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鋼結構廠房吊裝施工質量控制要點

發布時間：2014-07-12

摘要：對鋼結構廠房吊裝施工的基本方法作了具體闡述，并就鋼結構廠房吊裝過程的質量控制要點進行分析
關鍵詞：鋼結構吊裝質量控制驗收規范
鋼結構是以鋼材制作為主的結構，是主要的建筑結構類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜；材料勻質性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學的基本假定；材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動力荷載；建筑工期短；其工業化程度高，可進行機械化程度高的專業化生產；加工精度高、效率高、密閉性好，故可用于建造氣罐、油罐和變壓器等。現就對鋼結構廠房吊裝施工的基本方法作具體闡述，并針對鋼結構廠房吊裝過程的質量控制要點進行分析

鋼結構的吊裝準備工作
．1、編制鋼結構工程的施工組織設計
施工組織設計中主要內容包括：
計算鋼結構構件和連接的數量；選擇起重機械；確定流水程序；確定吊裝方法；制定進度計劃；確定勞動組織；規劃鋼構件堆場；確定質量標準、安全措施和特殊施工技術等。
選擇起重機械是鋼結構安裝的關鍵。起重機械的型號和數量必須滿足鋼構件的吊裝要求和工期要求；單層工業廠房面積大，宜采用自行式起重機械。對重型鋼結構廠房，可選用CC2000－30t履帶式起重機和Ⅱ－Ⅱ1495－100t履帶式起重機等。
在確定吊裝流水程序時，首先要確定每臺起重機械的工作內容和各臺起重機械之間的相互配合。其內容深度，要達到關鍵構件反映到單件，豎向構件反映柱列，屋面部分反映到節間。對重型鋼結構廠房，柱子重量大，要分節吊裝。
在確定吊裝順序時，要考慮安裝構件方便和滿足生產設備安裝順序。
1．2、鋼柱基礎的準備
鋼柱基礎的頂面通常設計為一平面，通過地腳螺栓將鋼柱與基礎連成整體。施工時應注意保證基礎標高及地腳螺栓位置的準確。
鋼結構基礎支承面、支座和地腳螺栓的偏差應符合有關規定。
為了保證地腳螺栓位置準確，施工時可用鋼做固定架，將地腳螺栓安置在基礎模板分開的固定架上，然后澆筑混凝土。為保證地腳螺栓不受損傷，應涂黃油并用塑料套子套住。
為了保證基礎頂面標高符合設計要求，可根據柱腳形式和施工條件，采用下面兩種方法：
1．2．1一次澆筑法
將柱腳基礎支承面混凝土一次澆筑到設計標高。為了保證支承面標高準確，首先將混凝土澆筑到比設計標高約低20－30mm處，然后在設計標高處角鋼或槽鋼制導架，測準其標高，再以導架依據用水泥砂漿精確找平到設計標高。采用一次澆筑法，可免除柱腳二次澆筑的工作，但要求鋼柱制作尺寸十分準確，且要保證細石混凝土與下層混凝土的緊密粘接。
1．2．2二次澆筑法
柱腳支承面混凝土分兩次澆筑到設計標高。第一次將混凝土澆筑到比設計標高約低40－60mm，待混凝土達到一定強度后，放置鋼墊板并精確校準鋼墊板的標高，然后吊裝鋼柱。當鋼柱校正后，在柱腳底板下澆細石混凝土。二次澆筑法雖然多了一道工序，但鋼柱容易校正，故重型鋼柱多采用此法。
1．3．構件的檢查及彈線
