麻丽娜MA Li-na

（中铁十五局集团第二工程有限公司，上海201713）

0 引言

本工程为嘉善-新建年产20Gwh 锂离子电池及系统总成项目，本工程M1 厂房平面尺寸359m×111.5m，结构形式主要为门式刚架结构，局部混凝土框架、夹层钢框架结构。钢结构施工主要为钢柱、屋面钢梁、夹层钢框梁、柱间支撑、屋面支撑、屋面墙面檩条等。构件类型主要为H 型钢柱、箱型钢柱、H 型钢梁（包含变截面）等主结构，其中H 型钢柱最大截面H800×450×12×18，箱型钢柱最大截面□400×500×18×18，夹层钢梁最大截面 H1000×280×10×14，屋面钢梁最大截面 H（1300～800）×350×10×22，材质 Q345B、Q235B。厂房基础为采用混凝现浇柱基础，厂房钢结构采用工厂加工，现场吊装的施工方法进行施工如图1。

图1 M1 厂房钢结构整体三维示意图

1 本工程的施工重难点

①项目分项工序多，涉及地基基础工程、基坑围护、主体结构工程、屋面工程、厂区道路、围墙、室外附属等多个专业。场地地形较为平坦，起伏不大，基础桩工程量较大，质量控制要求严格，保证基础质量为施工重点[1]。

②本工程总体工期比较紧张，整个项目必须全面进行全方面考虑，地基基础施工和钢结构施工作为关键线路考虑，其他安装及设备工程施工进行穿插施工，各个工种之间必须相互协调进行施工[1]。

③本工程钢结构构件数量多，单根构件重量大，前期加工制作工程量大，构件安装高度较高，因此施工重点在于吊装方法、吊装机械的选用。钢结构施工中必须密切配合建施、电施、结施、暖通及空调等有关图纸施工，如：配合建施预留孔洞及柱与墙身的拉结钢筋等；电施的预埋管线、防雷接地；结施的预埋管及预留洞等[2]。

2 本项目的施工总体方案

整个工程的施工程序组织原则为“工序流水、主体分段分层、交叉作业”，在地基基础施工阶段施工完成PHC管桩的搭设、独立柱基础；在主体施工阶段，以钢结构工程为的重点；围护结构施工阶段完成屋面系统安装、墙面系统安装和其他附属设施的施工。施工过程中合理的分区块进行，以便形成流水作业，保证钢结构和混凝土结构的施工顺序交接、交叉进行、先后有序、自然过渡。

厂房拟安排6 台50 吨汽车吊及6 台25 吨汽车吊进行厂房主体刚架（包括夹层钢结构）及围护结构的安装。整个厂房划分为三个施工区域，每个区域各4 台（2 台25 吨汽车吊、2 台50 吨汽车吊）汽车吊在跨内进行流水施工，主结构工程安装完毕后即可进行围护结构的安装工程。（图 2）

图2 吊装施工分区和顺序示意图

3 钢结构施工关键技术

本工程的重难点是施工门式钢框架厂房的钢结构的施工。本项目部钢结构构件采用工厂按照图纸定制，按照清单进行出厂检验和进场检验验收，然后进行吊装安装施工。施工采用多台汽车吊互相配合进行安装作业[2]。

3.1 吊车的选择 根据施工现场的情况，考虑到施工面价较大，层高为2 层，地基情况较好，选择汽车起重机作为吊装设备。然后根据吊重和其中器重设备额定重量表对机械的型号进行验证[3]。

选取最不利吊装钢柱进行分析，最重一根大跨钢柱重约4.88 吨，分2 节吊装，采用50 吨汽车吊吊装，吊装半径14m，根据50 吨汽车吊性能参数表可知，吊装半径14m，主臂长度30.4m，额定起重7.15 吨＞2.5 吨，满足吊装要求。

