钢构件的吊装工艺
厂房钢结构构件,包括柱、吊车梁、屋架、天窗架、檩条、支撑及墙架等,构件的形式、尺寸、重量、安装标高都不同,应采用不同的起重机械、吊装方法,以达到经济合理。在吊装的过程中有以下注意事项。
1.钢柱的吊装
(1)钢柱的吊升
工业厂房占地面积较大,通常用自行式起重机或塔式起重机吊装钢柱。钢柱的吊装方法与装配式钢筋混凝土柱子相似,亦为旋转吊装法和滑行吊装法。对重型钢柱可采用双机抬吊的方法进行吊装。起吊时,双机同时将钢柱吊起来,离地一定高度后暂停,使运输钢柱的平板车移去,然后双机同时提升回转刹车,由主机单独吊装,当钢柱吊装回直后,拆除辅机下吊点的绑扎钢丝绳,由主机单独将钢柱插入锚固螺栓固定。初校垂直度,偏差控制在20mm以内,方可松钩。
(2)钢柱的校正与固定
钢柱垂直度的偏差用经纬仪检验,如超过允许偏差,用螺旋千斤顶或油压千斤顶进行校正。校正过程中随时观察柱底部和标高控制块之间是否脱空,以防校正过程中造成水平标高的误差。
钢柱位置的校正,对于重型钢柱可用螺旋千斤顶加链条套环托座,沿水平方向顶校钢柱。此法在上海宝钢施工中首次采用,效果较理想,校正后的位移精度在1mm以内。
校正后为防止钢柱位移,在柱四边用10mm厚的钢板定位,并用电焊固定。钢柱复校后,再紧固锚固螺栓,并将承重块上下点焊固定,防止走动。
2.吊车梁的吊装
在钢柱吊装完成后,即可吊装吊车梁。工业厂房内的吊车梁,根据起重设备的起重能力分为轻、中、重型三种。轻型重量只有几吨,重型的跨度大于30m,重量可达1000kN以上。
钢吊车梁均为简支形式,两端之间有留10mm左右的空隙。梁的搁置处与牛腿之间留有空隙,设钢板。梁与牛腿用螺栓连接,梁与制动架之间用高强度螺栓连接。
(1)吊装前注意事项:注意钢柱吊装后的位移和垂直度的偏差;实测吊车梁搁置处梁高制作的误差;认真做好临时标高垫块工作;严格控制定位轴线。
(2)钢吊车梁的吊升:吊装吊车梁常用自行式起重机,以履带式起重机应用最多。亦可用塔式起重机、把杆、桅杆式起重机等进行吊装。对重量很大的吊车,可用双机抬吊,特别巨大者可设置临时支架分段进行吊装。
(3)钢吊车梁的校正与固定:吊车梁的校正主要是标高、垂直度、轴线和跨距的校正。标高的校正可在屋盖吊装前进行,其他项目的校正宜在屋盖吊装完成后进行,因为屋盖的吊装可能引起钢柱变位。
检验吊车梁轴线的方法与钢筋混凝土吊车梁相同,可用通线法或平移轴线法。吊车梁跨距的检验,用钢皮尺测量,跨度大的车间用弹簧秤拉测(一般为100~200N),防止钢尺下垂,必要时对下垂直Δ应进行校正计算。
吊车梁标高校正,主要是对梁作竖向的移动,可用千斤顶或起重机等。轴线和跨距校正是对梁作水平方向的移动,可用橇棍、钢楔、花篮螺丝、千斤顶等。吊车梁校正后,紧固连接螺栓,并将钢垫板用电焊固定。
3.钢屋架的吊装和校正
钢屋架可用自行起重机(尤其是履带式起重机)、塔式起重机和桅杆式起重机等进行吊装。由于屋架的跨度、重量和安装高度不同,宜选用不同的起重机械和吊装方法。钢屋架的侧向刚度较差,对翻身扶直与吊装作业,必要时应绑扎几道杉杆,作为临时加固措施。屋架多作悬空吊装,为使屋架在吊起后不致发生摇摆,和其他构件碰撞,起吊前在屋架两端应绑扎溜绳,随吊随放松,以此保持其正确位置。屋架临时固定用临时螺栓和冲钉。
钢屋架的侧向稳定性较差,如果起重机械的起重量和起重臂长度允许时,最好经扩大拼装后进行组合吊装,即在地面上将两榀屋架及其上的天窗架、檩条、支撑等拼装成整体,一次进行吊装,这样不但提高吊装效率,也有利于保证其吊装稳定性。
钢屋架要检查校正其垂直度和弦杆的平直度。屋架的垂直度可用垂球检验,弦杆的平直度则可用拉紧的测绳进行检验。钢屋架的最后固定,用电焊或高强度螺栓。
连接与固定
钢结构连接通常有焊接、铆接和螺栓连接。螺栓连接有普通螺栓和高强螺栓之分。高强螺栓又有大六角头高强螺栓和扭剪型高强螺栓。扭剪型高强螺栓具有施工简单,受力好,可拆换,耐疲劳,能承受动力荷载,可目视判定是否终拧,不易漏拧,安全度高等优点。
