福欣连铸主厂房钢结构吊装方案.docx
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1、一、工程概况1、工程简介1.1 工程名称:福欣特殊钢炼钢连铸新建工程1.2 建设单位:福建福欣特殊钢有限公司1.3 设计单位:中冶京诚工程技术有限公司 1.4 施工单位:上海宝冶集团有限公司 1.5 监理单位:郑州中兴监理工程有限公司2、工程概述福欣炼钢连铸新建工程主要结构有连铸主厂房、炼钢主厂房,附属结构为废钢配料间和铁合金仓库。连铸主厂房建筑面积约4.4万平方米,南北向(S1-F列)总长为207米,东西向(1-12线)总长为213米,厂房柱距从1527米不等,连铸主厂房为多跨单坡刚架体系结构,主厂房钢结构总量约1.1万吨,浇铸跨(即G-F跨度33米)、切割跨(即G-H跨度42m)、出坯跨一
2、(即H-I跨度42m)、出坯跨二(即I-J跨度30m)、板坯库跨二(即J-S2跨度30m)和板坯库跨一(即S2-S1跨度30m)组成。见图1.1。 图1.1:连铸主厂房S1F跨(六跨)安装效果图其中F列为最高柱,顶标高为+43.75m,S1列为最低柱,顶标高为+19m。H列为上下两段采用铰接的摇摆柱,是高低跨屋架的分界轴线。见图1.2 。 图1.2:H列剖视图3、 结构形式 厂房结构分柱子系统、吊车梁系统、屋面系统及墙皮系统。3.1柱子系统3.1.1柱子:均为格构式双肢柱。采用分离式柱脚,通过地脚螺栓与基础刚接。格构柱上段为实腹式H型钢,下段为双肢分离格构式,双肢H型钢之间采用T型钢缀条来连接
3、。3.1.2柱间支撑:厂房部分主柱之间设置柱间支撑,上下柱间有剪刀撑或K型支撑。下柱柱间支撑大部分采用双片支撑,选用H型钢或槽钢。支撑与柱采用高强螺栓连接。3.2吊车梁系统3.2.1吊车梁:全部采用实腹式焊接H型钢,吊车梁上翼缘与制动板采用高强螺栓连接。3.2.2制动结构:包括制动板和辅助桁架,主要承受行车的水平制动力,既保证吊车梁的整体稳定,又可作为检修走道和安全通道。制动板与辅助桁架采用通长搭接焊。3.2.3水平支撑:为了稳定吊车梁的下翼缘或辅助桁架下弦,在辅助桁架和吊车梁之间或吊车梁之间设置水平角钢支撑。3.2.4 钢轨、压轨器、车档:钢轨采用全长焊接、压轨器选用WJKC系列,车档采用焊
4、接H型钢。3.3屋面系统3.3.1托架、屋架:上下弦采用焊制T型钢,腹板采用角钢的组合截面。3.3.2屋面檩条:屋面檩条采用轧制H型钢和高频焊接H型钢二种,主要作用是保证屋架上弦的局部稳定,又作为屋面板安装的骨架。檩条与屋架采用普通螺栓加现场焊接。3.3.3屋面水平支撑:在屋架上弦平面内构成刚性体系,保证屋架上弦的稳定,增强屋盖的整体刚度。水平支撑采用角钢,与屋面檩条的连接采用普通螺栓加现场焊接。3.3.4隅撑:保证梁的下翼缘受压部分的局部稳定,同时也对檩条形成了一定的支撑作用。隅撑采用十字型型双角钢,分别与屋架下弦、屋面檩条的连接采用普通螺栓加现场焊接。3.3.5 屋面检修单轨吊检修平台:单
5、轨吊、检修走道悬挂在屋架下,吊杆与屋架采用铰接。设斜撑确保单轨吊、检修走道的侧向稳定,检修走道设置直爬梯及安全栏杆,轨道梁采用热轧I字型钢。3.3.6天窗:采用成品通风器,刚架支撑在屋架和屋面檩条上。3. 3. 7 天沟:采用外包檐沟的钢天沟,雨落水管为钢雨落水管。3.4墙皮系统3.4.1墙皮柱:采用轧制H型钢。3.4.2墙皮檩条:采用冷弯薄壁C型钢,檩条与墙架柱之间用普通螺栓连接。二、项目管理组织体系 三、施工总体规划根据本工程的特点以及施工组织设计的总体安排,安装规划如下:3.1由于钢结构安装工作量大和安装工期紧,必须合理安排钢材采购和细化钢构制作计划,以满足现场安装的构件供应。现场安装选
