高科技潔凈電子廠房連廊管架鋼結(jié)構(gòu)快速安裝技術(shù)

劉川

1.大型潔凈電子廠房工程特點(diǎn)分析

1.1 工程背景

京東方重慶第6代AMOLED（柔性）生產(chǎn)線項(xiàng)目是國家“十三五”時(shí)期培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策和重點(diǎn)規(guī)劃目標(biāo)。項(xiàng)目位于重慶兩江新區(qū)水土高新產(chǎn)業(yè)園，總建筑面積96萬m2，鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量2.7萬t。項(xiàng)目建成后將是全球領(lǐng)先的主動(dòng)有機(jī)電致發(fā)光AMOLED技術(shù)，是目前全球最先進(jìn)的AMOLED柔性屏生產(chǎn)線，也是目前重慶在建的最大超級(jí)潔凈廠房，建成后將對(duì)加快促進(jìn)重慶市產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、打造內(nèi)陸開放門戶具有重大的意義，更有利于提升我國在柔性AMOLED領(lǐng)域和半導(dǎo)體顯示行業(yè)的全球競爭力和話語權(quán)。

京東方重慶第6代AMOLED（柔性）生產(chǎn)線項(xiàng)目，共有管架6個(gè)（5B、5C、5M、5N、7A、8A），管廊6個(gè)（4A、5A、5D、5F、5G、5H),連廊3個(gè)（1A、1B、2A）鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)主要為Q345B管廊總用鋼量7000t。管架數(shù)量眾多，工期要求急迫，工藝要求非常高。

1.2 大型電子廠房連廊管架施工難點(diǎn)

（1）電子產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代周期快，業(yè)主為盡早搶占市場份額，生產(chǎn)廠房的施工工期極為緊張，該類型工程需要在短時(shí)間內(nèi)完成廠房建設(shè)，連廊管架快速施工完成對(duì)無塵超潔凈廠房提前投產(chǎn)起著至關(guān)重要的角色。

（2）潔凈電子廠房連廊管架主要是用于各生產(chǎn)廠房之間建立工藝聯(lián)系，內(nèi)部需敷設(shè)大量電纜及特氣管道。加工精度及安裝精度要求極高。

（3）潔凈廠房連廊管架作業(yè)場地特殊，工作面較為狹小。管架主體基本為大跨度桁架，均為超長超寬桁架，構(gòu)件數(shù)量眾多，安裝難度大。

（4）由于工期緊張，各單位同時(shí)作業(yè)，交叉作業(yè)頻繁，協(xié)調(diào)量很大[1]。

2.潔凈廠房連廊管架快速施工綜合技術(shù)

連廊管架數(shù)量眾多，最長管架總長約700m，桁架平均長度25m，場地受限，施工難度大。為確保項(xiàng)目順利交工，保證工藝要求，故從構(gòu)件加工、加點(diǎn)優(yōu)化、現(xiàn)場安裝等方面著手進(jìn)行優(yōu)化，為快速安裝，保證工藝要求及施工質(zhì)量做好準(zhǔn)備[2]。

2.1 節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

根據(jù)原設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場連接節(jié)點(diǎn)均為栓焊節(jié)點(diǎn)。為保證施工質(zhì)量，提高安裝速度及精度，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，將節(jié)點(diǎn)改為純焊接節(jié)點(diǎn)降低了工序交差時(shí)間，提高了作業(yè)效率，保證了施工質(zhì)量（見圖1）。

2.2 桁架分段優(yōu)化

優(yōu)先選用分段拼裝、整榀吊裝的方式。考慮到運(yùn)輸及吊裝能力，根據(jù)桁架寬度合理分段，在允許范圍內(nèi)進(jìn)行超寬加工及運(yùn)輸。加工時(shí)考慮整榀桁架分段加工及運(yùn)輸，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場后再進(jìn)行組拼。大量的桁架焊接、拼裝工作改為在工廠內(nèi)完成，超寬分段運(yùn)輸至現(xiàn)場，節(jié)約現(xiàn)場組裝時(shí)間，提高拼裝效率，節(jié)省機(jī)械成本。本項(xiàng)目桁架寬度≤4.5m長度小于24m的桁架，均采用在工廠內(nèi)一次性組裝成整體運(yùn)輸，寬度＞4.5m、長度≥24米的桁架通過ANSYS Products軟件分析計(jì)算出合理分段位置后與設(shè)計(jì)院復(fù)核無誤后，將超長、超寬的管架桁架，分別在高度方向上1/2處斷開，超長的管架桁架，在桁架靠近2/3處斷開分兩段，在斷開位置采用栓焊結(jié)合的等強(qiáng)連接（見圖2）。

