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100萬(wàn)NM3/日(CO+ H2)氣化爐支架高層鋼結構工程安裝工藝

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:20 [收藏]

    摘 要：本文介紹100萬(wàn)M3/日（CO+H2）原料路線(xiàn)改造鋼結構工程在施工過(guò)程中制定的高層鋼結構的吊裝方案，及高空焊接及測量控制的技術(shù)措施
    關(guān)鍵詞：吊裝工藝 測量控制

    一、工程概況
    安徽臨泉化工股份有限公司100萬(wàn)NM3/日（CO+H2）原料路線(xiàn)改造鋼結構工程位于安徽省臨泉縣臨化路2號臨化公司廠(chǎng)區內，由甘肅省石油化工設計院設計，安徽富煌鋼構股份有限公司承建。
    本工程為鋼結構與鋼筋混凝土組合結構的建筑，標高＋26.98m以下為鋼筋混凝土框架結構，標高＋26.98m～＋31.98m為鋼骨混凝土柱（箱型柱包鋼筋混凝土）框架結構，標高＋31.98m～＋86m為全鋼框架（箱型柱、H型鋼梁）結構；建筑物總高度約90米，結構用鋼量約2200T，主結構均為箱形構件，箱形斷面為□700×700×28×28、□500×500×28×28。
    本工程主要材料鋼柱、鋼梁、鋼支撐采用GB/T700《碳素結構鋼》的Q235C，次梁：采用Q235B，樓面鋼鋪板采用鋼格板。

    二、施工難點(diǎn)、重點(diǎn)分析
    1.施工難點(diǎn)及重點(diǎn)：
    最大高度達86米高的鋼框架構件的吊裝是本工程施工難點(diǎn)，高空焊接和安裝測量控制是本工程施工重點(diǎn)。
    2.施工分析：
    2.1、選用C7050塔吊吊裝，高度90m，懸臂長(cháng)度60m,滿(mǎn)足回轉半徑45m和高度86m時(shí)起吊要求。
    2.2、選擇直流焊機提高焊接速度和焊接質(zhì)量。
    2.3、進(jìn)行焊接工藝試驗和工藝評定，確保工藝可靠。焊接前必須進(jìn)行嚴格的工藝試驗和評定，只有在工藝評定報告符合規范要求后方可進(jìn)行正式焊接，施工過(guò)程中邊焊接邊檢驗。
    2.4、采取結構約束措施，減少焊接變形，在大截面構件對接焊前將靠近焊接節點(diǎn)的鋼梁先安裝，使鋼梁與下側鋼柱形成比較完整的結構體系，對焊接變形起約束作用，依此減少焊接變形。
    2.5、箱形柱空中焊接實(shí)施雙人對面旋轉焊，減少焊接變形，在大截面箱形柱對接焊時(shí)，將焊接習慣和焊接速度相似，焊接電流相似的兩名焊工配對實(shí)施對面旋轉焊接，盡量減少焊接變形。
    2.6、為指導工程施工，確保工程質(zhì)量，測量工作采取從整體到局部，高精度控制低精度的程序進(jìn)行；另建立平面控制網(wǎng)，實(shí)施對整體工程安裝聯(lián)測。

    三、施工方法及技術(shù)措施
    C7050塔吊進(jìn)場(chǎng)安裝應按相關(guān)的標準進(jìn)行安裝調試，并出具使用安全可靠性證明，并對塔吊的基礎的強度進(jìn)行可靠性試驗。鋼構件吊裝前編制詳細的施工方案及技術(shù)保證措施，具體施工流程如下：

