中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會
建筑鋼結(jié)構(gòu)分會主辦
摘 要：隨著國家宏觀政策對行業(yè)發(fā)展的調(diào)整，近年大型變壓器廠房（鋼結(jié)構(gòu)）的建設(shè)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(guān)鍵詞：鋼管混凝土柱；大噸位；超高壓屏蔽鋼結(jié)構(gòu)廠房；施工安裝
1.工程概況
本工程為某大型變壓器廠房，結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)單層（局部二層），建筑面積約60000㎡，分為高壓試驗(yàn)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(yàn)大廳跨度為42m，柱距12m，長度48m，該部分鋼柱采用圓管格構(gòu)式鋼柱，屋蓋采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，下弦標(biāo)高為36m，該跨設(shè)有單層吊車，起重量為10t，網(wǎng)架下弦設(shè)有檢修走道。
大廳內(nèi)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(shè)有三層吊車，底層（11米標(biāo)高吊車）起重量為10t，中層（18.52m標(biāo)高吊車）最大起重量為100t，上層（24.65m標(biāo)高吊車）最大起重量為300t，該部分鋼柱采用圓管格構(gòu)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(shè)有二層吊車，底層（11m標(biāo)高吊車）起重量為10t，上層（16.57m標(biāo)高吊車）最大起重量為100t，該部分鋼柱采用圓管格構(gòu)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(shè)有二層吊車，底層（9m標(biāo)高吊車）起重量為10t，上層（13.2m標(biāo)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(shè)有吊車，11.5m標(biāo)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(diǎn)分析
施工面積大，區(qū)域廣，人員、機(jī)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(jié)構(gòu)安裝和圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(shè)置的多層吊車對鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度要求高，施工中必須嚴(yán)格加強(qiáng)質(zhì)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(chǎn)生變形。
鋼管柱混凝土的施工，施工要求灌注密實(shí)，需采用合適的施工方法，保證施工質(zhì)量。
高壓試驗(yàn)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(zhì)量控制十分重要。
3.鋼結(jié)構(gòu)安裝方案
3.1 施工分區(qū)
將廠房劃分為七個(gè)施工區(qū)域，分別為高壓試驗(yàn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)安裝順序（見圖5）
圖5 鋼結(jié)構(gòu)施工順序示意圖(大型變壓器廠房施工)
3.3施工機(jī)械選擇
表1 施工大型機(jī)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(zhǔn)備
①吊裝前徹底清除柱基礎(chǔ)及周圍的垃圾、積水，對混凝土基礎(chǔ)面重新鑿毛，并清除塵屑等雜物，并在基礎(chǔ)上劃出鋼柱安裝的縱橫十字線。
②對基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核的主要項(xiàng)目為：軸線位置、標(biāo)高及螺栓的伸出長度。
③測量基礎(chǔ)混凝土頂面的標(biāo)高，準(zhǔn)備好不同厚度的鐵墊塊。
④準(zhǔn)備好鋼柱吊裝用的臨時(shí)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(jìn)行初步的調(diào)整偏差，在剛度較小的方向在上層吊車梁牛腿位置設(shè)置纜風(fēng)繩，有垂直支撐跨的鋼柱必須立即進(jìn)行垂直支撐的安裝。
鋼柱吊裝時(shí)先在基礎(chǔ)上標(biāo)注十字線，使鋼柱十字線與基礎(chǔ)十字線對齊。當(dāng)鋼柱及柱間支撐、系桿吊裝完畢并校正后進(jìn)行基礎(chǔ)灌漿工作，基礎(chǔ)砼達(dá)到一定的強(qiáng)度后，吊裝吊車梁。每一排吊車梁吊裝完畢并校正后進(jìn)行鋼柱內(nèi)混凝土澆筑，考慮到高拋砼時(shí)會產(chǎn)生離析的現(xiàn)象，在地面1.2m標(biāo)高處設(shè)置砼澆筑孔，由下往上進(jìn)行混凝土的澆筑。
3.4.4鋼柱校正
①柱基標(biāo)高調(diào)整
根據(jù)鋼柱的實(shí)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(diǎn)是保證牛腿頂部標(biāo)高值，來決定基礎(chǔ)標(biāo)高的調(diào)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(yīng)以上下二層吊車梁的中間值為準(zhǔn)。
②縱橫十字線的對準(zhǔn)
在鋼柱安裝前，用經(jīng)緯儀在基礎(chǔ)上面將縱橫十字線劃出，同時(shí)鋼柱柱身的四個(gè)面標(biāo)出鋼柱的中心線。
在鋼柱安裝時(shí)，起重機(jī)不脫鉤的情況下，慢慢下落鋼柱，使在鋼柱上標(biāo)注的四個(gè)面中心線與基礎(chǔ)上劃出的縱橫十字線對準(zhǔn)，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(shè)兩臺經(jīng)緯儀，進(jìn)行垂直度測量，經(jīng)緯儀與縱橫十字線的夾角應(yīng)小于15°。采用鋼鍥或松緊纜風(fēng)繩進(jìn)行校正，校正完畢后，松開纜風(fēng)繩不受力，再進(jìn)行復(fù)校調(diào)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(shí)，進(jìn)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(jìn)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(yīng)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(shí)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(shí)螺栓固定，等吊車梁最后校正完成后進(jìn)行最終固定。鋼吊車梁的校正主要包括標(biāo)高調(diào)整，縱橫軸線(直線度、軌距)和垂直度調(diào)整。
雙層吊車梁安裝調(diào)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(xiàng)
吊裝時(shí)應(yīng)注意吊裝順序，為了盡量減少施工時(shí)對上層吊車梁造成的影響，先安裝下層吊車梁，等鋼結(jié)構(gòu)受施工應(yīng)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(zhǔn)備
