多層工業(yè)廠房框架結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

1、多層框架結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)二十冶金結(jié)分公司岳錕2011/7/2多層框架結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)- -目錄TOC o 1-5 h z工程概況-2-工程特點及難點-3-吊裝工藝-3-3.1吊裝機械選擇-3-3.2吊裝安排-4-3.3合金化塔柱、梁分段示意圖-6- HYPERLINK l bookmark10 4合金化塔主結(jié)構(gòu)安裝工藝-7-4.1鋼柱安裝工藝-7-4.2主梁、平臺梁安裝工藝-9-4.3鋼柱、梁連接-11- HYPERLINK l bookmark12 質(zhì)量驗收要點-13-5.1基礎(chǔ)和支承面-13-5.2安裝和校正-14- HYPERLINK l bookmark14 應(yīng)注意的問題-14-相關(guān)驗

2、算-15-7.1結(jié)構(gòu)吊裝鋼絲繩驗算：-15-7.2柱接口平臺普通螺栓承載力驗算-17-摘要：合金化塔鋼結(jié)構(gòu)安裝是寶鋼新建熱鍍鋅工程熱鍍鋅機組主要工作項目之一，結(jié)構(gòu)采用框架承重體系，形成了巨型內(nèi)部空間，便于橋式吊車運行及設(shè)備安裝。具有自重輕、抗震性能好、有效使用面積高、建設(shè)速度快等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：【吊裝機械柱梁測量】工程概況合金化塔頂部標(biāo)高77.5m，平面尺寸FL+O.OOOmFL+11.000m為20.000 x37.500m,FL+11.000mFL+77.500m為18.000mx20.000m，結(jié)構(gòu)總重1130t。單件最大重量14t。內(nèi)部共兩臺行車運行，其中+72.300m布置一臺10.5

3、t遙控橋式吊車。合金化塔的結(jié)構(gòu)屬于工藝鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)備直接放置在鋼結(jié)構(gòu)上，對垂直度和水平度要求高。鋼構(gòu)件連接方式基本采用高強螺栓連接，成孔質(zhì)量要求高。因此對制造過程中控制極為嚴(yán)格，制造誤差必須控制在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，焊接采用外觀檢查和無損檢查，同時檢測外觀缺陷、幾何尺寸和內(nèi)部缺陷。合金化塔平面軸線為A、B、C、D、E，列線為1-3。共分12層標(biāo)高分別為+6.650m、+11.000m、+16.350m、+23.200m、+27.925m、+34.850m、+39.500m、+45.350m、+50.350m、+58.050m、+63.750m、+72.300m（天車軌頂）+77.500m（屋頂層平面）

4、屋面頂部有一喉口式成品通風(fēng)器（長為15m，寬為3.5m）合金化塔內(nèi)設(shè)一部電梯。標(biāo)高+45.350m以上有墻皮結(jié)構(gòu)，墻面板采用0.6mm厚V-115型板。屋面板采用0.8mm厚角馳III型壓型板。柱子截面尺寸均為H（600 x600 x25x40、500 x500 x14x28）,平臺梁截面尺寸（H1200、H700、H600）,支撐截面尺寸（H350、H450）柱與柱連接均為高強螺栓固定（M24）,柱與梁連接上翼緣為焊接，腹板和下翼緣用高強螺栓連接（M24）,支撐連接為高強螺栓連接（M22）,在栓焊連接接頭的施工順序中，應(yīng)遵循“初擰焊接終擰”的順序，框架梁、柱上的焊縫均為二級焊縫，做20%無損

