摘 要:隨著國家宏觀政策對行業(yè)發(fā)展的調整,近年大型變壓器廠房(鋼結構)的建設越來越多,由于變壓器廠房的要求比普通廠房來的高得多,例如大噸位桁車,起吊高度,鋼管混凝土鋼柱等。通過研究其施工安裝,供同類工程施工參考。
關鍵詞:鋼管混凝土柱;大噸位;超高壓屏蔽鋼結構廠房;施工安裝
1.工程概況
本工程為某大型變壓器廠房,結構形式為鋼結構單層(局部二層),建筑面積約60000㎡,分為高壓試驗大廳、大型裝配車間、中型裝配車間、鐵心車間、線圈車間、絕緣車間、材料庫、材料配送車間以及各輔跨。
圖1 大型變壓器廠房施工軸測圖
圖2 廠房剖面圖
高壓試驗大廳跨度為42m,柱距12m,長度48m,該部分鋼柱采用圓管格構式鋼柱,屋蓋采用網(wǎng)架結構,下弦標高為36m,該跨設有單層吊車,起重量為10t,網(wǎng)架下弦設有檢修走道。
大廳內六面屏蔽,屏蔽效能衰減65dB,范圍0.5-1.6MHz,墻面及天棚屏蔽采用1.0mm厚本色穿孔鍍鋅鋼板,地面為9×25鋼板網(wǎng),絲梗厚度、寬度均為1.2mm。墻面主龍骨間距6m固定在鋼柱上,次龍骨固定于主龍骨上,間距1300左右,屏蔽板與次龍骨柔性連接。
大型裝配車間跨度36m,柱距12m、6m,長度186m。該跨設有三層吊車,底層(11米標高吊車)起重量為10t,中層(18.52m標高吊車)最大起重量為100t,上層(24.65m標高吊車)最大起重量為300t,該部分鋼柱采用圓管格構式鋼柱,屋架采用H型鋼鋼屋架。
圖3 大型裝配車間施工中(大型變壓器廠房施工)
中型裝配車間跨度24m,柱距12m、6m,長度186m。該跨設有二層吊車,底層(11m標高吊車)起重量為10t,上層(16.57m標高吊車)最大起重量為100t,該部分鋼柱采用圓管格構式鋼柱,屋架采用H型鋼鋼屋架。
線圈車間跨度24m,柱距12m、6m,長度186m。該跨設有二層吊車,底層(9m標高吊車)起重量為10t,上層(13.2m標高吊車)最大起重量為50t,該部分鋼柱采用H型鋼鋼柱,屋架采用H型鋼鋼屋架。
絕緣車間跨度18m,柱距12m、6m,長度186m。該跨設有吊車,11.5m標高吊車,起重量為10t,該部分鋼柱采用H型鋼鋼柱,屋架采用H型鋼鋼屋架。
2.工程特點分析
施工面積大,區(qū)域廣,人員、機具必須配備充足。為節(jié)約施工工期,合理劃分施工區(qū)域,廠房主次結構安裝和圍護結構安裝等多工種展開交叉作業(yè),施工配合工作尤為重要。
廠房設置的多層吊車對鋼結構的安裝精度要求高,施工中必須嚴格加強質量控制。大截面H型鋼屋架吊裝,如何保證平面穩(wěn)定而不產生變形。
鋼管柱混凝土的施工,施工要求灌注密實,需采用合適的施工方法,保證施工質量。
高壓試驗大廳采用六面屏蔽,屏蔽效能衰減65dB,范圍0.5-1.6MHz。屏蔽要求高、面積大,施工中質量控制十分重要。
3.鋼結構安裝方案
3.1 施工分區(qū)
將廠房劃分為七個施工區(qū)域,分別為高壓試驗大廳為施工一區(qū),大型裝配車間為施工二區(qū),中型裝配車間為施工三區(qū),大型裝配車間輔跨、鐵心車間為施工四區(qū),中型裝配車間輔跨、線圈車間為施工五區(qū),線圈車間輔跨、絕緣車間為施工六區(qū),材料中轉車間為施工七區(qū)。(見圖4)
