孫信

【摘要】宜陽晟陽硅業(yè)L106皮帶廊由于所建地形復(fù)雜，最大跨度33米，其中需跨越高差9米的坎坡、110KV變電站；經(jīng)對幾種吊裝方法比較后，選擇合理、經(jīng)濟適用的方案進行施工。

【關(guān)鍵詞】 支架；格構(gòu)柱；桁架；工藝流程；分片組裝；整體吊裝

1. 工程概況

宜陽晟陽硅業(yè)L106皮帶廊，是整個皮帶廊L101至L106輸送系統(tǒng)的一部分；L106皮帶廊全長300余米。其中鋼結(jié)構(gòu)部分從篩分站混凝土坡道到主廠房電爐車間，全長266.03米分為9跨，最大跨度33米，由低至高從西向東布置，途中跨越道路、9米高的坎坡、110KV變配電站、各種設(shè)備裝置等。最大安裝高度53.95米，全部鋼結(jié)構(gòu)重700余噸。

現(xiàn)場情況較為復(fù)雜，施工工期緊，主廠房、110KV變配電站、設(shè)備安裝等項目均需同步施工，施工隊伍多，交叉作業(yè)頻繁；鋼柱單件重量大，桁架跨度大、安裝位置高，任務(wù)量大。如圖1所示：

圖1皮帶廊結(jié)構(gòu)示意圖

圖2支架結(jié)構(gòu)示意圖

2. 圖紙設(shè)計

2.1基礎(chǔ)：采用1000直徑灌注樁。

2.2支架：結(jié)構(gòu)形式為格構(gòu)柱，每根采用4根400×400×13×21 的H型鋼構(gòu)成，縱橫間距為3×6米；格構(gòu)柱最大高度53.95米。共計8根支架，最大單件重量65噸，如圖2所示。

2.3桁架：采用連續(xù)梁式平行弦桁架結(jié)構(gòu)形式，截面尺寸為 6.0米寬×3.5米高，最大水平投影跨度33米，最大單件重量33噸。共計9榀桁架，如圖3所示， 平行弦桁架與格構(gòu)柱之間采用固結(jié)連接（有栓接、又有焊接）。

圖3支架與桁架連接示意圖

2.4走道板：用L100×6角鋼作骨架，滿鋪6mm厚人字花紋鋼板。

2.5圍護結(jié)構(gòu)：采用C型鋼作檁條，用壓型彩色鋼板作圍護。

2.6格構(gòu)柱、桁架結(jié)構(gòu)材料均選用12米定尺成品H型鋼，Q235-B鋼材，要求格構(gòu)柱、桁架連接采用“之字型焊縫”連接，焊縫質(zhì)量等級為二級。如圖4。

3. 制作、吊裝方案比較及其選擇

3.1加工廠制作。

3.1.1在加工廠制做、整體吊裝其優(yōu)點：場地寬暢，設(shè)備齊全，制作條件較好，鋼結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量有物資條件保障；缺點是：整體運輸?shù)跹b現(xiàn)場不具備以下條件：（1）運輸車輛及路況條件受限；（2）當(dāng)?shù)剌^難租賃能滿足起重高度不小于65米、回轉(zhuǎn)半徑大于15米、起重量在350噸以上的吊車；（3）現(xiàn)場回轉(zhuǎn)半徑不滿足；（4）整體成本費用較高。

3.1.2在加工廠分塊制作，現(xiàn)場整體拼裝吊裝；需將作業(yè)區(qū)擴展為兩個區(qū)，即加工區(qū)和拼裝區(qū)，雖然能解決鋼結(jié)構(gòu)運輸問題，但協(xié)調(diào)工作量較大，工期較長；吊裝仍需較大噸位的起重機械，費用也較高。

3.2現(xiàn)場制作?，F(xiàn)場制作、拼裝，整體吊裝，其優(yōu)點是：施工靈活，制作、吊裝協(xié)調(diào)量小，節(jié)省大量的運輸費用和運輸工期。缺點：施工條件較差，工人勞動強度較大，制作、拼裝質(zhì)量控制難度較大。

圖4鋼柱、桁架“Z字型焊縫”連接示意圖

3.3方案的確定。

3.3.1根據(jù)我公司以往的經(jīng)驗，對大型構(gòu)件實行整體吊裝其經(jīng)濟效益較為顯著。綜合上述多方案分析對比，決定支架、桁架采取現(xiàn)場分片制作，分片拼裝，再分段（整榀）組裝的加工方法，確保支架、桁架的線型精度；格構(gòu)柱分段二次（或三次）吊裝，空中拼接；桁架一次整體吊裝的施工方案，減小空中工作量，又縮短施工周期，確保吊裝一次成功。

