论文部分内容阅读
摘要:江苏安泰动力机械有限公司总装试验车间多榀钢屋架采用地面组合拼装，一次性整体吊装，这样既节约了施工成本，保证拼装精度，提高安全保障，又大大地缩短了施工工期，对以后的钢屋架吊装有参考意义。
关键词:钢架;屋架;整体;吊装
中图分类号：S219.08文献标识码：A 文章编号：
一、 工程概况
江苏安泰动力机械有限公司低速机总装试验车间及辅助厂房工程，位于江苏省靖江市经济开发区新港园区沿江高速与六助港路交汇处，该工程由江苏省纺织工业设计研究院，施工单位是长江精工钢结构（集团）股份有限公司。本厂房为单层三联跨钢结构厂房，总建筑面积31588平方米。其中A-B轴屋架跨度轴线10米， C-D轴屋架跨度轴线18米，为轻钢辅房。B至C轴刚架跨度轴线33米，柱距12m，柱顶标高27.3m；檐高为31.80米（见下图），布置有最大行车起起吊能力175 t +175 t和8T悬壁式桁车。
剖面图
屋架粱示意图
二、工程特点分析
本工程总建筑面积31588平米，辅房部分全部采用轻型H钢实腹式柱和梁，B-C轴间柱采用箱形格构式组合柱，屋面主承重结构采用角钢屋架，总的安装量达到近万吨，安装工期只有130日历天，同时由于构件的运输条件所限，格构柱及B-C轴间屋架均需在现场实行拼装、对接，同时厂房施工涉及的专业多，包括：土建、钢结构、水电安装、基础施工、屏蔽设施、穿插施工等，在施工过程中需要各单位紧密配合，如何在规定时间内根据当地气候条件，把握好施工期限，在规定工期内完成施工任务，将是我们考虑的重点问题。
三、吊装方案的选择
由于本工程B、C轴线檐口标高达30m，钢柱柱脚基础为插入式杯口，对柱顶的偏移要求精度高，从而对柱间屋架安装精度造成较大影响等。为提高钢屋架的安装精度，防止单榀屋架吊装所带来的屋架变形，所以本工程B、C轴线屋架采用三榀屋架通过系杆连接整体吊装的方式进行。同时，焊接质量及工艺要求高，对接焊缝要求为全熔透焊接。
屋架进行三榀整体吊装的原因为：1、因为柱本身重量大，按起吊重量和起吊高度要求讲需采用150T大型起重机(用数据证实)2、单榀屋架分榀吊装如果增加小型起重机，一是屋架侧向刚度较小，不易控制变形，二是如果采取与柱分开吊装柱需增加很多的缆风绳固定，屋架安装可对同一轴线上的两柱起到稳定作用，三是如果同时吊装，会增加现场同时作业的协调难度和风险延长装进度3、单片屋架吊装会增加很多屋架的稳定措施费用4、可以减少屋架间支撑安装的精度、速度及减少风险。5、可以提高大型吊机的利用效率
安装难点：1、由于地面拼装为预拼装一次完成，要求拼装的理论精度要准确
2、柱的安装精度应高于平时的安装精度(可附柱与屋架的连接节点来说明精度要求与控制难点)3、整体吊装与连接时的协调配合
钢结构安装部署
1、钢结构安装前的准备工作
1、钢构件的吊装前的检查
钢结构进场后或构件拼装完成后，应对构件进行严格的检查，具体检查的项目有：
(1)钢材、焊接材料、涂装材料等在钢结构制作过程中用到的原材料质量证明文件及复试报告。
(2)构件的外形几何尺寸，连接板的位置角度，螺栓孔的直径及孔距，焊缝的坡口，附件的数量及规格等。
(3)构件的焊缝外观质量及一、二级焊缝的超声波探伤记录。
(4)高强螺栓连接摩擦面的质量及复验报告。
(5)构件的涂装质量及有关测试记录。
(6)对照构件发运清单检查构件的规格、型号、编号、数量。
(7)专门检查在运输过程中产生的变形及损坏情况，对发生变形的构件及时进行校正和修复。
2、构件标志标注
吊装前对钢构件做好中心线、标高线的标注，对不对称的构件还应标注安装方向，对大型构件应标注出重心或吊点，标注可采用不同于构件涂装涂料颜色的油漆作记号，做到清楚、准确、醒目。
