潔凈電子廠房大跨超重桁架結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)探析

馬大謀

（陜西建工第五建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710000）

1 對(duì)大型潔凈電子廠房工程特點(diǎn)進(jìn)行分析

1.1 項(xiàng)目介紹

在陜西省西安市高新區(qū)西太路綜合保稅區(qū)內(nèi)，有三星12英寸閃存芯片二期FAB 生產(chǎn)棟項(xiàng)目，該項(xiàng)目建筑面積30 萬(wàn)m2，建筑高度23.9 m，層數(shù)3 層。該工程是SRC 復(fù)合結(jié)構(gòu)，由現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土和鋼結(jié)構(gòu)組成，專業(yè)工程多，工期緊，技術(shù)難度大。工程鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量5 萬(wàn)余t，其中核心區(qū)用鋼量約1.9 萬(wàn)t，主框架由CFT 柱和屋面桁架構(gòu)成，單榀屋面桁架長(zhǎng)度45 m，最重桁架達(dá)80 t，為單聯(lián)雙層鋼桁架。

1.2 項(xiàng)目施工

由于電子產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代的周期短，業(yè)主為了早日得到市場(chǎng)份額，使得生產(chǎn)廠房的工期極緊張。在短時(shí)段內(nèi)需要完成5 萬(wàn) t鋼結(jié)構(gòu)的安裝，防火涂料41 萬(wàn)m2的涂抹，高強(qiáng)度螺栓160 萬(wàn)套的安裝，桁架樓承板20 萬(wàn)m2的安裝，施工者的工作量巨大。

由于單榀桁架重量很大，使得桁架的重量基本都在28 t～80 t，而對(duì)于超重的桁架采用地面拼裝焊接、整體吊裝的方法。構(gòu)件有2 種情況，可以分為可直接吊裝、不可直接吊裝構(gòu)件。雙機(jī)抬吊、分段安裝、履帶式起重機(jī)吊裝為施工的主要方法。全部的構(gòu)件應(yīng)該首先使用履帶式起重機(jī)進(jìn)行直接卸車(chē)、吊裝就位，并且就近完成組拼。從中間向兩側(cè)對(duì)稱的特點(diǎn)同步進(jìn)行組拼。

由于傳統(tǒng)塔式起重機(jī)沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)吊裝，所以用10 臺(tái)大型履帶式起重機(jī)及汽車(chē)吊輔助對(duì)主廠房進(jìn)行吊裝，履帶吊最大噸位達(dá)400 t，汽車(chē)吊最大噸位達(dá)200 t。

2 鋼結(jié)構(gòu)施工的綜合技術(shù)

2.1 施工的工具

主要采用大型履帶吊完成對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的吊裝。在滿足建筑高度和超重桁架吊重對(duì)履帶起重機(jī)性能和鋼結(jié)構(gòu)吊次的要求的同時(shí)完成對(duì)機(jī)械的選型和布置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，決定采10 臺(tái)大型履帶起重機(jī)進(jìn)行吊裝，其中核心區(qū)采用6 臺(tái)400 t 履帶吊、2臺(tái)160 t 履帶吊、2 臺(tái)130 t 履帶吊；支持區(qū)主要采用75 t 汽車(chē)吊。

2.2 施工前的準(zhǔn)備

在施工前，不僅要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理人員和駐廠工程師進(jìn)行關(guān)于該工程的專項(xiàng)培訓(xùn)，使他們都能夠了解整個(gè)工程的組織程序、安裝方法，以及對(duì)他們做專項(xiàng)技術(shù)交底、方案交底，還要對(duì)進(jìn)場(chǎng)隊(duì)伍班組長(zhǎng)和工人進(jìn)行安全培訓(xùn)、安全技術(shù)交底等。

首先，在使用前要對(duì)施工機(jī)械設(shè)備做好檢查，尤其是特殊設(shè)備在使用前必須進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。其次，在出廠前要對(duì)鋼桁架進(jìn)行預(yù)拼裝，有利于現(xiàn)場(chǎng)拼裝，從而減小由于拼裝引起的誤差。鋼桁架構(gòu)件均需在加工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼裝，在專門(mén)的拼裝胎架上采用平面預(yù)拼裝的形式。預(yù)拼裝的構(gòu)件處于自由狀態(tài)安裝，連接部位所有的連接板均應(yīng)安裝上，對(duì)不符合要求的部位及時(shí)校正，拼裝尺寸符合要求后，對(duì)螺栓連接的節(jié)點(diǎn)連接件鉆孔并制作標(biāo)記，以保證構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)的過(guò)孔率。

