钢结构安装吊装施工技术应用

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiaoqiao624
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  摘要:钢结构,顾名思义是以钢材为主要建筑材料,在施工中通过将特定结构型钢和其他钢板焊接来形成新的施工结构的一种方式,是当前建筑工程中的主要施工类型。钢结构工程整体质量的好坏,除了在根本上受到材料本身物理指标的影响之外,在很大程度上还和安装工艺的合理与否有很大的关系。目前钢结构在高层、大型建筑工程中被广泛应用,其结构安装方法主要有机械安装、土法安装和土机组合安装等。钢结构在施工中,从材料采购、库存摆放、吊装成型是一个系统化的工程,在施工中,应根据结构形式的不同选择相应合适的安装和施工措施。必须对工程最终质量优良、安全生产、保证工期、成本低廉等多种因素综合分析,再结合实际施工要求制定出最佳的安装工艺和吊装方法。
  关键词:钢结构;安装吊装;施工技术
  中图分类号:TU391文献标识码: A
  一、钢结构的制作技术分析
  虽然钢结构的制作技术并不属于安装施工技术范围,但是却对安装施工质量有着直接的影响。若钢结构的制作过程中存在质量缺陷,则势必会影响到后期使的安装质量和使用效果。在钢结构的制作技术过程中,需要注意以下几方面内容:
  1、构件在切割下料时,翼缘板尺寸宽窄不一,切割边缘有较深的切痕,板边有明显的凸陷,拼板边缘切割不垂直,拼接错边等。应严格按照有关规定进行施工,切割应提高操作技能和确保参数正确。当采用气割方法气割钢板和型材时,厚度在14mm以下时缝宽为2mm;厚度在16mm以下时缝宽为2.5mm。
  2、构件组装时,H型钢无组装胎架,组装前不矫正,造成H型钢高度尺寸有偏差,腹板偏中心;翼腹板对接后,焊缝未矫平,有明显的凹凸。H型钢组装时应有组装胎架;焊接H型钢的结构件时,当翼缘板和腹板要拼接时,按长度方向拼接,腹板拼接的拼接缝拼成“T”字形,翼缘板拼接缝和拼接缝的间距应大于200mm,拼接焊接应在H型钢组装前进行。在焊接方面,焊缝不饱满,边缘有凹坑未熔合等,与母材不平齐,柱脚、牛腿的焊脚尺寸小于设计图纸的规定,角焊缝塌边现象严重,收弧处普遍低于母材,气孔较多;手工焊焊缝不直,宽窄不一,咬边现象严重。应严禁使用焊芯生锈的焊条、受潮过程中结块的焊剂,焊丝使用前应清除油污铁锈。焊接钢梁时宜采用门式自动埋弧焊进行焊接,柱、梁的连接板加肋板采用手工焊接;使用门式自动焊应满足焊后边缘30-50mm范围内铁锈清除干净,以减少产生焊接气孔等缺陷因素;引弧板应与母材材质相同,焊接坡口形式相同,长度应符合标准规定。
  二、吊装之前需要做的准备工作
  1、施工组织的设计
  在吊装开始之前一定需要进行关于施工的组织设计,施工组织设计的内容包括起重机的选择、构件吊装的方法和流程,还需要通过某一种有效的措施来保证安装的质量的安全。施工组织的设计起着非常重要的作用,需要我们认真对待不能认为仅仅是一个形式,就草草了事,施工组织设计的好坏对工程工作的后续展开有着重要的作用,需要我们抓紧工作,确保施工能够有秩序的进行。
  2、基础需要做的准备
  钢柱基础的表面可以设计成一个具体的平面,需要在施工进行的过程中把钢柱和基础连成一个统一的整体,这样就可以保证施工过程不容易发生变形,从而使施工工作顺利的进行。在施工工作进行的过程中可以采用一次法和二次法进行浇筑。对于一次法来说,基础混凝土的浇筑是跟设计标高相关的,我们需要找到设计标高大致40mm~60mm处,还需要细石子去找平,一直找到设计标高,这样即可以保证设计标高的准确性。这个时候对钢柱制作尺的要求是很高的,必须保证混凝土的紧密粘接。对于二次法来说就是在工程进行的过程中分两次浇筑,首先先给混凝土浇筑40mm~60mm处,等混凝土有一定的强度之后再进行第二次浇筑,还得通过校正钢板进行标高,然后再吊装钢柱,这样的施工过程可以保证工程施工的顺利进行,而且这种方法还可以用于一些比较重型的钢柱的吊装。如果说基础采用的是二次浇筑法进行的施工,在柱脚的位置一定要采用钢垫板来进行支撑,钢垫板的位置可以设置在靠近地角栓的柱脚的底板处,垫板跟基础的平面需要做到接触的平整和紧密性,如果做成斜的时候,还需要叠合长度。
