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摘要：通过宁波台塑扩建年产6万吨高吸水性树脂（SAP)项目自动仓库施工，描述钢结构厂房杯口式基础钢柱安装方法，对如何安全、高速、高质量完成杯口式基础钢柱安装作一个简要阐述。
关键词：杯口式基础支撑垫板钢柱无收缩灌浆料
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
㈠、宁波台塑扩建年产6万吨高吸水性树脂（SAP)项目，主要单位工程名称为NSAP车间二钢结构厂房，建筑面积17414m2，现未施工、副料仓库钢结构厂房，建筑面积575 m2，已施工完毕、自动仓库钢结构厂房，建筑面积3826 m2，正在施工中。自动仓库钢结构厂房尺度：主厂房A~D柱1~18轴线长126.5m跨度22m高度33.9m~35m(40根钢柱设杯形基础深度3m)、附加厂房E~L柱12~18轴线长44m跨度24.2m高度9.3m，钢结构为单层， 1~18轴线两边柱距最大8m。 钢柱采用焊接H型钢且柱与柱拼接采用铰接（单根钢柱有2个拼接点）、钢梁采用焊接H型钢和热轧H型钢，檩条为C型钢，系杆、柱间支撑、水平支撑等均采用热轧H型钢、角钢与钢管。基础承台采用杯口形与钢柱做刚接，柱与梁、柱与支撑、梁与梁、梁与支撑等均采用扭剪型10.9级高强螺栓连接。钢结构总吨位980吨。
㈡、自动仓库杯口基础钢柱的规格尺寸：
㈢、自动仓库基础布置图及厂房钢结构施工模拟立体图：
㈣、杯口基础深、钢柱规格大给安装带来了较大的施工难度
杯口基础规格及深度明细表
杯口基础在3.2m和2.2m深度，增大了钢柱底部定位难度，且钢柱的标高调整只能在基础表面施工，施工操作面与钢柱底部距离远，给调整带来很大难度。
钢柱规格尺寸较大，单体重量大（钢柱重量明细表），安装时保证钢柱的稳定性，必须增加施工人员配合施工（见施工图）。
二、杯口基础验收
㈠、杯口尺寸的允许偏差（mm）
项目 允许偏差
底面标高 0.0~—5.0
杯口深度H ±5.0
杯口垂直度 H/100，且不应大于10.0
位置 10.0
㈡、基础验线、复测应使用在检定合格期内的水准仪、经纬仪、钢卷尺等，在每个杯口基础表面标示出定位轴线及标高线如下图：
三、钢柱安装的标高控制
㈠、找平层施工
对每个基础杯口进行清理后，验收合格后，搅拌高强无收缩灌浆料（H-40型）进行找平，找平层（找平层的上表面为钢柱底板安装标高）高度为200mm，且施工中用杆尺及水准仪测量控制找平层在—5.0~—10.0mm（因灌浆料流动性大，且收缩量小，较容易控制找平层的高度，杜绝找平层高出底板标高）。
㈡、钢柱支撑垫板施工
在每根钢柱标高FL+210位置焊接支撑垫板，调整时用制作好的耳板及千斤顶固定在钢柱加劲板上，采用簿钢板加设在支撑垫板及杯口基础表面进行上下调整标高。（1、控制找平层—5.0~—10.0mm误差。2、解决钢柱底板焊接后的变形不平度。）
㈢、施工示意图如下：
四、钢柱安装
㈠、吊装前准备
1、钢柱安装时采用临时直爬梯（如下图），吊装前与钢柱底部捆扎牢固。
2、吊装索具的选用
钢丝绳的选用，一层以吊装最重钢柱6吨为例：吊索选用直径Φ21.5的6*37+1公称抗拉强度为1700KPa型，一弯两股，单股破断拉力P破＝296KN。选用单根钢丝绳绳长8ｍ，则钢丝绳与竖直线夹角ａ＝9°，钢丝绳吊装时安全系数Ｎ：Ｎ＝ｎ*Ｐ破*COSａ/(ｑ设*Ｋ１*Ｋ２)
＝2*296*1000*COS9°/（6*9.8*1000*1.1*1.1）
＝8.2>6（中等起重最小容许的安全系数）所选钢丝绳满足吊装作业要求
吊耳的验算（2个吊点，每个吊耳板采用8个4.8级的M20*80螺栓与柱翼缘板连接）：
吊物重量：=6*1.1*1.1=7.26吨
动载综合系数：1.5
吊耳材质：Q235B
板厚：δ=16mm
许用拉应力［σ］=140 N/mm2
许用剪应力
单个吊耳承受载荷：Q=0.5*7.26=3.63t；
吊耳最危险截面进行受力计算，如下：
A截面:
=Q*9.8*1.5/A=3.63*9.8*1.5*103/16*(248-168)=41.7﹤83.3 可用（如下图）。
