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摘要：本文结合主厂房钢结构工程施工实例，针对该工程施工场地小，安装高度高，吊装运输困难，工期紧特点，从钢柱吊装、屋面结构吊装施工等环节来探讨钢结构安装技术，为同类工程提供参考借鉴。
Abstracts:In this paper, combined with the main workshop steel structure engineering construction examples, aiming at the construction site is small, the installation height, lifting the transport difficulties, time characteristics, from the steel column hoisting, roof structure hoisting construction process of steel structure installation technology, provide reference for similar engineering reference.
关键词：钢结构炼钢厂房钢柱吊装屋盖安装
Key words:Steel structure steel plant steel column lifting roof installation
中图分类号: TU391文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
宝钢股份宝钢分公司一炼钢新增4#RH、2#LF精炼装置工精炼主厂房钢结构工程。钢屋面跨度24.800米，1～6轴柱距20米，6～7轴柱距为18m， 新增厂房长118m。1～6轴为四肢钢管混凝土下柱，7轴为双肢钢管混凝土下柱，纵向与原有厂房柱拉接，上柱为实腹焊接H型截面；由于受钢管长度的限制，减少钢柱焊缝接头数量，钢柱分四节吊装。1/G列钢柱顶标高55.730m，H列钢柱顶标高54.500m，屋面为单坡屋面（坡度1/20），2轴屋面梁断面为实腹式焊接H型钢，其余屋面梁断面为桁架结构，檩条采用高频焊轻型H型钢截面梁，每一空间均设有横向通风气楼。
2施工特点与难点
与生产区域毗邻，安装工作难度较大。改造厂房布置紧凑，属于连跨厂房中的一跨，被夹在中间，施工场地和施工道路均紧张。且H列1～2线外紧靠有宽厚板连铸二冷排蒸装置，H列3～4线外紧贴布设有人体通风机室。给工作都带来较大的影响。施工场地小，安装高度高，吊装运输困难，工期紧，新增厂房三面有厂房，对周边环境要求高。
结构安装难度较大，安全管理责任重。厂房檐口标高达54.5m，加上横向通风气楼最高约56m。立体交叉施工点较多，结构吊装及构件运输存在困难，构件外形相对较大，运输和现场拼装有一定的难度。对现场安全工作一定要从严管理。
3钢柱安装
本工程钢柱分四段进行安装，安装的允许偏差按多层及高层钢结构安装的允许偏差规定要求执行。
3.1 吊装前的准备工作
在钢柱底口周边标出纵、横轴线标记；在柱的标高1米处，划一水平线，以便安装固定前后做复查平面标高基准用。在每一节柱身上下两端的四个面轴线上划出柱的垂直中心线。钢柱卸车后，应放在1.2米高的铁支架上，安装上下段柱对接的操作平台，并铺好桥板，安装直径8㎜钢丝绳护栏，在永久性爬梯的上下两端的同一侧面安装用于自锁器的安全绳。对吊装作业人员进行施工安全、技术交底。特殊工种操作人员具有岗位证书。
3.2 柱吊装与安装就位
钢柱起吊时，须在钢柱底部衬垫木板，防止钢柱底部变形。吊装采用4根等长的吊索，钢索的受力时的夹角大于60度。H列的第一节柱安装校正完成后立即对柱底板进行二次灌浆，G列第一节柱待G列侧的缀条焊接、并经无损检测合格后进行二次垂直度校正后对柱底板进行二次灌浆。