5、探傷。主塔柱子分4道接口，接口形式為高強螺栓連接，接口標(biāo)高分別為+17.350m、+41.000m、+51.350m、+64.750m。工程特點及難點合金化塔框架屬于工藝鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)備工藝對鋼結(jié)構(gòu)的空間精確度和穩(wěn)定性要求高，需對制作加工工藝、吊裝工藝、高空對接以及測量校正等技術(shù)問題進行研究，解決高空對接和栓焊在技術(shù)、質(zhì)量和安全方面的難題，確保制作加工和安裝的質(zhì)量。鋼構(gòu)件連接方式基本采用高強螺栓連接，高強螺栓表面光滑、尺寸準(zhǔn)確，要求螺桿直徑與螺栓孔徑相同，對成孔質(zhì)量要求高，因此對制造過程中控制極為嚴(yán)格，制造誤差必須控制在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。大量的高空對接，需對安裝過程中拼裝構(gòu)件和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行分析，解決

6、整體吊裝構(gòu)件幾何尺寸變形過大影響安裝進度和質(zhì)量的問題。2.4合金化塔廠房檐口高達77.5m，設(shè)備安裝要求結(jié)構(gòu)層標(biāo)高控制在0-3mm，需對制作、運輸、安裝進行全過程控制，重點對安裝過程中的測量進行模擬分析，選擇合適的儀器和測量方法，做到安裝監(jiān)測一體化施工。柱子接口高強螺栓連接在高空作業(yè)，必須對接口安裝平臺進行優(yōu)化設(shè)計，并對相關(guān)部位做承載力驗算。受施工場地狹小和總施工順序的影響，合金化塔的結(jié)構(gòu)安裝方案必須進行優(yōu)化，施工機械在滿足施工要求的前提下，做到安全可靠和經(jīng)濟適用。吊裝工藝吊裝機械選擇根據(jù)合金化塔的結(jié)構(gòu)特點，項目經(jīng)理部總體部署及現(xiàn)場實際情況，施工前共設(shè)計了三種吊裝方案見表一，經(jīng)過優(yōu)化評比，最后

7、選擇了方案一。方案一方案二方案三1.先用150t安裝1方案說明：先用150t1方案說明：先用150t50.35m標(biāo)高以下結(jié)構(gòu)，安裝50.35m標(biāo)高以下結(jié)安裝50.35m標(biāo)高以下結(jié)然后采用260t履帶吊改構(gòu)，然后采用300t汽車吊構(gòu)，然后采用300t汽車吊塔布置在2BC跨內(nèi)安裝改塔布置在2BC跨內(nèi)安改塔布置在2A列外側(cè)無50.35m標(biāo)高以上合金化裝50.35m標(biāo)高以上合金法正常工作，（吊車最小塔結(jié)構(gòu)?；Y(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)半徑不得小于20m2優(yōu)點：價格便宜，能2優(yōu)點：有效利用公司支腿7米，路基板3m所夠行走，方便施工。且需要現(xiàn)有施工機械，及有效施以2A列外側(cè)寬度不得小組立及退場場地小。工場地。于30m）

8、所以300t吊無法3缺點：屋面系統(tǒng)安裝3.缺點:300t布置在在2A列外側(cè)塔式工況進時，需邊退車，邊安裝?？鐑?nèi)，吊車組立及退場需行工作）對場地要求高。再用安裝場地，影響2BC跨封閉。改塔組裝后不能隨便移動。無法滿足吊裝條件。3.2吊裝安排結(jié)構(gòu)安裝總體部署經(jīng)過方案比較后，確定選用一臺QUY150（150t）履帶吊（66m柱桿，19m副桿）安裝合金化塔中50.350m以下部分；根據(jù)構(gòu)件重量和廠房的高度（頂層檐口標(biāo)高77.5m）選用一臺QUY260（260t）履帶吊改塔吊裝（62m主桿，45m副桿）合金化塔50.350m以上部分；一臺50t履帶吊配合卸車、拼裝及安裝DE跨1-2線及AB跨1-2線結(jié)構(gòu)