6、择有实力的施工队伍,在大型吊机的配置上考虑用一台150T履带吊、一台100T履带吊。其中150吨履带吊吊装内容为高跨区全部结构、S2I跨柱子系统和吊车梁系统、12线和1线墙皮系统;100吨履带吊吊装内容为低跨区屋面系统、S1列柱子系统和吊车梁系统及S1列墙皮系统。见图3.1:连铸主厂房吊装分区图 。 3.2、根据土建的施工顺序及开闭口施工法,结合施工区临时道路情况,来确定构件安装的方向和吊机行走的路线。考虑连铸机基础的施工及现场道路情况,FG跨、GH跨、HI跨屋面封闭先从8线朝1线方向进行安装,后从8线朝12线方向封闭屋面;IJ跨、J-S2跨、S2-S1跨屋面封闭均从1线朝12线方向进行。 3
7、.3、H列为高低跨屋面的分界线,在H列+27.8m+43.75m之间为山墙。因H列山墙图纸滞后,导致HI跨屋架不能先安装。具体步骤为:第一步:G-F跨屋面系统从7.5-1线方向先安装;第二步:G-H跨屋面系统从8-1线方向安装;第三步:H列墙皮的安装;第四步:I-J跨屋面系统从1-12线方向安装;第五步:,S2-J跨屋面系统从1-9线方向;第六步:G-F跨、G-H跨屋面系统从8-12线方向安装。3.4、因高跨柱子长度在36米以上,所以需分段运输,进行现场组对,具体为: H列钢柱要求在地面拼装,G、F列钢柱分上下柱,必须高空对接,焊接操作平台必须安全可行,为提高上下柱对接后的垂直度,高空焊接时要
8、求多个焊工同时对称焊接、分段跳焊等方法。对接焊缝为一级焊缝,除背面带衬垫的单面坡口外,其他如K型坡口焊接时必须反面清根,双面成型。钢柱材质为Q345B,手工电弧焊焊条选用E5016或E5015 。现场必须有烘烤箱和保温桶,焊条烘烤温度350-400,并保温1-2小时。3.5、因HI跨、GH跨的跨度为42m,屋架需分段运输,现场拼装,(G-F跨为33m,视运输条件后定是否分段)这对拼装场地的平整度要求较高,拼装前须对马凳(用作拼装胎架)的标高要测量好,并在焊前、焊中、焊后进行跟踪复测,以保证屋架的整体平直度。屋架上下弦的拼接焊缝等级为一级,材质为Q345B,手工电弧焊焊条选用E5016或E501
9、5 。四、 构件的连接形式4.1 吊车梁系统与钢柱的连接形式走道板与吊车梁用高强螺栓连接拉板与钢柱普通螺栓连接拉板与吊车梁普通螺栓连接吊车梁与吊车梁普通螺栓连接吊车梁(有柱间支撑侧)与柱肩梁处弹簧板之间高强螺栓连接吊车梁(无柱间支撑侧)与柱肩梁处弹簧板之间普通螺栓连接辅助桁架与钢柱高强螺栓连接4.2 钢柱牛腿与柱间支撑的连接形式柱间支撑与柱牛腿高强螺栓连接4.3 屋架与钢柱的连接形式屋架下弦与钢柱高强螺栓连接屋架上弦与钢柱高强螺栓连接4.4 屋面檩条、屋面水平支撑、屋面垂直支撑、隅撑的连接形式屋面檩条与屋架上弦普通螺栓连接加焊接屋面水平支撑与屋面檩条普通螺栓连接加焊接屋面垂直支撑与屋面檩条普通
10、螺栓连接加焊接屋面隅撑与屋面檩条普通螺栓连接加焊接屋面隅撑与屋架下弦普通螺栓连接加焊接五、构件长度、重量及吊机的选用 连铸主厂房F列顶标高为+43.75m、G列顶标高为+40.5m、H列顶标高为+36.25m,需分段制作,分段运输,现场对接。S1列、S2列I列、J列柱顶标高分别为+19m、+21m、+23m、+25m,为整体出厂。因G-F列7-8线为大包回转台,已开挖,开挖后作业半径达20米,G-F列7-8线的吊车梁达53吨,故需回填土后用200吨吊机来吊装。具体构件的长度、重量及吊机选用,见表5.15.3。表5.1:连铸区长度、标高、重量及吊机选用一览表 表5.2:连铸区吊车梁长度、标高、重
