浅谈多层钢结构厂房的安装

程庆伟

摘要：本文主要以浸胶主楼的钢结构工程为例研究多层钢结构厂房的安装方法。本项目经各方的通力协作，提前完成了主体结构安装，经德国工程师的检验，满足设备安装条件，取得了业主的赞誉。

关键词：钢结构;安装

引言：

我国钢结构行业从20世纪50年代起步，目前经历了近70年的发展历程。从最开始的节约用钢限制发展，到90年代的合理使用，再到21世纪以来的大力发展，我国的钢结构行业经历了从缓慢起步到迅猛发展的过程。

一、应用项目概况

（1）上海九鼎产业园钢结构项目（19#20#综合楼）位于上海市奉贤区浦卫公路4008号。19#、20#综合楼主体结构为七层的钢框架结构，主体结构高29.8m.建筑面积约为17484.94㎡。本工程19#20#综合楼一、二层为裙楼（裙楼层高5.4m;沿数字轴线长46.4m，沿字母轴线长90.94m），三到七层分别为19#20#综合楼塔楼，层高3.6m。塔楼长29.66m，宽29.64m。核心筒分别位于塔楼中心部位。本工程柱子为中厚板的焊接箱型截面柱，钢梁为焊接型H型钢梁，部分楼梯梁为H型材。

（2）6层的混凝土浸胶塔楼、单层的钢混裙房库区。浸胶车间长101.98m，宽度为70.48m，最大跨度为8.2m，浸胶车间最高主楼檐口高度为36.8m，混凝土塔楼最高高度为23.02m，裙房库区檐口高度为8.6m。浸胶主楼（简称浸胶车间）在塔楼和裙房之间，宽度为18m，长度69.55m，楼层分为+4.5m层、+8.4m层、12.3m层、16m层、+19.9m层、+23.8m层、+29.405m层及屋面。屋面形式为单坡屋面，结构柱为多节柱，形式为焊接箱型钢柱+焊接BH钢柱。底层主梁为焊接箱型梁，其余主梁为焊接BH钢梁，次梁为型钢。主楼中心部位为设备安装空间，其余楼面除设备安装平台外满铺钢格板。本文主要以浸胶主楼的钢结构工程为例，下述内容中以浸胶车间简称。

二、工程特点及难点

1、浸胶车间的为多层厂房，安装精度要求高。

浸胶车间为设备安装车间，车间中心部位（B-C轴之间）为本设备的主体，设备的附属设施安装在楼面的专用设备平台之上。其中设备主体是固定安装在B/C轴钢柱上，所以对B/C轴的多节钢柱的加工和安装精度要求非常高。这要求我们从加工、基础预埋、钢柱安装的过程中对偏差进行控制。

2、浸胶车间建筑物标高较高，场地狭小，材料数量多周转困难，机械不能灵活停靠。

浸胶车间宽度为18米，长度为73米，最高处为38.8米，共七层，楼面为钢格栅。西面为浸胶塔楼，北侧东侧为单层裙房，南侧道路狭窄。主楼钢构件数量繁多，需要灵活发运材料。而施工机械因场地原因不能顺畅调配，需要根据现场实际情况因地制宜的安排施工。

3、浸胶车间工期紧，交叉作业多。

浸胶车间的设备是德国供应商，设备到场日期已确定，必须按进度要求满足设备的进场安装。浸胶车间主次构件数量多，对安装进度的要求非常严格，而且楼面层数多各专业交叉作业频繁。

4、浸胶车间焊接工作量大，焊接变形较多

浸胶车间的钢柱与钢柱、钢柱与钢梁、设备平台的连接全部為刚接，导致焊接工作量非常大，且需要考虑焊接变形对安装误差的扰动，提前制定焊接工艺流程。

三、施工准备

1、人员

根据本工程的实际情况配备充足的项目管理人员，进场后需召集项目部成员对施工图纸进行熟悉、讨论，确定施工工艺、技术难点等。根据浸胶车间的施工工艺、特点等对安装班组进行技术和安全交底，确保质量、安全、进度管理顺利运行。

2、场地

浸胶车间场地经项目部实地勘察和业主协商，车间内部在回填的基础上铺设钢板，用钢板作为临时道路，满足内部吊装车辆的作业要求。浸胶车间的东侧裙房内部在回填基础上浇筑80mm厚的临时硬化道路，作为材料堆场及吊装车辆作业位置。必须先对场地进行规划，设置施工车辆行走路线和材料堆放区。

3、材料

浸胶车间的主结构构件数量多、场地狭窄，特对加工的构件按轴线、楼层进行分批制作、发货，分为1-4轴（12.3米、23.8米、36.5米）、5-8轴（12.3米、23.8米、36.5米）、9-12轴（12.3米、23.8米、36.5米）共9个批次，按批次从下至上、从1-12轴线流水安装作业。对发运至现场的钢构件，安排专职人员结合加工图纸对柱子的实际几何尺寸进行测量，以钢柱为例需着重测量：钢柱全长、孔位尺寸、弯曲矢高、柱身扭曲。测量的偏差结果需符合表C.0.4的规定，如不符合则可现场矫正修改或退厂。

材料进场卸货后需使用木方对材料垫高，以便吊装时钢丝绳的捆绑和防止材料浸水、污染。吊装前应对构件进行检查，如油漆破损应在吊装前修补，如摩擦面有油污、油漆等应使用磨光机处理干净。

4、起重机械

本工程最重构件为底层箱型柱重量为5.58T，而制约吊机选择的构件为A轴线顶层的最后一节钢柱，长度约为13.43m，重量约为2.8T，安装顶标高为36.5米。根据计算（计算书略）采用80T汽车吊时，在10米的工作半径上，最大起重高度44米，最大起重重量11.4T，满足构件安装标高和构件重量两种起吊条件。所以现场共采用2台25吨汽车吊和1台80T吊车进行吊装作业。