3.3.2整個施工過程順序如下：技術(shù)、材料準備→CAD三維電腦放樣→下料→格構(gòu)柱制作→涂裝→拼裝→檢驗→桁架制作→涂裝→組拼→檢驗→格構(gòu)柱就位→格構(gòu)柱下節(jié)柱吊裝→校正→檢驗→搭設(shè)腳手架操作平臺→上節(jié)柱吊裝、拼接→校正→檢驗→桁架就位→桁架吊裝→柱與桁架連接→校正→檢驗→局部除銹→局部涂裝→安裝C型檁條→安裝壓型彩色鋼板等圍護結(jié)構(gòu)→整體驗收→竣工。

4. 施工難點及質(zhì)量保證措施

4.1施工難點。

4.1.1平行弦桁架與格構(gòu)柱之間采用固結(jié)連接，其制作、安裝精度控制。

4.1.2鋼構(gòu)件超高超長，單件噸位重量較大，安裝位置高，需選擇較為合理、經(jīng)濟的吊裝機械。

4.1.3格構(gòu)柱需空中對接拼裝，其垂直度和焊縫質(zhì)量控制。

4.2具體質(zhì)量保證措施。

（1）首先搭建下料、組拼裝平臺。場地安排在3#至5#柱間皮帶廊下的區(qū)域內(nèi)。場地平整、壓實后混凝土澆筑地坪，鋪設(shè)H型鋼、或鋼板后作為制作平臺和組裝平臺。將格構(gòu)柱、桁架制作、拼裝在平臺上進行了，控制鋼結(jié)構(gòu)的制作、拼裝質(zhì)量。

（2）解決固結(jié)連接要求格構(gòu)柱、桁架制作誤差量小，精確要求高的問題以及格構(gòu)柱、桁架“之字型焊縫”連接預(yù)留長度和桁架起拱尺寸控制等問題決定實行CAD三維放樣技術(shù)，并配合全站儀經(jīng)緯儀保證尺寸準確。

（3）選擇滿足起重高度不小于60米、回轉(zhuǎn)半徑大于15米、起重量在300噸的吊車；吊裝順序也非常重要，首先安排吊裝1#～8#格構(gòu)柱部分，然后再吊裝桁架部分，最后組拼C型檁條圍護材料。吊裝桁架從中間滑動支座即6#柱兩端開始。吊裝具體實施順序為，先吊6#， 7#、8#桁架、其次依次吊裝5#、4#、3#、2#桁架部分，最后吊裝滑動滑支座9#、1#桁架部分。

5. 鋼結(jié)構(gòu)施工

5.1為確保鋼結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量，在鋼結(jié)構(gòu)制作前參照國家有關(guān)規(guī)定或技術(shù)標準完成三項工藝評定

（1）焊接工藝的評定：要求對所有分項工程的鋼結(jié)構(gòu)制作，均進行焊接工藝評定。

（2）摩擦面的工藝評定：一方面是噴砂結(jié)束后的摩擦系數(shù)應(yīng)比設(shè)計系數(shù)高0.5%；另一方面是吊裝前摩擦面的檢驗。

（3）鋼結(jié)構(gòu)油漆的工藝評定：指在用工藝來控制油漆的質(zhì)量。

同時應(yīng)針對不同類型的鋼結(jié)構(gòu)制作，制定出相應(yīng)的工藝卡及工序卡。鋼結(jié)構(gòu)制作的程序、質(zhì)量標準、工藝要求及檢驗工作均以二卡為標準。

5.2鋼結(jié)構(gòu)制作的難點及其對策。

5.2.1首先，對下料用的鋼卷尺、鋼板尺，進行校準，專人操作，用同一把尺子放線，劃線；規(guī)定各工序的施工流程；用電腦CAD三維作圖放樣，充分考慮焊接變形量、空中拼裝富裕量、起拱量等參數(shù)，確定計算下料尺寸。

5.2.2每次拼裝前測量制作胎架。務(wù)必使其平整度和垂直度都不超過1.5mm，以保證每個分節(jié)柱段的扭曲度不超過2.5mm，只有這樣才能保證整根多節(jié)柱的扭曲度控制在規(guī)范要求的5mm之內(nèi)。

