建筑鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、建筑周期短、適應(yīng)性強、外形豐富、維護方便等優(yōu)點,其應(yīng)用范圍廣泛。近幾年在新建或改建工業(yè)廠房中,取消了單一的混凝土柱、吊車梁和屋架結(jié)構(gòu)件,多數(shù)采用鋼結(jié)構(gòu)形式。由于鋼結(jié)構(gòu)強度高、硬度大,不但安裝中柱網(wǎng)間距可以增大,而且凈空也可以增高,同時也易滿足設(shè)備及工藝的要求。
以前,Z型鋼拼接結(jié)構(gòu)受到比較廣泛的應(yīng)用,隨著社會需求和施工技術(shù)的發(fā)展,鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和由鋼板焊制拼接的H型鋼結(jié)構(gòu)逐漸取代過去的鋼拼結(jié)構(gòu)而占領(lǐng)了主要市場,處于主導(dǎo)地位。本文主要探討的H型鋼結(jié)構(gòu)有其自身的優(yōu)勢,如制作成本低、能隨意加工、建造周期短、可工廠化大批生產(chǎn)。這些優(yōu)勢使其大量被廠方建設(shè)應(yīng)用的主要原因。然而,正是由于鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展速度如此迅猛導(dǎo)致其軟件工作(規(guī)范、完善工作)的步調(diào)不能及時跟上,因此在施工過程中難免出現(xiàn)問題,而這些問題主要分布在圖紙設(shè)計或是方案計劃中,因而鋼結(jié)構(gòu)的制作安裝質(zhì)量控制顯得十分重要。
1、工程概況及特點分析
1.1工程概況
某工業(yè)廠房位于某市工業(yè)區(qū)。主要結(jié)構(gòu)有線圈車間、主廠房、整浸車間,總建筑面積達57306.34m2,建筑高度20.05m。主廠房采用門式H型輕鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計安裝,吊車噸位30/10噸,跨度為(24+35+38×2+35+24)m,雙坡屋面,檐口高度16.00m。
1.2工程特點分析
1)施工范圍大:本工程為1-2層輕鋼結(jié)構(gòu),各種構(gòu)件布置必須分類就近堆放,盡量減少材料的二次搬運,同進須合理安排起重機行走路線,以提高工效,鋼結(jié)構(gòu)在安裝過程中,須做好雨季施工安全措施。
2)構(gòu)件品種多:本工程因各種鋼構(gòu)件均需工廠加工制作,然后裝箱運輸至工地,各種構(gòu)配件必須有組織、有計劃按圖紙要求分類編號,小構(gòu)件須分類打包做到有條不紊。
2、主要施工方法
2.1總體施工順序
屋蓋系統(tǒng)制作-構(gòu)件運輸一屋架安裝一檁條安裝-上弦水平支撐安裝-+垂直支撐安裝_+下弦水平支撐安裝.+屋面板安裝。
2.2屋蓋系統(tǒng)制作
屋蓋系統(tǒng)包括屋架、支撐、檁條等,其制作方法以屋架制作為代表,屋架包括支撐等部件,故在此只作屋架制作方法敘述,其他構(gòu)件制作參考進行。由于現(xiàn)場場地狹窄,屋架擬安排在場外制作,每榀屋架分兩段制作,安裝前在現(xiàn)場進行拼裝,拼裝方式采用屋脊節(jié)點拼裝,拼裝完成經(jīng)檢查合格后進行吊裝及安裝工作。
1)H型鋼組裝前完成翼緣和腹板的拼接,翼緣板拼接縫和腹板的拼接縫間距應(yīng)不小于200mm,翼緣板拼接料的長度不應(yīng)小于2倍板寬,腹板拼接寬度不應(yīng)小于300mm,長度不應(yīng)小于600mm。焊接H型鋼的允許偏差應(yīng)符合GB50205-2001規(guī)范附錄C中表C.0.1的規(guī)定。
2)在制作螺栓連接構(gòu)件時,應(yīng)對各構(gòu)件的下料、組裝嚴格把關(guān);構(gòu)件連接板的螺栓孔應(yīng)配對制孔;每一榀梁的構(gòu)件按圖紙進行放樣預(yù)組裝;將梁和端面連接板編號后再焊接;現(xiàn)場組對安裝時按編號進行。
3)在工廠和加工車間制作焊接連接的構(gòu)件應(yīng)根據(jù)運輸車輛的能力分段加工,將連接處的上、下翼板焊縫錯開,且每個構(gòu)件兩端翼板和腹板焊縫保留100mm的區(qū)域不焊接,以確?,F(xiàn)場安裝時兩構(gòu)件翼板焊縫平滑過渡。