圖4 施工分區(qū)示意圖
3.2鋼結構安裝順序(見圖5)
圖5 鋼結構施工順序示意圖(大型變壓器廠房施工)
3.3施工機械選擇
表1 施工大型機械配置
3.4鋼柱安裝
3.4.1鋼柱安裝工藝(見圖6)
圖6 鋼柱安裝工藝流程
3.4.2鋼柱安裝前的準備
①吊裝前徹底清除柱基礎及周圍的垃圾、積水,對混凝土基礎面重新鑿毛,并清除塵屑等雜物,并在基礎上劃出鋼柱安裝的縱橫十字線。
②對基礎進行復核,復核的主要項目為:軸線位置、標高及螺栓的伸出長度。
③測量基礎混凝土頂面的標高,準備好不同厚度的鐵墊塊。
④準備好鋼柱吊裝用的臨時爬梯、操作平臺等。
3.4.3 鋼柱吊裝
使用150t履帶吊將鋼柱起吊、就位。鋼柱吊裝就位后,先進行初步的調整偏差,在剛度較小的方向在上層吊車梁牛腿位置設置纜風繩,有垂直支撐跨的鋼柱必須立即進行垂直支撐的安裝。
鋼柱吊裝時先在基礎上標注十字線,使鋼柱十字線與基礎十字線對齊。當鋼柱及柱間支撐、系桿吊裝完畢并校正后進行基礎灌漿工作,基礎砼達到一定的強度后,吊裝吊車梁。每一排吊車梁吊裝完畢并校正后進行鋼柱內混凝土澆筑,考慮到高拋砼時會產生離析的現(xiàn)象,在地面1.2m標高處設置砼澆筑孔,由下往上進行混凝土的澆筑。
3.4.4鋼柱校正
①柱基標高調整
根據(jù)鋼柱的實際長度、柱底的平整度、鋼牛腿頂部及柱頂距柱底部的距離,有吊車的鋼柱重點是保證牛腿頂部標高值,來決定基礎標高的調整數(shù)值。
吊裝前先測量牛腿頂面到鋼柱底板的距離,然后根據(jù)此距離確定鋼柱柱腳墊板的放置厚度,雙層吊車梁的鋼柱應以上下二層吊車梁的中間值為準。
②縱橫十字線的對準
在鋼柱安裝前,用經緯儀在基礎上面將縱橫十字線劃出,同時鋼柱柱身的四個面標出鋼柱的中心線。
在鋼柱安裝時,起重機不脫鉤的情況下,慢慢下落鋼柱,使在鋼柱上標注的四個面中心線與基礎上劃出的縱橫十字線對準,盡量做到線線相交。
③柱身垂直度的校正
在鋼柱的縱橫十字線的延長線上或稍偏的位置架設兩臺經緯儀,進行垂直度測量,經緯儀與縱橫十字線的夾角應小于15°。采用鋼鍥或松緊纜風繩進行校正,校正完畢后,松開纜風繩不受力,再進行復校調整.
3.5吊車梁安裝
3.5.1安裝工藝流程(見圖7)
圖7 吊車梁安裝工藝流程
3.5.2吊裝順序
吊車梁的安裝順序:先吊下層吊車梁,再吊上層吊車梁。
3.5.3就位固定
吊車梁系統(tǒng)安裝時,進行吊車梁的吊裝,由于吊車梁直接擱置在牛腿上面,沒有直接與鋼柱連接,為此吊車梁吊裝后,立即將牛腿與吊車梁之間進行連接,使之穩(wěn)定。
3.5.4 測量校正
鋼柱初步校正固定后,應立即安裝鋼柱之間的垂直支撐,鋼吊車梁安裝從有垂直支撐的開間向兩邊安裝,安裝后用臨時螺栓先固定,吊車梁吊裝后只做初步校正,等屋蓋系統(tǒng)安裝后再做最后的校正固
定,吊車梁先用臨時螺栓固定,等吊車梁最后校正完成后進行最終固定。鋼吊車梁的校正主要包括標高調整,縱橫軸線(直線度、軌距)和垂直度調整。
雙層吊車梁安裝調整控制線見(如圖8)。
圖8吊車梁安裝控制線示意圖
3.5.5雙層吊車梁安裝注意事項
吊裝時應注意吊裝順序,為了盡量減少施工時對上層吊車梁造成的影響,先安裝下層吊車梁,等鋼結構受施工應力影響變形基本穩(wěn)定后,再安裝上層的吊車梁。
3.6鋼屋架安裝