11、量及吊机选用一览表 表5.3:连铸区托架、屋架长度、标高、重量及吊机选用一览表六、安装工艺流程附图6.1:连铸区主厂房钢结构安装工艺流程图七、 临时道路及场地要求7.1 构件进场临时道路,运输车辆轮宽2.5米,运输车辆行走区域道路宽度不小于2.8米,道路要求平整、夯实;办法是铺上石子后,用履带吊来回碾压。7.2 构件组装场地:由于部分构件超长、超宽(柱和屋架),为满足运输要求,采取分段制作,现场拼装。主要是在H-I跨和G-H跨进行H列上、下柱和42m分段屋架的拼装。拼装位置就近组装。每根钢柱需要六个马凳、每榀屋架需要八个马凳作为拼装胎架。拼装区域为H列二侧各6米宽。连铸区临时道路和拼装区域布置
12、,见附图7.1 。7.3 吊机作业区域行走道路 由于施工现场路面为软土质,不能满足大型履带吊机的行走要求,需在地基加固处理,主要采用铺设道渣及碎石的方式,层层压实道渣加强其地耐力,并确保其吊机行走路面平整,吊车行走时纵向坡度小于12,横向坡度小于5(见场地加固平面断面图)。 八、钢柱系统的吊装8.1、钢柱系统吊装前准备a.检查基础位移、标高、中心线;b.基础面中心线标记;c.铁楔、垫板准备;d.钢柱中心线标记;e.钢柱及吊车梁吊装用吊耳、夹具及钢丝绳; f.钢柱对接用临时固定加强板; g.钢柱对接用垫板及引弧板; h.钢柱地面组装用马凳; i.绑扎好高空用临时爬梯、焊接操作平台; j.高空作业
13、用吊篮; k.高强螺栓安装用镗冲 8.2、钢柱吊耳的设置根据钢柱的形状、长度、重量及吊机性能等因素,对F列、G列、H列钢柱分二段出厂,其中F列、G列分段位置在+29.8m以下的双肢柱上,下柱各设四个吊耳。H列分段位置在+22.83m的吊车梁标高上方的上柱位置,下柱设二个吊耳,吊耳规格为25*150*380吊耳,设置穿卡环孔的孔径为50mm。吊耳与钢柱翼缘板全熔透焊接,吊耳位置设在上、下柱对接口下方50mm处,以G列下柱为例,见图8.1 。 见图8.1:G列下柱的吊耳的设置8.3、吊耳焊缝强度及钢丝绳直径的验算 以G列下段柱为例,来验算四点吊装用钢丝绳直径和吊耳焊缝强度。G列下柱最大重量Q=34
14、.5吨,钢丝绳折减系数取0.85,钢丝绳安全系数取5,钢丝绳直径d 。由公式d2 Q/4*5/0.85/500d2 345000/4*5/0.85/500d31.85mm选用钢丝绳直径不得小于32mm。吊耳规格25*380*150,数量为四个,采用全熔透T型焊缝,母材材质均为Q345B,焊条选用E5015或E5016,每个吊耳承受的拉力为F=345000/4=86250N,焊缝剪切面积A=h*t=25*380=95002 抗剪应力=F/A=86250/9500=9.079N/2 Q345B钢用的50*手工焊条的焊缝许用应力为105 N/2 9.079N/2 105 N/2故吊耳通长全熔透焊缝满
15、足吊装要求。8.4、吊机吊装参数的选择因S1 F钢柱的最大分段重量为G列下柱34.5吨,故150履带吊吊装参数选择为:接杆长度为54.86米,作业半径14米。150履带吊(7150型)站位及参数选择,见图8.2 。 图8.2:钢柱吊装150履带吊(7150型)站位及参数选择8.5 钢柱吊装方法及找正8.5.1 钢柱吊装方法整体钢柱吊装前进行二芯分中,分段钢柱吊装前进行四芯分中,并作好标记;检查构件情况,吊装就位后进行初步找正,后用缆风绳临时固定,再次找正后对地脚螺栓进行拧紧固定。因为钢柱较重且较高,采用150t履带吊时,当构件吊离地面300500mm时静立35分钟,待钢柱稳定后,再旋转就位。就
16、位后进行初步找正,并拉缆风绳临时固定。吊装时,钢柱起吊过程中不得在地面上拖拉,以免碰坏地脚螺栓丝扣。上柱吊装时,当上节柱吊至下节柱接口时,上节柱应缓缓放下,顺着落位卡板对接上后,检查各差位线是否在同一直线上,如出现偏差可在距落位卡板一定距离处的上节柱上焊接钢板,在钢板与落位卡板之间打入冲子调整两根柱之间的落位差,直至上下各差位线重合。同时,在距离柱适当的位置架设高精度的经纬仪对柱子的垂直度进行观测。当柱子调整完毕后方可连接对接卡具的螺栓。紧固连接螺栓后,再对钢柱上、下翼缘板的对接口进行手工焊打底二道后,方可松开吊钩。8.5.2 钢柱的找正为了保证整个厂房的安装精度,必须对钢柱进行找正。钢柱的找