4)梁與梁之間的十字支撐在制作時,其與梁連接的連接板上所有焊縫應(yīng)在現(xiàn)場進行焊接。
2.3結(jié)構(gòu)安裝工程
結(jié)構(gòu)件吊裝包括鋼屋架及支撐的吊裝。本工程鋼結(jié)構(gòu)安裝,首先應(yīng)復(fù)核混凝土柱的軸線、柱頂面標高以及預(yù)埋M30螺栓的平面位置和標高,與土建專業(yè)完成中間交接工作;其次鋼構(gòu)件制作應(yīng)評定合格,資料齊全。
1)結(jié)構(gòu)的組對:門式屋架的安裝宜采用先立柱后裝梁的順序,首先安裝所有的立柱,然后調(diào)整立柱間跨距、間距和垂直度,使其達到圖紙設(shè)計及規(guī)范的要求。然后在地面對構(gòu)件進行組對連接。梁的安裝是先將每半榀梁組成一體,再將其組成一榀人字梁。梁在組裝時要保證每個與地面接觸點的標高應(yīng)一致,測量并保持其拱度。將相鄰兩榀梁(即①―②軸、③―④軸依次類推)用C型鋼檁條連接組成一體,盡量優(yōu)先組裝有十字支撐的兩榀梁(即②―③軸、④―⑤軸依次類推)的檁條,這樣既減少了檁條和十字支撐的高空安裝量,又能夠確保安裝精度,提高工作效率。
在設(shè)計膨脹縫的結(jié)構(gòu)安裝時,應(yīng)考慮膨脹縫兩側(cè)的安裝。我們以往經(jīng)常遇到結(jié)構(gòu)中膨脹縫距離小,后安裝的梁在與立柱焊接或緊固螺栓時沒有足夠的操作空間。因此,建議設(shè)計部門在此空間的設(shè)計時,最好考慮適當?shù)丶哟笈蛎浛p兩側(cè)的門架距離,以便安裝時操作。
2)鋼屋架的吊裝:鋼屋架的吊裝順序為:拼裝→起吊→就位→臨時固定→校正→最后固定。
鋼屋架在吊裝前首先進行鋼屋架的拼裝,拼裝應(yīng)根據(jù)不同的型號進行,應(yīng)保證同一屋架在拼裝后,整個面應(yīng)在同一平面上,下弦的中心在同一直線上,拼裝連接板與下弦型鋼的焊接正確并牢固可靠。
鋼屋架拼裝完畢后,在三角形鋼屋架的中位線處橫綁一根巾48鋼管鐵扁擔,以保證構(gòu)件在起吊過程中不發(fā)生變形、斷裂,造成事故。由于屋架跨度大于18m,兩點起吊有困難,吊裝中考慮用一根鐵扁擔起吊。屋架吊點位置在上弦節(jié)點左右
吊車選用QY80汽車吊,吊車的行駛路徑為B軸線附近,距屋架中心線8m。吊車選擇好吊點后,在構(gòu)件上找好鋼絲繩的綁扎點吊車開始翻身起吊。在吊升過程中要慢、穩(wěn),徐徐上升,能夠保證構(gòu)件在空中平穩(wěn)地起落和旋轉(zhuǎn)。并在構(gòu)件的兩端系好纜風繩,便于控制構(gòu)件的轉(zhuǎn)動。
3、在施工流程中出現(xiàn)的問題
加工制作過程中較易發(fā)生質(zhì)量問題且發(fā)生后處理起來很棘手的主要是特殊工序和重要工序。一般工序發(fā)生質(zhì)量問題所占的比率很小。在上面的施工過程中,特殊工序有焊接、涂裝,重要工序有下料,裝配。
3.1.焊接工序
焊接質(zhì)量不僅影響焊接產(chǎn)品的使用性能和壽命,更重要的是影響人身和財產(chǎn)安全。所采用的母材、焊絲、焊劑或焊條等焊接材料的性能應(yīng)符合設(shè)計要求。焊機、輔助機具和檢測儀器的性能應(yīng)良好。焊前,焊接材料應(yīng)按規(guī)定烘干,工件的焊接坡口要符合要求并清除切割殘渣、龜裂和污物。焊后處理包括焊接后工件變形的矯正、余高的打磨處理、接頭清洗、構(gòu)件焊后局部或整體熱處理等。
3.2.涂裝工序
涂層作業(yè)氣溫應(yīng)在5~38℃之間為宜,當天氣溫度低于5℃時,應(yīng)選用相應(yīng)的低溫涂層材料施涂。當氣溫高于40℃時,應(yīng)停止涂層作業(yè)。因構(gòu)件溫度超過40℃時,在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷油漆會產(chǎn)生氣泡,降低漆膜的附著力。當空氣濕度大于85%,或構(gòu)件表面有結(jié)露時,不宜進行鋼結(jié)構(gòu)涂層作業(yè)。鋼構(gòu)件工程制作前,應(yīng)對構(gòu)件隱蔽部位、結(jié)構(gòu)夾層難以除銹的部位,提前除銹,提前涂刷。
3.3.放樣下料工序