3.6.1鋼屋架安裝工藝流程(見圖9)
3.6.2吊裝前的準備
準備好護身欄桿、上下梯子及纜風繩。
完成分段鋼屋架的組裝,組裝在場內就近組裝,以保證構件組裝順利進行。
3.6.3屋架吊裝方法
屋架梁跨度大于30m及以上,采用四點綁扎吊裝,對跨度小于30m,采用二點綁扎吊裝。就位后,先進行安裝位置的復測,用臨時螺栓進行固
圖9 鋼屋架安裝工藝流程
定,用纜風繩在屋架的進行加固,等第二榀屋架吊裝好后,及時將兩屋架之間的水平支撐及屋面檁條等所有構件安裝完成,并進行測量校正,合格后進行焊接,以此作為穩(wěn)定體系,向后再安裝下一榀屋架。
3.6.4 纜風繩的設置
當單榀屋架吊裝就位后,在吊機摘鉤前,立即在屋架兩側用纜風繩固定。
3.6.5屋面梁支撐系統(tǒng)的安裝
安裝第一榀屋架后,采用攬風繩進行固定,安裝好第二榀屋架后,用攬風繩固定后,立即采用吊機進行屋架之間的支撐系統(tǒng)及檁條的安裝。
3.6.6鋼屋架的校正
屋架的測量校正主要包括以下幾方面的內容:軸線位置偏移的測量校正、跨中垂直度的測量校正(如圖10),屋架撓度的測量校正等。
圖10 鋼屋架軸線偏差測量(大型變壓器廠房施工)
3.6.7屋架吊裝防平面失穩(wěn)措施
由于鋼屋架采用大截面H型鋼,其吊裝平面穩(wěn)定性較弱,為保證構件的順利吊裝,在屋架梁上通
過幫扎鋼管來增強其平面穩(wěn)定性,鋼梁安裝就位后再進行拆除。(如圖11):
圖11 鋼屋架安裝抗扭加固示意1
3.7鋼管混凝土
鋼管柱柱芯混凝土澆注方式有高拋及加壓泵送,而加壓泵送又分為由上而下或由底而上兩種。
本工程采用(由底而上)泵送頂升方法施工。
3.7.1工藝原理
在鋼管混凝土柱底部適當位置開孔并焊接帶單向閥的混凝土輸送管,利用混凝土泵的壓力將自密實混凝土自下而上擠壓頂升灌入鋼管內,直至注滿整根鋼管混凝土柱。
3.7.2施工操作要點
①現(xiàn)場加工制作單向閥及截止閥。單向閥由ф145mm,5mm厚的混凝土輸送彎管(R=500mm)及8mm厚的Q345B鋼板共同加工而成,截止閥采用20mm厚的Q345B鋼板及ф18的螺栓加工制作。
②在距鋼管混凝土柱底部300mm~500mm開一ф145mm圓孔,以清除柱內積水、雜物及焊接單向閥。
③焊接單向閥,單向閥伸進鋼管混凝土柱內。單向閥的蓋板與水平方向的夾角宜為600~700,可通過伸出鉸鏈背后的鋼板調節(jié)固定(如圖12)。
圖12 單向閥示意圖
④用套箍連接截止閥,在截止閥與混凝土泵間布置混凝土輸送管。若單向閥在澆筑完畢后能正常啟閉,可重復利用截止閥。
⑤澆筑前,要計算好單根柱混凝土量,待所需混凝土運送到施工現(xiàn)場后方可進行頂升(從混凝土拌合至開始頂升的時間應控制在混凝土初凝前),防止混凝土在運輸過程中耽擱造成頂升中斷。同
時,及時做好混凝土坍落度及坍落擴展度的檢測。
⑥在混凝土輸送管與截止閥連接前,泵送砂漿用以潤滑輸送管道,并把該部分砂漿清除干凈后再進行柱芯混凝土的澆筑。
⑦混凝土頂升至柱頂后,應及時停泵,并進行數(shù)次回抽,若柱頂混凝土面無明顯回落,方可拆除混凝土輸送管。
⑧在拆除混凝土輸送管過程中,隨時做好關閉截止閥的準備,并應注意拆管順序,必須先拆除截止閥后靠近混凝土泵端的輸送管,再拆除截止閥前的套箍及截止閥。若拆管過程中混凝土有涌出現(xiàn)象,應立即關閉截止閥,待混凝土終凝后再拆除截止閥。