选取最重一榀屋面大跨钢梁GJ2d（A～F 轴）进行分析，大跨钢梁整榀最重约9.18 吨，考虑1.2 安全系数，大跨钢梁起吊重量为11.02 吨，吊装距离为9m，根据50 吨汽车吊性能参数表可知，吊装半径9m，主臂长度30.4m，额定起重12.2 吨＞11.02 吨，满足吊装要求。

3.2 地脚螺栓的预埋施工 地脚螺栓工序的埋设需使用直埋法工法，在基础底板绑扎钢筋工序的时候，地脚螺栓群用钢模板，两者需固定在一起，也同时与柱基础钢筋笼牢固连接住，整体浇筑混凝土，一次固定。本工程钢柱地脚螺栓的定位，与今后的梁柱能否顺利的安装有此关联，即定位精度也与整个工程的施工质量息息相关，因此要切实做好现场的测量工作[3]。

本工程高强螺栓的钢号及螺母、垫圈应符合现行国家标准的规定。施工中所用的高强螺栓均按照规格、型号、分别储存，稳妥保存，防止因被潮气渗入、氧化、混浊而侵染本身的品质，开箱使用后的高强螺栓不能随意紊乱摆放、串用，做到按计划领用，施工未用完的高强螺栓及时回收到仓库。在建造期间关键使用的建造器材有：手动和电动扭剪型高强螺栓扳手等。本工程高强螺栓的施工位置比较复杂，主要在刚架梁和牛腿的连接，钢梁的截面和连接板的尺寸的种类又比较多。高强螺栓应分别两次栓紧住：第一次：在标准预拉力的50%左右栓住；第二次：在标准预拉力的100%左右拴住。等吊装完成一个施工对象后，再开始安装高强度螺栓，需钢构形成稳定框架单元后。扭剪型高强度螺栓进行装置时需注意安装方向：螺母一侧需螺栓的垫圈安住，垫圈孔有倒角的一侧和螺母有圆台的一侧应有接触。螺栓穿入的方向应以便利施工为首要条件，每个节点应井井有条，规格品种需以设计要求进行安装配置。穿入高强度螺栓用扳手紧固后，先卸下临时螺栓，再完成高强度螺栓替换。初拧完毕的螺栓，应做好标识记录以供确认。为防止有遗漏的，需对高强度螺栓，当日事当日毕。拧紧次序都应从螺栓群中间向四周对称扩散方式进行紧固。每个高强螺栓的拧紧次序都应：先中间，后逐渐向两侧逐一实行。电动扭矩扳手的使用方法需在使用前必须进行校核，扭矩偏差不得大于±5%，校核合格后方可予以使用。校正使用的扭矩扳手，扭矩偏差不得大于±3%。扭剪型高强度螺栓终拧结束表现为：需全部拧掉尾部梅花卡头，不准遗漏。制作厂商制作时，在安装高强螺栓的节点部位不应在其点涂装油漆。对于高强度螺栓需在露天使用或需在接触腐蚀性气体的钢结构使用时，板缝连接处应及时用腻子封闭，在拧紧检查验收合格后。

3.3 厂房钢柱、钢梁施工 在钢柱吊装前，地脚螺栓位置作全面的复核，发现问题及时整改，以保证吊装位置的准确；清理干净基础表面，根据预埋件的复测放线，放置好保温块，放置的保温块与基础面的触碰时需平整又紧密，需要后浇的部分混凝土施工要密实。调整好底部螺帽，由专业测量人员跟踪抄平，然后钢柱直接用吊机吊装就位。将柱的四面中心线与基础放线中心线对齐切合，四面兼顾，中心线对准或已使偏差控制在规范许可的范围以内时，穿上压板，将螺栓拧紧。即为完成钢柱的就位工作，及时拉设缆风绳对钢柱进一步进行稳固[4]。

屋面梁经工厂分段制作，在工厂内先进行预拼装件。进场后进行验收，对于变形的采用火焰矫正法进行矫正。钢架梁吊装施工时，在钢丝绳上串联一5 吨葫芦，以调整屋面主钢梁在空中的样子，同时在钢梁两端各系一根棕绳以利于工人在刚架下部可以方便的调整钢梁准确到位。