（1）G列第一节钢柱的安装。G列第一节柱最大重量约15吨，柱高12米，用80吨的汽车进行吊装。80吨吊机停在距柱中心10米处进行吊装。由于G列钢柱在标高18米以下插老厂房的钢柱和吊车梁内， 起吊用支撑扁担，支撑扁担上吊耳用2根直径39㎜的吊索与汽车吊吊钩相连接，支撑扁担的下吊耳用4根直径39㎜的吊索与钢柱的4只吊耳相连。当吊机吊到垂直位置时，柱脚贴紧地面，拆除临时支撑，然后安装就位。吊装就位校正后，在其四周搭设钢脚手架，脚手架搭设高度为标高9米，为第二节柱吊装做好准备。再用螺栓安装临时支撑，组装、焊接老厂房侧的缀条，脚手架的搭设应符合相关脚手架搭设的规范。
（2）G列1～6第二节柱的吊装。第一节柱吊装、焊接完成后，对垂直度进行校正，对标高进行复核，根据实测标高确定第一与第二节柱的组对间隙。G列第二节柱在H列轴线侧和标高18米以上的缀条在加工场组装焊接，其余三个用螺栓铰接临时支撑出厂。第二节柱的重量约32t吊装采用150t的履带吊吊装。位置当钢柱吊到垂直位置，直立在地面，拆掉临时支撑，然后4根直径39㎜吊索将钢柱吊起，使钢柱下端提升高度超过老厂房吊车梁上表面（标高18米），然后从老厂房吊车梁上灌入。吊装就位校正后，再安装缀条。吊车、吊索的选择依据按第四节柱吊装选择的吊车、吊索选择。
（3）7轴线钢柱的吊装。7轴线为双肢钢管柱。安装前 在第一节上端水平缀条的老厂房侧上焊一块连接板，在老厂房7轴的钢柱新增厂房侧与新安装的钢柱缀条上的连接板等标高位置焊接一块连接板，待垂直度校正后用直径108×6的钢管螺栓连接，使之形成一个稳定结构。如下图所示。
（4）G列1～6轴线的第3节柱和H列的1～3节钢柱的安装。柱吊装前，在地面上距柱顶1~1.2米先组装平台，并设置护栏，在每个管口上端焊接三只靠山。G列1～６轴线的第3节柱和H列的1～3节钢柱的最重构件为H列的第三节柱，重量约34吨，用150t履带吊进行吊装
4屋面结构的吊装
屋面梁吊装顺序： 屋面梁吊装从7轴向1轴方向依次吊装
4.1 屋面系统安装一般要求
吊点必须设在屋架弦杆汇交节点上。屋架起吊时离地50cm时暂停，检查无误后再继续起吊。安装第一榀屋架时，在松开吊钩前初步校正；对准屋架支座中心线或定位轴线就位，调整屋架垂直度，并检查屋架测向弯曲，将屋架临时固定。第二榀屋架同样方法吊装就位好后，与第一榀屋架固定，跟着安装支撑系统及部分檩条，最后校正固定，务必使第一榀屋架与第二榀屋架形成一个具有空间刚度和稳定的整体。从第三榀屋架开始，在屋脊点及上弦中点装上檩条即可将屋架固定，同时将屋架校正好。
构件安装采用焊接或螺栓连接的节点，需检查连接节点，合格后方能进行焊接或紧固。安装螺栓孔不允许用气割扩孔，永久性螺栓不得垫两个以上垫圈，螺栓外露丝扣长度不少于2～3扣。安装定位焊缝不需承受荷载时，焊缝厚度不少于设计焊缝厚度的2/3，且不小于8mm，焊缝长度不宜小于25mm，位置应在焊道内。安装焊缝全数外观检查，主要的焊缝应按设计要求用超声波探伤检查内在质量。上述检查均需做出记录。
焊接及高强螺栓连接操作工艺详见高强度螺栓施工和焊接工艺。屋架支撑系统的构造做法需认真检查，必须符合设计要求，零配件不得遗漏。屋架安装后首先检查现场连接部位的质量。屋架安装质量主要检查屋架跨中對两支座中心竖向面的不垂直度；屋架受压弦杆对屋架竖向面的侧面弯曲，必须保证上述偏差不超过允许偏差，以保证屋架符合设计受力状态要求及整体稳定要求。屋架支座的标高、轴线位移、跨中挠度，经测量做出记录。
4.2 屋面梁吊装