⑨澆筑完畢30min后,觀察柱頂混凝土有無回落下沉,若有下沉,則用人工補澆柱頂混凝土。
⑩混凝土養(yǎng)護7天后,將柱底單向閥外露部分割去,并焊接封口鋼板。
3.8屏蔽施工措施
高壓試驗大廳內六面屏蔽,屏蔽效能衰減65dB,范圍0.5~1.6MHz,墻面及天棚屏蔽采用1.0mm厚本色穿孔鍍鋅鋼板,地面為9×25鋼板網(wǎng),絲梗厚度、寬度均為1.2mm。墻面主龍骨間距6米固定在鋼柱上,次龍骨固定于主龍骨上,間距1300左右,屏蔽板與次龍骨柔性連接。
3.8.1施工方案
屏蔽板安裝順序:安裝主龍骨→安裝次龍骨→鍍鋅鋼板固定→輕鋼龍骨安裝→內板安裝。
3.8.2屏蔽殼體結構方案
殼體連接方式:鍍鋅鋼板鋪設后,用焊機點焊固定于次龍骨支架上,在拼接縫處平行與拼接線各粘貼一道鋼質導電襯墊,然后在襯墊上鋪設一條-100×6鍍鋅壓條,再用M6自攻釘穿過鍍鋅壓條將屏蔽鍍鋅板固定在龍骨上。在墻面與地面連接處通長埋設-80*4的鋼板,地面單層鋼板網(wǎng)與預埋鋼板通過錨筋焊牢,墻面鍍鋅板與預埋鋼板間斷焊牢。
3.8.3內板安裝
根據(jù)施工排版圖劃線,以劃線為依據(jù)依次逐塊安裝,采用專用螺釘(配件)與輕鋼龍骨固定。內板安裝,采用專用支架支撐、提升內板。
3.8.4氣囊屏蔽門安裝
大屏蔽門為氣囊密封式平移屏蔽門,采用垂直起降形式,由門扇起重運載框架支撐,作上下垂直起降運動。門框四周裝有彈性回復件和氣囊,門扇和門框的接觸是由門扇插入門框后,氣囊充氣,壓迫彈性回復件使門扇和門框緊貼,從而達到完全電磁密封的要求。開門時,氣囊放氣,使門扇和門框的接觸面分開,門扇起吊裝置牽引門扇脫離門框,過橋板放置相應位置。設備便可以自由出入。
3.8.5屏蔽系統(tǒng)安裝要點
①混凝土地坪施工時,鋼筋網(wǎng)的鋼筋交叉點和鋼筋接頭處采用搭接焊方式,不得使用點焊,確保鋼筋網(wǎng)的屏蔽效能不受影響。
②鋼筋網(wǎng)鋪設前,應對混凝土墊層進行清理,不得存在金屬雜質,或導電物體。
③鋼筋網(wǎng)鋪設時,應嚴格保證平整,兩塊鋼板網(wǎng)應有足夠的搭接長度,鋼板網(wǎng)搭接應采用間斷焊,并及時清理焊渣及其它金屬物。
④所有屏蔽層的給水管道,應在施工時立即與屏蔽板進行可靠焊接,并及時將焊縫進行打磨處理,確保無異物存留與屏蔽層。
⑤所有穿過屏蔽層的電纜配管應采用鋼管,并與屏蔽網(wǎng)可靠焊接。
⑥應根據(jù)不同設備的電負荷大小、選擇合適容量的電源波濾器。在施工前應檢查波濾器是否完好,并進行測試,合格方能使用。
⑦通風空調在試驗大廳的出口應加設波導窗,波導窗施工時外框與屏蔽斑結合處應間斷焊,最好再加設導電墊片。
⑧照明燈具下的屏蔽鋼板需開孔,此處施工時需注意開孔處屏蔽網(wǎng)與屏蔽鋼板的連接是否嚴密,搭接長度是否符合要求。
4. 結 語:
1)該工程于2010年10月順利通過驗收,并獲得鋼結構“金鋼獎”工程。
2)通過該工程的施工實踐,為今后在類似采用鋼管混凝土柱、大噸位雙層吊車梁鋼結構廠房施工提供經驗、借鑒;同時為今后鋼結構廠房做高效能屏蔽施工提供參考。
參考文獻
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