厂房大跨度钢结构施工技术

谷世航

【摘 要】钢结构凭借着诸多有点在各种建筑的施工中得到了广泛的应用。但我国大跨度空间钢结构应用时间并不长，在施工过程中还存在不少难题，因此，我们必须要做好严格的施工控制。本文通过结合具体的工程实例，主要对厂房大跨度钢结构的施工流程、安装等方面的技术展开探讨，期望能为类似的工程建设需要提供有益的参考。

【关键词】钢结构厂房；厂房大跨度；施工技术

0 引言

近年来，钢结构凭借抗振（震）性、抗冲击性好，可靠性较高，结构室内空间大、工业化程度较高等独特优势得到广泛的应用，其跨度和规模越来越大，新材料和新技术的应用越来越广泛，结构形式越来越丰富。我国大跨度空间钢结构原来的基础比较薄弱，但随着国家经济实力的增强和社会发展的需要，近10余年来也取得了迅猛的发展。特别是2008奥运场馆建设为我国大跨空间钢结构的发展提供了巨大的机遇，给中国建筑结构技术提供了一个展现机会，涌现出了大量结构新颖、技术先进的建筑，同时也给施工单位带来了巨大的机遇和挑战。由此，本文将就厂房大跨度钢结构的施工技术进行探讨，期望能为有关方面的建设需要提供有益的参考。

1 厂房大跨度钢结构工程概况

某厂房工程为单层大跨度钢结构厂房，长755.2m、宽206m，总建筑面积为124985.4m2，占地面积155728.1m2，钢结构总量为16500t。厂房跨度57m，工程结构形为钢筋混凝土框架结构，屋面为梯形屋架轻钢结构。钢柱由2根H650mm×300mm×20mm×20mm型钢组合成2100mm×650mm的钢格构柱，共有钢柱458根，见图1。

单位：mm

图1 钢结构梁、柱断面

屋面钢梁全部采用焊接H型钢，其中GJL39为重量最大的一榀屋架梁，其截面尺寸为H（900～1400）mm×450mm×14mm×30mm，单榀质量为11.8t。屋架梁安装高度共3种，分别为13.6、18.8、27.9m。采用Q345B钢材，钢构件表面均采用抛丸处理，除锈等级达到Sa2.5。

2 工序流程

钢结构面积大，工期要求紧，为此钢结构安装分为3个施工段，见图2。第一施工段B1～B4区，第二施工段C1～C3区，第三施工段D1～D3区。各施工段形成流水作业。承台施工完毕后，钢构件进场。根据构件编号，按施工先后顺序摆放在相应的承台侧边，方便吊装。

图2 钢结构安装分区

施工流程：钢构件进场→钢柱安装→杯斗灌浆→柱间支撑、系杆安装→屋架钢梁安装→水平支撑安装→校正及高强螺栓终拧→屋面檩条安装→墙梁安装→钢结构验收。

3 钢结构的主要施工工艺技术

3.1 钢柱安装

3.1.1 钢柱安装方案的选择

57m 长钢屋架受到运输条件的限制，无法从场外专业的钢结构车间加工制作后运输，因而只能将构件运输到现场进行拼装。大跨度钢屋架一般可采用高空拼装法、分块吊装法、高空滑移组装法、单元或整体提升法等安装方法。

3.1.2 基础复测

结构吊装前必须进行基础杯斗位置复测，其杯口底面标高偏差允许-5mm，基础杯口深度

3.1.3 钢柱拼装

为保证构件组装的精度，防止构件在组装的过程中由于胎架的不均匀沉降而导致拼装的误差，组装场地要求平整压实。经现场测量平整压实后的场地，其均布荷载后的下沉量控制在5～10mm。

胎架采用铺设300mm×500mm×10mm×12mm的H型钢梁，钢柱水平放置于型钢梁上并找平，当高差较大时采用钢楔调整找平。为防止组装平台沉降引起胎架变形，胎架旁建立胎架沉降观察点实时监控，待沉降稳定后方可进行焊接。

