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钢结构厂房屋架如何制作安装?

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工程概况 厂房建筑尺寸为 42m × 34.5m , 厂房排列柱柱距为 6m , 柱顶标高为 20.4m , 屋架顶标高为 35.508m , 天窗顶标高为 39.341m 。 屋架为三角形, 屋架之间及天窗之间设有垂直支撑。



工程概况

厂房建筑尺寸为 42m × 34.5m

厂房排列柱柱距为 6m

柱顶标高为 20.4m

屋架顶标高为 35.508m

天窗顶标高为 39.341m

屋架为三角形,

屋架之间及天窗之间设有垂直支撑。

所有钢结构材料采用 Q235AF

焊条采用手工焊时为 E43~E50  系列焊条。

焊缝长度满足最小长度要求。

永久螺栓为Ф 22

开孔直径 23.5mm

安装螺栓为Ф  16

开孔直径 17.5mm

油漆采用 F06-1  酚醛底漆二度,颜色为浅灰色。

屋面板采用 YX35-125-750  型彩钢板。

本工程钢屋架制安量约 79t

屋架支撑制安量约 24t

钢天窗制安量约 11t

钢檩条制安量约 12t



本工程施工难点在于屋架跨度大,吊装困难;水平支撑和垂直支撑安装量大,高空作业、交叉作业不安全因素多;另外,施工场地狭窄,现场制作、拼装场地不易满足。



主要施工方法


一、屋盖系统制作

屋盖系统制作→构件运输→屋架安装→檩条安装→上弦水平支撑安装→垂直支撑安装→下弦水平支撑安装→屋面板安装。

屋盖系统包括屋架、支撑、檩条等,其制作方法以屋架制作为代表,屋架包括支撑等部件,故在此只作屋架制作方法叙述,其他构件制作参考进行。由于现场场地狭窄,屋架拟安排在场外制作,每榀屋架分两段制作,安装前在现场进行拼装,拼装方式采用屋脊节点拼装,拼装完成经检查合格后进行吊装及安装工作。


图1 三角形钢屋架制造工艺流程图

屋架的制作工艺流程见图 1


二、操作平台的制作

为了保证钢结构构件的制作质量,在施工现场设有两个大平台。其中平台Ⅰ是利用①~⑦ / 间的平台,平台Ⅱ为在 25m × 15m  地坪作为操作平台,屋架拼装在平台Ⅰ上进行。


放样根据施工图纸要求及采用的规范标准,严格审阅图纸。根据审阅后的施工图进行现场的施工放样,放样按 1 的比例实物放样进行,制作出样板和样杆,作为下料加工的依据。样板和样杆应注明工号、图号、件号、数量等,样板、样杆应妥善保管,直至工程结束方可销毁。放样划线时,应清楚标明装配标记、螺孔标注、加强板的位置方向、倾斜标记及中心线、基准线和检验线,必要时制作样板。注意预留制作,安装时的焊接收缩余量 ( 2mm  考虑 ) ;切割、刨边和铣加工余量;安装预留尺寸要求。划线前,材料的弯曲和变形应予以矫正。放样和样板的允许偏差见表 1

项目允许偏差表1

平行线距离和分段尺寸

± 0.5mm

对角线差

1.0mm

宽度、长度

± 0.5mm

加工样板角度

± 20

孔距

± 0.5mm



质量检验方法:用钢尺检测





三、下料

根据样板和配料表进行套裁,尽可能节约材料,同时便于切割。钢材下料采用气割,型材采用切割,以保证切断面的质量。切割前应将钢材切割区表面铁锈、污物等清除干净,切割后应清除熔渣和飞溅物。

下料的允许偏差见表 2

项目允许偏差(mm)表2

外形尺寸

±1.0

孔距

±0.5

下料时应预留焊接收缩余量、切割、端面及边缘加工的加工余量,经验数据见表 所示。

切割及机加工余量(mm表3

加工余量

锯切

剪切

手工切割

半自动切割

精密切割

切割缝


1

4 5

3 4

2 3

刨边

2 3

2 3

3 4

1

1

铣平

3 4

2 3

4 5

2 3

2 3


边缘加工焊接 形接口时,采用火焰加工,加工后用砂轮磨平,其表面粗糙度

按精密切割检查。坡口加尺寸的误差,应符合国家标准和规定的要求,构件端面加工在成品校正后进行,加工面垂直于中心线。

四、组装

组装前各部件应检查合格,连接接触面和沿焊边缘每出 30 50 mm )范围应清理干净,板材在型材的拼接后组装前进行,物件的组装应在各部件焊接矫正后进行,桁架结构件轴线交叉点的允许偏差不得大于 3mm 