  3、对于构件进行运输和堆放
  构件的运输是一个非常重要的问题,构件如果运输不当会导致构件的损坏,同时构件的损坏会造成工程的损失,也不利于工程的成本控制,其实在构件的运输的过程中只要对这些问题稍加注意就不会产生不必要的损失。在构件运输的过程中一定要根据施工组织要求的施工顺序,成套进行供应,并且在运输的过程中还需要根据构件的长度和重量选择合适的车辆,在运输的过程中车辆上的支点以及两端伸出的长度和捆绑的方法均不能产生变形。在构件堆放的场地,需要保证场地的平整而且还没有积水,这样可以避免对施工构件的腐蚀,防止施工构件的损坏。
  三、钢结构安装吊装施工技术
  1、起重机的选择
  起重机的选择是吊装工程的重要问题,因为它关系到构件安装方法、起重机械开行路线与停机位置、构件平面布置等许多问题。
  (1)起重机类型选择
  结构安装用的起重机类型,主要根据厂房跨度、构件重量、安装高度以及施工现场条件和当地现有起重设备等确定。一般中小型厂房结构采用自行式起重机安装比较合理。当厂房结构的高度和跨度较大时,可选用塔式起重机安装屋盖结构。大跨度的重型工业厂房,往往需要结合设备安装同时考虑结构构件的安装问题,选用的起重机既要安装厂房的承重结构又要能完成设备的安装,所以多选用大型自行式起重机、重型塔式起重机、大型牵缆式桅杆起重机等。对于重型构件,当一台起重机无法吊装时,也可用两台起重机抬吊。
  (2)起重机型号及起重臂长度选择
  起重机的类型确定之后,还需要进一步选择起重机的型号及起重臂的长度。所选起重机的三个工作参数:起重量、起重高度、起重半径应满足结构吊装的要求。
  2、构件的安装
  构件安装是钢结构的基本施工内容,所有的钢结构框架都是以构件的连接而形成的。为此,在安裝构件时应当严格按照施工要求和安装流程进行焊接作业。并且钢构件连接成框架单元之后,要采取一定的加固措施以保护成品。尤其是在大风天气下,更应该加揽风绳来固定,以免钢框架散架或整体掉落,引起不必要的安全事故。
  3、钢柱的吊装
  (1)钢柱的吊升
  工业厂房占地面积较大,通常用自行式起重机或塔式起重机吊装钢柱。钢柱为旋转吊装法和滑行吊装法。对重型钢柱可采用双机抬吊的方法进行吊装。起吊时,双机同时将钢柱吊起一定高度后暂停,运输钢柱的平板车移开,然后双机同时提升回转刹车,由主机单独吊装,当钢柱吊装回直后,拆除辅机下吊点的绑扎钢丝绳,由主机单独将钢柱插入锚固螺栓固定。初校垂直度,偏差控制在20mm以内,方可松钩。
  (2)钢柱的校正与固定
  钢柱垂直度的偏差用经纬仪检验,如超过允许值,用螺旋千斤顶或油压千斤顶进行校正。在校正过程中,随时观察柱底部和标高控制块之间是否脱空,以防校正过程中造成水平标高的误差。校正后为防止钢柱位移,在柱四边用10mm厚的钢板定位,并用电焊固定。钢柱复校后,再紧固锚固螺栓,并将承重块上下点焊固定,防止走动。
  4、螺栓安装施工
  在钢结构的安装中,除了采用焊接的方式来连接钢构件,螺栓连接是较为常用的一种钢结构安装施工技术。在一些不能进行焊接施工的钢结构部位,常常使用螺栓连接方式。在螺栓连接施工中,首先要保证所使用的螺栓尺寸规格符合要求,其次要在正确的位置安装合适的螺栓,并且螺栓必须要拧紧,不得存在松动或错帽的现象。为了避免螺栓锈蚀,在安装完成后,还要对其进行防锈剂涂刷。