屋面梁吊装吊耳参吊车梁吊装吊耳，吊装前在现场安装生命线，在屋面梁的两端安装两只挂蓝，并在梁的两端各系一根牵引绳用于安装定位；在屋面梁跨中处的上下弦各设置两道Φ12的钢丝绳，临时固定屋架，待相临两榀屋面梁按照设计图纸固定并将两榀屋面梁中间的钢梁支撑安装并调整完毕后方可拆除钢丝绳。吊装就位，用高强度螺栓连接固定，并焊接完上下翼缘板的对接焊缝后，吊机方可松钩。桁架梁应组装并焊接与柱连接的斜腹杆后方可松钩。
3~7轴线的屋面梁重量约5吨吊机和吊索的选择依据根据第四节柱柱吊装选择吊机、吊索选用方法，选用主臂为57.91米,副臂长度18.29米、安装角度为30度的150吨履带吊,直径21.5㎜的4根吊索吊装，满足吊装需求。2轴线的屋面梁总量为9.5吨，根据150t履带吊主臂为57.91米的副臂起重表，作业半径20米时,18.29米副臂安装角度10度,起重量为12吨,满足施工需求。
5高强度螺栓施工工艺
钢结构的连接接头，应经检查合格后，方可紧固。高强度螺栓施工前，应先复验连接构件磨擦面的抗滑移系数，合格后，方可安装。本工程的摩擦面抗滑移系数：材质为Q235B时不小于0.45，材质为Q345时不小于0.55。抗滑系数检验用的试件由制造厂加工，试件与所代表的構件应为同一材质、同一摩擦面处理工艺、同批制作、使用同一性能等级、同一直径的高强度螺栓连接副，并在相同条件下同时发运。抗滑系数检验的最小值必须等于或大于设计规定值。当不符合上述规定时，构件磨擦面应重新处理，处理后的构件摩擦面应按规定重新检验。
高强度螺栓连接板接触面应平整，当接触有间隙时，小于1.0mm的间隙可不处理， 1.0~3.0mm的间隙应将高出的一侧磨成1:10的斜面，使间隙小于1.0mm，打磨方向应与受力方向垂直，大于3.0mm的间隙应加垫板，垫板两面处理方法应与构件相同。高强度螺栓连接安装时，在每个节点上应穿入临时螺栓和冲钉，数量由安装时可能承担的荷载计算确定，并应符合下列规定：不得少于安装孔数的1/3；不得少于两个临时螺栓；冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%；扩钻后的螺柱孔（A、B级）不得使用冲钉。不得用高强度螺栓兼作临时螺栓。高强度螺栓的安装应顺畅穿入孔内，严禁强行敲打，如不能自由穿入时，该孔应用铰刀进行修整，修整后的最大孔径应小于1.2倍螺栓直径。修孔时，为了防止铁屑落入板缝中，铰孔前应将四周的螺栓全部拧紧，但连接板迭密贴后，再进行，严禁用气割扩孔。
高强度螺栓的穿入方向宜以施工方便为准，并力求一致，高强度螺栓连接副组装时，螺母带园台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。高强度螺栓安装时，构件的磨擦面应保持干燥、整洁，不得在雨中作业。应清除飞边、毛刺、焊接飞溅物；焊疤氧化铁皮和不需要有的涂料等。如采用生锈处理方法时，安装前应视锈蚀程度不同进行处理。有少量微锈的，可用钢丝刷除锈；锈蚀比较严重大的，须用砂轮机除锈，但使用中要慎重；砂轮机打磨方向应同构件受力方向垂直；砂轮打磨范围不应小于螺栓孔径的4倍；砂轮要来回均匀打，不能将连接面处理成凹凸面。
高强度螺栓连接副的拧紧应分为初拧、终拧。初拧、复拧和终拧应在24小时内完成。高强度螺栓连接副初拧、终拧时，一般应按由螺栓群节点中心位置顺序向外缘拧紧的方向施拧，应先腹板后翼缘。焊接和高强度螺栓并用的连接，当设计无特殊要求时，应按先拧紧后焊焊接的顺序施工。
6结语
文章通过结合主厂房钢结构安装工程，针对该钢结构安装高度大，结构安装难度较大特点，就钢柱吊装以及高强度螺栓连接等环节提出了安装技术，为同类工程提供有价值的指导。
参考文献：
[1] 张衡、周俊. 钢结构厂房吊装技术的应用[J].科技资讯，2002，(03)：35～39.
[2] 林治安. 如何控制钢结构厂房安装精度[J]. 广东科技，2011，(06)：78～80.