采用大型履帶起重機(jī)對(duì)鋼桁架進(jìn)行吊裝，這就需要筏板及地基具有較高的承載力，因此，必須對(duì)筏板承載力進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)吊臂與行車(chē)方向的角度關(guān)系，在吊裝履帶式起重機(jī)的過(guò)程中，荷載分布有以下3 種形式。1）吊臂和吊機(jī)行車(chē)方向存在平行（圖1）。2）吊臂和吊機(jī)行車(chē)方向存在斜交（圖2）。3）吊臂和吊機(jī)行車(chē)方向存在正交（圖3）。

同時(shí)在履帶式起重機(jī)空車(chē)行車(chē)過(guò)程中，必須考慮履帶式起重機(jī)空車(chē)的荷載分布形式以及行車(chē)過(guò)程中履帶的吊荷載。

2.3 施工部署

原計(jì)劃采用6 臺(tái)300 t 履帶吊，工作半徑16 m，臂長(zhǎng)48 m，起升高度41 m，額定起重量為108 t，吊裝80 t 最重鋼桁架，實(shí)際負(fù)載率78%，滿足要求；但是由于陜西區(qū)域資源缺乏，同期施工大項(xiàng)目較多，沒(méi)有辦法保證6 臺(tái)300 t 起重機(jī)的齊全，從而選用400 t 起重機(jī)替代300 t 履帶式起重機(jī)進(jìn)行驗(yàn)算。

根據(jù)吊臂與行車(chē)方向的角度關(guān)系，研究其在吊裝履帶式起重機(jī)的過(guò)程中，荷載分布形式；同時(shí)在履帶式起重機(jī)空車(chē)行車(chē)過(guò)程中，考慮履帶式起重機(jī)空車(chē)的荷載分布形式以及行車(chē)過(guò)程中履帶的吊荷載。

2.4 超重桁架的吊裝

2.4.1 桁架吊耳的設(shè)置

由于桁架跨度較大，導(dǎo)致桁架較重，因此對(duì)桁架吊耳作為受力對(duì)象進(jìn)行分析：假設(shè)吊耳有4 個(gè)，最重的桁架為80 t，根據(jù)受力計(jì)算，常規(guī)構(gòu)件選用長(zhǎng) × 寬 × 厚 =222 m×162mm×25 mm的吊耳，超重桁架選用長(zhǎng) × 寬 × 厚 =334 m×240mm×40 mm 的吊耳，將吊耳開(kāi)62 或100 mm 孔，再給吊耳加上勁板，材質(zhì)均為 Q345B。

2.4.2 桁架翻身

為了翻身時(shí)構(gòu)件擁有較高的安全系數(shù)，因此在胎架上拼裝桁架及柱時(shí)，不能在拼裝胎架上進(jìn)行構(gòu)件翻身。而在翻身時(shí)，應(yīng)用綁扎吊的點(diǎn)方式，可以將鋼柱的底部或桁架下的弦桿一側(cè)吊起，在距離胎架250 mm 左右后，才能移開(kāi)拼裝胎架，從而將桁架慢慢落下，直至與地面上預(yù)先鋪設(shè)的鋼枕木接觸后停止，最后進(jìn)行從上弦桿翻身、吊裝。在桁架拼裝之前，安裝并且驗(yàn)收拼裝胎架。對(duì)施工圖及構(gòu)件上的標(biāo)識(shí)進(jìn)行分析，并找齊其所需要的分段桁架，依據(jù)桁架圖紙的尺寸對(duì)胎架馬凳位置調(diào)整尺寸。然后需要對(duì)桁架進(jìn)行焊接，焊縫應(yīng)在平面內(nèi)呈對(duì)稱均勻分布，以此避免結(jié)構(gòu)因受熱不均的緣故而出現(xiàn)扭曲和較大的焊后殘余應(yīng)力問(wèn)題。

圖1 平行行車(chē)方向吊裝示意

圖2 吊臂與行車(chē)方向吊斜交示意

圖3 吊臂與行車(chē)方向正交

2.4.3 桁架吊裝

橫向主桁架共2 種，第一種鋼桁架上弦最高點(diǎn)標(biāo)高23.9 m，下弦底標(biāo)高20.31 m，單榀桁架長(zhǎng)度45 m，重量28.4 t，共88榀。第二種橫向主桁架，重量79.1 t，共4 榀。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、周邊環(huán)境等對(duì)大跨度屋面桁架鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。其中可以用的方法有：液壓整體提升，滑移，分段拼裝、整榀吊裝。拼裝吊裝的方法可以采用分段拼裝、整榀吊裝。在構(gòu)件質(zhì)量比較小、滿足起重機(jī)吊裝的條件時(shí)，最先采用分段拼裝、整榀吊裝的方式。當(dāng)構(gòu)件分段運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)候，就近在地面上進(jìn)行組拼整榀桁架，隨后完成機(jī)械直接安裝就位。