3.1.4 钢柱吊装

（1）吊装机械的选择。根据钢柱重量，高跨部分（外立面高度29.8m）钢柱使用一台100t履带吊进行吊装，同时配合一台50t汽车吊进行抬吊。低跨部分（外立面高度15.7、20.7m）采用一台50t汽车吊进行吊装。

（2）钢柱吊点的选择。根据钢柱的形状、长度、重量、起吊方法及吊装机械的起重能力，吊点设置在上层牛腿处，在肩梁两侧各焊接两个挂钩耳板，板厚30mm，长度300mm，外挑120mm。

（3）钢柱吊装方法。高跨部分钢柱吊装时，100t吊车挂住钢柱上部起吊点，垂直上升，另一台50t吊车从下部1/3位置处溜尾兼抬吊，减少中间弯曲应力。

钢柱垂直吊起，当柱脚面高出杯顶200mm左右后，旋转吊臂到杯口顶，操作人员扶好柱子对准杯口，然后慢慢下落，当柱脚接近杯底时（约30～50mm）时刹住车，对准底部轴线，四个面插入8个钢楔，每个面两个，用大锤轻敲临时固定。先对小面中线，再对大面中线，使在钢柱上标注的四个面中心线与基础上划出的纵横十字线对准。将钢柱落到杯底并锤打牢固，用经纬仪在大小面调整垂直度，揽风绳配合调整垂直度，调整完毕后用锤逐步打牢。

钢柱吊装就位后，先进行初步的调整偏差，在刚度较小的方向上层吊车梁牛腿位置设置四根缆风绳，有竖向支撑跨的钢柱必须立即进行竖向支撑的安装。

（4）钢柱校正。根据钢柱的实际长度、柱底的平整度、钢牛腿顶部及柱顶距柱底部的距离，有吊车的钢柱重点是保证牛腿顶部标高值，来决定基础标高的调整数值。

在钢柱的纵横十字线的延长线上或稍偏的位置架设两台经纬仪，进行垂直度测量，经纬仪与纵横十字线的夹角应<15°。

3.2 杯型基础杯斗灌浆

钢柱平面位置和垂直度校正好后，当天内杯斗灌浆完成，否则在浇灌前须再次复核。浇灌前将缝中杂物清除干净并浇水湿润，杯斗灌浆材料为C40微膨胀细石混凝土。

3.3 屋架钢梁的安装

3.3.1 屋架钢梁拼装

屋架梁分段运输到现场进行拼装，拼装工作在现场进行，沿吊机行走路线摆放。屋面梁分段进场后，首先对屋架梁的外型几何尺寸、焊接质量、运输过程中的变形情况进行检查，合格后才能进行组装。

钢梁拼装时，根据出厂屋面梁的编号用木方将相邻的二段梁垫实，使连接端板对齐，然后用尖锥定位，穿入定位安装螺栓将分段的屋架梁拼装成整体，定位螺栓必须自由穿入。

3.3.2 吊装前准备及机械选择

由于屋架的侧向刚度较弱，在吊装前用木杆进行加固，以增加屋架的侧向刚度，同时准备好护身栏杆、上下梯子及缆风绳。

低跨屋架部位，梁安装高度为13.6、17.4m，吊装载荷135kN，吊臂高度35m，吊臂长度36m。吊车选择QUY50-2型履带起重机，该机在主臂长37m，作业半径8m时起吊质量为16.6t。高跨屋架部位，钢梁安装高度27.9m，吊装载荷180kN，吊臂高度47m。选择QUY100型履带起重机，该机在主臂长48m作业，作业半径10m时起吊质量为30t，完全可满足屋架梁吊装要求。

4 总结

随着大跨度空间钢结构的飞速发展，其施工难度越来越大，技术要求越来越高，为了更好的推动钢结构施工的发展，需要广大科技工作者投入大量的精力進行研究，严格施工控制工作，并通过不断的研习，积极采用更为科学的施工方法，确保钢结构施工的质量与安全。

参考文献

[1] 覃忠.浅谈大跨度空间钢结构施工[J].中国高新技术企业.2013（16）.

[2] 许立新、遇瑞.大跨度钢结构安装工艺的选择[J].施工技术.2013（20）.