[3] 朱克炎，马会军. 浅谈钢结构厂房吊装施工质量控制要点[J].山西建筑，2009，(03)：111～113.
Abstracts:In this paper, combined with the main workshop steel structure engineering construction examples, aiming at the construction site is small, the installation height, lifting the transport difficulties, time characteristics, from the steel column hoisting, roof structure hoisting construction process of steel structure installation technology, provide reference for similar engineering reference.
关键词：钢结构炼钢厂房钢柱吊装屋盖安装
Key words:Steel structure steel plant steel column lifting roof installation
中图分类号: TU391文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
宝钢股份宝钢分公司一炼钢新增4#RH、2#LF精炼装置工精炼主厂房钢结构工程。钢屋面跨度24.800米，1～6轴柱距20米，6～7轴柱距为18m， 新增厂房长118m。1～6轴为四肢钢管混凝土下柱，7轴为双肢钢管混凝土下柱，纵向与原有厂房柱拉接，上柱为实腹焊接H型截面；由于受钢管长度的限制，减少钢柱焊缝接头数量，钢柱分四节吊装。1/G列钢柱顶标高55.730m，H列钢柱顶标高54.500m，屋面为单坡屋面（坡度1/20），2轴屋面梁断面为实腹式焊接H型钢，其余屋面梁断面为桁架结构，檩条采用高频焊轻型H型钢截面梁，每一空间均设有横向通风气楼。
2施工特点与难点
与生产区域毗邻，安装工作难度较大。改造厂房布置紧凑，属于连跨厂房中的一跨，被夹在中间，施工场地和施工道路均紧张。且H列1～2线外紧靠有宽厚板连铸二冷排蒸装置，H列3～4线外紧贴布设有人体通风机室。给工作都带来较大的影响。施工场地小，安装高度高，吊装运输困难，工期紧，新增厂房三面有厂房，对周边环境要求高。
结构安装难度较大，安全管理责任重。厂房檐口标高达54.5m，加上横向通风气楼最高约56m。立体交叉施工点较多，结构吊装及构件运输存在困难，构件外形相对较大，运输和现场拼装有一定的难度。对现场安全工作一定要从严管理。
3钢柱安装
本工程钢柱分四段进行安装，安装的允许偏差按多层及高层钢结构安装的允许偏差规定要求执行。
3.1 吊装前的准备工作
在钢柱底口周边标出纵、横轴线标记；在柱的标高1米处，划一水平线，以便安装固定前后做复查平面标高基准用。在每一节柱身上下两端的四个面轴线上划出柱的垂直中心线。钢柱卸车后，应放在1.2米高的铁支架上，安装上下段柱对接的操作平台，并铺好桥板，安装直径8㎜钢丝绳护栏，在永久性爬梯的上下两端的同一侧面安装用于自锁器的安全绳。对吊装作业人员进行施工安全、技术交底。特殊工种操作人员具有岗位证书。
3.2 柱吊装与安装就位
钢柱起吊时，须在钢柱底部衬垫木板，防止钢柱底部变形。吊装采用4根等长的吊索，钢索的受力时的夹角大于60度。H列的第一节柱安装校正完成后立即对柱底板进行二次灌浆，G列第一节柱待G列侧的缀条焊接、并经无损检测合格后进行二次垂直度校正后对柱底板进行二次灌浆。
