鋼結(jié)構(gòu)廠房施工詳述
鋼結(jié)構(gòu)安裝準備工作
1.編制鋼結(jié)構(gòu)工程的施工組織設計
其內(nèi)容包括：計算鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接的數(shù)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(guī)劃鋼構(gòu)件堆場；確定質(zhì)量標準、安全措施和特殊施工技術等。
選擇起重機械是鋼結(jié)構(gòu)安裝的關鍵。起重機械的型號和數(shù)量必須滿足鋼構(gòu)件的吊裝要求和工期要求；單層工業(yè)廠房面積大，宜采用自行式起重機械。對重型鋼結(jié)構(gòu)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(nèi)容和各臺起重機械之間的相互配合。其內(nèi)容深度，要達到關鍵構(gòu)件反映到單件，豎向構(gòu)件反映柱列，屋面部分反映到節(jié)間。對重型鋼結(jié)構(gòu)廠房，柱子重量大，要分節(jié)吊裝。
在確定吊裝順序時，要考慮安裝構(gòu)件方便和滿足生產(chǎn)設備安裝順序。
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(jié)構(gòu)基礎支承面、支座和地腳螺栓的偏差應符合有關規(guī)定。
為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，應涂黃油并用套子套住。
為保證基礎頂面標高符合設計要求，可根據(jù)柱腳形式和施工條件，采用下面2種方法。
（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(jù)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。
（2）二次澆筑法：柱腳支承面混凝土分2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，在柱腳底板下澆筑細石混凝土。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。
3.構(gòu)件的檢查及彈線
鋼構(gòu)件外形和幾何尺寸正確，可以保證結(jié)構(gòu)安裝順利進行。為此，在吊裝之前應根據(jù)GB50205—2017《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》中的有關的規(guī)定，仔細檢驗鋼構(gòu)件的外形和幾何尺寸，如有超出規(guī)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(gòu)件，還應在構(gòu)件加以注明，以免吊裝時搞錯。
4.驗算桁架的吊裝穩(wěn)定性
吊裝桁架時，如果桁架上、下弦角鋼的最小規(guī)格應滿足有關規(guī)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(wěn)定。
如果弦桿角鋼的規(guī)格不符合有關規(guī)定，但通過計算選擇適當?shù)牡觞c（綁扎點）位置，仍然可能保證桁架的吊裝穩(wěn)定性。具體方法可參考有關文獻。
起重機的選擇
起重機的選擇是吊裝工程的重要問題，因為其關系到構(gòu)件安裝方法、起重機械開行路線與停機位置、構(gòu)件平面布置等許多問題。
起重機類型選擇
結(jié)構(gòu)安裝用的起重機類型，主要根據(jù)廠房跨度、構(gòu)件重量、安裝高度以及施工現(xiàn)場條件和當?shù)噩F(xiàn)有起重設備等確定。一般中小型廠房結(jié)構(gòu)采用自行式起重機安裝比較合理。當廠房結(jié)構(gòu)的高度和跨度較大時，可選用塔式起重機安裝屋蓋結(jié)構(gòu)。在缺乏自行式起重機的地方，可采用桅桿式起重機等安裝。大跨度重型工業(yè)廠房，往往需要結(jié)合設備安裝同時考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝問題，選用的起重機既要安裝廠房的承重結(jié)構(gòu)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(gòu)件，當一臺起重機無法吊裝時，也可用兩臺起重機抬吊。
起重機型號及起重臂長度選擇
起重機的類型確定后，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3個工作參數(shù)：起重量、起重高度、起重半徑應滿足結(jié)構(gòu)吊裝的要求。
起重機數(shù)量的確定
所需起重機數(shù)量，根據(jù)工程量、工期、及起重機的臺班產(chǎn)量定額而定。此外，在決定起重機數(shù)量時還應考慮到構(gòu)件裝卸、拼裝和排放的工作量。
構(gòu)件的吊裝工藝
廠房鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括柱、吊車梁、屋架、天窗架、檁條、支撐及墻架等，構(gòu)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(jīng)濟合理。
1.鋼柱的吊裝
（1）鋼柱的吊升
工業(yè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)，方可松鉤。