3、钢柱重量明细表：
4、揽风绳设置
1.1、揽风绳的拉力计算：T1=K(M/H+P)/cosβ
式中：T1—揽风绳的工作拉力（KN）
M—钢柱顶部承受的弯矩（KN.M）
H—钢柱高度（M）
P—钢柱顶部的水平拉力（KN）
β—揽风绳与地面夹角
K—分配系数为1.0
因揽风绳设在钢柱上端的1/4处，M=1/4*60*1.2=18 KN.M，P=1/4*60=15 KN，揽风绳与地面夹角45°
T1=K(M/H+P)/cosβ=1（18/12+15）/0.707=23 KN
1.2、揽风绳选用钢丝绳为直径Φ14的6*19+1公称抗拉强度为1550KPa型，单股破断拉力P破＝112KN钢丝绳吊装时安全系数Ｎ：
Ｎ＝Ｐ破/(T1*Ｋ１*Ｋ２)
＝112*1000/（23*1000*1.1*1.1）
＝4.02 >3.5（用于揽风绳的最小容许的安全系数）
1.3、揽风绳松紧调整采用螺旋扣（花篮螺丝），规格为M27的OO型，详细见下图
5、揽风绳的锚点设置，在土建浇筑地坪前,预埋带弯钩的Φ25圆钢，与螺旋扣的花篮螺丝连接（见施工图）。
㈡、钢柱吊装
1、吊装采用一台25t汽车吊，钢柱就位后将柱底中心与基础中心对正。
2、找正用两台经纬仪在夹角90°的两个方向观测钢柱垂直度。用揽风绳、花篮螺丝、千斤顶、垫板将钢柱精确找正，找正完成及时安装柱间支撑及柱间系杆，形成牢固的整体。
3、钢柱安装允许偏差：
㈢、钢柱杯口基础灌浆
一层单节钢柱找正固定完且报验合格后，进行二次灌浆，灌浆前清理完杯口内积水及杂物，按图紙要求采用高强无收缩灌浆料（H-40型）进行灌浆施工，待二次灌浆达到强度后拆除4条揽风绳及支撑垫板，进行周转使用。
五、结束语
此种方法，避免了在狭窄空间制作垫铁及灰誌的找正工作，找正采用花篮螺丝安全又节约成本，利用拼接节点设置统一的安装吊耳板提高安全系数、加快了吊装速度，钢柱上焊接支撑垫板加快了找正速度且有效的保证了钢柱的稳定性，总之采取上述措施对杯口基础钢柱安装的安全、速度、质量上都得到了有效的提高。
参考文献：
⑴ 《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205-2001)
⑵ 《起重吊装常用数据手册》
关键词：杯口式基础支撑垫板钢柱无收缩灌浆料
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
㈠、宁波台塑扩建年产6万吨高吸水性树脂（SAP)项目，主要单位工程名称为NSAP车间二钢结构厂房，建筑面积17414m2，现未施工、副料仓库钢结构厂房，建筑面积575 m2，已施工完毕、自动仓库钢结构厂房，建筑面积3826 m2，正在施工中。自动仓库钢结构厂房尺度：主厂房A~D柱1~18轴线长126.5m跨度22m高度33.9m~35m(40根钢柱设杯形基础深度3m)、附加厂房E~L柱12~18轴线长44m跨度24.2m高度9.3m，钢结构为单层， 1~18轴线两边柱距最大8m。 钢柱采用焊接H型钢且柱与柱拼接采用铰接（单根钢柱有2个拼接点）、钢梁采用焊接H型钢和热轧H型钢，檩条为C型钢，系杆、柱间支撑、水平支撑等均采用热轧H型钢、角钢与钢管。基础承台采用杯口形与钢柱做刚接，柱与梁、柱与支撑、梁与梁、梁与支撑等均采用扭剪型10.9级高强螺栓连接。钢结构总吨位980吨。
㈡、自动仓库杯口基础钢柱的规格尺寸：
㈢、自动仓库基础布置图及厂房钢结构施工模拟立体图：
㈣、杯口基础深、钢柱规格大给安装带来了较大的施工难度
杯口基础规格及深度明细表
杯口基础在3.2m和2.2m深度，增大了钢柱底部定位难度，且钢柱的标高调整只能在基础表面施工，施工操作面与钢柱底部距离远，给调整带来很大难度。
钢柱规格尺寸较大，单体重量大（钢柱重量明细表），安装时保证钢柱的稳定性，必须增加施工人员配合施工（见施工图）。
二、杯口基础验收
㈠、杯口尺寸的允许偏差（mm）
项目 允许偏差
底面标高 0.0~—5.0
杯口深度H ±5.0
杯口垂直度 H/100，且不应大于10.0
位置 10.0
㈡、基础验线、复测应使用在检定合格期内的水准仪、经纬仪、钢卷尺等，在每个杯口基础表面标示出定位轴线及标高线如下图：