3、缆风绳、锚定的设置
当开始吊装前，应先设置好缆风绳及缆风绳锚定。由于剛开始吊装的钢结构，在没有安装支撑及相应的连接构件前，单独的构件没有形成一个稳定的空间体系，因此在吊装前应设置一定数量的缆风绳，通过一定的锚定设施进行固定。如钢柱的侧向刚度较差，应在吊装后在侧面设置缆风绳。屋面屋架吊装后，应在吊钩撤走之前将缆风绳固定好，屋面屋架至少应设置2对缆风绳。
2、屋架吊装
1、施工顺序：屋架梁吊装从厂房一端含有屋面水平支撑的两榀刚架开始吊装，该两榀刚架形成整体后，再依次推进刚架的吊装进程。
安装流程示意图如下：
吊装第一步：三榀钢架整体安装形成稳定体系
吊装第二步：单榀屋架安装实现厂房钢架全部吊装
2、屋架梁拼装和吊装：
多段屋架梁现场拼装可在现场制作拼装胎架，进行拼装。
3、屋架的吊装顺序：
屋架吊装时从33轴开始，先在地上完成33-32轴三榀屋架的拼装，连成刚体整体吊装，接着继续以单榀形式进行屋架吊装，屋架吊装后立即安装屋架之间的支撑、檩条等，然后进行测量校正；屋面板的安装流程详见后屋面安装。确保屋架的安装质量，紧接着的屋架安装时应避免多榀屋架跨中垂直度向同一方向倾斜。
4、屋架吊装方法：
两端三榀屋架整体吊装采用6点吊法，单榀屋架吊装采用2点吊法；吊点设在屋架中心两边对称节点设置，钢丝绳绑扎时对屋架做好保护工作。三榀屋架整体吊装的吊机采用200T履带式起重机，单榀屋架吊装的吊机选用50T汽车式汽重机。屋架吊装就位后，先进行安装位置的复测，用临时螺栓进行固定，及时将两屋架之间的垂直支撑及屋面檩条等所有构件安装完成，并进行测量校正，合格后进行焊接，以此作为稳定体系，安装完成后安装大型屋面板。钢屋架的吊装方法见下图：
单榀屋架吊装示意图
三榀屋架吊装示意图（一）
三榀屋架吊装示意图（二）
5、吊点及吊索的选择
5.1屋架吊装采用6X37+1互捻制钢丝绳进行吊装，采用2点吊装，钢梁采用2点吊装，吊点分别设置于屋架的两边约1/3（腹杆连接位置）处，钢丝绳在绑扎时在绑扎处垫上麻袋、橡皮或木块，如绑扎点易对构件造成损坏的情况下，应对构件进行临时加固处理。
5.2屋架最重为12.4T，吊装时钢丝绳与水平线的夹角应大于60°，现以60°计算，单根钢丝绳受力为G/4sin60°=0.97t=9.7KN，选用6X37+1-19.5-1700钢丝绳，取安全系数为K=6，修正系数Φ修=0.82，现进行验算，P破=239.5KN，P允=Φ修×P破/K=0.82X9239.5/6=32.73KN>9.7KN，满足吊装要求。
6、钢屋架的校正
屋架的测量校正主要包括以下几方面的内容：轴线位置偏移的测量校正、跨中垂直度的测量校正，屋架挠度的测量校正等。
6.1屋架与钢柱之间采用螺栓连接，屋架轴线位置的准确主要决定于钢柱的垂直度，在保证钢柱的垂直度的情况下，如发现屋架的轴线有偏差，则可适当的对屋架的连接螺栓孔进行铰刀扩孔，但必须在规范允许范围之内。
6.2屋架跨中垂直度测量时，可采用线锤进行测量，从屋架上弦挂锤球下来，测量线绳至上弦与下弦中心线上下两处的水平距离，如a＝a’说明垂直，如a≠a’，则通过用缆风进行调整。
五、结论
通过对江苏安泰动力机械有限公司总装试验车间屋面钢屋架现场吊装方案的分析，可以得出以下结论：
对于这种中小跨度的屋面钢架、工程本身高度大，在施工过程中，应尽量地充分利用现代化的吊装工具（如大型吊车）进行地面组装，减少高空拼焊的次数，也大大地降低了工程的安全风险概率。
这种屋架梁的整体组合吊装方式，确保了安装精度，防止吊装过程中的变形。
