重型钢结构厂房施工技术

1、重型钢结构厂房施工技术2009-09-21 钢构品牌网 文字大小：【大】【中】【小】重型钢结构厂房施工技术李建洪1 洪国松2（浙江精工钢结构有限公司，浙江精工轻钢建筑工程有限公司 绍兴312030）摘要 以中船龙穴造船基地民船项目一期工程分段装焊工场钢结构工程为实例，介绍重型钢结构厂房的分段、吊装及焊接等施工技术。 关键词 重型厂房；分段；吊车梁；履带吊；吊装；焊接；校正；The Management Technology Of Heavy-style Steel Structure Factory BuildingLi jian hong1 Hong guo song2（1、Zhejiang

2、 Jinggong Steel Building Co.,Ltd，2、Zhejiang Jinggong Light Steel Architecture Project Building Co.,Ltd Shaoxin 312030）Abstract: As the case of steel structure project of China Ship longXue building domestic boats bases item, the first project to be welded by separate section, Introducing the managem

3、ent technology such as separate section, Lifting support，welding of the heavy-style steel structures factory buildingsparts;Key words：Heavy-style Factirt Building；Subparagraph；Crane beam；Crawler；Lifting support ；Welding; Geometry correction一、 前言 近年来，随着中国船舶制造业的发展，在长江及沿海一带的大型船厂纷纷新建厂房，这些大型船厂的桥式吊车起重量一般在

4、100吨以上，有的厂房最大桥式吊车吨位达600吨，为上下两层吊车梁，用钢量在120kg/m2以上（门式刚架厂房的用钢量基本在50kg/m2以下），该类重型钢结构厂房的施工技术，与一般的门式刚架施工在运输、吊装等各方面又有了质的区别。二、 工程概况 中船龙穴造船基地民船项目一期工程分段装焊工场位于广州市南沙龙穴岛，工程总用钢量9957t，建筑面积66516，其中露天跨面积10566，平面尺寸348m216m，檐口标高31.55m、23.95m，跨度60米、48米，采用格构式、空间桁架结构体系。工程为四跨，其中AC轴线之间为双层吊车系统，上层为起重量32t、25t的吊钩桥式起重机、轨顶标高14m，

5、下层为焊接半门架吊车，轨顶标高8.5米，DF高跨区域为双层吊车梁，其中上层为起重量120t、150t、150（75+75）/80t的吊钩桥式起重机、轨顶标高21m，下层吊车起重性能为32t；轨顶标高14m，平面布置见图1。 A、B、C轴线为H型钢格构式钢柱，柱顶标高19.4m；D、E、F轴线为圆管格构式钢柱，柱顶标高27m；钢柱采取埋入式与基础连接，埋入深度2.42.8米，屋盖系统为单向空间锥形桁架，其中部分为平面桁架，大部分为空间三角桁架，最大吊车梁规格为H 2860*650/500*18*30/30；三、 钢构件的分段及拼装 根据构件的尺寸情况，受运输车辆运输尺寸（2.8m3.2m22m）

6、的限制，分段加工、运输、现场拼装的主要构件为格构柱、屋面桁架，具体的分段如下： 格构式钢柱在工厂分两段制作，到现场组装后整体吊装，屋面桁架在工厂内加工制作成散件，到施工现场进行组装，其他构件在工厂内加工完成，到现场直接吊装就位；所有散件、分段构件及成品构件在工厂内进行抛丸除锈、涂装底漆，需要焊缝开剖口的部位在厂内加工完成。1、构件分段1.1格构式钢柱的分段（见图2）整 柱 分段柱位置 编号 数量 长度（m） 重量（t） 分段标高（m） 分段 长度（m） 宽度（m）A轴线 GZA-1、1a 21 21.8 16.65 +13.27 下柱 15.67 2.9 上柱 6.13 1.3 GZA-2、3