鋼構件外形和幾何尺寸正確，可以保證結構安裝順利進行。為此，在吊裝之前應根據《鋼結構工程施工及驗收規范》中的有關的規定，仔細檢驗鋼構件的外形和幾何尺寸，如有超出規定的偏差，在吊裝之前應設法消除。此外，為便于校正的平面位置和垂直度、桁架和吊車梁的標高等，需在鋼柱的底部和上部標出兩個方向的軸線，在鋼柱底部適當高度標出標高準線，同時要標出綁扎點的位置。
對不易辨別上下、左右的構件，還應在構件加以注明，以免吊裝時搞錯。
1．4．驗算桁架的吊裝穩定性
吊裝桁架時，如果桁架上、下弦角鋼的最小規格應滿足有關規定，則不論綁扎點在桁架的任何部位，桁架在吊裝時都能保證穩定。
如果弦桿角鋼的規格不符合有關規定，但通過計算選擇適當的吊點（綁扎點）位置，仍然可能保證桁架的吊裝穩定性。具體方法可參考有關文獻。
2、鋼結構吊裝起重機的選擇
起重機的選擇是吊裝工程的重要問題，因為它關系到構件安裝方法、起重機械開行路線與停機位置、構件平面布置等許多問題。
2． 1、起重機類型選擇
結構安裝用的起重機類型，主要根據廠房跨度、構件重量、安裝高度以及施工現場條件和當地現有起重設備等確定。一般中小型廠房結構采用自行式起重機安裝比較合理。當廠房結構的高度和跨度較大時，可選用塔式起重機安裝屋蓋結構。在缺乏自行式起重機的地方，可采用桅桿式起重機等安裝。大跨度的重型工業廠房，往往需要結合設備安裝同時考慮結構構件的安裝問題，選用的起重機既要安裝廠房的承重結構又要能完成設備的安裝，所以多選用大型自行式起重機、重型塔式起重機、大型牽纜式桅桿起重機等。對于重型構件，當一臺起重機無法吊裝時，也可用兩臺起重機抬吊。
2.2、起重機型號及起重臂長度選擇
起重機的類型確定之后，還需要進一步選擇起重機的型號及起重臂的長度。所選起重機的三個工作參數：起重量、起重高度、起重半徑應滿足結構吊裝的要求。
2. 3、起重機數量的確定
所需起重機數量，根據工程量、工期、及起重機的臺班產量定額而定。此外，在決定起重機數量時還應考慮到構件裝卸、拼裝和排放的工作量。
3、鋼結構構件的吊裝工藝
廠房鋼結構構件，包括柱、吊車梁、屋架、天窗架、檁條、支撐及墻架等，構件的形式、尺寸、重量、安裝標高都不同，應采用不同的起重機械、吊裝方法，以達到經濟合理。
3.1、鋼柱的吊裝
3.1.1、鋼柱的吊升
工業廠房占地面積較大，通常用自行式起重機或塔式起重機吊裝鋼柱。鋼柱的吊裝方法與裝配式鋼筋混凝土柱子相似，亦為旋轉吊裝法和滑行吊裝法。對重型鋼柱可采用雙機抬吊的方法進行吊裝。起吊時，雙機同時將鋼柱吊起來，離地一定高度后暫停，使運輸鋼柱的平板車移去，然后雙機同時提升回轉剎車，由主機單獨吊裝，當鋼柱吊裝回直后，拆除輔機下吊點的綁扎鋼絲繩，由主機單獨將鋼柱插入錨固螺栓固定。初校垂直度，偏差控制在20mm以內，方可松鉤。
3.1.2、鋼柱的校正與固定
鋼柱垂直度的偏差用經緯儀檢驗，如超過允許偏差，用螺旋千斤頂或油壓千斤頂進行校正。在校正過程中，隨時觀察柱底部和標高控制塊之間是否脫空，以防校正過程中造成水平標高的誤差。
鋼柱位置的校正，對于重型鋼柱可用螺旋千斤頂加鏈條套環托座，沿水平方向頂校鋼柱。此法在上海寶鋼施工中首次采用，效果較理想，校正后的位移精度在1mm以內。
校正后為防止鋼柱位移，在柱四邊用10mm厚的鋼板定位，并用電焊固定。鋼柱復校后，再緊固錨固螺栓，并將承重塊上下點焊固定，防止走動