    1.施工準備
    吊裝前必須對鋼柱的定位軸線(xiàn)、框架結構軸線(xiàn)和標高，地腳螺栓直徑和伸出長(cháng)度等進(jìn)行檢查和辦理交接驗收，并對鋼柱的編號、外形尺寸、螺孔位置及直徑、連接板的方位等等，進(jìn)行全面復核。確認符合設計圖紙要求后，劃出鋼柱上下兩端的安裝中心線(xiàn)和柱下端標高線(xiàn)。將吊索具、操作平臺、爬梯、溜繩以及防墜器等固定在鋼柱上。嚴格驗算塔吊覆蓋范圍內的各起重點(diǎn)的吊裝重量，以確保每根立柱在塔吊起重范圍內的正常起吊。
    2．柱、梁安裝及調整
    2.1鋼結構的安裝順序
    本工程采用全方位對稱(chēng)安裝方案，柱、梁安裝順序嚴格按照制定好的“安裝流水段的劃分及安裝順序”具體順序如下：

    2.2 安裝要點(diǎn)
    1）安裝順序應根據事先編制的安裝順序圖表及流水段劃分原則進(jìn)行安裝。
    2）在地面組拼的構件，需設置胎架，易變形的構件應先進(jìn)行加固。組裝后的尺寸經(jīng)檢驗無(wú)誤后，方可安裝。
    3）構件的吊裝按下述方法設置
    a.因首節鋼柱是勁性柱，在起吊后將鋼柱固定在鋼筋混凝土框架結構之上的預埋螺栓上，用經(jīng)偉儀及水準儀將軸線(xiàn)，標高校正無(wú)誤后，應立即采取臨時(shí)固定措施，采用鋼性支撐做四面固定，確保穩定。土建單位方可進(jìn)行二次灌漿、澆灌鋼柱周?chē)?1.98m標高混凝土梁。鋼柱中混凝土澆灌后，澆灌混凝土用孔及柱橫隔板中心預留孔需及時(shí)補強板封閉。

