浅谈锅浪跷水电站厂房网架施工技术

李 德 政, 白 雷 雷

(1.中国水利水电第十工程局有限公司,四川 都江堰 611830;2.大唐雅安电力开发有限公司,四川 雅安 625500)

1 工程概况

主厂房为地面式,包括主机间和安装间,其中主机间长45.4 m,安装间长17 m。主机间安装3台立轴混流式发电机组,单机容量70 MW。主机间建基面高程972.70 m,安装间建基面高程982.50 m。钢网架厂房总长62.42 m,宽21.50 m,高38.30 m;设计使用年限为50年,结构安全等级为Ⅱ级。

厂房结构型式为螺栓球正放四角锥网架,网架节点型式为螺栓球节点;网架支撑于混凝土柱顶上。

屋面围护结构:屋面采用聚氨酯夹心板屋面,屋面颜色为红色。规格为0.5 mm厚涂层彩钢面板+75 mm厚聚氨酯发泡层+0.5 mm厚涂层彩钢底板,单层收边泛水板为0.5 mm涂层彩钢板。网架外挑部分封口板采用3 mm红色铝单板。檩条采用镀锌方钢管。防火涂料:本工程钢网架及钢结构耐火等级要求达到Ⅱ级,网架的耐火时间为1.5 h。防火涂料采用SCB超薄膨胀型室内钢结构专用防火涂料,同时要求能根据发包人对建筑物外观的色彩要求进行配色、调色。

2 钢网架屋面施工规划

螺栓球、杆件在公司厂内加工,加工完毕后在厂内除锈和喷涂防腐涂料,然后运至现场,在地面组装成小单元,吊装到位在高空就位组装成形。

屋面檩条、支托和天沟在加工厂内加工,运至安装现场安装。

高强螺栓和普通螺栓直接从厂家购买成品。

屋面板在厂内加工,运至现场。

安装顺序:先网架、檩条及屋面;再安装封檐龙骨、面板及排水管。

3 施工方法

3.1 钢网架加工

3.1.1 钢球加工

球坯加工:螺栓球的坯料为钢球,钢球用45号钢锻造。

螺栓球孔加工:球径D<200。

工艺孔:M16,球矩D≥200。

工艺孔:M20。

六角套、封板和锥头加工:使用Q235钢制作六角套、封板和锥头,采用机械加工的方法。

高强螺栓的采购与检测:高强螺栓为标准件,需直接到厂家采购,采购回厂后,进行100%的全面检查,同时进行表面硬度和抗拉强度的抽样试验。螺栓性能等级达到《钢结构用高强度大六角头螺栓》(GB 1228-91)[1]规定的10.9S。

3.1.2 杆件加工

钢管杆件的下料长度,网架施工图已给出,但是不能直接按给出的尺寸下料,仍然存在焊缝收缩余量的取值问题。每条焊缝留1 mm焊缝收缩余量。钢管下料与坡口钢管下料要保证尺寸准确,保证管端面垂直。杆件组对和焊接要保证准确。

3.2 钢网架运输

3.2.1 运输规划

钢结构部分需在公司厂内制作,然后运至安装现场。围护部分也在厂内压制好屋面板和泛水板,然后运至安装现场。同时,将其余材料均运至距现场附近进行临时堆放,再按安装进度分批次运至现场。

3.2.2 运输要点

待运送的产品必须放置在干燥通风无积水的空间内,需做防锈措施,底部需垫实。钢构件按种类和安装顺序分区存放,底部垫枕应有足够的支撑面。各层钢结构在叠放时,各层垫木应在同一竖直线上,保证应力集中在垫木上,防止构件变形或破坏。现场材料,应挂牌分类堆放,尽可能在室内堆放;高强螺栓连接副件必须堆放在现场干燥的地方,并得到确实保护。厂内外堆放都必须整齐、合理,标识明确,做好防雨措施。