經(jīng)常檢測分節(jié)段的扭曲。完成制作后的分節(jié)段，應(yīng)在其兩端找出虛設(shè)的中心點，此點同從1/2大邊寬度點垂下的鉛垂線的水平差即為每端的扭曲值e1或e2，而兩端扭曲值的差額上的e2-e1；若兩端的扭曲方向相反，則應(yīng)判斷為e1+e2）就是該分節(jié)段的實際扭曲值，該值應(yīng)不超過2.5mm。

5.2.3螺栓眼采用電腦定位，使用大型牛頭鉆鉆眼，確?？籽圪|(zhì)量。

5.3格構(gòu)柱工藝流程。

（1）考慮到格構(gòu)柱最大制作高度為53.95米，最大單件重量65噸。對30米以上格構(gòu)柱采取分三段制作、分段組裝、分段吊裝拼裝的方法；30米以下格構(gòu)柱采取分二段制作、分段組裝、整體吊裝的方法。

（2）其工藝為：

準備工作→下料→零件加工→支撐體系制作→除銹、涂裝、編號→搭建臺座→小裝配 （小拼）→柱子焊接→半成品檢驗→除銹、涂裝、編號。

（3）構(gòu)件原則按預(yù)先吊裝順序依次制作。現(xiàn)場另配25噸汽車吊1臺，用于拼裝和構(gòu)件翻身，30噸平板車1輛用于現(xiàn)場半成品周轉(zhuǎn)和運輸。

5.4桁架制作工藝流程。

（1）考慮到桁架吊裝就位后便于人在桁架上行走操作及安全施工問題，決定桁架在下面組裝、拼裝過程中將走道板一起鋪設(shè)安裝。其工藝流程為：

（2）準備工作→下料→零件加工→搭建臺座→支撐體系制作→除銹、涂裝→堆放、編號→小裝配 （小拼）→半成品檢驗→除銹、油漆、編號→搭建大臺座→大拼裝（包括桁架起拱）→成品檢驗→除銹、補漆→鋪設(shè)坡走道板→成品檢驗→除銹、涂裝。

5.5鋼結(jié)構(gòu)涂裝工藝流程。基面清理→底漆涂裝→檢查→補漆→面漆涂裝→檢查→補漆→檢查驗收。

除設(shè)計有特殊要求外，摩擦面是不允許有油漆的，在噴涂油漆的過程中必須加以保護（一般是貼膜保護，在安裝前再去除保護膜）。

6. 鋼結(jié)構(gòu)吊裝

6.1主要機械的選擇。在滿足技術(shù)、安全、經(jīng)濟前提下決定選用起重高度不小于60米，回轉(zhuǎn)半徑大于15米等吊裝技術(shù)參數(shù)要求的1臺300噸和1臺240噸汽車吊。格構(gòu)柱吊裝時，采用300噸吊車為主吊，240噸吊車為溜尾的施工方法；桁架吊裝時，采用兩臺吊車抬吊的施工方法。

6.2支架（格構(gòu)柱）的吊裝。

（1）第一步：逐一吊起下節(jié)格構(gòu)柱，插入杯口。依據(jù)格構(gòu)柱截面的中心線以及標高線，通過儀器測量，并適當(dāng)加以調(diào)整，以保證全部格構(gòu)柱垂直度和柱頂標高都不超標。

（2）第二步：圍繞每個下節(jié)格構(gòu)柱搭設(shè)腳手架操作平臺，腳手架操作平臺高度應(yīng)在上、下節(jié)柱結(jié)合面上，以便人員操作。上下柱結(jié)合面處，先焊接腹板連接、翼緣連接板，使其在吊裝過程中發(fā)揮導(dǎo)向作用和臨時固定作用，如下圖所示。再逐一吊起上節(jié)格構(gòu)柱，調(diào)整大臂至中心位置，用橇杠、千斤頂、攬風(fēng)繩調(diào)節(jié)位置和臨時固定位置，儀經(jīng)緯儀配合測量保證整體格構(gòu)柱垂直度。

（3）高空電弧焊焊接，風(fēng)速應(yīng)不超過8m/sec，從而確保焊接質(zhì)量。

6.3桁架的現(xiàn)場組裝、吊裝的難點及對策。

（1）分節(jié)桁架段的組裝，將二節(jié)（或三節(jié)）桁架段放倒在工地的胎架上，通過千斤頂調(diào)整，使它們各自的扭曲和旁彎相互抵消，而絕對避免相互疊加，從而引成一條兼顧三節(jié)桁架段的共用的中心線，以確保整榀桁架的扭曲和側(cè)彎都不超過5mm；與此同時還應(yīng)找出并標注吊點位置。吊點確定在桁架端部的0.207 L處，使鋼梁所受內(nèi)應(yīng)力最小。如圖5所示。