    b.待31.98m樓層混凝土梁及鋼柱混凝土達到強度，經(jīng)復測無(wú)誤經(jīng)建設單位及監理通知后，根據計劃安排可吊裝31.98m平臺以下及以上鋼構件。第二節鋼柱吊裝：
    利用柱兩端臨時(shí)固定耳板上開(kāi)孔。此孔既是吊裝孔，又是捆纜風(fēng)孔（用于剛柱垂直度調整）。用自動(dòng)卡環(huán)吊兩個(gè)吊耳起吊。如下圖所示：
    c.鋼構件的組合件的吊點(diǎn)：因組合件形狀、尺寸不同，可計算中心確定吊點(diǎn)，采用兩點(diǎn)吊、三點(diǎn)吊、四點(diǎn)吊。凡不易計算者，可加倒鏈協(xié)助找中心，構件平衡后起吊。
    4）鋼構件的零件及附件應隨構件一起起吊。尺寸較大、重量較重的節點(diǎn)板，應用鉸鏈固定在構件上。鋼柱上的軟爬梯，大梁上的輕便走道，應牢固固定在構件上一起吊裝。調整柱子垂直度的風(fēng)繩或支撐夾板，應在地面與柱子綁扎好，同時(shí)起吊。
    5）當天安裝的構件，應形成空間穩定體系，確保安裝質(zhì)量和結構安全。
    6）安裝時(shí)，樓面上的施工載荷不得超過(guò)梁和樓板的承載力。
    7）每個(gè)流水段一節柱的全部鋼構件安裝完畢并驗收合格后，方能進(jìn)行下一流水段鋼結構的安裝。
    2.3 安裝精度控制
    鋼結構安裝過(guò)程中，每節柱子的垂直度應用兩臺經(jīng)緯儀校正，在相互垂直位置投點(diǎn)，設有固定支架固定在柱頂連接板上。豎向投遞網(wǎng)以±0.000(本工程相對應測點(diǎn)設在26.98m標高平臺上注意搭設測點(diǎn)平臺)地處設點(diǎn)為基準向上投點(diǎn)。
    a.第一節柱子標高，由柱頂下控制標高線(xiàn)確定柱子支墊高度，以保證上部結構的精度。將柱腳變形差值留在柱子底板與混凝土基礎的間隙中。(50mm調節空間)　　　
    b.采用相對標高法測定柱子的標高時(shí)，先抄出下節柱頂標高，并統計出相對標高值，根據此值與相應的預檢柱長(cháng)度值，進(jìn)行綜合處理，以控制層間標高符合規范要求。同時(shí)要防止標高差的累計誤差不大于5mm。
    c.柱底位移值的控制。下節柱施焊后投點(diǎn)于柱頂，測得柱頂位移值，根據柱子垂直度綜合考慮下節柱底的位移值，即減小垂直偏差，又減小柱連接處錯位。
    d.本工程結構主要是測控鋼柱垂直度及樓層面標高。影響鋼結構垂直度的主要因素及措施是：
    a).鋼結構加工制作的影響。因此必須用運全面質(zhì)量管理的手段嚴格把關(guān)，加強構件驗收管理及預檢工作。
    b).著(zhù)重解決控制網(wǎng)豎向投遞精度。如果塔式起重機運轉時(shí)建筑物擺動(dòng)大，應停止塔吊運轉或在夜間停工時(shí)投點(diǎn)。
    c).鋼梁施焊后，焊縫橫向變形對鋼柱垂直度影響較大。因此要采用合理的施焊工藝， 堅持預留控制，綜合處理。
    d).溫差大或風(fēng)大時(shí)應停止測量。
    e).嚴格控制電梯井與邊柱的垂直度。安裝主梁時(shí)對相鄰柱垂直度監測。
    e.鋼結構柱安裝時(shí)，每節柱的定位軸線(xiàn)必須從地面的柱控制定位軸線(xiàn)直接引上，不得從下節柱的定位軸線(xiàn)上直接引出，以免造成柱位置和垂直度超差。
    3.焊接
    完成安裝流水區段內的主要構件的安裝、校正、固定（包括預留焊接收縮量）；確定構件接頭的焊接順序，繪制構件焊接順序圖；
    3.1焊接順序
    a.接頭的焊接順序，平面上應從中部對稱(chēng)地向四周擴展，豎向可采取有利于工序協(xié)調、方便施工、保證焊接質(zhì)量的順序。
    b.構件的焊接順序圖應根據接頭的焊接順序繪制，并應列出順序編號，注明焊接工藝參數。多層梁焊接應遵守先焊頂層梁、后焊底層梁，再焊次頂層梁、次層梁。
    c.一節柱的豎向焊接順序是：
    上層主梁-------下層主梁--------中層主梁
    d.上柱與下柱的焊接。
    1)柱與柱的焊接，應由兩名焊工在相對兩面等溫、等速對稱(chēng)施焊。加引弧板進(jìn)行柱與柱接頭的焊接時(shí)的施焊方法如下：
    第一個(gè)兩對面施焊------ 切除引弧板 ------清理焊縫表面------ 第二個(gè)對面施焊------ 再換焊第一個(gè)兩對面------如此循環(huán)直到焊滿(mǎn)整個(gè)焊縫。
    2)不加引弧板焊接柱接頭時(shí)，一個(gè)焊工可焊兩面，也可以?xún)蓚€(gè)焊工從左向右逆時(shí)針?lè )较蜣D圈焊接。起焊在離柱棱50mm處，焊完一層后，以后施焊各層均在前一層起焊點(diǎn)相距30～50mm處起焊。每焊一遍后要認真清渣，焊到棱角處要放慢施焊速度，使柱棱角成為方角。焊縫最后一層為蓋面層，可以用直徑較小的焊條和電流施焊。
    3)梁和柱接頭的焊縫，必須在焊縫的兩端加引弧板，引弧板的長(cháng)度為焊縫厚度的3倍，引弧板的厚度必須與焊縫的厚度相適應，焊完后割去引弧板時(shí)，應留5-10mm.。
    4)梁和柱接頭的焊縫，先焊工字鋼的下翼緣板，再焊工字鋼的上翼緣板。一根梁的兩個(gè)端頭先焊一個(gè)端頭，等其冷確到常溫后再焊另一個(gè)端頭。平面上從中部對稱(chēng)地向四周發(fā)展，立面上有利于結構的穩定性，盡量減少焊接應力，確保安裝及焊接質(zhì)量；
    e.箱形柱施焊順序見(jiàn)下圖：

