大跨度钢结构施工技术王艳敏,解文红(邢台矿业工程有限责任公司,河北邢台054000)摘要:以章村水泥厂熟料输送工程为例,简要介绍了大跨度钢结构施工过程中的重点和难点。关键词:大跨度;桁架;吊装中图分类号:TU3933文献标识码:B文章编号:1007-1083(2006)03-0043-03ThelargespansteelstructureconstructiontechnologyWANGYan-min,XIEWen-hong在大跨度钢结构工程的施工过程中,一般需要经过构件制作、构件验收、吊装、测量校正、结构焊接、压型钢板铺设等程序,在这一系列过程中存在着各种各样的矛盾,施工的过程就是一个不断解决矛盾的过程。如果对过程控制不当,不仅会延误工期,而且会对工程质量带来不利影响。1工程概况章村水泥厂熟料输送是熟料仓至铁路装车仓之间的一段输送走廊,全长220m由五段钢桁架组成。其中最长的一段为100m,宽度25m,高度35m。上下弦采用热轧H型钢,腹杆为四肢角钢,自重180t。该段走廊是两等跨立体连续桁架GJ50-1及GJ50-2。跨越成品库、水泥输送栈桥及道路。三个支撑钢柱平均高度18m,采用四肢钢管柱,每个柱自重35t。地面高差8m左右。因该段桁架设计为连续梁体系,其受力明确,能节省大量钢材。但施工难度很大,场地狭小无法将100m的桁架整体吊装,必须在空中连接。因此整体安装精度是一个需要攻克的难题。2施工管理技术大跨度钢结构施工过程的管理主要可分为材料布置、构件制造、焊接质量控制、检验和吊装前的准备。21材料布置现场施工场地狭小,施工条件差是目前钢结构工程施工中普遍存在的问题,对这么长的一段桁架而言,在相对紧张的工期内,要完成大量的工作。因此,各方面组织得当是相当重要的。从原材料的进场堆放,到最后的吊车就位,一环扣一环,如果在这个问题上处理不当必将对吊装产生影响。章村水泥厂熟料输送100m这段桁架,按照施工组织设计中的施工方案分为两段地面制作,同时为了不影响水泥厂的道路交通,材料也分为两部分按照施工顺序进场堆放。GJ50-1材料堆放在水泥仓两侧,以不影响水泥散装车的运输。GJ50-2材料堆放在水泥输送道路与熟料输送道路交叉路口一侧,材料便于装卸,给构件的制作创造了良好的外部环境。22构件制作大跨度构件在制造之前首先要选址,以便使构件完成后能顺利的进行吊装,同时也要考虑自身在制作中吊车的运行路线的畅通。立体桁架由两片平面桁架中间用上下水平支撑连为一体。制作时制定了切实可行的工艺措施,以保证施工过程的顺利进行和制造质量符合要求。在H型钢的坡口加工、整体组装和焊接方面要加强质量控制。熟料输送100m桁架GJ50-1,布置在距安装位置水平距离85m处,水平夹角小于90。GJ50-2距安装位置水平距离36m,水平夹角小于45。在制造中采用胎架组装、整体焊接等一系列质量控制措施保证制造质量。在现场自制了3台小型门式吊架与胎架共同作业。各杆件水平就位后,整片桁架翻转90垂直放置。用自制调直夹具将桁架调直,经检验无误整体焊接。对于板厚较大的钢柱采用防止层状撕裂的焊接构造形式,同时在焊接过程中注意焊接预热和焊后保温,满足焊缝后热处理的要求,把对432006年第3期河北煤炭焊缝的不利影响降低到最小程度。23焊缝质量控制该工程由于工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高。而焊接作为钢结构施工的重要工序,其工序的选择与施焊水平的高低对工程的安全、优质、高效完成具有重大影响。熟料输送100m桁架的设计,采用了大量的斜向支撑。因此造成了大量的结构焊缝处于立焊、斜立焊的位置,给焊接带来相当大的难度,在1万余米的焊缝中,立焊、斜立焊长度共计约有5km,占整个焊接工程量的1/2。对于此类处于外部、歇向的焊缝,在施工中首先针对其特点的位置进行了多次工艺试验,选取最合适的工艺参数,同时选调焊接技术水平高超的焊工进行操作,并采取特殊安全施工防护措施,确保焊接的一次合格,避免返工。因此解决了紧迫的工期和繁重的焊接量之间的矛盾,施工得以顺利进行。对于钢柱、钢梁之间的对接等常规焊缝,施工中主要采取了提高焊接质量和防止焊接变形的工艺措施,例如采用焊前预热、焊后保温、对称施焊、层温控制等,使焊接质量得到了保证,取得了良好的经济效益和社会效益。24检验和吊装前的准备作好构件的检验工作是保证钢结构工程整体施工质量的重要一环。由于大跨度桁架的安装特点,一旦起吊到高空,再对其存在的问题进行处理将十分困难,而只能将其重新吊下进行处理,不但影响工程进度,而且也会造成较大的经济损失。在构件的制作及运输过程中难免会出现各种各样的问题,这些问题必须在地面加以消除,因此必须做好桁架吊装前的检验工作。熟料输送100m桁架分为两段施工,按施工要求接口不能在一个垂直面上,上下弦必须相互错开35m,纵向的四根弦杆必须保持在纵向轴线上。经对两段桁架模拟对接发现上弦杆与轴线偏差约3,下弦杆长出90mm。经过再次调直轴线偏差控制在1以内。