（2）兩臺汽車吊應(yīng)盡量選擇同一廠家的機械，司機要熟練掌握機械性能，主吊、輔助吊要協(xié)作配合，統(tǒng)一聽從地面指揮人員的指揮。正式吊裝前應(yīng)進行試吊，充分撐握各項技術(shù)指標。

圖5鋼柱平口連接接點

6.4高強度螺栓工程施工工藝。作業(yè)準備→選擇螺栓及配套→接頭組裝→安裝臨時螺栓→安裝高強度螺栓→高強度螺栓緊固→檢查驗收

6.5高強度螺栓施工的難點及對策。本工程使用的高強度螺栓很多，主要用于桁架上下弦與小柱的連接，桁架與格構(gòu)柱的連接。

6.6高強度螺栓，連接副采購要符合設(shè)計要求。提供符合設(shè)計要求的摩擦面抗滑移系數(shù)；有很高的穿孔率；為提高效率本工程采用風(fēng)動扳手進行初擰，根據(jù)風(fēng)動扳手的標準扭矩調(diào)節(jié)空氣壓力即可初步設(shè)定扳手的輸出扭矩。高強度螺栓的安裝順序：從螺栓群中部開始，逐個擰緊。初擰、復(fù)擰、終擰都應(yīng)從螺栓群中部開始向四周擴展逐個擰緊，終擰扭矩和回扣檢查扭矩應(yīng)有記錄，并符合設(shè)計要求；接頭如有高強度螺栓連接又有電焊連接時，按先緊固后焊接的施工工藝順序進行，先終擰完高強度螺栓再焊接焊縫。

6.7彩鋼板圍護工藝流程。裁板→鉆眼→拉錨→安裝塑鋼窗→打封閉膠。

7. 方案實施

7.1制定切實可行的施工方案。

7.2技術(shù)交底：首先對施工人員進行集中學(xué)習(xí)，使每個人熟悉施工工藝，選拔技術(shù)精英上陣。

7.3由技術(shù)科、質(zhì)量科針對施工中容易出現(xiàn)的問題進行討論提出預(yù)防措施。

7.4平整、搭建制作場地，選擇適宜的吊裝機械，請有關(guān)人員到現(xiàn)場進行操作指導(dǎo)，使施工人員對整個施工過程做到心中有數(shù)。

7.5首先校正鋼卷尺，鋼板尺，實行CAD電子出圖、進行電子翻樣，攻克制作下料這一難關(guān)。保證尺寸準確。

7.6搭建拼裝平臺，確保鋼結(jié)構(gòu)組拼裝位置正確，同時要控制起拱高度，連接預(yù)留量等具體數(shù)值。

7.7精心組織吊裝，正式吊裝前進行試吊裝，專人統(tǒng)一指揮統(tǒng)一行動。專職測量員全程配合。

8. 實施效果

本工程的質(zhì)量測試結(jié)果如下；

8.1焊接質(zhì)量。全焊透焊縫的一次合格率達到了97%。

8.2高強度螺栓連接質(zhì)量符合設(shè)計要求。

8.3涂裝質(zhì)量符合設(shè)計要求。

8.4制作質(zhì)量符合設(shè)計要求。

8.5格構(gòu)柱的安裝質(zhì)量：

（1）柱子的垂直度誤差：允許≯35.0mm，實際≯25.0mm。

（2）柱子的高度誤差：允許≯10.0mm，實際≯7.0mm。

8.6桁架的安裝質(zhì)量：

（1）起拱：允許最大+15.0mm 實際最大+10.0mm（絕無下?lián)希?/p>

（2）桁架的不平度：允許≯10.0mm，實際6～7mm。

（3）桁架的側(cè)彎：允許≯10.0mm，實際≯9.0mm。

（4）桁架安裝時沿長度方向的高低差：允許≮10.0mm，實際≮8.0 mm。

L106皮帶廊工程于2008年7月開始，于11月初全面建成，按預(yù)定的計劃制作、組裝、吊裝一次成功，如期完成了任務(wù)，取得良好的社會信譽。為企業(yè)生產(chǎn)同類構(gòu)件取得了經(jīng)驗，在施工中樹立了以質(zhì)量求生存、求發(fā)展的思想和意識。為企業(yè)的發(fā)展積累了一定的技術(shù)財富。