摘要:钢结构工业厂房因其施工速度快、自重轻、抗震性能好、环保等特点在建筑工程中已被广泛认可,在工业厂房设计中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构而得到了普遍应用, 本文对工业厂房钢结构工程施工作简要阐述。
一、钢结构构件主要制作工艺
1.制作放样
放样是钢结构制作工艺中的第一道工序，只有放样尺寸精确，方可避免以后各加工工序的累积误差，才能保证整个工程的质量，因此对放样工作，必须注意以下几个环节：
放样前必须熟悉图纸，并核对图纸各部尺寸有无不符之处，与土建和其他安装工程有无矛盾"核对无误后方可按施工图纸上的几何尺寸、技术要求，按照1：1的比例画出构件相互之间的尺寸及真实图形。样板制出后"必须在上面注上图号、零件名称、件数、位置、材料牌号、规格及加工符号等内容"使下料工作不致发生混乱"同时必须妥善保管样板防止折叠和锈蚀，以便进行校核。为了保证产品质量"防止由于下料不当造成废品，样板应注意适当增加余量。
2.拼板
拼板时应注意的问题：
拼板时应考虑下料切割焊缝的收缩量，适当放出余量，自动切割缝为2mm，手工切割缝为3mm，焊缝收缩量视构件长度一般应放20-30mm。拼板焊应按图纸对焊缝等级的质量要求进行，焊接前应清除焊缝口锈蚀、油迹、毛刺等，按要求开好坡口"单面坡口55±5，纯边高度1.5-2mm采用焊缝清根，焊剂烘潮，焊丝清洁等措施，以保焊缝质量。
3.CNC切割
CNC切割时应注意的问题:
按下料图要求制作角度样板,经检查无误后方可使用。切割时应考虑割切、焊接的收缩余量及组装误差,长度一般应放20～30 mm,切割宽度误差±1 mm。编程后,切割机应空机运行,记录运行轨迹是否与下料尺寸相符,无误后即可切割。割切时,根据板厚随时调节火焰大小、氧气压力、切割速度,确保切口光顺平滑。
4.组对
组对时应注意的问题:
翼腹板有对接焊缝时,组立应注意翼腹板焊缝错开200 mm以上。组对时确保腹板对翼板的中心线垂直度偏差为b/100且≤2 mm,中心线偏移≤1 mm。翼腹板间隙应≤0.8 mm,以满足埋弧焊的需要。定位焊间距一般为300～400 mm,焊缝高度不超过设计缝厚度的2/3,焊条型号应与构件材质相匹配。
5.埋弧焊
埋弧焊应注意的问题:
焊接所采用的焊丝、焊剂应与构件的材质相匹配。焊前应对焊丝、焊缝进行清洁,除去油渍、锈迹,焊剂等。焊接时应加引弧板和收弧板,引弧和引出的焊缝长度应大于50 mm,焊后应切割。选择合适的焊接电流、电压、焊接速度及合理的焊接程序,确保焊接质量,减小焊接变形。
6.制孔
钢结构安装时所留A、B级螺栓孔应具有H12的精度,孔壁表面的粗糙度Ra不应大于12.5um,螺栓孔的允许偏差超过上述标准,不得用钢块填塞,可采用与母材料性质匹配的焊条补焊,再重新制孔。制孔方法采用钢模钻孔,各种钻孔全部采用钻床钻孔以提高工作效率,保证构件的质量。
7.矫正
钢材切割或焊接成型后,均应按实际情况进行平直矫正:
好的零件在加热矫正时,加热温度应根据Q345性能选定,不得超过900℃。钢结构在加热矫正后应缓慢冷却,不能用水冷却。矫正的钢材表面,不应有明显的裂缝或损伤。
二、现场安装方法
1.安装方案简述
工业厂房钢结构内容包括:钢柱、钢梁和其他构件安装。由于工业厂房跨度大、面积大,经多种方案比较,钢柱多采用1台汽车式起重机整体吊装，吊车的选用按吊装参数确定，两支钢梁在地面上拼装后采用2台汽车式起重机同时起吊,辅以2台曲臂车进行就位安装。
2.设备选择
综合考虑工程特点、现场的实际情况、工期等因素,经过反复比较各种方案,从吊装设备、与土建交叉配合要求及本企业的施工实践,钢结构吊装选择2台汽车式起重机（吊车型号按实际吊装参数确定）,作为钢结构安装的主要设备。