80T汽车性能表

四、施工做法

钢构件的吊装作业方案选择三台汽车吊，一台80T汽车吊在建筑内部，建筑内部铺设2米*4米钢板70块，形成单行道路。另两台25T吊装车辆在东侧施工，一台配合80T汽车吊辅助吊装，另外一台为其余两台吊装车辆进行构件的倒运、就位。三台吊装车辆构成流水作业，解决场地狭小及施工进度紧张问题。因本厂房跨度小、构件重量重，采用单榀构件吊装作业的方式，对钢柱采用单点绑扎吊装，对钢梁采用双点捆绑吊装。具体安装如下：

1、基础预埋

基础预埋前与总承包单位交接建筑物原始测量点和标高的控制点，按照建筑物原始测量点和标高的控制点建立坐标网络。根据坐标网络预埋柱脚螺丝，预埋前必须检查混凝土基础模板是否加固稳定避免因浇筑、振捣混凝土导致基础模板偏移带动柱脚螺栓。柱脚螺栓预埋使用双层钢模板控制其垂直偏差，下层用钢筋将柱脚螺栓与钢筋分三层焊接，且必须与模板有支撑。预埋完成后对预埋螺栓进行复测，检查是否符合预埋要求，如有偏差及时整改。当基础浇筑完成土方回填后，需对轴线、标高等偏差进行测量，需符合表11.2.1的规定

2、多节柱安装

在基础承台上建立坐标控制网络，检查控制网络是否正确。一般我们按预埋螺栓的中心在放置控制线，而调平螺母则按原始标高用水平仪引线测量。在钢柱上标注十字线，柱子安装时要使柱子中心一律对准基础中心线，争取一次对中成功，钢柱安装进螺杆上之后使用垫板和螺母紧固，紧固完成后需使用契型钢垫块在钢柱底部与混凝土基础之间支撑。浸胶车间的B、C轴钢柱由于是安装在一层的箱型梁上，所以需要在一层的箱型钢梁安装完成后再从预埋基础上将网络控制线引测至一层的钢梁上。特别需要注意的是所有的楼层的网络控制线都需从预埋基础上引测，以减小网络控制线的人员引测偏差。因钢柱与箱型钢梁为焊接，所以为便于钢柱安装我们需根据控制线在钢柱的翼缘两侧加临时定位角钢，当钢柱就位后经过复测无误后在钢柱的腹板面线进行焊接，焊接完成后取掉定位角钢，之后再满焊。而多节柱的连接节点为先使用夹板将钢柱的翼缘板耳板和腹板连接，连接完成后对钢柱的安装偏差进行测量和调整。需符合表11.3.2的规定

3、钢梁安装

浸胶车间的主次钢梁安装偏差，直接影响钢格板的铺设。所以钢梁的安装必须对主次梁的偏差进行控制，因主梁是与钢柱的牛腿或连接件直接连接，所以需要控制好钢柱的标高，减小其偏差。次梁与主梁连接都是预制加好的连接件直接连接，所以需要对主梁上的连接件高度、孔位进行检查，减少加工误差的影响。而浸胶车间8.4米顶标高的箱型梁因跨度较大，在加工时起拱30mm，安装后需测量其水平标高，以免影响B轴线和C轴线安装在箱型梁上钢柱的标高。

4、设备平台安装

设备平台是直接安装在楼面钢梁上，而钢梁会产生安装误差，所以在设备平台安装时需对安装面进行测量，使用不同规格的钢板在设备平台和钢梁之间的安装面进行填塞，控制设备平台的平面偏差在要求内。

5、高强螺栓安装

高强螺栓在每个结点全部安装完成后，使用专用电动扳手将螺栓紧固到指定的强度值。螺栓紧固一般应从螺栓群中间对称逐个的顺序向外进行紧固。待螺栓紧固完成后，质量员随后做检验，对紧固符合要求的螺栓应在螺杆和钢板处用彩笔做标记，同样在螺母处也做好标记。而螺栓紧固不是越紧越好，螺栓紧固一定按设计要求和国家规范中的紧固强度规定。

6、钢构件焊接

电焊工必须持有国家颁发的特种作业操作证书，且证书在有效期之内。焊接前应检查焊接之结合处是否保持干燥，对于有影响焊接品质的油脂、油漆、水分、灰尘及其他杂物加以清除。为避免焊接造成變形，应按编制的焊接工艺操作，且应遵守焊接规范要求。

五、测量和校正

浸胶车间采用边安装变测量变校正的施工方法，在构件安装完成后立即测量，根据测量结果进行调整，调整完成后对高强螺栓紧固，紧固完成后再次测量，如偏差超过要求还需再次校正。如下图钢柱垂直度测量方法主体结构安装结束后，需对整体的偏差进行测量，整体偏差需符合表11.3.5的规定。例如：整体垂直度测量方法可采用激光经纬仪，测量部位包含外立面的所有钢柱及中间区域部分钢柱。测量结束后根据数值结果与规范要求偏差范围，对超出规范的偏差部位进行校正。

六、总结

随着国家对装配式建筑的大力推广，多层或者高层钢结构建筑将会越来越多，经过众多工程技术人员的摸索、总结、改进与创新，钢结构在多层或高层的安装技术将会越来越成熟、安全和高效。本项目经各方的通力协作，提前完成了主体结构安装，经德国工程师的检验，满足设备安装条件，取得了业主的赞誉。

参考文献：

[1]网络资料。

[2]钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001。

[3]江正荣.简明施工计算手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2016