这种吊装方法既简便，施工又快，减少了吊机起重准备时间，降低了施工成本，提高了效率，也节约了工期。
关键词:钢架;屋架;整体;吊装
中图分类号：S219.08文献标识码：A 文章编号：
一、 工程概况
江苏安泰动力机械有限公司低速机总装试验车间及辅助厂房工程，位于江苏省靖江市经济开发区新港园区沿江高速与六助港路交汇处，该工程由江苏省纺织工业设计研究院，施工单位是长江精工钢结构（集团）股份有限公司。本厂房为单层三联跨钢结构厂房，总建筑面积31588平方米。其中A-B轴屋架跨度轴线10米， C-D轴屋架跨度轴线18米，为轻钢辅房。B至C轴刚架跨度轴线33米，柱距12m，柱顶标高27.3m；檐高为31.80米（见下图），布置有最大行车起起吊能力175 t +175 t和8T悬壁式桁车。
剖面图
屋架粱示意图
二、工程特点分析
本工程总建筑面积31588平米，辅房部分全部采用轻型H钢实腹式柱和梁，B-C轴间柱采用箱形格构式组合柱，屋面主承重结构采用角钢屋架，总的安装量达到近万吨，安装工期只有130日历天，同时由于构件的运输条件所限，格构柱及B-C轴间屋架均需在现场实行拼装、对接，同时厂房施工涉及的专业多，包括：土建、钢结构、水电安装、基础施工、屏蔽设施、穿插施工等，在施工过程中需要各单位紧密配合，如何在规定时间内根据当地气候条件，把握好施工期限，在规定工期内完成施工任务，将是我们考虑的重点问题。
三、吊装方案的选择
由于本工程B、C轴线檐口标高达30m，钢柱柱脚基础为插入式杯口，对柱顶的偏移要求精度高，从而对柱间屋架安装精度造成较大影响等。为提高钢屋架的安装精度，防止单榀屋架吊装所带来的屋架变形，所以本工程B、C轴线屋架采用三榀屋架通过系杆连接整体吊装的方式进行。同时，焊接质量及工艺要求高，对接焊缝要求为全熔透焊接。
屋架进行三榀整体吊装的原因为：1、因为柱本身重量大，按起吊重量和起吊高度要求讲需采用150T大型起重机(用数据证实)2、单榀屋架分榀吊装如果增加小型起重机，一是屋架侧向刚度较小，不易控制变形，二是如果采取与柱分开吊装柱需增加很多的缆风绳固定，屋架安装可对同一轴线上的两柱起到稳定作用，三是如果同时吊装，会增加现场同时作业的协调难度和风险延长装进度3、单片屋架吊装会增加很多屋架的稳定措施费用4、可以减少屋架间支撑安装的精度、速度及减少风险。5、可以提高大型吊机的利用效率
安装难点：1、由于地面拼装为预拼装一次完成，要求拼装的理论精度要准确
2、柱的安装精度应高于平时的安装精度(可附柱与屋架的连接节点来说明精度要求与控制难点)3、整体吊装与连接时的协调配合
钢结构安装部署
1、钢结构安装前的准备工作
1、钢构件的吊装前的检查
钢结构进场后或构件拼装完成后，应对构件进行严格的检查，具体检查的项目有：
(1)钢材、焊接材料、涂装材料等在钢结构制作过程中用到的原材料质量证明文件及复试报告。
(2)构件的外形几何尺寸，连接板的位置角度，螺栓孔的直径及孔距，焊缝的坡口，附件的数量及规格等。
(3)构件的焊缝外观质量及一、二级焊缝的超声波探伤记录。
(4)高强螺栓连接摩擦面的质量及复验报告。
(5)构件的涂装质量及有关测试记录。
(6)对照构件发运清单检查构件的规格、型号、编号、数量。
(7)专门检查在运输过程中产生的变形及损坏情况，对发生变形的构件及时进行校正和修复。
2、构件标志标注
吊装前对钢构件做好中心线、标高线的标注，对不对称的构件还应标注安装方向，对大型构件应标注出重心或吊点，标注可采用不同于构件涂装涂料颜色的油漆作记号，做到清楚、准确、醒目。
3、缆风绳、锚定的设置