2.3 桁架間鋼梁截面優(yōu)化

由于潔凈廠房工藝要求特殊，管架內(nèi)需要敷設(shè)大量電纜及特氣管道。原設(shè)計(jì)鋼梁截面形式復(fù)雜，安裝難度大，構(gòu)件區(qū)分較為困難。經(jīng)與業(yè)主、設(shè)計(jì)多次開會(huì)討論，將異型截面鋼梁大量優(yōu)化為同截面型鋼截面，將焊接H型鋼等強(qiáng)度代換優(yōu)化為熱軋H型鋼（圖3），降低加工難度，提高加工效率，控制焊接變形，降低現(xiàn)場施工安裝難度。

圖1 節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

圖2 桁架的運(yùn)輸和組裝

圖3 將焊接H型鋼等強(qiáng)度代換優(yōu)化為熱軋H型鋼

圖4 現(xiàn)場雙機(jī)抬吊

2.4 安裝方式優(yōu)化

增加吊耳，大量采用雙機(jī)抬吊技術(shù)，避免大跨度桁架吊裝變形，保證施工安全，提高作業(yè)效率。

3.施工準(zhǔn)備及質(zhì)量安全保證措施

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程的特點(diǎn)，選調(diào)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，組建鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)小組，鋼結(jié)構(gòu)深化詳圖完成后，必須經(jīng)過詳細(xì)審查，確保圖紙的可行性及準(zhǔn)確性。提前準(zhǔn)備本工程所涉及的規(guī)范、規(guī)程、圖集、標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)的資料，提前對(duì)相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，使其達(dá)到現(xiàn)場施工管理的需求。

3.2 現(xiàn)場準(zhǔn)備

（1）考慮到潔凈廠房鋼結(jié)構(gòu)連廊管架鋼構(gòu)件數(shù)量多，且施工場地小等原因，現(xiàn)場所進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件須按照預(yù)定施工流水順序合理安排進(jìn)場，構(gòu)件存放須在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)整齊有序地存放，鋼構(gòu)件堆放場地盡量設(shè)置在管廊周邊，用于存放鋼構(gòu)件；設(shè)置一個(gè)臨時(shí)庫房，且需達(dá)到焊接材料存放需求，用于存放焊接材料。

（2）下雨天不宜露天施工，如需施工必須提前準(zhǔn)備進(jìn)行防雨，防滑措施。在焊接作業(yè)區(qū)域設(shè)置防雨，防風(fēng)措施。當(dāng)風(fēng)力大于5級(jí)時(shí)，不宜進(jìn)行鋼構(gòu)件吊裝作業(yè)。

3.3 桁架拼裝

（1）桁架拼裝前，提前驗(yàn)收拼裝胎架，驗(yàn)收合格后方可對(duì)胎架進(jìn)行組裝。桁架組裝前先根據(jù)施工圖紙和構(gòu)件編號(hào)找到所需分段桁架，然后根據(jù)桁架圖紙尺寸調(diào)整胎架位置，確保桁架拼裝精度。

（2）桁架拼裝時(shí)應(yīng)當(dāng)在平整干凈無積水的地方進(jìn)行。桁架拼裝前調(diào)整好胎架水平高度，桁架放在調(diào)整好之后的胎架上進(jìn)行拼裝。

（3）將桁架分片按構(gòu)件編號(hào)在拼裝胎架上定位，復(fù)測定位數(shù)據(jù)后及時(shí)調(diào)整拼裝偏差，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后固定并進(jìn)行驗(yàn)收。優(yōu)先采用臨時(shí)連接板對(duì)桁架腹桿進(jìn)行固定，按照深化圖紙調(diào)整桁架幾何尺寸及桁架拱度，驗(yàn)收合格后焊接整榀桁架。焊縫焊接時(shí)要在平面內(nèi)對(duì)稱施焊，避免結(jié)構(gòu)因受熱不均導(dǎo)致桁架產(chǎn)生扭曲及較大的焊后殘余應(yīng)力。

3.4 雙機(jī)抬吊

為保證吊裝安全，避免大跨度桁架變形。使用兩臺(tái)汽車吊對(duì)同一桁架進(jìn)行吊裝，兩臺(tái)汽車吊站位可選擇同側(cè)、對(duì)側(cè)或斜交位置。其中現(xiàn)場雙機(jī)抬吊如圖4所示。

雙機(jī)抬吊前預(yù)先在地面進(jìn)行演練，信號(hào)工指揮兩臺(tái)汽車吊司機(jī)起落鉤，檢驗(yàn)汽車吊司機(jī)收到信號(hào)工指令后反映時(shí)間是否同步。經(jīng)過多次演練提高兩名汽車吊司機(jī)共同協(xié)作與配合能力，待達(dá)到吊裝要求后，在地面上進(jìn)行帶桁架的真實(shí)工況演練。為確保吊裝安全，雙機(jī)抬吊時(shí)汽車吊的起重能力折減20%。

4.吊裝安全措施

為保證安全作業(yè)以及其他作業(yè)有關(guān)人員的安全，避免發(fā)生高空墜落、物體打擊、觸電等人身傷害事故，制定以下安全措施：

4.1 吊裝前地面安全措施

（1）樹立“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的理念，使全體作業(yè)人員認(rèn)識(shí)到安全生產(chǎn)的重要性。施工人員應(yīng)熟知本工種的風(fēng)險(xiǎn)源，正確使用個(gè)人防護(hù)用品，采取安全防護(hù)措施。