3.2、吊車梁的吊裝
在鋼柱吊裝完成后，即可吊裝吊車梁。工業廠房內的吊車梁，根據起重設備的起重能力分為輕、中、重型三種。輕型重量只有幾噸，重型的跨度大于30m，重量可達1000kN以上。
鋼吊車梁均為簡支形式，兩端之間有留10mm左右的空隙。梁的擱置處與牛腿之間留有空隙，設鋼板。梁與牛腿用螺栓連接，梁與制動架之間用高強度螺栓連接。
3.2.1、吊裝前注意事項
注意鋼柱吊裝后的位移和垂直度的偏差；實測吊車梁擱置處梁高制作的誤差；認真做好臨時標高墊塊工作；嚴格控制定位軸線。
3.2.2、鋼吊車梁的吊升
吊裝吊車梁常用自行式起重機，以履帶式起重機應用最多。亦可用塔式起重機、把桿、桅桿式起重機等進行吊裝。對重量很大的吊車，可用雙機抬吊，特別巨大者可設置臨時支架分段進行吊裝。
3.3.3、鋼吊車梁的校正與固定
吊車梁的校正主要是標高、垂直度、軸線和跨距的校正。標高的校正可在屋蓋吊裝前進行，其它項目的校正宜在屋蓋吊裝完成后進行，因為屋蓋的吊裝可能引起鋼柱變位。
檢驗吊車梁軸線的方法與鋼筋混凝土吊車梁相同，可用通線法或平移軸線法。
吊車梁跨距的檢驗，用鋼皮尺測量，跨度大的車間用彈簧秤拉測（一般為100－200N），防止鋼尺下垂，必要時對下垂直Δ應進行校正計算。
吊車梁標高校正，主要是對梁作豎向的移動，可用千斤頂或起重機等。軸線和跨距校正是對梁作水平方向的移動，可用橇棍、鋼楔、花籃螺絲、千斤頂等。
吊車梁校正后，緊固連接螺栓，并將鋼墊板用電焊固定。
3.3、鋼屋架的吊裝和校正
鋼屋架可用自行起重機（尤其是履帶式起重機）、塔式起重機和桅桿式起重機等進行吊裝。由于屋架的跨度、重量和安裝高度不同，宜選用不同的起重機械和吊裝方法。鋼屋架的側向剛度較差，對翻身扶直與吊裝作業，必要時應綁扎幾道杉桿，作為臨時加固措施。屋架多作懸空吊裝，為使屋架在吊起后不致發生搖擺，和其他構件碰撞，起吊前在屋架兩端應綁扎溜繩，隨吊隨放松，以此保持其正確位置。屋架臨時固定用臨時螺栓和沖釘。
鋼屋架的側向穩定性較差，如果起重機械的起重量和起重臂長度允許時，最好經擴大拼裝后進行組合吊裝，即在地面上將兩榀屋架及其上的天窗架、檁條、支撐等拼裝成整體，一次進行吊裝，這樣不但提高吊裝效率，也有利于保證其吊裝穩定性。
鋼屋架要檢查校正其垂直度和弦桿的平直度。屋架的垂直度可用垂球檢驗，弦桿的平直度則可用拉緊的測繩進行檢驗。
鋼屋架的最后固定，用電焊或高強度螺栓。
4、鋼結構連接與固定
鋼結構連接通常有焊接、鉚接和螺栓連接。螺栓連接有普通螺栓和高強螺栓之分。高強螺栓又有大六角頭高強螺栓和扭剪型高強螺栓。扭剪型高強螺栓具有施工簡單，受力好，可拆換，耐疲勞，能承受動力荷載，可目視判定是否終擰，不易漏擰，安全度高等優點。
4．1、高強螺栓連接副
根據國家標準GB3633－83，鋼結構用扭剪型螺栓連接副，包括一個螺栓、一個螺母和一個墊圈。
高強螺栓一般采用20MnTiB鋼制作，螺母用15MnVB或35號鋼制作，墊圈用45鋼制作。
4.2、施工工藝
4.2.1、摩擦面處理
高強螺栓連接，必須對構件摩擦面進行加工處理。在制造廠進行處理可用噴砂、噴（拋）丸、酸洗或砂輪打磨。處理好的摩擦面應有保護措施，不得涂油漆或污損。制造廠處理好的摩擦面，安裝前應逐組復檢摩擦系數，合格方可安裝，摩擦系數應符合設計要求。