9、，AB跨1-2線結(jié)構(gòu)待260t履帶吊退場后在安裝，DE跨1-2線隨輥子維修間一起安裝。吊車站位在2AB跨214-215線及2B列外側(cè)8m28m安裝。結(jié)構(gòu)安裝至+72.3吊車梁后，屋面系統(tǒng)由D列向B列安裝。安裝過程中，應(yīng)沿柱子四個方向采用拖拉繩對柱子進行臨時固定，有條件及時進行柱間支撐的安裝。考慮到260t履帶吊拆卸退場，2BC跨208-216線平面結(jié)構(gòu)待260t履帶吊退場后在進行封閉。260t履帶吊由2B列213-214線退場。圖1施工平面布置圖構(gòu)件堆放及拼裝場地需事先鋪設(shè)200mm厚碎石，便于構(gòu)件堆放及汽車、人員行走。260t、150t吊車行走道路應(yīng)推平壓實，局部鋪設(shè)路基箱或路基板，保證地耐

10、力不小于127KPa。3.3合金化塔柱、梁分段示意圖FL+77500SZFL+75805FL+72300(TOPOFRAIL)二FL+67965FL+637501HN300HN300HW300HN25OFL+57425C160ogNFL+54425HFL+50350FL+45350FL+39500FL+34850FL+27925VFL+23200FL+16350FL+11300FL+11000(TOPOFRAIDFL+6650FL+0HN3002080040Q1800014001HN2502L90HM588HW250HW250,HM390HM390Z00寸MH20BH800HW3002L90H

11、M390HM390ZXOO9H8HM5881010HW250HN200HM488占r；C160卜一HN250HN250HN250HN250HN250HN250HN250HN250HN250HN500/HM390VHN300ZXOO9H8HN2500VX009H80VX009H80寸X009H8HN500HNJ50HN250HN600O3HHW3000艾009H8osroMH72507250350014500125004合金化塔主結(jié)構(gòu)安裝工藝根據(jù)寶鋼提供的高程及坐標(biāo)控制點，建立廠房的半永久性控制點，由專業(yè)測量人員嚴(yán)格復(fù)查柱子的高程和行、列軸線尺寸，行、列軸線尺寸復(fù)查時以設(shè)備基礎(chǔ)中心線為基準(zhǔn)線，實

12、測實量柱腳螺栓套筒與定位軸線的尺寸、標(biāo)高，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤后開始安裝。鋼柱安裝工藝第一節(jié)鋼柱吊裝吊點設(shè)置合金化塔鋼柱為H型截面柱，吊點采用一點正吊。吊點設(shè)置在柱頂處，柱身豎直，吊點通過柱重心位置，易于起吊、對線、校正。當(dāng)多個構(gòu)件在地面組裝成擴大單元進行安裝時，吊點應(yīng)計算確定，當(dāng)重心不穩(wěn)時采用倒鏈找平。起吊方法合金化塔鋼結(jié)構(gòu)工程中，鋼柱采用單機起吊。起吊時鋼柱必須垂直，盡量做到回轉(zhuǎn)扶直，根部不拖。起吊回轉(zhuǎn)過程中應(yīng)注意避免同其他已吊好的構(gòu)件相碰撞，吊索應(yīng)有一定的有效高度。在吊裝第一節(jié)鋼柱時，應(yīng)注意套筒內(nèi)T型地腳螺栓頭的方向。第一節(jié)鋼柱是安裝在柱基上的，鋼柱安裝前應(yīng)將登高爬梯、生命防墜器和掛籃等掛設(shè)

