1 工程概况
唐山开滦金属管业有限公司钢结构车间位于开滦赵各庄建材厂院内, 建筑面积为17774m2, 单层多跨门式钢架结构, 轻钢屋面。建筑总高度为16.225m。屋面及+1.2m以上墙面为彩钢复合夹心板围护, 1.2m以下为MU5普通烧结粉煤灰粘土砖M5水泥砂浆砌筑, 地面为细石混凝土随打随抹光。设计合理使用年限混凝土为50年, 轻钢为25年, 抗震设防烈度为8度, 耐火等级为二级。
2 工程质量目标及安全管理目标
(1) 工程质量目标:分部、分项工程质量合格率100%, 单位工程质量一次验收合格。 (2) 安全管理目标:杜绝死亡、重伤及二级以上非伤亡事故和重大未遂事故, 杜绝高处坠落, 机械伤害、物体打击、触电等事故的发生, 无轻伤。
3 钢结构安装
3.1 施工机具的选用
(1) 吊车的选用。屋架与天窗架单机吊装的选择。
(1) 单机吊装重量Q≈5t。
(2) 起重高度计算。
H1为钢柱顶端为12.5m;
H2为安装间隙, 取0.2mm~0.3mm;
H3为绑扎点至屋架起吊后底面的距离0.6 7 m。
H4为索具高度, 5×tan50°=5.95m。
依据以上起重量Q、起重高度H的计算, 确定为QY32型汽车起重机, 回转半径为10m, 最大起重臂长为32m。根据钢桁架的重量、跨度、安装高度, 选用32吨汽车吊 (图1、图2) 。
(2) 钢丝绳的计算。钢丝绳的允许拉力计算。
[Fg]为钢丝绳的允许拉力 (k N) 如用旧钢丝绳乘以0.4~0.75的系数;
Fg为钢丝绳的钢丝破断拉力总和 (k N) ;
a换算系数取0.85 (6×19钢丝绳) ;
K安全系数, 用于捆绑吊索K=9。
考虑使用一台吊车进行吊装, 故吊索拉力F=G。
(1) 吊装钢柱最重5930kg, G柱=5930×10≈59k N。 (一点起吊)
因为59k N<62.5k N, 故满足使用要求。
(2) 吊装屋架与天窗架重7798+1009Kg, G屋架=9807×10/2≈49k N。 (两点起吊)
因为49k N<50.62k N, 故满足使用要求。
(3) 吊索与卡环的选用。选用7.5型号的卡环, 螺栓直径42mm, 白综绳选用直径2 0 m m。屋架与天窗架吊装吊索, 选直径28mm, 长10m, 6×19钢丝绳两根;钢柱吊装吊索, 选直径31mm, 长10m, 6×19钢丝绳一根。
3.2 钢构件的拼装
(1) 钢结构构件加工制作在林西材料厂的钢结构加工厂内完成。构件拼装及其余小型构件在施工现场完成。 (2) 现场准备堆放场地及拼装作业面。进厂钢构件根据安装程序和施工进度成套供应, 靠近安装位置存放, 刚度大的可平放。 (3) 清点进厂构件, 检查构件的变形、损坏情况, 如有要进行矫正或重新加工, 对涂层脱落的进行补涂。 (4) 拼装用的量具与钢结构构件制作时用的钢尺进行校核。 (5) 组装钢梁时, 在平台上按图纸10∶1放坡度, 放出大样, 按大样图将2根梁拼装成10∶1坡度的人字型钢梁。钢梁组装验收合格后, 与钢柱进行预组装, 无误后方可吊装, 以减少梁、柱节点的安装难度。 (6) 按轴线编号就近拼装, 拼装完进行焊接, 找补油漆。所有构件底层用道木垫平屋架与天窗组件叠放不得超过三榀, 叠用层间用道木垫平, 道木放置应用水平仪超平。 (7) 钢构件的翻身、吊运用汽车吊;小型构件可用白综绳吊运。
3.3 钢结构安装顺序
(1) 采用扩大拼装和综合安装的方法从建筑物的一端开始, 向另一端推进, 采用2台32t汽车吊同时作业, 并注意消除安装过程中所引起的积累误差。 (2) 安装的顺序一般是钢柱→吊车梁→钢屋架及天窗架→连接构件→钢梯子和钢栏杆→檩条→支撑及墙架等。 (3) 每一独立单元构件安装完之后, 应保证具有空间刚度和可靠的稳定性。 (4) 安装钢柱、屋架与天窗架构件时, 在支点处搭设施工临时操作平台和防护栏杆, 操作平台搭设双排脚手架, 立杆间距1.2m, 横杆步距1.2m~1.5m。并搭设临时上人爬坡梯。