三、钢柱安装的标高控制
㈠、找平层施工
对每个基础杯口进行清理后，验收合格后，搅拌高强无收缩灌浆料（H-40型）进行找平，找平层（找平层的上表面为钢柱底板安装标高）高度为200mm，且施工中用杆尺及水准仪测量控制找平层在—5.0~—10.0mm（因灌浆料流动性大，且收缩量小，较容易控制找平层的高度，杜绝找平层高出底板标高）。
㈡、钢柱支撑垫板施工
在每根钢柱标高FL+210位置焊接支撑垫板，调整时用制作好的耳板及千斤顶固定在钢柱加劲板上，采用簿钢板加设在支撑垫板及杯口基础表面进行上下调整标高。（1、控制找平层—5.0~—10.0mm误差。2、解决钢柱底板焊接后的变形不平度。）
㈢、施工示意图如下：
四、钢柱安装
㈠、吊装前准备
1、钢柱安装时采用临时直爬梯（如下图），吊装前与钢柱底部捆扎牢固。
2、吊装索具的选用
钢丝绳的选用，一层以吊装最重钢柱6吨为例：吊索选用直径Φ21.5的6*37+1公称抗拉强度为1700KPa型，一弯两股，单股破断拉力P破＝296KN。选用单根钢丝绳绳长8ｍ，则钢丝绳与竖直线夹角ａ＝9°，钢丝绳吊装时安全系数Ｎ：Ｎ＝ｎ*Ｐ破*COSａ/(ｑ设*Ｋ１*Ｋ２)
＝2*296*1000*COS9°/（6*9.8*1000*1.1*1.1）
＝8.2>6（中等起重最小容许的安全系数）所选钢丝绳满足吊装作业要求
吊耳的验算（2个吊点，每个吊耳板采用8个4.8级的M20*80螺栓与柱翼缘板连接）：
吊物重量：=6*1.1*1.1=7.26吨
动载综合系数：1.5
吊耳材质：Q235B
板厚：δ=16mm
许用拉应力［σ］=140 N/mm2
许用剪应力
单个吊耳承受载荷：Q=0.5*7.26=3.63t；
吊耳最危险截面进行受力计算，如下：
A截面:
=Q*9.8*1.5/A=3.63*9.8*1.5*103/16*(248-168)=41.7﹤83.3 可用（如下图）。
3、钢柱重量明细表：
4、揽风绳设置
1.1、揽风绳的拉力计算：T1=K(M/H+P)/cosβ
式中：T1—揽风绳的工作拉力（KN）
M—钢柱顶部承受的弯矩（KN.M）
H—钢柱高度（M）
P—钢柱顶部的水平拉力（KN）
β—揽风绳与地面夹角
K—分配系数为1.0
因揽风绳设在钢柱上端的1/4处，M=1/4*60*1.2=18 KN.M，P=1/4*60=15 KN，揽风绳与地面夹角45°
T1=K(M/H+P)/cosβ=1（18/12+15）/0.707=23 KN
1.2、揽风绳选用钢丝绳为直径Φ14的6*19+1公称抗拉强度为1550KPa型，单股破断拉力P破＝112KN钢丝绳吊装时安全系数Ｎ：
Ｎ＝Ｐ破/(T1*Ｋ１*Ｋ２)
＝112*1000/（23*1000*1.1*1.1）
＝4.02 >3.5（用于揽风绳的最小容许的安全系数）
1.3、揽风绳松紧调整采用螺旋扣（花篮螺丝），规格为M27的OO型，详细见下图
5、揽风绳的锚点设置，在土建浇筑地坪前,预埋带弯钩的Φ25圆钢，与螺旋扣的花篮螺丝连接（见施工图）。
㈡、钢柱吊装
1、吊装采用一台25t汽车吊，钢柱就位后将柱底中心与基础中心对正。
2、找正用两台经纬仪在夹角90°的两个方向观测钢柱垂直度。用揽风绳、花篮螺丝、千斤顶、垫板将钢柱精确找正，找正完成及时安装柱间支撑及柱间系杆，形成牢固的整体。
3、钢柱安装允许偏差：
㈢、钢柱杯口基础灌浆
一层单节钢柱找正固定完且报验合格后，进行二次灌浆，灌浆前清理完杯口内积水及杂物，按图紙要求采用高强无收缩灌浆料（H-40型）进行灌浆施工，待二次灌浆达到强度后拆除4条揽风绳及支撑垫板，进行周转使用。
五、结束语
此种方法，避免了在狭窄空间制作垫铁及灰誌的找正工作，找正采用花篮螺丝安全又节约成本，利用拼接节点设置统一的安装吊耳板提高安全系数、加快了吊装速度，钢柱上焊接支撑垫板加快了找正速度且有效的保证了钢柱的稳定性，总之采取上述措施对杯口基础钢柱安装的安全、速度、质量上都得到了有效的提高。
参考文献：
⑴ 《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205-2001)
⑵ 《起重吊装常用数据手册》