13、在鋼柱預(yù)定位置并綁扎牢固，起吊就位后臨時固定地腳螺栓，校正垂直度。利用鋼柱接口高強螺栓連接板做臨時固定用的連接板，上節(jié)鋼柱對準(zhǔn)下節(jié)鋼柱柱頂中心線后，即用普通螺栓固定連接板做臨時固定。必須等地腳螺栓固定后才能松開吊索。鋼柱校正鋼柱校正要做三件工作：柱基標(biāo)高調(diào)整，柱基軸線調(diào)整，柱身垂直度校正。1）柱基標(biāo)高調(diào)整放下鋼柱后，利用柱底斜墊板調(diào)整鋼柱的標(biāo)高，精度可控制在-3mm以內(nèi)（合金化塔主要用于機械設(shè)備安裝，因此只允許負公差），待第一層柱梁安裝調(diào)整好后，地腳螺栓套筒內(nèi)灌沙至套筒頂端100mm，柱底板下預(yù)留的空隙，采用高流動性灌漿料填實。2）第一節(jié)柱底軸線調(diào)整對線方法：在起重機不松鉤的情況下，將柱底板上

14、的四個點與鋼柱的控制軸線對齊緩慢降落至設(shè)計標(biāo)高位置。3）第一節(jié)柱身垂直度校正采用纜風(fēng)繩校正方法。用兩臺呈90的經(jīng)緯儀找垂直。在校正過程中，不斷微調(diào)柱底板下斜墊板，直到校正完畢，將柱底板上面的螺母擰上，纜風(fēng)繩松開不受力，柱身呈自由狀態(tài)，再用經(jīng)緯儀復(fù)核，如有微小偏差，再重復(fù)上述過程，直至無誤，將螺母擰緊。4）柱頂標(biāo)高調(diào)整由于合金化塔主要用于設(shè)備安裝，因此按設(shè)計標(biāo)高安裝。柱子安裝前，實測實量柱身長度、撓度，作出柱身中心線標(biāo)記和+1.000m標(biāo)高的標(biāo)記，主要用于鋼柱標(biāo)高測量。每層標(biāo)高偏差調(diào)整控制在0-3mm以內(nèi)，（規(guī)范要求控制在5mm以內(nèi)）5）第二節(jié)鋼柱軸線調(diào)整為使上下柱不出現(xiàn)錯口，盡量做到上下柱中心

15、線重合。鋼柱中心線偏差每次調(diào)整在3mm范圍以內(nèi)，如偏差過大應(yīng)分23次調(diào)整。每一節(jié)鋼柱的定位軸線絕對不允許使用下一節(jié)鋼柱的定位軸線，應(yīng)從地面控制線引至高空，以保證每節(jié)鋼柱安裝正確無誤，避免產(chǎn)生過大的積累誤差。6）第二節(jié)鋼柱垂直度校正鋼柱垂直度校正的重點是對鋼柱有關(guān)尺寸預(yù)檢。下層鋼柱的柱頂垂直度偏差就是上節(jié)鋼柱的底部軸線、位移量、日照影響、垂直度校正及彈性變形等的綜合。采取預(yù)留垂直度偏差值消除部分誤差。預(yù)留值大于下節(jié)柱積累偏差值時，只預(yù)留累計偏差值，反之則預(yù)留可預(yù)留值，其方向與偏差方向相反。日照溫度影響：其偏差變化與柱的長細比、溫度差成正比，與鋼柱截面形式、鋼板厚度都有直接關(guān)系。較明顯觀測差發(fā)生在

16、上午910時和下午14-15時，控制好觀測時間，減少溫度影響。7）鋼柱標(biāo)高的調(diào)整每安裝一節(jié)鋼柱后，對柱頂進行一次標(biāo)高實測，當(dāng)相同層標(biāo)高誤差超過5mm時，需進行調(diào)整，采用鋼板墊到規(guī)定要求且根據(jù)實際測量高強螺栓孔距，按實際尺寸更換連接板。如誤差過大（大于20mm）不宜一次調(diào)整，可先調(diào)整一部分，待下一次再調(diào)整，否則一次調(diào)整過大會影響支撐的安裝和鋼梁表面標(biāo)高。8）標(biāo)準(zhǔn)柱安裝為確保鋼結(jié)構(gòu)整體安裝質(zhì)量精度，取轉(zhuǎn)角處4根柱為標(biāo)準(zhǔn)柱，以標(biāo)準(zhǔn)柱的柱基中心線為基準(zhǔn)點對標(biāo)準(zhǔn)柱垂直度進行觀測，第一層標(biāo)準(zhǔn)柱的垂直度應(yīng)該控制在零，要力求下節(jié)柱子位置正確，否則可能會導(dǎo)致上層形成無法矯正的累計偏差。標(biāo)準(zhǔn)柱的垂直度校正：采用兩