3.4 钢结构安装与校正
(1) 钢柱安装与校正。 (1) 复核安装定位使用的轴线控制点和标高基准点。检查基础轴线误差、基础支承面的准备、支承面和支座表面标高与水平度检查、地脚螺栓位置和伸出支承面长度是否符合设计、规范要求。 (2) 钢柱用单机 (32t汽车吊) 吊装, 吊点设在牛腿下面, 柱重心以上1m以外的地方, 并在柱底角设置溜绳来调整其方向。 (3) 吊车将钢柱慢慢扶直后, 吊离地面送到柱基支承面, 钢柱下落就位时, 使柱底地脚螺栓孔对准地脚螺栓, 防止碰伤螺纹, 并临时固定。 (4) 对钢柱进行校正, 用两架经纬仪安置在柱基的纵横两轴线上, 严格对中、整平, 分别照准柱脚的中心线后, 慢慢仰起望远镜, 校正柱子的中心线, 调整柱底钢楔, 使中心线与经纬仪的十字的竖丝重合。 (5) 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。整个钢柱吊装完成后方可摘钩。 (2) 吊车梁安装与校正。 (1) 对于吊车梁的支座, 在吊装前应检查同跨两排吊车梁间的跨距偏差, 超出允许误差时, 应予调整。 (2) 吊车梁采用单钩双吊点起吊。每个吊点到梁端的距离为梁长的1/5~1/6左右, 且对称于梁的重心;两根吊索的长度要保证起吊后保持水平状态, 以便就位时两端同时落稳。并在吊车梁的两端设置溜绳来调整其方向。 (3) 就位时, 操作人员可用撬杠迎住梁端, 对准后落钩就位。落钩后梁的轴线偏差不得大于10cm。如果偏差较大, 应重新吊起, 重新就位, 以免撬杠拨正时引起柱子垂直度偏差。 (4) 校正吊车梁时, 先校正吊车梁的标高、垂直度 (以钢柱中心线) , 后初步校正轴线, 于吊车梁上面沿车间长度方向拉通钢丝, 再用锤球检验各根吊车梁的轴线。 (3) 钢屋架及天窗架安装与校正。 (1) 把每一单榀屋架与其上的天窗架组合一起吊装。采用两点起吊 (四点扶直、两点起吊、钩头滑动的绑扎方法) , 其绑扎点的边线必须在组合单榀构件的重心之上, 以防止起吊时倾倒、翻转。 (2) 两吊点对称绑扎在屋架上, 并使每个吊点的吊索分别置于天窗架的两个侧面, 将天窗架夹在中间, 防止其摇晃和倾斜。为防止吊点处构件变形或吊索被切断, 吊点处翼板用硬杆支撑, 棱角处用方木进行保护。并在两端栓上溜绳, 控制吊装时的偏移及调整其方向。 (3) 吊装时, 吊索与水平线的夹角不小于45°, 长度以能保证吊钩高出天窗架的脊点为宜, 吊索必须受力均匀, 保持就位时的水平状态, 以保证就位时两端同时落稳。 (4) 钢屋架吊至柱顶以上后, 用溜绳旋转屋架使其对准柱头后再缓慢落钩, 并在屋架接触柱顶时即刹车进行对线, 防止屋架全落实到柱顶后用撬杠扶正而使柱子偏斜。 (5) 钢屋架落稳后随即校正其垂直度和正直度。校正后除第一榀屋架用缆风绳作临时固定后摘钩外, 均将上弦的支撑系统 (屋面水平支撑) 进行局部安装, 以保证屋架的稳定, 然后方可摘钩。 (6) 天窗架和钢屋架校正后, 屋架与支座焊接或栓接时, 必须同时在屋架两侧对称施焊或拧紧螺栓, 以免影响屋架的垂直度和正直度。 (4) 其它构件的安装与校正。其它构件如:水平系杆、檩条、柱间支撑、隅撑、吊车轨道、钢梯子和钢栏杆等构件安装时, 应随着就位及时校正, 加以固定。确保当天安装的钢构件应形成稳定的空间体系。
3.5 钢结构的连接