五、焊接

焊接前应熟悉施工图,焊工必须要有焊工操作证。施焊前应反复检查焊接件接头质量和焊工的处理,焊接时,焊工应遵守焊接工艺,不得自行施焊及不得在焊道上二母材上引弧。各道焊应连续施焊,每焊完一层要及时清除焊渣,并检查焊接质量。

六、螺栓连接

屋架与天窗、天窗支撑与天窗的连接采用螺栓与现场焊接。若施工中确有把握,可取消部分安装螺栓,直接现场焊接。安装螺栓孔的位置偏差设计未明确给出,需按规范进行,其偏差应按表 4 、表 要求进行。

螺栓孔偏差(mm)表4


直径

1.0

圆度

2.0

垂直度

0.03t  且不大于 2.0

螺栓孔距偏差(mm)表5

项目

500

501 1200

1200 3000

3000

同一组内任意孔间距离

± 1.0

± 1.5

————

————

相邻两组的端孔的距离

± 1.5

± 2.0

± 2.5

± 3.0

七、 材料拼接材料拼接包括十字形、工字形梁的横向接缝(沿长度方向)及屋架等型钢材料的长度对接,所有工厂材料对接焊缝均为一级焊缝。

1)  梁、立柱的型钢或钢板,允许的拼缝条数应符合表 的规定,其最短拼 接长度不小于 500mm  。允许的拼缝条数表 6

梁、立柱分段长度 L mm

L 6000

6000

10000

L>10000

拼缝条数

1

2

3

2)  组合件中相邻零件上的拼缝必须错开,其中心线之间错开的距离不小于 200mm  3) 拼接坡口制备拼接采用埋弧自动焊焊接,坡口制备采用半自动切割或刨边机加工, 10 24mm 板厚的坡口型式见图 所示。

δ (mm)

10 16

>16 24

b(mm)

2 ± 1

3 ± 1

P(mm)

3 ± 1

4 ± 1



图2 10~24mm 板厚拼接坡口型式示意图

4)  拼接焊前准备施焊区域不得有影响焊接质量的熔渣、浮锈、油垢等杂物;焊丝表面不得有油污、铁锈等杂物;焊剂必须按使用说明要求进行烘干;焊接设备上的仪表完好无损,正常工作;在拼缝两端加装引、熄弧板。



钢结构安装工程

结构件吊装包括钢屋架及支撑的吊装。本工程钢结构安装,首先应复核混凝土柱的轴线、柱顶面标高以及预埋 M30  螺栓的平面位置和标高,与土建专业完成中间交接工作;其次钢构件制作应评定合格,资料齐全。

1 钢屋架的吊装

该工程屋架单榀重量为 7.2t  左右,天窗重量为 2.3t  左右,根据吊车的吊运能力及施工安全起见,将天窗架与屋架分开吊装,待屋架及檩条安装完成后再吊装天窗架。

钢屋架的吊装顺序为:拼装→起吊→就位→临时固定→校正→最后固定。

钢屋架在吊装前首先进行钢屋架的拼装,拼装应根据不同的型号进行,应保证同一屋架在拼装后,整个面应在同一平面上,下弦的中心在同一直线上,拼装连接板与下弦型钢的焊接正确并牢固可靠。

钢屋架拼装完毕后,在三角形钢屋架的中位线处横绑一根φ 48  钢管铁扁担,以保证构件在起吊过程中不发生变形、断裂,造成事故。由于屋架跨度大于 18m   两点起吊有困难,吊装中考虑用一根铁扁担起吊。屋架吊点位置在上弦节点左右 300mm  范围内。