（2）鋼柱的校正與固定
鋼柱垂直度的偏差用經(jīng)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。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(huán)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(nèi)。
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。
2.吊車梁的吊裝
在鋼柱吊裝完成后，即可吊裝吊車梁。工業(yè)廠房內(nèi)的吊車梁，根據(jù)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。
（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。
（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）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，其他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?shù)取５踯嚵盒Ｕ?，緊固連接螺栓，并將鋼墊板用電焊固定。
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(cè)向剛度較差，對翻身扶直與吊裝作業(yè)，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(fā)生搖擺，和其他構(gòu)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(cè)向穩(wěn)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(jīng)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(wěn)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。
連接與固定
鋼結(jié)構(gòu)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(yōu)點。
高強螺栓連接副
根據(jù)國家標準GB3633—2008《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓連接副》，鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型螺栓連接副，包括1個螺栓、1個螺母和1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。
施工工藝
（1）摩擦面處理
高強螺栓連接，必須對構(gòu)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(shù)，合格方可安裝，摩擦系數(shù)應符合設計要求。
（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(gòu)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(cè)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(gòu)件相同。
（3）高強螺栓連接
安裝要求：選用的高強螺栓的形式、規(guī)格應符合設計要求，高強螺栓連接副的扭矩系數(shù)試驗或預拉力復驗合格。選用螺栓長度應考慮構(gòu)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(shù)變化的情況發(fā)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(shù)試驗結(jié)果符合設計要求，構(gòu)件連接面與試件連接面狀態(tài)相同。構(gòu)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(shù)量為接頭上螺栓總數(shù)的1/3，并不少于兩個，沖釘使用數(shù)量不宜超過臨時螺栓數(shù)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(shù)增大。對錯位的螺栓孔應用鉸刀或粗銼刀對其進行處理規(guī)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(jié)構(gòu)應在臨時螺栓連接狀態(tài)下進行安裝精度校正。結(jié)構(gòu)安裝精度調(diào)整達到標準規(guī)定后便可安裝高強螺栓。首先安裝接頭中未裝臨時螺栓和沖釘?shù)穆菘祝菟☉茏杂纱怪贝┤肼菘祝菟ú坏檬芗簦?，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(huán)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(tài)，不得在雨中作業(yè)。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(shù)變化。