17、臺經(jīng)緯儀對鋼柱及鋼梁安裝跟蹤觀測。鋼柱垂直度調(diào)整直接利用纜風(fēng)繩校正。第一層鋼柱調(diào)整是直接用柱底斜墊板調(diào)整，其他層在鋼柱傾斜一側(cè)打入鋼楔，松開攬風(fēng)繩是鋼柱處于自然狀態(tài)，再次測量垂直度，確保無誤時，逐個換上高強螺栓，再次測量調(diào)整，初擰、復(fù)擰、終擰高強螺栓。主梁、平臺梁安裝工藝1）主梁在吊裝前，應(yīng)于柱子牛腿處檢查標(biāo)高和柱子間距，梁吊裝前應(yīng)在梁上綁好安全繩，以便待主梁吊裝就位后，將安全繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全。鋼梁的吊點，其位置取決于鋼梁的跨度。為加快吊裝速度，對重量較小的次梁和其他小梁，可利用多頭吊索一次吊裝數(shù)根。為了減少高空作業(yè)，保證質(zhì)量，并加快吊裝進度，可以將梁、柱間支撐在地面組裝成排

18、架后進行整體吊裝,可采用倒鏈增強穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)幾何尺寸。當(dāng)一節(jié)鋼框架吊裝完畢，即需對已吊裝的柱、梁進行誤差檢查和校正。校正方法參見單層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程柱、梁的校正。圖2梁、柱間支撐整體吊裝梁校正完畢，用高強螺栓臨時固定，再進行柱校正。對梁、柱校正完畢后即緊固連接高強螺栓，焊接柱梁節(jié)點，并對焊縫進行超聲波檢驗。2）每節(jié)柱一般有3層平臺梁，原則上豎向構(gòu)件由上向下逐件安裝。由于梁上部和周邊都處于自由狀態(tài)，易于安裝且保證質(zhì)量，一般在鋼結(jié)構(gòu)安裝實際操作中，同一跨鋼梁，先安裝上層梁再安裝中下層梁。3）在安裝柱與柱之間的主梁時，會把柱與柱之間的開檔撐開或縮小。因此必須跟蹤校正，預(yù)留偏差值。4）梁與柱節(jié)點的焊接以

19、互相協(xié)調(diào)為好。一般可以先焊一節(jié)柱的頂層梁，再從下向上焊接各層梁與柱的節(jié)點。5）次梁根據(jù)實際施工情況一層一層安裝完成。鋼柱、梁連接鋼柱之間的連接常采用高強螺栓連接。主梁與鋼柱間的連接，一般上翼緣用坡口電焊連接，而下翼緣、腹板用高強螺栓連接。次梁與主梁的連接基本上是高強螺栓連接，少量再在上翼緣處用坡口電焊連接。柱與梁的栓焊節(jié)點焊接順序，應(yīng)遵循“初擰-焊接-終擰”的施工順序。高強螺栓施工a.施工前，扭剪型高強度螺栓連接副應(yīng)按出廠批號復(fù)驗預(yù)拉力，其平均值和變異系數(shù)應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接的設(shè)計、施工及驗收規(guī)程的規(guī)定。b高強螺栓運到施工現(xiàn)場后，須放在室內(nèi)，不得隨意開啟。高強螺栓入庫應(yīng)按包裝