  5、高强螺栓紧固顺序
  一般应从节点刚度较大的部位向约束较少部位进行,工字钢应按上翼缘-下翼缘-腹板次序紧固;由螺栓群中间向两端依次对称紧固;有两个连接构件时,应先紧固主要构件,后紧固次要构件。操作时必须分初拧和终拧两次进行,初拧要求不小于施工紧固力矩的25%,当天安装的螺栓应当在当天初拧完毕,终拧时要求达到设计所要求的紧固力矩数值。
  6、现场焊接
  现场焊接过程中应选择短弧焊,以避免咬肉、未焊透、气孔等缺陷的产生。焊速应合适,不宜过慢,以每层厚度不大于4mm为宜,但也不宜过快,以免造成未熔合、未焊透等缺陷。对重要构件采取先预热、焊后缓冷等措施,以避免冷裂纹的产生。焊接生产中,焊工对单面焊双面焊的技术操作水平,往往决定了焊缝的质量。因此,加强焊工的操作技能的训练是保证焊缝质量的关键。焊接工程应从施工管理、技术管理、质量管理的全方位控制,确保焊接质量优良。同时,在钢结构安装施工中,常常会出现钢构件焊接完毕后出现变形等情况。之所以会出现这种情况主要是因为在焊接过程中,技术人员没有严格按照焊接顺序进行操作。为此,在进行钢构件的焊接时,焊接人员应当根据考虑到焊接后的成品是否符合设计图纸要求的问题,并且要合理选择焊接方法和焊接工具,若焊接缝过厚或一边厚一边薄,都有可能会导致钢结构框架出现变形情况。另外,在使用螺栓连接施工技术时,同样需要注意避免结构变形这一问题。要对准螺栓的孔洞后再拧紧,不得出现歪斜等情况,影响到螺栓连接的质量。
  7、对于安装孔位移,螺栓穿不进去的问题,可以采取以下措施
  不论粗制螺栓、精制螺栓或高强螺栓,其螺栓孔在制作安装时尺寸、位置必须准确,对螺栓孔及安装面应做好修整,以便于安装;钢结构构件每端至少有两个安装孔。为了减少钢部件本身挠度导致孔位偏移,一般采用钢冲子预先使连接件上下孔重合。
  8、吊车梁的吊装
  在钢柱吊装完成后,即可吊装吊车梁。工业厂房内的吊车梁,根据起重设备的起重能力分为轻、中、重型三种。轻型重量只有几吨,重型的跨度大于30m,重量可达1000KN以上。钢吊车梁均为简支梁形式,两端之间有留10mm左右的空隙。梁的搁置处与牛腿之间留有空隙,设钢板。梁与牛腿用螺栓连接,梁与制动架之间用高强度螺栓连接。
  (1)吊装前注意事项
  注意钢柱吊装后的位移和垂直度的偏差;实测吊车梁搁置处梁高制作的误差;认真做好临时标高垫块工作;严格控制定位轴线。
  (2)钢吊车梁的吊升
  吊装吊车梁常用自行式起重机吊装。对重量很大的吊车梁,可用双机抬吊,特别巨大者可设置临时支架分段进行吊装。
  (3)钢吊车梁的校正与固定
  吊车梁的校正主要是标高、垂直度、轴线和跨距的校正。标高的校正可在屋盖吊装前进行,其他项目的校正宜在屋盖吊装完成后进行,因为屋盖的吊装可能引起钢柱变形。
  9、钢屋架的吊装和校正
  钢屋架可用自行起重机、塔式起重机和桅杆式起重机等进行吊装。由于屋架的跨度、重量和安装高度不同,宜选用不同的起重机械和吊方法。钢屋架的侧向刚度较差,对翻身扶直与吊装作业,必要时应绑扎几道杉杆,作为临时加固措施。屋架多作悬空吊装,为使屋架在吊起后不致发生摇摆、旋转,和其他构件碰撞,起吊前在屋架两端绑扎溜绳,随吊随放松,以此保持其正确位置。屋架临时固定用临时螺栓和冲钉。钢屋架要检查校正其垂直度和弦杆的平直度。屋架的垂直度可用垂球检验,弦杆的平直度则可用拉紧的测绳进行检验。
  结束语
  综上所述,高层建筑钢结构吊装施工并非易事,具体施工过程必定存有诸多控制要点与难点,因此施工方必须予以高度重视,尤其要重视吊装设备、施工技术及吊装方法的选择,以确保高层建筑整体施工质量达标。
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