17、正包括标高、轴线平面位置和垂直度。A 、标高的找正钢柱标高的找正分下柱和上柱两个阶段,最为关键的是下柱找正。下柱找正根据钢柱肩梁到柱底板的实际长度,在垫板配设时进行。下柱安装前,先行对厂房柱基础面进行测量。如果基础面高于设计标高,先行对基础面进行处理,凿除部分砼,以达到设计标高;如果基础面低于设计面,配垫板时采取厚垫板。下柱进厂后,对下柱肩梁到柱底板的长度进行实测实量,然后结合基础面标高适当的配钢垫板。上节的钢柱的标高找正可在安装每节柱后,对柱顶进行一次标高实测,根据实测的偏差值来确定调整。标高偏差值5mm,无需调整,超出5mm时需进行调整。调整方法时:如果标高高了,必须在后节柱上截去相应的误
18、差长度,如低了可在柱之间对接间隙内垫相应厚度的垫板,另外需注意以下两点:a.一次调整不宜过大,一般以5mm为限,过大的调整量会导致柱子上各桁架及梁安装困难;b.无论是钢柱的截短还是垫板的制作,都应在制作厂进行,由于钢柱的截短相对比较麻烦,因此施工时柱顶标高可尽量将其控制在负公差内。B、平面位置的找正在钢柱吊装就位时进行。钢柱轴线方向的校正,采用螺旋千斤顶调整,沿水平方向顶升校正钢柱。钢柱校正后为防止其位移,在钢柱四周采用16mm的钢板做为挡块进行定位焊接,钢柱复校后,再紧固地脚螺栓,并将承重块与柱底板焊接牢固,最终进行二次灌浆。C、垂直度的找正垂直度的找正在钢柱临时固定后进行。垂直度的校正直接
19、影响吊车梁、屋架等安装的准确性,钢柱垂直度校正的方法有敲打锲块法、千斤顶校正法、钢管撑杆斜顶法及缆风绳校正法等,可在安装时根据现场实际情况而定。下节钢柱经过初校,待垂直度偏差控制在10mm 以内且地脚螺栓螺帽拧上并且初步固定后,方可摘钩。检查钢柱的垂直度,如有偏差,用液压千斤顶进行校正(如下图)在校正过程中,要先松开一点螺帽再调整垂直度,如不够再松开螺帽,再顶升调整,不可一次将螺帽松开太多,同时要随时观察柱底部和整块之间是否有间隙,可采用塞尺检查间隙,以防止在校正过程中造成水平标高的误差甚至钢柱倾倒,必要时需拉设缆风绳。钢柱上部的垂直度找正主要采用双台经纬仪的方式进行,调整则利用缆风绳配合导链
20、进行(如下图所示)。(1)在两条互相垂直的轴线上(或两条互相垂直的方向上)分别安置经纬线仪,仪器与柱子的距离不小于柱高的1.5倍。(2)先瞄准柱子下部已标注的中线标志,再扬起望远镜进行观测,如经纬仪的竖丝始终与柱子中心线重合,则说明柱子是垂直的,否则将进行重新定位。(3)实测柱顶的垂直度偏差,首先仰视柱子顶端的中心点,然后在俯视柱子底部中心点,若不重合,则投设出一点,量取该点至柱底中心标志的距离,即是柱子的垂直偏差值。(4)柱身垂直允许偏差:根据规范规定,当柱高10米时,为10毫米,当柱高超过10米时,则为柱高的l/1000,但不得大于20毫米。(可根据设计要求达到更高的精度)九、 吊车梁系统
21、的安装9.1、 吊车梁吊装用夹具的选用:以G列+29.83m吊车梁为例,G列最大重量为36.5吨计算,用35mm厚的Q235B钢板勾验算:F(钢板勾承受拉力)=G/4/COS11.359/2=9.17吨=91700N钢板勾最小截面积:35(110-40)=2450mm2Q235B的许用应力为113N/mm2F(钢板勾承受拉力)91700*5/0.85/500 d32.8取d=36.5mm,每根钢丝绳长度6.8米,共四根。9.3、吊车梁的吊装 吊车梁吊装前,应对梁的编号、几何尺寸及牛腿标高对照设计图进行检查,吊装就位后立刻在钢柱人孔处设置安全绳,沿吊车梁通长设置。吊车梁吊装时利用4点吊装,各吊点
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