20、箱上注明的規(guī)格分類存放，工地領(lǐng)取時，要按使用部位領(lǐng)取相應(yīng)規(guī)格和數(shù)量的螺栓，要當(dāng)天用多少套，領(lǐng)多少套，嚴(yán)禁現(xiàn)場隨意堆放，以防扭矩系數(shù)發(fā)生變化。c.安裝時，螺栓、螺母和墊圈只允許本包內(nèi)互相配套，不允許不同包內(nèi)相互混用。對當(dāng)天安裝剩余的螺栓、螺母和墊圈，應(yīng)把同一批號、規(guī)格的螺栓、螺母和墊圈配成套后，仍放入包裝箱內(nèi)，妥善保管，不得亂放。d.柱與柱、梁與柱、梁與梁連接節(jié)點施工時，先用沖子校準(zhǔn)孔位，再穿入高強螺栓,并用專用初擰扳手擰緊。扭剪型高強螺栓安裝時，墊圈不得裝反（即螺帽帶薄墊圈一側(cè)應(yīng)朝里，墊圈孔有倒角一側(cè)應(yīng)和螺帽接觸。（如圖）e螺栓應(yīng)能自由穿入螺栓孔，若個別不能自由穿入，應(yīng)使用鉸刀鉸孔，不允許將螺

21、栓強行打入，高強螺栓穿入方向要一致，以便操作。f.現(xiàn)場安裝時，因螺栓孔不正，如果孔位偏移小于2mm，則可用鉸刀修孔。而超過2mm時，用鉸刀修孔將使構(gòu)件斷面缺損太大，可采取換墊板等手段或在充分分析接頭安全性的基礎(chǔ)上，再采取最佳處理措施。g安裝高強螺栓時，摩擦面應(yīng)無浮銹、無油污，始終保持干燥狀態(tài)，不得在雨中作業(yè)。高強螺栓必須分兩次進行緊固（初擰、終擰），高強螺栓初擰值應(yīng)為終擰值的50%。對于栓焊連接接頭，高強螺栓施工應(yīng)遵循“初擰焊接-終擰啲順序。處理后的高強螺栓摩擦面h因構(gòu)造原因不能使用專用扳手進行終擰和使用扳手終擰中未擰掉梅花頭的扭剪型高強螺栓應(yīng)采用扭矩法終擰后，作好標(biāo)記。施擰扭矩（終擰）計算公

22、式：T=kpdT施擰（即終擰）扭矩，由定扭扳手得到（NM）k扭矩系數(shù)d螺栓直徑（mm）p螺栓預(yù)拉力（KN）具體高強螺栓規(guī)格、扭矩值為：M16扭剪型高強度螺栓初擰扭矩值；0.11KN-MM20扭剪型高強度螺栓初擰扭矩值；0.22KN-MM22扭剪型高強度螺栓初擰扭矩值；0.3KN-MM24扭剪型高強度螺栓初擰扭矩值；0.39KN-Mj.高強螺栓緊固順序：一般接頭：從螺栓中心向外側(cè)進行緊固。工字型：從內(nèi)向外對稱向外緊固。如遇有梅花頭沒擰掉的采用測力扳手緊固到終擰扭矩值，并用紅油標(biāo)記。高強螺栓節(jié)點緊固完畢后，要及時封閉，防止水分進入摩擦面。應(yīng)在連接板、螺母頭、螺母、墊片周圍涂抹底漆封閉?，F(xiàn)場焊接坡口電焊連接應(yīng)先做好準(zhǔn)備（包括焊條烘焙、坡口檢查、設(shè)電弧引入、引出板和鋼墊板，并點焊固定，清除焊接坡口、周邊的防銹漆和雜物，焊接口預(yù)熱）。柱與梁的焊接亦應(yīng)在柱的兩側(cè)對稱同時焊接，以減少焊接變形和殘余應(yīng)力。對于厚板的坡口焊，打底層焊采用直徑3.2mm焊條焊接，中間層可用5mm或6mm焊條，蓋面層多用直徑5mm焊條。三層應(yīng)連續(xù)施焊，每一層焊完后及時清渣。