該工程鋼桁架拼裝采用馬凳支撐拼裝，鋼桁架每段設(shè)置3個(gè)支撐馬凳進(jìn)行拼裝；其中橫向主桁架單榀共分為4 段，拼裝過(guò)程共設(shè)置12 個(gè)馬凳進(jìn)行拼裝。次桁架單榀均為1 段，設(shè)置4 個(gè)馬凳進(jìn)行拼裝。在桁架進(jìn)行吊裝準(zhǔn)備時(shí)，根據(jù)桁架質(zhì)量計(jì)算吊索鋼絲繩受力進(jìn)行分析，采用四點(diǎn)起吊方式，按最大吊裝重量80 t 計(jì)算，選用1 800 MPa 的直徑52 的纖維芯鋼絲繩，滿足吊裝要求；吊鉤應(yīng)通過(guò)桁架重心位置，吊索與水平面的角度控制在 45°～60°。

鋼柱吊裝連接牢固后，安裝相鄰2 根縱向鋼柱之間鋼梁或鋼桁架；縱向主桁架安裝完成后，安裝兩榀縱向主桁架之間次桁架，為了保證結(jié)構(gòu)的總體穩(wěn)定性，縱向次桁架安裝由橫向主桁架跨中位置向兩邊擴(kuò)展安裝。

2.4.4 現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量檢驗(yàn)和測(cè)試

鋼結(jié)構(gòu)安裝檢驗(yàn)要求嚴(yán)格按鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，從嚴(yán)管理，對(duì)工程軸線、標(biāo)高用先進(jìn)的儀器進(jìn)行復(fù)測(cè)，如有問(wèn)題與有關(guān)方面商討解決，使問(wèn)題解決在施工之前。施工圖是保證質(zhì)量和工程進(jìn)展的一個(gè)重要方面。技術(shù)人員必須事先和設(shè)計(jì)結(jié)合，提出一些合理的建議，供設(shè)計(jì)單位參考。鋼構(gòu)件進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行構(gòu)件外形復(fù)測(cè)。在鋼結(jié)構(gòu)安裝前，必須有加工廠的產(chǎn)品合格證及監(jiān)理認(rèn)可的手續(xù)才能吊裝。屋蓋主體構(gòu)件在吊裝校正后經(jīng)質(zhì)量員檢驗(yàn)，交監(jiān)理復(fù)驗(yàn)并提供質(zhì)量資料。在所有構(gòu)件吊裝完成后（包括焊接、探傷），提交所有質(zhì)量資料，請(qǐng)監(jiān)理復(fù)驗(yàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平在不斷提升，各行各業(yè)都在迅猛發(fā)展，其中建筑業(yè)的發(fā)展尤為迅速。在建筑業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，人在關(guān)注建筑外觀的同時(shí)也越來(lái)越重視安全性問(wèn)題。在保證建筑如期完成的同時(shí)，還要確保建筑分質(zhì)量問(wèn)題。其可以依靠先進(jìn)的現(xiàn)代建筑技術(shù)，不斷去嘗試改進(jìn)，同時(shí)選擇高質(zhì)量、無(wú)污染的材料，依靠?jī)?yōu)秀的建筑施工技術(shù)人員，認(rèn)真負(fù)責(zé)探測(cè)，在檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)避免由于人產(chǎn)生的誤差問(wèn)題。在對(duì)不同的施工部位進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)注意各方面的問(wèn)題，分析不同部位的特點(diǎn)，從而采取不同的施工方法進(jìn)行施工。建筑工程的完成在設(shè)計(jì)、施工、使用的各階段都具有重要的作用，同時(shí)要結(jié)合美術(shù)，環(huán)保，堅(jiān)固等特點(diǎn)來(lái)完成社會(huì)建筑，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，建筑行業(yè)人員應(yīng)建設(shè)具有未來(lái)可借鑒的標(biāo)志性建筑，為未來(lái)的建筑業(yè)奠定基礎(chǔ)。該文對(duì)潔凈電子廠房大跨超重桁架結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)進(jìn)行介紹，成功完成此工程，希望能夠?yàn)橐院蟠朔N類型的項(xiàng)目提供幫助。