7、 10 21.8 18.68 +13.27 下柱 15.67 3.425 上柱 6.13 1.3B轴线 GZB-1、1a 21 21.8 16.45 +13.27 下柱 15.67 2.9 上柱 6.13 1.3 GZB-2、3 10 21.8 18.68 +13.27 下柱 15.67 3.425 上柱 6.13 1.3C轴线 GZC-1、1a 20 21.8 11.13 +13.27 下柱 15.67 1.82 上柱 6.13 1.1 GZC-2 9 21.8 12.28 +13.27 下柱 15.67 2.35 上柱 6.13 1.1 GZC-3、4 2 22 13.86 +13.27

8、下柱 15.87 2.35 上柱 6.13 1.1D轴线 GZ-D1、D1a 31 30.1 27.5 +19.42 下柱 22.22 3.475 上柱 10.68 1.25E轴线 GZ-E1、E1a 31 30.1 29.9 +19.42 下柱 22.22 2.8 上柱 10.68 1.25F轴线 GZ-F1、F1a 31 30.1 32.2 +19.42 下柱 22.22 3.475 上柱 10.68 1.25 1.2屋面桁架的分段屋面桁架分为平面桁架和三角形桁架两种，桁架尺寸如下表：桁架形式 跨度（m） 高度（m） 宽度（m）平面桁架 60 4.494 48 3894 倒三角桁架 60

9、4.494 4.2 48 3894 4.2 根据长度，散件在工厂完成相贯线切割、抛丸除锈、底漆喷涂，到现场拼装成整榀后吊装，腹杆制作成一杆，60米跨度桁架上下弦分成四段在工厂加工，48米桁架下弦在工厂分三段加工，上弦分四段在工厂加工制作，上下弦分段对接位置错开7001000mm，具体见图2。2、构件的现场拼装2.1钢柱拼装选用2台50T履带吊进行拼装，为了保证构件组装的精度，防止由于胎架的不均匀沉降而导致组装的误差，场地要求平整压实、铺设200厚碎石垫层进行压实，钢马凳支座处应铺设20mm厚钢基板，具体见图4：2.2屋面桁架拼装 桁架散件进场，桁架杆件截面较小，重量较轻，选择2台16吨汽车吊进

10、行桁架的拼装，完成后采用拼装钢柱的50吨履带吊吊装脱模。平面桁架在钢马凳上拼装，与钢柱拼装胎架相似，空间桁架采用专用拼装胎架进行拼装；桁架拼装时根据几何尺寸及深化设计详图，利用经纬仪在拼装场地上放出桁架上下弦杆的地面投影控制线，同时在拼装平台内放出弦杆分段点、腹杆与弦杆相贯等特征点的地面投影点，将设计三维坐标转换成相对坐标系，采用极坐标法利用全站仪在胎架设置点精确测定胎架位置，划出十字线。 胎架支设完毕后，用水准仪校正胎架顶面高度，并确定特征点胎架的标高，根据理论数据对胎架进行调整，按深化设计图，使用钢尺检测单个待拼件的长度、端面的几何尺寸，将下弦杆、上弦杆吊上胎架按构件号排放好，保证拼构件的

11、位置准确后临时固定，吊线锤检测调整后将腹杆放置定位并临时固定，然后进行整体位置关系的测量并调整符合要求后，则进行焊接，焊接完成后进行全面检测焊接质量和焊接变形，分析变形原因，以便在下次桁架拼装控制，拼装完成后采用50吨履带吊吊出放到堆放场地，胎架经过测量复核后进入下一榀桁架的拼装，具体拼装见图5。四、 钢构件的吊装施工1、施工区域的划分 按照建筑物结构特点，主体交叉，水平流水的组织，分成A、B两个区域施工，A区： 1-30轴/A-C轴；B区： 1-30轴/D-F轴，具体布置见图6； 两个区域间组织平行流水作业，每个区域各相关专业施工完成后，及时移交给其他专业进行施工，保证多专业交叉施工，流水作

12、业，以提高效率，确保工期。2、施工顺序 施工时A、B区同时施工， A区先安装 B-C跨，然后安装A-B跨，B区先安装 D-E跨，然后安装E-F跨，整个结构从30轴线向1轴线施工。3、钢柱的吊装 根据钢柱重量初步统计，A区钢柱起重高度为25米左右，钢柱最大重量约24吨左右，选用100吨履带吊吊装A区（A-C跨）钢柱，吊装工作半径10米时，起重量为26吨，满足吊装要求；B区钢柱起重高度为35米左右，钢柱最大重量约33吨左右，选用120T履带吊吊装B区（D-F）钢柱，吊装工作半径10米时，起重量为55.8吨，满足吊装要求。钢柱吊装前，需做好锚栓的检测、基础面的复核、处理及划出纵横十字线，同时准备好钢