在屋面主钢梁吊装施工到位后，在松钩之前应连接相关屋面柱端连接板，驱使酿成一个空间框架的稳定结构。假如不能在松钩之前安装固定刚架梁，需设置拉设缆风绳，以避免屋面主钢梁歪歪斜斜。缆风绳在吊装之前应放置到屋面主钢梁上，共配置四根，满足要求，其位置在钢梁长度的1/3 处即可，下面配置在附近的钢柱柱脚处即可。缆风绳选用Ф14mm，使用1T 手拉葫芦将其拉紧。屋面刚架梁间联系杆件安装后，缆风绳亦可拆除。（图3）

图3 厂房钢立柱、主钢梁吊装示意图

3.4 厂房围护结构的施工 本工程厂房屋面墙面同时施工，屋面安排六个作业班组，墙面安排四个作业班组。作业班组数量视现场情况可做调整。电机厂房拟配备6 台25 吨汽车吊专门进行围护材料的吊装。另外配备二台平板车配合汽车吊进行卸货及倒运。

屋面系统安装流程为：屋面檩条就位→屋面底板安装→保温层→固定座安装→屋面板安装→扣合固定密封→清理检修。墙面系统安装流程为：测量放线→C 型墙梁安装→次墙梁安装→墙面板安装→固定密封→清理检修。

本工程屋面压型彩钢板长度较大，为避免运输困难，采用现场加工的方式，加工完成后采用吊机吊运至屋面，屋面板生产区域选择在厂房两个山墙处。墙面板采用工厂加工后运至现场，按规格、数量堆放在待安装墙面附近。彩钢板堆放的地坪应平整、不积水，屋面板堆叠不宜过高，以每堆不超过20 张屋面钢板为宜。不得碰伤和污染屋面板。屋面板下方设置木枋防止板材污染与受潮。

屋面和墙面檩条的安装，需在主体结构形成刚性单元后才能进行安装，因单根重量较轻，安装高度不高，安装时可采用汽车吊串吊或采用滑轮人力提升。檩条在安装时应控制好檩条间距和相邻两根檩条端部高差，檩条间距控制在±5mm 之内，相邻两根檩条端部高差不超过3mm。屋面檩条安装施工时，必须采用安全的防护措施。安装时，应先打入一颗自攻螺钉，再对支座进行一次修正，调整偏差，并同时注意支座端头应与屋面板铺板安装方向保持一致。修正完成后，再进行其它螺钉，将其打入固定，固定座安装完成后，施工人员将压型钢板抬到安装位置，就位时先对准板端控制线，然后将压型钢边用力卡入固定支架。

3.5 厂房的涂装施工 本工程采用抛丸除锈的方式，钢构件表面除锈等级为Sa2.5 级。喷涂防腐材料应按顺序进行，先喷底漆，使其底层完全干燥后方可进行中间的漆喷涂施工，务必做到每道工序严格受控。施工完成后的涂层应表面不粗糙、外表清澈、颜色均匀分布、无结合不牢实、无参差不齐，膜层厚度应达到技术规范规定要求。

通常涂装工程施工应该在环境温度5℃以上，相对湿度应在85%以下的气候条件中进行。表面涂装前，必须清除一切污垢，如搁置期间产生的锈蚀和老化物，运输、装配过程中的部位及损伤部位和缺陷处，均须进行重新除锈。采用稀释剂或清洗剂除去油脂、润滑油、溶剂，上述属于隐蔽工程，需填写隐蔽工程验收单，交监理或业主验收合格后方可施工。施工时应备好各种计量器具、配料桶、搅拌器，按各种材料说明书中的使用方法进行分别调配，充分搅拌。喷涂防腐材料应按顺序进行，先喷底漆，使底层完全干燥后方可进行封闭漆的喷涂施工，务必做到每道工序严格受控。必须保证膜厚度，施工时应按使用量进行涂装，经常使用仪器为湿膜测厚仪，测定湿膜厚度，以控制干膜厚度且保证厚度均匀。不同类型的材料其涂装间隔时间各有不同，在施工时应按每种涂料的各自要求进行施工，其涂装间隔时间不能超过说明书中最长间隔时间，否则将会影响漆膜层间的附着力，造成漆膜剥落，影响后续工作。