4.2.2、連接板安裝
連接板不能有撓曲變形，否則應矯正后才能使用。
高強螺栓板面接觸應平整，對因被連接構件的厚度不同，或制作和安裝偏差等原因造成連接面之間的間隙，應按如下方法進行處理：間隙d≤1.0mm，可不作處理；d=1.0－3.0mm，將厚板一側磨成1:10的緩坡，使間隙小于1.0mm；d>3.0mm，應加放墊板，墊板上下摩擦面的處理與構件相同。
4.2.3、高強螺栓連接
安裝要求：
選用的高強螺栓的形式、規格應符合設計要求，高強螺栓連接副的扭矩系數試驗或預拉力復驗合格。選用螺栓長度應考慮構件的被連接厚度、螺母厚度、墊圈厚度和緊固后要露出三扣螺紋的余長。
高強螺栓在運輸、保管和使用過程中，要防止銹蝕、沾污和碰傷螺紋等可能導致扭矩系數變化的情況發生。高強螺栓連接副（即高強螺栓帶有配套的螺母和墊圈），應在同一包裝箱中配套使用。施工有剩余時，必須按批號分別存放，不得混放混用。
高強螺栓連接面摩擦系數試驗結果符合設計要求，構件連接面與試件連接面狀態相同。構件連接面表面不得涂油漆、沒有油污、氧化鐵皮（黑皮）、毛刺和飛邊，沒有目視明顯凹凸不平和翹曲。組裝前用細鋼絲刷清除浮銹和灰塵。
安裝方法：
高強螺栓接頭組裝時應用沖釘和臨時螺栓連接。臨時螺栓的數量為接頭上螺栓總數的1/3，并不少于兩個，沖釘使用數量不宜超過臨時螺栓數量的30％。
安裝沖釘時不得因強行擊打而使螺孔變形造成飛邊。
嚴禁使用高強螺栓代替臨時螺栓，以防因損傷螺紋造成扭矩系數增大。
對錯位的螺栓孔應用鉸刀或粗銼刀對其進行處理規整，處理時應先緊固臨時螺栓至板疊間無間隙，以防切屑落入。嚴禁用火焰切割整理栓孔。
結構應在臨時螺栓連接狀態下進行安裝精度校正。
結構安裝精度調整達到標準規定后便可安裝高強螺栓。首先安裝接頭中哪些未裝臨時螺栓和沖釘的螺孔，螺栓應能自由垂直穿入螺孔（螺栓不得受剪），穿入方向應該一致。
在這些裝上的高強螺栓使用普通扳手充分擰緊后，再逐個用高強螺栓環下沖釘和普通螺栓。
整個安裝高強螺栓的操作過程，應保持連接面和螺栓連接副處于干燥狀態，不得在雨中作業。連接副的表面如果涂有過多的潤滑劑或防銹劑，應使用干凈而又牢固的布，輕輕揩拭掉多余的涂脂，防止其安裝后流到連接面中，且忌用清洗劑清洗，避免造成扭矩系數變化。
4.2.4、高強螺栓的緊固
為使每個螺栓的預拉力均勻相等，高強螺栓的緊固至少分兩次進行。第一次為初擰，第二次為終擰。對大型高強螺栓接頭，必要時亦分為初擰、復擰、終擰。
高強螺栓的初擰、復擰、終擰在同一天內完成。螺栓擰緊按一定順序進行，一般應由螺栓群中央順序向外擰緊。
4.2.5、高強螺栓連接副的施工質量檢驗與驗收
扭剪型高強螺栓終擰檢查，用專用扳手擰緊時，以目測尾部梅花頭擰斷為合格。對于不能用專用扳手擰緊的高強螺栓，則按大六角頭高強螺栓檢查方法檢查。
如有不符合規定的，應再擴大檢查10％，如仍有不合格者，則整個節點的高強螺栓應重新擰緊。扭矩檢查應在終擰1h以后、24h之前完成。
在高空進行高強螺栓的緊固，要遵守登高作業的安全注意事項。擰掉的高強螺栓尾部應隨時放入工具袋內，嚴禁隨便拋落。

上一條高層住宅鋼結構的設計流程及應注意的問題
下一條鋼結構安裝監理控制要點

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