13、柱吊装用的临时爬梯、操作平台等。吊点设置在钢柱的上层牛腿处，起重机边起钩边回转边使柱子绕柱脚旋转而将钢柱吊起，钢柱吊装时底部采用50吨履带吊配合，同时起吊时应在柱脚下面放置垫木，以防止与地面发生摩擦，同时保证吊点、柱脚基础同在起重机吊杆回旋的圆弧上。(见图7)4、屋面钢桁架的吊装 A区60米跨屋面桁架吊装时高度44米左右，屋面桁架最大重量22.1吨，选用120吨履带吊工作半径16米时起重量达到47吨，满足起重要求，B区48米跨屋面桁架吊装时高度50米左右，屋面桁架最大重量14.8吨，选用100吨履带吊工作半径16米时起重量达到16.4吨，满足起重要求，吊装顺序为先安装B-C跨和D-E跨，然后安

14、装A-B跨和E-F跨，方向从30轴线到1轴线，具体的吊装方法见图8 为了验算桁架吊装时桁架的整体稳定性及各杆件的应力情况，在吊装前对桁架进行计算分析，桁架的吊装取1.2倍自重的分析工况，在吊装时构件的应力比较小，所有杆件应力均远小于材料的允许应力值，最大应力比在0.1以内。材料的变形均在弹性范围内发生，通过计算分析可知桁架端部的竖向位移最大值为-1.03mm，相对与杆件变形较小，因此采用八点吊装桁架符合要求，具体见图9； 5、吊车梁的吊装与校正 吊车梁的吊装紧随钢柱的吊装同时进行，吊装采用钢柱吊装时的120吨履带吊或100吨履带吊吊装，根据吊车梁的重量及安装高度，吊车梁的吊装采用四点吊装，吊装

15、时采用专用设施或用钢丝绳绑扎吊装，具体的吊装方法与门式刚架中的吊车梁安装基本相同；单层吊车梁的校正主要包括标高调整，纵横轴线(直线度、轨锯)和垂直度调整，然而在双层吊车梁校正时应严格控制钢柱两层牛腿之间的距离，同时吊装时因注意顺序，为了尽量减少施工时对上层吊车梁造成的影响，应先安装下层吊车梁，等钢结构受施工应力影响变形基本稳定后，再安装上层吊车梁。五、 现场焊接 工程的焊缝形式比较复杂，焊缝的质量要求高，其中焊缝质量等级为一级的有：柱脚与柱的连接焊缝、上下柱的连接焊缝、吊车梁的上翼缘与腹板的连接焊缝、构件主材的工厂对接焊缝；焊缝质量等级为二级的有：钢柱柱肢（H型腹板与翼缘之间）、肩梁、柱脚、吊

16、车梁的翼缘与腹板的连接焊缝、端封板与柱、梁翼缘、腹板的连接焊缝钢柱支承吊车牛腿、悬臂梁与柱的连接焊缝；针对焊缝接头形式，根据建筑钢结构焊接规程JGJ81-2002第五章，“焊接工艺试验”的具体规定组织进行焊接工艺评定，确定焊接工艺流程及焊接工艺指导书； 工程为3-6月份施工，广州地区气温较高，但本工程的钢材厚度基本在30mm以内，因此焊接工程采用交直流电焊机手工电弧焊焊接。 总的焊接顺序由平面中心向四周扩展，采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接；大型接点在同一节点处采用双人对称的焊接方法，先主后次、先大后小；先内后外、先短后长，异向分段、亦退亦进；多点同步、对称适量，即重要的焊缝先焊，收缩量大的焊缝先焊，先焊变形大于的，力求热作用分散、对称，长焊缝中间分开，由两名焊工由中间向外施焊，如果构件大，采用多位焊工对称分布于不同占少数，