4 钢结构厂房施工质量控制技术

钢结构厂房施工过程中，应严格按照要求编制施工专项方案，明确施工质量的保证措施，充分做好施工的各种准备[4]，在施工过程中除严格按照规范要求的质量进行施工外，还应重视如下质量控制技术：

4.1 重视测量控制网建立，预埋件、钢梁水平度控制精度高 本工程钢结构测量网线主要为平面轴网控制，采用全站仪对每根钢柱柱脚进行测量，保证整个轴网的准确。最后用经纬仪对整个轴网的柱脚点进行自检闭合。根据钢结构安装的对称性和整体稳定性，考虑刚架梁形式及安装机械的吊装能力，合理划分施工区域，控制安装总体尺寸，防止焊接和安装误差的积累。

4.2 强化钢结构焊接施工工艺 本工程现场焊接主要为H型钢柱及H 型屋面梁构件现场对接焊接，钢结构的焊接操作，必须由专业焊接工程师的指导下进行；所有焊工应经考试且取得国家颁发合格证方能上岗，并应根据工艺评定合格的试验结果和数据，编制焊接工艺方案；焊接工作需严格按照所编工艺方案中规定的焊接方法及顺序等进行操作。

4.3 做好涂装工艺流程的质量 注重涂装作业的准备工作和工作条件。涂装前构件必须完成清洁、除锈等工作，并经过验收合格后方可进入下一道工序。涂装作业需在合适温度和相对湿度等环境下施工。每道涂料测量时，需采用超声波涂层测厚仪检测，测定漆膜的厚度。涂装完毕后，按规定测定漆膜总的厚度，90%以上测点的漆膜厚度必须达到规定值，未达到规定值的漆膜厚度值不低于规定值的90%。涂装后4h 内应采取安全保护措施，避免遭受风吹雨淋。风沙、雨雾天等特殊天气，不可进行涂装施工。

4.4 严格按照高强度螺栓施工工艺施工 本工程所使用的高强度螺栓均应按设计及规范要求选取，保证其产品性能符合标准。高强度螺栓连接的额定荷载、螺母和垫圈的硬度试验，应在工厂中进行完成。高强度螺栓施工的操作者必须接受过培训和技术交底，熟悉高强度螺栓施工的工艺方法。施工部位螺栓孔径尺寸、摩擦面清理、连接板间隙处理必须完毕，符合施工条件。高强螺栓施工应分两次进行初拧、终拧拧紧工作，第一次拧到标准预拉力的50%左右，第二次拧到标准预拉力的100%。本工程高强螺栓的施工位置比较复杂，主要在刚架梁和牛腿的连接，钢梁的截面、连接板的尺寸的种类又比较多，属于本工程的重点难点施工。

5 结束语

①在本项目工业大跨度钢结构厂房的施工中，充分考虑施工设计、机械性能和场地布置等综合因素，重视施工机械的选型和论证，为钢结构厂房的快速施工提供有力的保证。②施工场地的布置和交通导流、施工顺序、机械位移和工序衔接等施工施工的关键因素，必须充分重视，现场模拟，多方论证，确保万无一失。使场区内的原料、车辆、施工作业人员和物流流通，才能达到工艺流程正确，减少施工之间的相关干扰和过分交叉作业，影响施工的进度。③跟班作业，加强质量的控制，特别是对焊接施工工艺、涂装施工工艺、屋面的收边工艺、高强度螺栓的施工工艺的控制，确保施工的质量。