（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(nèi)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。
（5）高強螺栓連接副的施工質(zhì)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(guī)定的，應再擴大檢查10％，如仍有不合格者，則整個節(jié)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(yè)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(nèi)，嚴禁隨便拋落。
安裝工程安全技術
1.防止起重機傾翻措施
（1）起重機的行駛道路必須平整堅實，地下墓坑和松軟土層要進行處理。如土質(zhì)松軟需鋪設道木或路基箱。起重機不得停置在斜坡上工作，也不允許起重機兩個履帶一高一低。當起重機通過墻基或地梁時，應在墻基兩側(cè)鋪墊道木或石子，以免起重機直接碾壓在墻基或地梁上。
（2）應盡量避免超載吊裝。但在某些特殊情況下難以避免時，應采取措施，如：在起重機起重臂上拉纜繩或在尾部增加平衡重等。起重機增加平衡重后，卸載或空載時，起重臂必須落到與水平線夾角60°以內(nèi)。在操作時應緩慢進行。
（3）禁止斜吊。這里講的斜吊，是指所要起吊的重物不在起重機起重臂頂?shù)恼路?，因而當將捆綁重物的吊索掛上吊鉤后，吊鉤滑車組不與地面垂直，而與水平線成一個夾角。斜吊會造成超負荷及鋼絲繩出槽，甚至發(fā)生繩索被拉斷。斜吊還會使重物在離開地面后發(fā)生快速擺動，可能碰傷人或其他物體。
（4）應盡量避免滿負荷行駛，如需作短距離負荷行駛，只能將構(gòu)件吊離地面30cm左右，且要慢行，并將構(gòu)件轉(zhuǎn)至起重機的前方，拉好溜繩，控制構(gòu)件擺動。
（5）雙機抬吊時，要根據(jù)起重機的起重能力進行合理的負荷分配，并在操作時要統(tǒng)一指揮，互相密切配合。在整個抬吊過程中，兩臺起重機的吊鉤滑車組均應基本保持垂直狀態(tài)。
（6）不吊重量不明的重大的構(gòu)件設備。
（7）禁止在六級風下進行吊裝作業(yè)。
（8）綁扎構(gòu)件的吊索需經(jīng)過計算，綁扎方法應正確牢靠。所有起重工具應定期檢查。
（9）指揮人員應使用統(tǒng)一指揮信號，信號要鮮明、準確。起重機駕駛?cè)藛T應聽從指揮。
2.防止高空墜落措施
（1）操作人員在進行高空作業(yè)時，必須正確使用安全帶。安全帶一般應高掛低用，即將安全帶繩端的鉤環(huán)掛于高處，而人在低處操作。
（2）在高空使用橇杠時，人要立穩(wěn)，如附近有腳手架或已安裝好構(gòu)件，應一手扶住，一手操作。橇杠插進深度要適宜，如果橇動距離較大，則應逐步橇動，不宜急于求成。
（3）工人如需在高空作業(yè)時，應盡可能搭設臨時操作臺。操作臺為工具式，拆裝方便，自重輕，寬度為0.8~1.0m，臨時以角鋼夾板在柱上部，低于安裝位置1~1.2m，工人在上面進行屋架的校正與焊接工作。
（4）如需在懸空的屋架上弦行走時，應在其上設置安全欄桿。
（5）在雨期或冬期里施工時，必須采取防滑措施。如：掃除構(gòu)件上的冰雪；在屋架上捆綁麻袋，在屋面板上鋪墊草袋等。
（6）登高用的梯子必須牢固，使用時必須用繩子與已固定構(gòu)件綁牢。梯子與地面的夾角一般以65°~70°為宜。
（7）操作人員在腳手板上通行時，應思想集中，防止踏上挑頭板。
（8）安裝有預留孔洞的樓板或屋面板時，應及時用木板蓋嚴。
（9）高空作業(yè)操作人員不得穿硬底皮鞋。
3.防止高空落物傷人措施
（1）地面操作人員必須戴安全帽。
（2）高空操作人員使用的工具、零配件等，應放在隨身佩帶的工具袋內(nèi)，不可隨意向下丟擲。
（3）在高空用氣割或電焊切割時，應采用措施，防止火花落下傷人。
（4）地面操作人員，應盡量避免在高空作業(yè)面的正下方停留或通過，也不得在起重機的起重臂或正在吊裝的構(gòu)件下停留或通過。
（5）構(gòu)件安裝后，必須檢查連接質(zhì)量，只有連接確實安全可靠，才能松鉤或拆除臨時固定工具。
（6）吊裝現(xiàn)場周圍應設置臨時欄桿，禁止非工作人員入內(nèi)。
4.防止觸電、氧氣瓶爆炸措施
（1）起重機從電線下行駛時，起重機吊桿最高點與電線之間保持的垂直距離應符合有關規(guī)定。起重機在電線近旁行駛時，起重機與電線之間應保持的水平距離亦應符合有關規(guī)定。
（2）電焊機的電源線長度不宜超過5m，并必須架高。電焊機手把線的正常電壓，在用交流電工作時為60~80V，要求手把線質(zhì)量良好，如有破皮情況，必須及時用膠布嚴密包扎。電焊機的外殼應該接地。
（3）使用塔式起重機或長起重機（指15m以上）的其他類型起重機時，應有避雷防觸電設施。
（4）搬運氧氣瓶時，必須采取防震措施，絕不可向地上猛摔。
（5）氧氣瓶不應放在陽光下暴曬，更不可接近火源。冬期如果瓶的閥門發(fā)生凍結(jié)時，應用干凈的抹布將閥門燙熱，不可用火熏烤。還要防止機械油落到氧氣瓶上。
（6）乙炔發(fā)生器放置地點距火電源應在10m以上。如高空有電焊作業(yè)上，乙炔發(fā)生器不應放在下風向。
（7）電石桶應存放在干燥的房間，并在桶下加墊，以防桶底銹蝕腐爛，使水分進入電石桶而產(chǎn)生乙炔。打開電石桶時，應使用不會發(fā)生火花的工具（如銅鑿)。
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