吊车选用 QY80  汽车吊,吊车汽车参数见表 7 。吊车的行驶路径为 ? 轴线附近,距屋架中心线 8m 。吊车选择好吊点后,在构件上找好钢丝绳的绑扎点吊车开始翻身起吊。在吊升过程中要慢、稳,徐徐上升,能够保证构件在空中平稳地起落和旋转。并在构件的两端系好缆风绳,便于控制构件的转动。构件吊到比安装位置约高 100mm  的高度后,缓缓地放下,同时目测或用线锤对构件的平面位置和垂直度进行初步校正,确认无误后,可临时固定,卸去吊钩。临时固定要保证构件的安全,便于校正,校正包括平面位置、标高、垂直度等。待校正准确符合要求时即可按施工图要求的连接方法进行最终固定。第二榀屋架固定时,可与第一榀利用檩条进行连接。

QY80 汽车吊参数表 表7

型号规格  QY80

基本臂长 (m)

12 44

基本臂最大起重量 (t)

80

基本臂最大起升高度 (m)

43.3

副臂长 (m)

9.5 15

副臂最大起重量 (t)

4.0 6.0

副臂最大起升高度 (m)

53.4 59

单绳速度 (m/min)

0 100

回转速度 (r/min)

0 1.45

外型尺寸(长×宽×高 )(m)

14.765 × 2.78 × 3.985

最高行驶速度 (km/h)

60

2 支撑系统及檩条安装

待屋架与天窗两榀最终固定后,将檩条先安装,将屋架固定,屋架与柱进行最终连接。檩条固定完成后,进行上弦水平支撑和刚性及柔性拉杆的安装,再进行垂直支撑的安装,最后安装下弦水平支撑。支撑的制作按单元进行,重量小的支撑采用人工缆风绳提升就位,重量大的采用吊车或手拉葫芦吊装就位。安装过程中要注意各种支撑和檩条之间有无交叉碰头的地方,出现此种情况要及时与设计人员联系,不得随意处理。

3 屋面板及墙皮工程

厂房的屋面为YX35-125-750 型彩钢板,该板为压型钢板,板厚为0.3mm。在安装时注意瓦与屋架檩条的可靠连接,采取自下而上进行安装的顺序,上面压盖下面瓦的长度不得小于300mm ,瓦与瓦之间连接缝应顺主导风向并搭接一个波宽度。

墙板为 YX35-125-750  型彩钢板,板厚为 0.3mm 。安装按檩条位置从一端开始进行,板与板之间必须咬紧,再用螺钉固定,墙板接缝处做好防水处理。压型钢板安装时,应边铺设边调整其位置,边固定。金属压型板制作允许偏差见表 8

金属压型板制作允许偏差表8

项目

允许偏差( mm

检查方法

金属压型板的覆盖宽度

压型

钢板

h 70mm

-2.0 +8.0

用钢尺检查

h>70mm

-2.0 +5.0

压型

铝板

h 70mm

-2.0 +10.0

h>70mm

-2.0 +7.0

板长

± 7.0

横向剪切偏差

5.0

泛水包、包角板

尺寸

板长

± 5.0

弯折面宽度

± 2.0

弯折面夹角

2 °

用角尺检查

(其中 h 为金属压型板的高度)


4 装饰油漆工程经除锈后的钢材表面

用毛刷等工具清扫干净,才能进行下道工序,除锈合格后的钢材表面,如在涂底漆前已返锈,需重新除锈。

钢材除锈经检查合格后,在表面涂完第一道底漆,一般在除锈完成后,存放在厂房内,可在 24h  内涂完底漆。存放在厂房外,则应在当班漆完底漆。油漆应按设计要求配套使用,第一遍底漆干燥后,再进行中间漆和面漆的涂刷,保证涂层厚度达到设计要求。油漆在涂刷过程中应均匀,不流坠。