    1)在A(yíng)、B面由兩名焊工在兩側對稱(chēng)等速焊至板厚的1/3；
    2)切去夾具 ；
    3)在C、D面由兩名焊工在兩側對稱(chēng)等速焊至板厚的1/3；
    4)由兩名焊工分別承擔相鄰兩側兩面焊接，即一名焊工在一面焊完一層后，立即轉過(guò)900接著(zhù)焊另一面，而另一面焊工在對稱(chēng)側以相同的方式保持對稱(chēng)同步焊接，直至完畢；
    5)兩層之間焊道接頭應相互錯開(kāi)，兩名焊工焊接的焊道接頭每層也應錯開(kāi)。
    3.2由于構件制作和安裝均存在允許偏差，因此，當柱和主梁安裝校正預留偏差后，構件的焊縫不符合要求時(shí)，要進(jìn)行以下處理：
    a.柱子間的焊縫間隙處理。當用連接板固定上下柱時(shí)產(chǎn)生較大的間隙時(shí)，現場(chǎng)不得施工，須經(jīng)整改后，再按焊接工藝把焊縫焊接好。上柱和下柱連接板，要在焊肉達到母材厚度1/3時(shí)才允許割除。連接板的切割應距離母材10-15mm，并要求均勻平整。
    b.柱頂標高采用相對標高控制法，找出本層最高、最低差值，確定安裝標高（與相對標高控制值相差5mm為宜）；在連接耳板上下留有15-20mm間隙，臨時(shí)固定上下連接板，利用起重機起落調節柱間隙，直至符合規定標高，以定位焊固定，擰緊高強度螺栓。為防止焊縫收縮及柱自重壓縮變形，標高偏差調整為+5mm為宜。
    c.鋼柱扭轉調整可在柱連接耳板的不同側面夾入0.5mm-1.0mm厚鋼墊板,擰緊高強度螺栓即可,鋼柱扭轉每次調整3mm.
    d.如遇柱垂直度存在偏差時(shí),施工現場(chǎng)不得進(jìn)行下一步工序施工，須經(jīng)整改后達到規范要求，方可施工。
    4．焊縫質(zhì)量檢驗
    鋼結構的焊縫質(zhì)量分三級，采用外觀(guān)檢查、無(wú)損檢驗、超聲波探傷等。
    3.4.1.梁與柱、支撐與柱、箱形柱水平加勁肋與柱、箱型柱的翼緣板和腹板以及梁與梁翼緣的連接剖口焊，拼接焊縫為一級；
    3.4.2.梁柱加勁肋等節點(diǎn)的各種剖口焊縫、主次梁的角焊縫連接為二級，焊接梁的翼緣和腹板焊縫的質(zhì)量等級為二級，鋼樓梯、欄桿等其余次構件的連接為三級。

    四、結束語(yǔ)
    本工程在施工過(guò)程中,嚴格按照方案施工,建立全面的質(zhì)量保證體系，制定了完善的質(zhì)量管理制度、明確質(zhì)量管理責任，并實(shí)施過(guò)程加強質(zhì)量控制和檢驗工作, 從而全面保證了整個(gè)工程順利完工。尤其是在高層鋼結構的吊裝過(guò)程中，提出了對吊裝順序、空中焊接及測量控制的技術(shù)方案，解決了高層鋼結構工程安裝的難題，為高層鋼結構的安裝進(jìn)一步奠定了基礎。


    參考文獻：
    1、《鋼結構工程施工質(zhì)量施工驗收規范》GB50205-2001）
    2、《建筑鋼結構焊接技術(shù)規程》（JGJ81－2002）
    3、《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》(GB11345－89)
    4、《高層民用建筑鋼結構技術(shù)規程》（JGJ99-98）
    5、《建筑鋼結構施工手冊》北京：中國計劃出版社，2002
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