3.3 钢网架安装技术方案

3.3.1 基础复检、交接

(1)积极与土建单位联系,确认施工现场满足施工条件,做好现场工作面交接。

(2)对预埋件表面进行清理,应对预埋件标高尺寸、几何尺寸、中心线的偏移进行复核,确认其在施工允许范围之内。

3.3.2 安装规划

在安装间外侧靠尾水防洪墙平台处及3号机外侧靠尾水防洪墙平台处分别组装2榀钢网架,组装完成后采用吊车整体吊至安装间顶及3号机顶进行安装。剩余钢网架利用已安装完成的钢网架为初次安装平台分别按安装间→1号机→2号机→3号机→2号机→1号机安装方向采用散装法进行安装。当安装至相对应的部位时,下部基坑暂停其他作业,待该部位钢网架安装完毕后恢复施工。钢网架安装完毕后依次进行檩条、天沟、屋面彩板、维护收口及排水管安装。

3.3.3 安装流程

材料运输→钢网架安装→檩条安装→天沟安装→屋面彩板安装→维护收口→排水管。

3.3.4 网架安装方法

网架安装采用高空散装法。以三角单体为安装单元[2],按安装间→1号机→2号机和3号机→2号机→1号机方向进行安装。

钢网架杆件及零配件垂直运输:采用卷扬机将组装完成的三角单体吊运至安装工作面进行安装。用经纬仪及水平仪定位第一片支座球的位置及标高,并安装支痤球,然后进行检测、涂装及验收。

3.3.4.1 单元拼装的操作程序

(1)以第一片中拼单元的一端部支承球为安装起点,将此支座定位,核实其X、Y、Z座标无误后紧固;

(2)以此支承座为原点,装配其X、Y轴线方向的下弦球及杆,至中拼单元的另两角部支承球;

(3)支承座外下弦球的临时支承标高应高于设计标高10～20 mm左右;

(4)收紧上述下弦杆,调整临时支承标高,使之达到设计起拱值;

(5)检测中拼单元支承球座X、Y、两轴线间距(即单元长度与跨度),并与设计值比较,如果跨度和长度偏差大于10 mm,则调整已固定的支承座,使其跨度、长度偏差值均匀分布在两轴线侧;

(6)紧固另两个支承球座,并再次复测单元长度和跨度;

(7)由处于原点位置的支承球向X、Y轴两边逐次拼装小拼单元;

(8)小拼单元拼装,应把该单元的所有球、杆装配完毕,才能收紧杆件,并检测该小拼单元的装配尺寸;

(9)如发现小拼单元异常(即收紧过程中,球与杆间隙大,杆件弯曲等),应对该单元的所有零件全数检查,查出问题,更换零件,绝不允许强行装配;

(10)小拼单元是中拼单元质量保证的基本要素,零件加工的误差要在小拼单元拼装中消化,所以对小拼单元的质量控制要给于充分的注意;

(11)中拼单元完成后,由专职人员对其认真检查合格后,方能从中拼单元中部向四周逐渐拆除临时支承点;

(12)以检查合格的中拼单元跨度边及支承球座为基准,拼出另一中拼单元;

(13)按以上顺序完成整个网架的并装。

3.3.4.2 检验

在检验过程中,小拼单元、中拼单元及整片网架的允许偏差见表1～3。

表1 小拼单元的允许偏差 /mm

表2 中拼单元的允许偏差 /mm

表3 钢网架安装的允许偏差 /mm

3.3.4.3 检测及涂装

对网架整体进行检测须在网架支座焊接前,检测项目有:网架轴线的偏移量、支座节点的高程、荷载和挠度等,标准要按《钢结构工程施工质量验收规范》[3]GB 50205-2001,符合设计和规范要求后,才对网架支座进行焊接。

在网架安装完成及各项检测符合要求后,涂刷第二遍底漆。涂刷之前,对杆件、球头和各节点的返修、油污、尘土、锈点等杂物清理干净。涂装顺序为:底漆→防火涂料→面漆。

3.3.4.4 验收

当所有安装工作全部完成之后,通知质检部进行网架内部验收,若发现问题及时整改。网架主体安装通过内部验收后,及时通知监理和设计业主单位进行验收。

3.3.5 檩条安装

(1)在网架主体结构验收通过后,进行屋面檩条安装施工;

(2)主次檩条和天沟按施工图及规范要求进行铺设,焊接必须由专业焊工进行操作;

(3)各焊点焊接必须牢固,焊道均匀美观、可靠,符合规范要求。

3.4 屋面及围护系统施工

3.4.1 安装前准备工作

(1)根据项目设计要求,检查檩条是否变形,及现场安全措施是否落实。人员和设备准备是否齐全;