钢结构的现场连接, 主要是用高强度螺栓和电焊连接。具体技术质量要求如下: (1) 钢构件的焊接: (1) 钢结构各节点连接前, 由项目质量检查员和监理工程师对其控制的轴线、标高、垂直度、正直度及跨距等质量要求进行检查, 合格后, 方可进行焊接。 (2) 焊接采用从中间向四周扩展, 结构对称、节点对称的焊接顺序。以减少焊接变形, 保证焊接质量。 (3) 焊条要与母材匹配, 在使用前要检验其是否受潮, 如果受潮必须烘干。 (4) 严格控制焊缝的质量, 对接焊接构件要进行无损检测, 检查焊缝内部和表面的缺陷。焊缝同一部位的返修次数不得超过两次。 (2) 钢构件的高强度螺栓连接: (1) 普通螺栓采用4.6级C级螺栓, 普通连接螺栓必须上齐, 每个螺栓不得使用两个以上垫圈。 (2) 高强度螺栓采用摩擦型, 钢性能等级为10.9级, 并必须有出厂质量合格证书。进场后对对高强螺栓及连接摩擦面的抗滑移系数进行试验和复验, 合格后方可使用。 (3) 高强连接螺栓穿孔应顺畅, 不能强行敲打, 穿入方向应一致。 (4) 高强度螺栓连接时, 通过初拧、复拧和终拧达到拧紧, 并要求初拧、复拧、终拧在同一天内完成。拧紧顺序:从螺栓群中部开始, 向四周扩展, 逐个拧紧。拧紧后外露丝扣不小于2~4扣, 所有螺栓在安装完毕后都应打毛或焊死, 以防止螺栓松动。
3.6 安全事项
(1) 进入施工现场的人员必须按规定戴安全帽, 并系下颌带。高处作业人员须经体检合格, 酒后禁止操作机械设备和从事高处作业。 (2) 凡从事2m以上无法采用可靠防护设施的高处作业人员必须系安全带。安全带必须高挂低用, 操作中防止摆动碰撞。使用者不得自行加长安全带绳, 必须加长时, 须事先征得企业安全部门的同意, 加长长度不得大于所同意之值, 使用3m以上的长绳时, 加缓冲器。 (3) 本工程的吊装作业人员, 必须是接受过相关操作安全教育的人员, 起重工和起重机司机持有效《特种作业人员操作证》上岗。 (4) 吊装时, 严禁未经准入的人员进入吊装作业范围, 所有吊装作业人员均应遵守本工种的安全操作规程。 (5) 指挥者实施吊装指挥之前, 应与起重机械操作人员确认指挥语言和指挥信号, 传递信号有误或操作有误时, 应立即发出停止命令, 待问题澄清后, 再重新发令。 (6) 所有操作人员在发现故障或意外情况时, 有权且必须发出“紧急停止”信号, 并向指挥人员报告情况, 起重机械操作人员对任何人发出的紧急停止信号都应执行。 (7) 吊装作业场地的地面应坚实, 凡影响吊装作业机械的人身安全、或者吊装作业对其有不利影响的地下穴道、管沟、电缆沟以及其他构筑物, 应予妥善处理或加固。 (8) 在吊装过程中, 应注意与电路隔离, 如起重机、缆风绳、钢丝绳等与输电线路、电焊线之间保持一定距离或采取措施予以保护。 (9) 交叉作业时, 操作位置应错开, 必要时应设置防护隔离措施。上方操作人员应对操作过程中可能下落或倾倒的物件采取可靠的固定或悬挂措施, 防止下落、倾倒伤害下方人员。 (10) 遇有6级及以上强风时, 禁止露天进行吊装作业和高处作业;在中雨及以上、大雾等恶劣天气时, 应停止吊装作业和高处作业。并且在雨、雾后可能出现滑倒或滑落的场所作业时, 应针对具体情况采取防滑措施或暂停作业。
4 结语
开滦俊成金属管业钢结构车间主体已经竣工, 通过现场工程技术人员的共同努力和严细的管理, 工程进度得到了很好的保证;主体高空作业安装得以顺利实施, 整个施工过程中无一例安全事故发生, 工程质量安装合格率100%, 有效地完成了安全生产管理目标和质量管理目标。
摘要：钢结构工程因其单体构件吊装高度较高, 起重量较大, 所以给施工监理和施工安全管理带来很大的难度。开滦建设集团土建分公司在施工中采用科学组织, 严格管理的方法, 克服了大型钢结构起吊难度, 实现了整个吊装施工过程零事故, 主体工程质量一次验收合格的可喜成果。
关键词：钢结构,吊装,安全生产
参考文献
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