（1）G列第一节钢柱的安装。G列第一节柱最大重量约15吨，柱高12米，用80吨的汽车进行吊装。80吨吊机停在距柱中心10米处进行吊装。由于G列钢柱在标高18米以下插老厂房的钢柱和吊车梁内， 起吊用支撑扁担，支撑扁担上吊耳用2根直径39㎜的吊索与汽车吊吊钩相连接，支撑扁担的下吊耳用4根直径39㎜的吊索与钢柱的4只吊耳相连。当吊机吊到垂直位置时，柱脚贴紧地面，拆除临时支撑，然后安装就位。吊装就位校正后，在其四周搭设钢脚手架，脚手架搭设高度为标高9米，为第二节柱吊装做好准备。再用螺栓安装临时支撑，组装、焊接老厂房侧的缀条，脚手架的搭设应符合相关脚手架搭设的规范。
（2）G列1～6第二节柱的吊装。第一节柱吊装、焊接完成后，对垂直度进行校正，对标高进行复核，根据实测标高确定第一与第二节柱的组对间隙。G列第二节柱在H列轴线侧和标高18米以上的缀条在加工场组装焊接，其余三个用螺栓铰接临时支撑出厂。第二节柱的重量约32t吊装采用150t的履带吊吊装。位置当钢柱吊到垂直位置，直立在地面，拆掉临时支撑，然后4根直径39㎜吊索将钢柱吊起，使钢柱下端提升高度超过老厂房吊车梁上表面（标高18米），然后从老厂房吊车梁上灌入。吊装就位校正后，再安装缀条。吊车、吊索的选择依据按第四节柱吊装选择的吊车、吊索选择。
（3）7轴线钢柱的吊装。7轴线为双肢钢管柱。安装前 在第一节上端水平缀条的老厂房侧上焊一块连接板，在老厂房7轴的钢柱新增厂房侧与新安装的钢柱缀条上的连接板等标高位置焊接一块连接板，待垂直度校正后用直径108×6的钢管螺栓连接，使之形成一个稳定结构。如下图所示。
（4）G列1～6轴线的第3节柱和H列的1～3节钢柱的安装。柱吊装前，在地面上距柱顶1~1.2米先组装平台，并设置护栏，在每个管口上端焊接三只靠山。G列1～６轴线的第3节柱和H列的1～3节钢柱的最重构件为H列的第三节柱，重量约34吨，用150t履带吊进行吊装
4屋面结构的吊装
屋面梁吊装顺序： 屋面梁吊装从7轴向1轴方向依次吊装
4.1 屋面系统安装一般要求
吊点必须设在屋架弦杆汇交节点上。屋架起吊时离地50cm时暂停，检查无误后再继续起吊。安装第一榀屋架时，在松开吊钩前初步校正；对准屋架支座中心线或定位轴线就位，调整屋架垂直度，并检查屋架测向弯曲，将屋架临时固定。第二榀屋架同样方法吊装就位好后，与第一榀屋架固定，跟着安装支撑系统及部分檩条，最后校正固定，务必使第一榀屋架与第二榀屋架形成一个具有空间刚度和稳定的整体。从第三榀屋架开始，在屋脊点及上弦中点装上檩条即可将屋架固定，同时将屋架校正好。
构件安装采用焊接或螺栓连接的节点，需检查连接节点，合格后方能进行焊接或紧固。安装螺栓孔不允许用气割扩孔，永久性螺栓不得垫两个以上垫圈，螺栓外露丝扣长度不少于2～3扣。安装定位焊缝不需承受荷载时，焊缝厚度不少于设计焊缝厚度的2/3，且不小于8mm，焊缝长度不宜小于25mm，位置应在焊道内。安装焊缝全数外观检查，主要的焊缝应按设计要求用超声波探伤检查内在质量。上述检查均需做出记录。
焊接及高强螺栓连接操作工艺详见高强度螺栓施工和焊接工艺。屋架支撑系统的构造做法需认真检查，必须符合设计要求，零配件不得遗漏。屋架安装后首先检查现场连接部位的质量。屋架安装质量主要检查屋架跨中對两支座中心竖向面的不垂直度；屋架受压弦杆对屋架竖向面的侧面弯曲，必须保证上述偏差不超过允许偏差，以保证屋架符合设计受力状态要求及整体稳定要求。屋架支座的标高、轴线位移、跨中挠度，经测量做出记录。
4.2 屋面梁吊装
屋面梁吊装吊耳参吊车梁吊装吊耳，吊装前在现场安装生命线，在屋面梁的两端安装两只挂蓝，并在梁的两端各系一根牵引绳用于安装定位；在屋面梁跨中处的上下弦各设置两道Φ12的钢丝绳，临时固定屋架，待相临两榀屋面梁按照设计图纸固定并将两榀屋面梁中间的钢梁支撑安装并调整完毕后方可拆除钢丝绳。吊装就位，用高强度螺栓连接固定，并焊接完上下翼缘板的对接焊缝后，吊机方可松钩。桁架梁应组装并焊接与柱连接的斜腹杆后方可松钩。
