计蜘要求将是影响活整个结构体系迫安全的关键所学在。假4.5留而围护结构施工次的安全措施玻彩钢板围护结峡构的施工一般其采用外墙单排飞或双排脚手架代，在高度不高供的情况下也可斑以采用移动式砍操作平台（以筑门式脚手架搭捐设而成）。但熔对于高度较高鸟的多层框架厂仙房，尤其是按工国外设计外墙践不设采光窗的荷厂房，搭设脚辞手架难度较大望不说，而且很神不经济，在有狮工期限制的情植况下这样的措限施便更加不可骄取。刺钢管挂梯的使率用是解决围护群结构施工的大交胆尝试。带围鼠护护栏的直挂递梯配合从屋面帜吊挂的生命线策绳索，使彩钢淘板的安装作业这即简单又迅速沫，大大提高了踢围护结构的施钥工效率，同时堆也大幅度降低愿了施工成本，披使围护结构的匆施工周期成倍仓缩减。言4.5瘦立建筑节点的建树议做法短1烘）枪布彩钢板墙板和笑非组合楼板楼掌面之间的防水肠密封具由于楼承板圈程边配件的局限紧性，使楼板的裙四边只能与框他架梁的翼缘平好齐，同时为满奥足彩钢板墙体孝内墙板的安装性需要，楼板和廊墙板之间也要臂留有一定的间东隙，这就给层备间的防水和封透闭带来了困难反。裁在楼面面层施律工前将彩钢板采压制的踢脚板输下端与楼承板绢的圈边配件连虎接，上端固定皆在内墙板上，桃在面层形成后耻应该是既美观仰又实用的一道扶防水板踢脚线圾。鸡2回）氧阻彩钢板女儿墙染和混凝土屋面就的防水做法事彩钢板女儿墙刊和混凝土屋面绩除了上述的间誓隙外，还存在浅屋面防水卷材谊和彩钢板墙体榨结合的问题，殃处理起来可操杯作性较差。因伸此建议在这样牧的建筑形式中至，彩钢板女儿弊墙内部再补砌接一道低于彩板趁墙年的家2泛4建砖墙，以解决再上述交接位置两的一系列问题虑。5结语悉吉林松原赛力降事达玉米深加既工工业有限公泄司士3衣0军万吨淀粉扩建各工程玉米净化轿车