当开始吊装前，应先设置好缆风绳及缆风绳锚定。由于剛开始吊装的钢结构，在没有安装支撑及相应的连接构件前，单独的构件没有形成一个稳定的空间体系，因此在吊装前应设置一定数量的缆风绳，通过一定的锚定设施进行固定。如钢柱的侧向刚度较差，应在吊装后在侧面设置缆风绳。屋面屋架吊装后，应在吊钩撤走之前将缆风绳固定好，屋面屋架至少应设置2对缆风绳。
2、屋架吊装
1、施工顺序：屋架梁吊装从厂房一端含有屋面水平支撑的两榀刚架开始吊装，该两榀刚架形成整体后，再依次推进刚架的吊装进程。
安装流程示意图如下：
吊装第一步：三榀钢架整体安装形成稳定体系
吊装第二步：单榀屋架安装实现厂房钢架全部吊装
2、屋架梁拼装和吊装：
多段屋架梁现场拼装可在现场制作拼装胎架，进行拼装。
3、屋架的吊装顺序：
屋架吊装时从33轴开始，先在地上完成33-32轴三榀屋架的拼装，连成刚体整体吊装，接着继续以单榀形式进行屋架吊装，屋架吊装后立即安装屋架之间的支撑、檩条等，然后进行测量校正；屋面板的安装流程详见后屋面安装。确保屋架的安装质量，紧接着的屋架安装时应避免多榀屋架跨中垂直度向同一方向倾斜。
4、屋架吊装方法：
两端三榀屋架整体吊装采用6点吊法，单榀屋架吊装采用2点吊法；吊点设在屋架中心两边对称节点设置，钢丝绳绑扎时对屋架做好保护工作。三榀屋架整体吊装的吊机采用200T履带式起重机，单榀屋架吊装的吊机选用50T汽车式汽重机。屋架吊装就位后，先进行安装位置的复测，用临时螺栓进行固定，及时将两屋架之间的垂直支撑及屋面檩条等所有构件安装完成，并进行测量校正，合格后进行焊接，以此作为稳定体系，安装完成后安装大型屋面板。钢屋架的吊装方法见下图：
单榀屋架吊装示意图
三榀屋架吊装示意图（一）
三榀屋架吊装示意图（二）
5、吊点及吊索的选择
5.1屋架吊装采用6X37+1互捻制钢丝绳进行吊装，采用2点吊装，钢梁采用2点吊装，吊点分别设置于屋架的两边约1/3（腹杆连接位置）处，钢丝绳在绑扎时在绑扎处垫上麻袋、橡皮或木块，如绑扎点易对构件造成损坏的情况下，应对构件进行临时加固处理。
5.2屋架最重为12.4T，吊装时钢丝绳与水平线的夹角应大于60°，现以60°计算，单根钢丝绳受力为G/4sin60°=0.97t=9.7KN，选用6X37+1-19.5-1700钢丝绳，取安全系数为K=6，修正系数Φ修=0.82，现进行验算，P破=239.5KN，P允=Φ修×P破/K=0.82X9239.5/6=32.73KN>9.7KN，满足吊装要求。
6、钢屋架的校正
屋架的测量校正主要包括以下几方面的内容：轴线位置偏移的测量校正、跨中垂直度的测量校正，屋架挠度的测量校正等。
6.1屋架与钢柱之间采用螺栓连接，屋架轴线位置的准确主要决定于钢柱的垂直度，在保证钢柱的垂直度的情况下，如发现屋架的轴线有偏差，则可适当的对屋架的连接螺栓孔进行铰刀扩孔，但必须在规范允许范围之内。
6.2屋架跨中垂直度测量时，可采用线锤进行测量，从屋架上弦挂锤球下来，测量线绳至上弦与下弦中心线上下两处的水平距离，如a＝a’说明垂直，如a≠a’，则通过用缆风进行调整。
五、结论
通过对江苏安泰动力机械有限公司总装试验车间屋面钢屋架现场吊装方案的分析，可以得出以下结论：
对于这种中小跨度的屋面钢架、工程本身高度大，在施工过程中，应尽量地充分利用现代化的吊装工具（如大型吊车）进行地面组装，减少高空拼焊的次数，也大大地降低了工程的安全风险概率。
这种屋架梁的整体组合吊装方式，确保了安装精度，防止吊装过程中的变形。
这种吊装方法既简便，施工又快，减少了吊机起重准备时间，降低了施工成本，提高了效率，也节约了工期。