該工序?qū)儆跇?gòu)件加工之前的龍頭,其質(zhì)量的好壞對下道工序存在著直接的影響,甚至導(dǎo)致下料的零部件全部的報廢,這種情況的發(fā)生是很普遍的,所以在下料之前對于加強過程的質(zhì)量監(jiān)控是十分重要而且必要的。該工序的產(chǎn)生的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在:對于長條和薄板類型的零部件在切割中變形比較厲害;由于切割氣體或者板材內(nèi)部存在夾渣和成份分布不均勻而導(dǎo)致的切割面出現(xiàn)馬牙紋、節(jié)瘤、割痕深度超標準;氣割或鋸切的零部件未考慮后續(xù)工序的收縮變形而導(dǎo)致的零部件尺寸超標;由于工藝文件編制的失誤而導(dǎo)致的批量零部件報廢;下料切割的尺寸嚴重的超過了標準的要求。
3.4.裝配工序
該工序在構(gòu)件加工的質(zhì)量中占有重要的地位,其質(zhì)量受上道工序的影響較大,所以在裝配前加強過程的監(jiān)控是非常的重要。該工序的產(chǎn)生的質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在:裝配的零部件位置錯誤,如3450mm裝成4350mm;零部件的使用錯誤,本來應(yīng)該裝配2輝部件件,裝配的卻是3#另部件;零部件在正確位置上裝配錯誤、如板上的孔45mm本來是朝外,而實際把45mm朝內(nèi)裝了;裝配的零部件裝配間隙超過規(guī)范和技術(shù)文件的要求,3mm的間隙現(xiàn)在7mm;有些零部件沒有經(jīng)過校正就進行裝配,裝配完成后已存在的變形沒辦法消除變形;操作工為圖省事私自切割造成零件上孔位置尺寸超標。
4、安全施工措施
1)施工現(xiàn)場設(shè)專職安全員進行現(xiàn)場安全措施的落實與監(jiān)督管理,對現(xiàn)場施工人員、現(xiàn)場機械設(shè)備及現(xiàn)場用電進行統(tǒng)一管理。要求參加施工的特殊工種作業(yè)人員必須是經(jīng)過培訓(xùn),持證上崗。施工前對所有施工人員進行安全技術(shù)交底。進入施工現(xiàn)場的人員必須戴安全帽、穿防滑鞋,電工、電焊工應(yīng)穿絕緣鞋,高空作業(yè)必須系好安全帶。,
2)作業(yè)前應(yīng)對使用的工具、機具、設(shè)備進行檢查,安全裝置齊全有效。
3)操作面應(yīng)有可靠的架臺、護身,經(jīng)檢查無誤,進行操作。構(gòu)件綁扎方法正確,吊點處應(yīng)有防滑措施,高處作業(yè)使用的工具、材料應(yīng)放在安全地方,禁止隨便放置。
4)起吊鋼構(gòu)件時,提升或下降要平穩(wěn),避免緊急制動或沖擊。專人指揮,信號清楚、響亮、明確,嚴禁違章操作。構(gòu)件安裝后必須檢查其質(zhì)量,確實安全可靠后方可卸扣。每天工作必須達到安全部位,方可收工。
5)施工現(xiàn)場的機電設(shè)備、閘箱、電焊機,應(yīng)有可靠的防雨措施。電器操作必須由專業(yè)人員進行,嚴禁非專業(yè)人員操作。電焊機使用嚴格安全操作規(guī)程,一次線不得超過2m,二次線不能破皮裸露。
6)安全設(shè)施有專人按規(guī)定統(tǒng)一設(shè)置,其他人不得隨意拆動。因工作需要須拆動時,要經(jīng)過有關(guān)人員允許,事后要及時恢復(fù),安全員要認真檢查。
7)搞好安全用電,所有用電設(shè)備的拆除及現(xiàn)場照明均由專業(yè)電工擔任,使用的電動工具,必須安裝漏電保護器。
8)重點把好高空作業(yè)關(guān),工作期間嚴禁喝酒及打鬧,手持工具應(yīng)系好安全掛繩,避免直線垂直交叉作業(yè)。
9)切實搞好防火工作,各項操作均應(yīng)按規(guī)定正確使用。
10)屋面安裝時,要布置好安全網(wǎng),并設(shè)置圍欄。
11)堅持班前安全會議制度,將當日工作安排及安全注意事項進行交底。
12)定期進行安全檢查,預(yù)防和控制事故的不安全因素。
13)起重指揮要果斷,指令要簡潔明確。
14)加強現(xiàn)場保衛(wèi),注意防盜。
15)吊裝作業(yè)范圍內(nèi)設(shè)安全警戒線,非操作人員禁止入內(nèi)。
16)所有的安全活動記錄及文件要齊全。