(2)按照有关规定接通电源,注意接地保护;

(3)屋面聚氨酯夹芯板及维护铝单板的检查验收。

3.4.2 屋面聚氨酯夹芯板及维护铝单板的安装

(1)安装工艺流程:天沟→屋面板→泛水板→女儿墙架→龙骨→面板。

(2)天沟安装:本工程天沟为镀锌钢板天沟,利用人工拉至屋面拼接在地下调整、焊接。

(3)屋面聚氨酯夹芯板及维护铝单板安装流程:就位→安装并固定→调整检验;利用人工从地面拉至屋面,保证板与管之间的滑动不致损伤彩板;安装屋面板时应从进口处的里端往外安装。

(4)板的搭接:因屋面施工在洞内,场地限制,需分段制作及安装,搭接长度不得低于150 mm。

(5)屋面板检验及调整:所有施工完成屋面钢板,需对其测量宽度,顶部及底部个测量一次,在屋面板安装至屋面一侧中线时,测量安装板顶线和底线,保证板的位置正确,如需移动,只需在扇面上稍稍偏移即可。

(6)檐口处屋面板的防水处理:屋面板下端与肋条之间的平板部分,利用工具使其向下弯曲,保证雨水顺着钢板终端被排出。

(7)密封:全部使用钉枪固定之后,板材搭接处及时用棉布擦拭干净,保证板材的清洁,涂满密封膏,用密封膏枪打完一段后,使用工具涂抹均匀。

(8)过程校正:在安装屋面板过程中,应注意经常校正肋条与屋脊的垂直度和板的搭接错位。

安装完成之后效果如图1。

图1 安装完成之后效果图

3.4.3 屋面聚氨酯夹芯板及维护铝单板安装注意事项及要点

(1)屋面聚氨酯夹芯板及维护铝单板在工厂加工好之后,需分类堆放[4],用雨篷布覆盖遮挡,如果空气湿度大,材料受潮,需将铝单板分开,用干棉布擦拭,去除湿气,然后注意通风,保持堆放环境干燥。

(2)屋面聚氨酯夹芯板及维护铝单板利用塔机加人工拉到屋面,需要特别注意的是:工人必须穿戴干净的手套,彩板表面严禁拖拉任何东西,在屋面的工作人员,须穿软底鞋,上屋面前须清理鞋底泥沙及污物。

(3)在安装中,使用电锯切割、电钻打孔散落的金属屑,应及时清理,避免长期滞留屋顶,氧化使彩钢板表面形成污点,腐蚀屋面。

(4)安装屋面聚氨酯夹芯板及维护铝单板时,必须防线,安装完成后,实时测量跟进,保证所有彩钢板边缘在一条直线上。

(5)在安装第一块时,必须两方向进行检查,并及时进行调整后,才能锁紧。每安装六块板左右,必须进行一次检查,时常调整,以避免产生累计偏差。

(6)利用的工具必须是专用工具,由施工方提供。

3.4.4 密封胶的应用

(1)对于锅浪跷屋面钢网架围护结构,选用中性硅硐屋面[5],它适用于压型钢板油漆,不会对涂层造成损伤,并且有良好的粘附力和柔韧性、抗冷垫性能。

(2)构件表面处理:在密封胶使用之前,必须对构件表面清理干净,可以用酒精来清洁压型板或泛水板表面,但不可使用二甲苯或松香水。

(3)节点处理:使用拉铆钉固定密封胶密封的接缝,搭接时可按如下步骤进行:

①预装配,夹紧,用电钻钻孔;

②分离构件,清除铁屑,将表面清除干净;

③涂密封胶;

④重新装配构件;

⑤用防水铆钉,将搭接处固定。

(4)注意事项:常温下,使用的硅胶在外暴露时间不宜超过20分钟。密封胶较易硫化,在挤压出之后,应及时处理。

4 结 语

钢网架的安装施工质量关乎整个厂房主体工程的质量,因此,在钢网架安装施工过程中,必须从钢材本身质量、构件制作、焊接处理、构件装配、涂装处理等多个方面入手,保证每一环节的质量,才能提高整个钢网架的安装质量。锅浪跷水电站进场厂房钢网架施工技术,切实考虑施工各个步骤,在经济、工期、安全上均满足施工要求。