高强螺栓连接副
“根据国家标准GB3633—2008《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》,钢结构用扭剪型螺栓连接副,包括1个螺栓、1个螺母和1个垫圈。
高强螺栓一般采用20MnTiB钢制作,螺母用15MnVB或35号钢制作,垫圈用45钢制作。”
施工工艺
(1)摩擦面处理
高强螺栓连接,必须对构件摩擦面进行加工处理。在制造厂进行处理可用喷砂、喷(抛)丸、酸洗或砂轮打磨。处理好的摩擦面应有保护措施,不得涂油漆或污损。制造厂处理好的摩擦面,安装前应逐组复检摩擦系数,合格方可安装,摩擦系数应符合设计要求。
(2)连接板安装
连接板不能有挠曲变形,否则应矫正后才能使用。高强螺栓板面接触应平整,对因被连接构件的厚度不同,或制作和安装偏差等原因造成连接面之间的间隙,应按如下方法进行处理:间隙d≤1.0mm,可不作处理;d=1.0~3.0mm,将厚板一侧磨成1∶10的缓坡,使间隙小于1.0mm;d>3.0mm,应加放垫板,垫板上下摩擦面的处理与构件相同。
(3)高强螺栓连接
安装要求:选用的高强螺栓的形式、规格应符合设计要求,高强螺栓连接副的扭矩系数试验或预拉力复验合格。选用螺栓长度应考虑构件的被连接厚度、螺母厚度、垫圈厚度和紧固后要露出三扣螺纹的余长。高强螺栓在运输、保管和使用过程中,要防止锈蚀、沾污和碰伤螺纹等可能导致扭矩系数变化的情况发生。高强螺栓连接副(即高强螺栓带有配套的螺母和垫圈),应在同一包装箱中配套使用。施工有剩余时,必须按批号分别存放,不得混放混用。高强螺栓连接面摩擦系数试验结果符合设计要求,构件连接面与试件连接面状态相同。构件连接面表面不得涂油漆、没有油污、氧化铁皮(黑皮)、毛刺和飞边,没有目视明显凹凸不平和翘曲。组装前用细钢丝刷清除浮锈和灰尘。
安装方法:高强螺栓接头组装时应用冲钉和临时螺栓连接。临时螺栓的数量为接头上螺栓总数的1/3,并不少于两个,冲钉使用数量不宜超过临时螺栓数量的30%。安装冲钉时不得因强行击打而使螺孔变形造成飞边。严禁使用高强螺栓代替临时螺栓,以防因损伤螺纹造成扭矩系数增大。对错位的螺栓孔应用铰刀或粗锉刀对其进行处理规整,处理时应先紧固临时螺栓至板叠间无间隙,以防切屑落入。严禁用火焰切割整理栓孔。结构应在临时螺栓连接状态下进行安装精度校正。结构安装精度调整达到标准规定后便可安装高强螺栓。首先安装接头中未装临时螺栓和冲钉的螺孔,螺栓应能自由垂直穿入螺孔(螺栓不得受剪),穿入方向应该一致。在这些装上的高强螺栓使用普通扳手充分拧紧后,再逐个用高强螺栓环下冲钉和普通螺栓。整个安装高强螺栓的操作过程,应保持连接面和螺栓连接副处于干燥状态,不得在雨中作业。连接副的表面如果涂有过多的润滑剂或防锈剂,应使用干净而又牢固的布,轻轻揩拭掉多余的涂脂,防止其安装后流到连接面中,且忌用清洗剂清洗,避免造成扭矩系数变化。
(4)高强螺栓的紧固
为使每个螺栓的预拉力均匀相等,高强螺栓的紧固至少分两次进行。第一次为初拧,第二次为终拧。对大型高强螺栓接头,必要时亦分为初拧、复拧、终拧。
高强螺栓的初拧、复拧、终拧在同一天内完成。螺栓拧紧按一定顺序进行,一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。
(5)高强螺栓连接副的施工质量检验与验收
扭剪型高强螺栓终拧检查,用专用扳手拧紧时,以目测尾部梅花头拧断为合格。对于不能用专用扳手拧紧的高强螺栓,则按大六角头高强螺栓检查方法检查。
如有不符合规定的,应再扩大检查10%,如仍有不合格者,则整个节点的高强螺栓应重新拧紧。扭矩检查应在终拧1h以后、24h之前完成。
在高空进行高强螺栓的紧固,要遵守登高作业的安全注意事项。拧掉的高强螺栓尾部应随时放入工具袋内,严禁随便抛落。
综上所述,钢结构吊装要做好相应技术准备。钢结构吊装需要管理人员紧密配合,吊车,吊具详细检查。连接位置是重点,特别是梁柱之间、柱与基础之间的连接等等。