3.地脚螺栓埋设
地脚螺栓的精度关系到钢结构定位,地脚螺栓的埋设须严格保证其精度,地脚螺栓的埋设精度:轴线位移:±2.0 mm,标高:±5.0 mm。在柱地脚螺栓安装前,将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上,全部闭合,以保证螺栓的安装精度,然后根据轴线放出柱子外边线,待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后,将所需标高抄测到钢管架子上。
4.钢架安装顺序
按照现场实际情况,结合施工进度要求,采用合理的安装顺序。安装顺序按内容分为:钢柱-钢梁-吊车梁-连系梁-水平支撑-檩条-拉杆-隅撑。
5.钢柱吊装
钢柱吊装包括如下几方面:
钢柱就位轴线调整:钢柱就位采用专用角尺检查,调整时需3人操作:一人移动钢柱;一人协助稳定;另一人进行检测。就位误差应控制在3mm以内。
6.钢梁安装
由于本工程结构厂房的跨度较大,钢架梁吊装采用"双机抬吊法"吊装钢梁的主要方法如下:
钢梁首先在地面胎架上拼接成整体,同时在钢梁上架设好生命线,安装檩条时可以在钢梁上来回走动,吊装就位后在钢梁的两侧用缆风绳将钢梁固定,保证钢梁的平面外的稳定,然后吊装下一跨间钢梁,待下一跨间钢梁安装完成后,在此跨间安装檩条,固定钢梁,保证钢梁不会倾斜扭曲。安装人员以曲臂车为安装平台,对高强螺栓进行紧固。
三、施工测量
1.轴线方格网测设
全面复核土建施工测量控制网、轴线、标高。根据前期建设单位提供的控制点及主轴线,在±0.00处分别测设多个控制点组成矩形,在这些点上架设仪器观测边长和水平角,经平差计算和改正,得到4个控制点的精确坐标。根据测量规范要求,量边精度为1/30 000,测角中的误差为±3.5"。距离采用往返观测,角度观察3测回,在矩形方格网的四边,按钢柱间距设置距离指标桩加密方格网,便于钢柱轴线的测设。
2.水准基点组建立
根据土建用水准点,选3-4个水准点均匀地布置在施工现场四周,建立水准基点组。水准点采用(&16mm,L=1m)的钢筋打入地下作为标志,其顶部周围用水泥砂浆围护。将水准点和水准基点组成附合或闭合路线,两已知点间的高程必须往返观测,往返观测高差较差,附合或闭合路线的闭合差应满足规范要求。
3.轴线控制
做好竖向与平面测量控制是保证钢结构吊装顺利进行的首要环节,也是确保钢结构工程质量的重要工序。平面轴线位置控制采用内控法。
4.测量精度控制保证措施
测量精度控制保证措施如下:
根据工程施工质量要求高的特点,特制定高于规范要求的内部质量控制目标,允许偏差的减少对测量精度提出了更高的要求,因此预配置整体流动式三维测量系统TOPCON-221D全站仪,该仪器测角精度为±2,测距精度为±(2 mm+2*10)用于钢结构安装过程的监控。
标高和轴线基准点的向上投测,一定要从起始基准点开始量测并组成几何图形,多点间相互闭合,满足精度要求并将误差调正。
参考文献:
[1] 张和平,程海琴,罗威年.论门式刚架截面优化设计在我国的发展[J].华东交通大学学报,2002(4).
[2] 中华人民共和国建设部.GB/T50205-2001,钢结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国计划出版社，2001.
[3] 中华人民共和国建设部.JGJ81-2002,J218-2002,建筑钢结构焊接技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2002