準(zhǔn)備好護(hù)身欄桿、上下梯子及纜風(fēng)繩。
完成分段鋼屋架的組裝，組裝在場內(nèi)就近組裝，以保證構(gòu)件組裝順利進(jìn)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(diǎn)綁扎吊裝，對跨度小于30m，采用二點(diǎn)綁扎吊裝。就位后，先進(jìn)行安裝位置的復(fù)測，用臨時(shí)螺栓進(jìn)行固
圖9 鋼屋架安裝工藝流程
定，用纜風(fēng)繩在屋架的進(jìn)行加固，等第二榀屋架吊裝好后，及時(shí)將兩屋架之間的水平支撐及屋面檁條等所有構(gòu)件安裝完成，并進(jìn)行測量校正，合格后進(jìn)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(fēng)繩的設(shè)置
當(dāng)單榀屋架吊裝就位后，在吊機(jī)摘鉤前，立即在屋架兩側(cè)用纜風(fēng)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(fēng)繩進(jìn)行固定，安裝好第二榀屋架后，用攬風(fēng)繩固定后，立即采用吊機(jī)進(jìn)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(nèi)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(gòu)件的順利吊裝，在屋架梁上通
過幫扎鋼管來增強(qiáng)其平面穩(wěn)定性，鋼梁安裝就位后再進(jìn)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(dāng)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(shí)混凝土自下而上擠壓頂升灌入鋼管內(nèi)，直至注滿整根鋼管混凝土柱。
3.7.2施工操作要點(diǎn)
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(nèi)積水、雜物及焊接單向閥。
③焊接單向閥，單向閥伸進(jìn)鋼管混凝土柱內(nèi)。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(diào)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(fù)利用截止閥。
⑤澆筑前，要計(jì)算好單根柱混凝土量，待所需混凝土運(yùn)送到施工現(xiàn)場后方可進(jìn)行頂升(從混凝土拌合至開始頂升的時(shí)間應(yīng)控制在混凝土初凝前)，防止混凝土在運(yùn)輸過程中耽擱造成頂升中斷。同
時(shí)，及時(shí)做好混凝土坍落度及坍落擴(kuò)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(jìn)行柱芯混凝土的澆筑。
⑦混凝土頂升至柱頂后，應(yīng)及時(shí)停泵，并進(jìn)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(shí)做好關(guān)閉截止閥的準(zhǔn)備，并應(yīng)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(yīng)立即關(guān)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(bǔ)澆柱頂混凝土。
⑩混凝土養(yǎng)護(hù)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(yàn)大廳內(nèi)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(nèi)板安裝。
3.8.2屏蔽殼體結(jié)構(gòu)方案
殼體連接方式：鍍鋅鋼板鋪設(shè)后，用焊機(jī)點(diǎn)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(zhì)導(dǎo)電襯墊，然后在襯墊上鋪設(shè)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(shè)-80*4的鋼板，地面單層鋼板網(wǎng)與預(yù)埋鋼板通過錨筋焊牢，墻面鍍鋅板與預(yù)埋鋼板間斷焊牢。
3.8.3內(nèi)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(nèi)板安裝，采用專用支架支撐、提升內(nèi)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(yùn)載框架支撐，作上下垂直起降運(yùn)動。門框四周裝有彈性回復(fù)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(fù)件使門扇和門框緊貼，從而達(dá)到完全電磁密封的要求。開門時(shí)，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(yīng)位置。設(shè)備便可以自由出入。
3.8.5屏蔽系統(tǒng)安裝要點(diǎn)
①混凝土地坪施工時(shí)，鋼筋網(wǎng)的鋼筋交叉點(diǎn)和鋼筋接頭處采用搭接焊方式，不得使用點(diǎn)焊，確保鋼筋網(wǎng)的屏蔽效能不受影響。
②鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)前，應(yīng)對混凝土墊層進(jìn)行清理，不得存在金屬雜質(zhì)，或?qū)щ娢矬w。
③鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格保證平整，兩塊鋼板網(wǎng)應(yīng)有足夠的搭接長度，鋼板網(wǎng)搭接應(yīng)采用間斷焊，并及時(shí)清理焊渣及其它金屬物。
④所有屏蔽層的給水管道，應(yīng)在施工時(shí)立即與屏蔽板進(jìn)行可靠焊接，并及時(shí)將焊縫進(jìn)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(yīng)采用鋼管，并與屏蔽網(wǎng)可靠焊接。
⑥應(yīng)根據(jù)不同設(shè)備的電負(fù)荷大小、選擇合適容量的電源波濾器。在施工前應(yīng)檢查波濾器是否完好，并進(jìn)行測試，合格方能使用。
⑦通風(fēng)空調(diào)在試驗(yàn)大廳的出口應(yīng)加設(shè)波導(dǎo)窗，波導(dǎo)窗施工時(shí)外框與屏蔽斑結(jié)合處應(yīng)間斷焊，最好再加設(shè)導(dǎo)電墊片。
⑧照明燈具下的屏蔽鋼板需開孔，此處施工時(shí)需注意開孔處屏蔽網(wǎng)與屏蔽鋼板的連接是否嚴(yán)密，搭接長度是否符合要求。
4. 結(jié) 語：
1）該工程于2010年10月順利通過驗(yàn)收，并獲得鋼結(jié)構(gòu)“金鋼獎”工程。
2）通過該工程的施工實(shí)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(jié)構(gòu)廠房施工提供經(jīng)驗(yàn)、借鑒；同時(shí)為今后鋼結(jié)構(gòu)廠房做高效能屏蔽施工提供參考。
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（精工工業(yè)建筑系統(tǒng)有限公司 浙江紹興 302030）
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