为保证空中对接的安全及施工方便在中间支撑柱一侧作临时平台,平台能支撑重量约50t。3吊装技术大型钢构件的吊装是工程施工的关键工序,吊装的速度与对接质量的好坏对整个工程起着举足轻重的作用。大跨度钢桁架的吊装可分为吊车布置、构件的运输、测量控制及校正。31吊车布置根据桁架的重量、高度以及地面的情况选择吊装方案。熟料输送100m桁架每段桁架重90t,最大起重高度22m,最小水平距离15m。经过计算,选用1台200t、1台300t汽车式吊车,分两次将两段桁架吊装。因大型汽车式吊车自身较大,且有跟随车队,整个车队的运行路线、运行时间必须事先确定。200t吊车布置在桁架GJ50-1东面一端,水平距离最小处。300t吊车布置在另一端靠近原成品输送走廊,起吊后将桁架GJ50-1送过成品输送走廊,放置在成品输送走廊另一端的钢柱ZJ5上。吊装完毕后,300t吊车撤下,布置在钢柱ZJ5一侧将桁架GJ50-2就位,200t吊车协同其将桁架GJ50-2吊装,完成后撤下。由300t吊车将其在空中对接。32构件运输大跨度桁架从制作地点到吊装位置有一段距离的运输,运输方法有很多种。要根据现场情况及施工要求而定,既要经济又要安全,保证构件不发生变形。料熟输送100m桁架中GJ50-1运输距离较远,中间有一段15的上坡路。常用的运输工具难以发挥作用,所以采用了传统的滚杠方式。桁架GJ50-2利用300t吊车配合1台50t吊车将其就位,节省了时间。4测量控制及校正在大跨度钢结构施工中,轴线和标高的偏移量是衡量安装质量的重要指标。空中对接更要求整体尺寸准确无误。熟料输送100m桁架在吊装中采取了单柱校正与整体调整相结合的方法,即在安装后立即进行单柱的测量校正,对支撑钢柱进行垂直度、轴线偏移和标高的调整,然后再吊装桁架,桁架的校正在临时平台以手动葫芦辅助定位。待整体安装完毕后,进行系统测量并校正个别超差点。经过系统检测整个桁架的数值均在规范规定的范围内。5经济效益大跨度钢结构的施工是一个错综复杂的系统工程,在施工前制定了详细的施工组织方案和施工计划,并在施工过程中不断调整和完善施工方案,使44河北煤炭2006年第3期高强度螺栓连接及其摩擦面处理巩金红(中煤河北煤炭建设第四工程处机厂,河北邢台054000)摘要:对高强度螺栓连接的特点进行了叙述,并结合工程实际,对高强度螺栓连接件的摩擦面处理工艺及要求作了分析说明。关键词:高强度螺栓;摩擦面;处理中图分类号:TH13文献标识码:B文章编号:1007-1083(2006)03-0045-02HighintensityscrewconnectionanditsrubfacesolutionmeasuresGONGJin-hong1高强度螺栓连接的一般要求(1)高强度螺栓连接有施工条件好、安装方便、可拆卸等优点,在制作时要制孔,安装时要对孔。一般采用类钻孔。对于摩擦型高强度螺栓孔径比螺栓直径大15~2mm,对于承压型高强度螺栓,孔径比螺栓直径大1~15mm。(2)用高强度螺栓连接的构件接触面必须经过摩擦面处理,按照有关规范,摩擦面抗滑移系数要达到=045~055。(3)高强度螺栓连接在施工时分初拧、终拧和检验3个步骤,初拧时的扭矩或预紧力是终拧时的50%,螺栓施拧顺序是由中间向四周依次进行。(4)对于大六角高强度螺栓,终拧扭矩按照钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程确定。(5)大六角高强度螺栓单位扭剪系数K在安装之前要进行复验,复验螺栓从现场待安装的螺栓批中随机抽取,每批取8套螺栓副用于复验。复验时将螺栓插入轴力计,在测出螺栓预紧力P的同时,应测定施加于螺母上面的施拧扭矩值T,并计算扭矩系数K。(6)对于螺栓数量较多的节点,在螺栓初拧之后还有个复拧的过程,复拧扭矩等于初拧扭矩。(7)大六角头螺栓终拧结束后宜采用03~05kg的小锤逐个敲检,同时进行扭矩抽查,扭矩抽查时,将螺母退回30~50,再拧至原位测定扭矩,该扭矩与检查扭矩的偏差应在检查扭矩的10%以内,检查扭矩按有关规范确定。扭矩检查应在高强度螺栓终拧1h后,24h内完成。(8)扭剪型高强度螺栓终拧采用专用扳手将尾部梅花头拧掉,终拧结束后,应以目测尾部梅花头拧掉为合格。(9)高强度螺栓连接件在安装之前要用钢丝刷清除摩擦面上的浮锈,安装过程中要保护摩擦面不受损坏和被脏物污染。2高强度螺栓连接的影响因素对高强度螺栓连接产生不利影响的因素很多,除主观因素外,客观因素主要有:被连接件接触面的间隙、粗糙度以及干燥、清洁程度。21间隙的影响如果接触面的间隙较大,将导致被连接件实际接触面积减小。高强度螺栓连接的预紧力影响区域其更接近实际要求,以确保施工的顺利进行。熟料输送100m桁架比原工期提前10d,创造了利润1562万元,节约资金35万元,产生经济效益5062万元保证了熟料按原计划输送。作者简介:王艳敏(1967-),女,河北顺平人,邢台矿业工程有限责任公司生产技术部工程师。(收稿日期:2006-02-17;编辑:刘阐词)452006年第3期河北煤炭