（2）進(jìn)入施工現(xiàn)場必須戴好安全帽，禁止穿拖鞋或塑料底鞋等進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場。高空作業(yè)必須系掛安全帶，嚴(yán)禁酒后操作。

（3）加強(qiáng)對(duì)易燃易爆物品的管理，杜絕火災(zāi)事故的發(fā)生。氧氣、乙炔、二氧化碳瓶必須關(guān)閉好、嚴(yán)禁物體打擊、嚴(yán)禁靠近熱源。

（4）登高作業(yè)人員必須佩帶工具袋，不得隨意放在桁架上或易掉落的地方，手動(dòng)工具（如手錘、扳手、撬棍等）須穿上安全繩，防止掉落傷及他人。

（5）地面吊裝區(qū)設(shè)立維護(hù)繩，懸掛安全標(biāo)志，禁止非本專業(yè)人員入內(nèi)。

（6）構(gòu)件分類單層擺放，鋼柱、梁下加枕木，并預(yù)留穿吊索空間。

（7）在柱身綁好上人爬梯（制造廠已焊好爬梯的鋼柱無須再綁）、掛好防墜器。

（8）在梁兩端掛好安裝溜繩，使用Φ16mm的安裝螺栓兩顆將C12槽鋼生命線立柱固定在生命線立柱連接板上，生命線使用Φ10mm的鋼絲繩，生命線高度保證1.2m，生命線固定端卡扣保證3個(gè)。

4.2 吊裝高空作業(yè)安全施工措施

（1）吊索具在使用前必須檢查，起吊前要明確構(gòu)件重量，是否在汽車吊吊裝范圍之內(nèi)；是否和吊索具匹配，嚴(yán)禁超負(fù)載作業(yè)。

（2）吊裝作業(yè)由專職信號(hào)工指揮，在視線或盲區(qū)要設(shè)兩人指揮起重作業(yè)。

（3）吊物在起吊離地0.2m時(shí)檢查吊索具及吊耳的安全情況，確定安全后方可起吊至工作面。

（4）信號(hào)工在起吊構(gòu)件前要和汽車吊司機(jī)統(tǒng)一指揮信號(hào)，避免發(fā)生錯(cuò)誤操作。起吊時(shí)，汽車吊司機(jī)要鳴笛示警。

（5）構(gòu)件起吊前要確認(rèn)清構(gòu)件是否埋在土里，或與其他構(gòu)件、地面是否凍結(jié)。如有應(yīng)使構(gòu)件脫離松動(dòng)后，方可起吊。

（6）構(gòu)件起吊后，任何人不得站在吊物下方及大臂旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。

（7）需要抬吊時(shí)需注意兩臺(tái)汽車吊的受力分配，保證每臺(tái)吊車的吊重在其承受范圍內(nèi)[3]。

5.交叉施工配合措施

在連廊管架工程的施工階段由于存在各專業(yè)工程的同時(shí)施工，為了保證與各專業(yè)施工穿插有序進(jìn)行配合，確?？傮w工期計(jì)劃的要求，特采取如下措施：

（1）在施工調(diào)度上服從總承包單位的統(tǒng)籌安排和管理，確保整個(gè)工程的順利進(jìn)行。

（2）樹立大局觀念，加強(qiáng)與各專業(yè)隊(duì)伍的團(tuán)結(jié)協(xié)作，克己讓人。要主動(dòng)承擔(dān)困難，把方便讓給別人。在遇到問題時(shí)，做到不扯皮、不推諉，以真誠的態(tài)度協(xié)商解決。

（3）加強(qiáng)與總承包單位和各專業(yè)施工隊(duì)伍的交流，知曉總包單位及各專業(yè)隊(duì)伍施工的工序進(jìn)度。

（4）在施工過程中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況制定詳細(xì)的施工作業(yè)計(jì)劃，并提供給總承包單位，作為協(xié)調(diào)施工配合之依據(jù)[4]。

6.結(jié)束語

與傳統(tǒng)的連廊管架施工方法比較，高科技潔凈電子廠房連廊管架鋼結(jié)構(gòu)快速安裝技術(shù)從構(gòu)件深化著手，對(duì)工廠加工及現(xiàn)場安裝進(jìn)行了優(yōu)化及升級(jí)，改進(jìn)了節(jié)點(diǎn)，調(diào)整了構(gòu)件分段位置，合理選擇吊裝工法，保證了整體施工質(zhì)量，縮短了工期，滿足了工藝使用需求。

京東方重慶第6代AMOLED（柔性）生產(chǎn)線項(xiàng)目連廊管架施工過程中采取的施工技術(shù)優(yōu)化和吊裝方案策劃，通過本項(xiàng)目的成功實(shí)施，為今后類似結(jié)構(gòu)的施工提供了諸多可借鑒的資料。