图3 涂装工艺流程图



工艺质量保证措施


第一节 钢结构制作

1   所选用的钢材必须具有出厂合格证及原始资料,进场后必须取样复试,合格后方可使用。

2   选择性能良好,使用功能齐全的加工设备。

3   焊条应具有出厂合格证或材质报告,要求电焊条使用前应用烘干箱进行烘干,使用埋弧焊接选用的焊丝及焊剂必须与所用的母材相配套。

4   钢构件制作完成后需进行除锈,除锈后 24h  之内涂上底漆,保证油漆的漆膜厚度满足设计要求。

5   所有操作人员必须严格按技术、质量、安全交底内容执行,焊接人员必须持证上岗。

6   为保证制作精度,钢构件下料时要预放收缩量,预放量视工件大小而定,根据本企业类似工程经验及符合规范要求。

7   制定合理的焊接顺序,当几种焊缝要施焊时,应先焊收缩变形较大的横缝,而后焊纵向焊缝,或者是先焊对接焊缝而后再焊角焊缝。

8   焊接型钢的主焊缝应在组装加劲肋板零件之前焊接。主焊缝的焊接顺序应按焊后变形需要考虑其焊接顺序而交错进行。


第二节 钢结构安装

1   钢结构吊装过程严格执行《钢结构施工及验收规范》 GB 502052001

2   吊装前必须对基础纵横轴线及水平标高、钢构件外形尺寸、焊接质量进行复验合格后施工。

3   施工前必须进行技术交底。

4   施工时特殊工种上岗人员必须有劳动局颁发的上岗证书。

5   测量仪器必须经过计量检定为合格方可使用。

6   施工中坚持三检(自检、互检、专业检)制度,严格工序质量检验。


第三节 压型钢板安装

1 )在运输及吊装许可的条件下,应采用长尺寸的板材以减少接缝,提高保温性能和防水效果。

2 )压型钢板固定,在横波每两块板有一波搭接,搭接面用密封胶条密封,再用防水密封膏密封,并用自攻螺钉与檩条固定。

3 )每块板端部不少于 个螺钉,中间支撑处在大于 3m  檩距的情况下,至少有一个自攻螺钉连接。

4 )板材搭接于檩条上,保证搭接长度要求,搭接部分用拉铆钉连接并施以防水密封膏,外露钉头涂密封膏。

5 )包边钢板的搭接尽可能背风向,搭接长度大于 20 50mm ,拉铆钉间距小于 500mm

6 )自攻钉拉铆钉设于波峰上,并进行防水处理。

7 )一旦彩色涂层划伤或锈斑时,应采用相应系列涂料补刷。



安全施工措施


1 )施工现场设专职安全员进行现场安全措施的落实与监督管理,对现场施工人员、现场机械设备及现场用电进行统一管理。要求参加施工的特殊工种作业人员必须是经过培训,持证上岗。施工前对所有施工人员进行安全技术交底。进入施工现场的人员必须戴安全帽、穿防滑鞋,电工、电焊工应穿绝缘鞋,高空作业必须系好安全带。

2 )作业前应对使用的工具、机具、设备进行检查,安全装置齐全有效。

3 )操作面应有可靠的架台、护身,经检查无误,进行操作。构件绑扎方法正确,吊点处应有防滑措施,高处作业使用的工具、材料应放在安全地方,禁止随便放置。

4   起吊钢构件时,提升或下降要平稳,避免紧急制动或冲击。专人指挥,信号清楚、响亮、明确,严禁违章操作。构件安装后必须检查其质量,确实安全可靠后方可卸扣。每天工作必须达到安全部位,方可收工。

5 )施工现场的机电设备、闸箱、电焊机,应有可靠的防雨措施。电器操作必须由专业人员进行,严禁非专业人员操作。电焊机使用严格安全操作规程,一次线不得超过 2m ,二次线不能破皮裸露。

6 )安全设施有专人按规定统一设置,其他人不得随意拆动。因工作需要须拆动时,要经过有关人员允许,事后要及时恢复,安全员要认真检查。

7 )搞好安全用电,所有用电设备的拆除及现场照明均由专业电工担任,使用的电动工具,必须安装漏电保护器。

8 )重点把好高空作业关,工作期间严禁喝酒及打闹,手持工具应系好安全挂绳,避免直线垂直交叉作业。

9 )切实搞好防火工作,各项操作均应按规定正确使用。

10 )屋面安装时,要布置好安全网,并设置围栏。

11 )坚持班前安全会议制度,将当日工作安排及安全注意事项进行交底。

12 )定期进行安全检查,预防和控制事故的不安全因素。

13 )起重指挥要果断,指令要简洁明确。

14 )加强现场保卫,注意防盗。

15 )吊装作业范围内设安全警戒线,非操作人员禁止入内。

16 )所有的安全活动记录及文件要齐全。




劳动力安排表


劳动力投入计划表表

工种

焊工

铆工

电工

起重工

普工

油漆工

人数

20

4

1

4

20

8



机具设备安排表


机具设备投入计划表表 10 

机具名称

焊机

手拉葫芦

滑车组

起重工

氧割工具

砂轮机

数量

10

15

4

4

15

6

其他:钢丝绳、青麻绳、跳板等若干。

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