3~7轴线的屋面梁重量约5吨吊机和吊索的选择依据根据第四节柱柱吊装选择吊机、吊索选用方法，选用主臂为57.91米,副臂长度18.29米、安装角度为30度的150吨履带吊,直径21.5㎜的4根吊索吊装，满足吊装需求。2轴线的屋面梁总量为9.5吨，根据150t履带吊主臂为57.91米的副臂起重表，作业半径20米时,18.29米副臂安装角度10度,起重量为12吨,满足施工需求。
5高强度螺栓施工工艺
钢结构的连接接头，应经检查合格后，方可紧固。高强度螺栓施工前，应先复验连接构件磨擦面的抗滑移系数，合格后，方可安装。本工程的摩擦面抗滑移系数：材质为Q235B时不小于0.45，材质为Q345时不小于0.55。抗滑系数检验用的试件由制造厂加工，试件与所代表的構件应为同一材质、同一摩擦面处理工艺、同批制作、使用同一性能等级、同一直径的高强度螺栓连接副，并在相同条件下同时发运。抗滑系数检验的最小值必须等于或大于设计规定值。当不符合上述规定时，构件磨擦面应重新处理，处理后的构件摩擦面应按规定重新检验。
高强度螺栓连接板接触面应平整，当接触有间隙时，小于1.0mm的间隙可不处理， 1.0~3.0mm的间隙应将高出的一侧磨成1:10的斜面，使间隙小于1.0mm，打磨方向应与受力方向垂直，大于3.0mm的间隙应加垫板，垫板两面处理方法应与构件相同。高强度螺栓连接安装时，在每个节点上应穿入临时螺栓和冲钉，数量由安装时可能承担的荷载计算确定，并应符合下列规定：不得少于安装孔数的1/3；不得少于两个临时螺栓；冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%；扩钻后的螺柱孔（A、B级）不得使用冲钉。不得用高强度螺栓兼作临时螺栓。高强度螺栓的安装应顺畅穿入孔内，严禁强行敲打，如不能自由穿入时，该孔应用铰刀进行修整，修整后的最大孔径应小于1.2倍螺栓直径。修孔时，为了防止铁屑落入板缝中，铰孔前应将四周的螺栓全部拧紧，但连接板迭密贴后，再进行，严禁用气割扩孔。
高强度螺栓的穿入方向宜以施工方便为准，并力求一致，高强度螺栓连接副组装时，螺母带园台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧。高强度螺栓安装时，构件的磨擦面应保持干燥、整洁，不得在雨中作业。应清除飞边、毛刺、焊接飞溅物；焊疤氧化铁皮和不需要有的涂料等。如采用生锈处理方法时，安装前应视锈蚀程度不同进行处理。有少量微锈的，可用钢丝刷除锈；锈蚀比较严重大的，须用砂轮机除锈，但使用中要慎重；砂轮机打磨方向应同构件受力方向垂直；砂轮打磨范围不应小于螺栓孔径的4倍；砂轮要来回均匀打，不能将连接面处理成凹凸面。
高强度螺栓连接副的拧紧应分为初拧、终拧。初拧、复拧和终拧应在24小时内完成。高强度螺栓连接副初拧、终拧时，一般应按由螺栓群节点中心位置顺序向外缘拧紧的方向施拧，应先腹板后翼缘。焊接和高强度螺栓并用的连接，当设计无特殊要求时，应按先拧紧后焊焊接的顺序施工。
6结语
文章通过结合主厂房钢结构安装工程，针对该钢结构安装高度大，结构安装难度较大特点，就钢柱吊装以及高强度螺栓连接等环节提出了安装技术，为同类工程提供有价值的指导。
参考文献：
[1] 张衡、周俊. 钢结构厂房吊装技术的应用[J].科技资讯，2002，(03)：35～39.
[2] 林治安. 如何控制钢结构厂房安装精度[J]. 广东科技，2011，(06)：78～80.
[3] 朱克炎，马会军. 浅谈钢结构厂房吊装施工质量控制要点[J].山西建筑，2009，(03)：111～113.