单层工业厂房装配式结构构件施工工法

单层工业厂房装配式结构构件施工工法 单层工业厂房结构构件,主要指柱子、吊车梁、联系梁、屋面梁(薄腹梁、预应力屋架等),屋面板、天沟板等装配式预制构件,这种结构在国内化工、冶金等方面都得到了广泛地应用。大峪口选矿厂工程,几乎所有厂房、车间都采用了这种单层工业厂房装配式结构,例如:综合修理车间,磨浮主厂房、采选备件库、筛分厂房、过滤厂房、精矿输送泵站等工号,均属这种结构,建筑面积多达几万平方米,其中大部分工程均被评为优质工程。 单层工业厂房装配式结构构件,主要包括构件的预制及吊装两大施工程序,采用装配式结构构件施工能加快施工进度,提高工程质量,降低工程造价。 一、本工法的特点: (一)改现浇为预制,采用定型模板及叠浇法施工,减少模板,钢脚手架等手段用料节约资金。 (二)集中吊装,提高机械利用率。 (三)相对集中生产,有利于控制和保证工程质量。 (四)可与基础等同时施工,加快工程施工速度,缩短施工周期。 (五)缩短高空作业时间,减少安全生产中的不利因素。 (六)提高了工厂化、预制化、机械化施工水平。〖HTH〗 二、工艺原理 单层工业厂房装配式结构构件施工的生产工艺,最根据钢筋砼构件生产的可行性,采用现行的钢筋砼施工及验收规范,根据设计的各类预制构件的几何尺寸、配筋情况及砼标号要求进行支模、绑扎钢筋、浇筑砼、养护砼等,然后脱模,用各种型号的吊车及配套的吊装工具平移就位、吊装焊接,进行构件接头灌缝,这样就完成了单层工业厂房结构构件的施工。 三、施工工艺 (一)施工工艺流程图(见图一): (二)施工工艺 1、胎模式或底模的施工 薄腹梁、柱子、联系梁、预应力屋架等均可采用叠浇法施工,先砌砖胎模,表面抹1: 2水泥砂浆20mm厚压光;吊车梁天沟板等均可用钢模作为底模,要求模板表现平整;拼缝严密。 胎模或底模严格按设计要求的几何尺寸进行进行施工。 2、涂刷隔离剂 隔离剂可采用废机油、滑石粉组成的混合物,也可用双层塑料薄膜作隔离剂,但必须铺平整,隔离剂涂刷后要防止进水或雨淋,以免脱模困难。 3、制作、绑扎钢筋 (1)钢筋工程的一般要求 施工胎模或支底模 涂刷隔离剂 配制隔离剂 检验 制作、绑扎钢筋 钢筋下料、加工材料检验 支〓〓模 砼配合比试验 留试块 浇〓筑〓砼搅〓拌〓砼 自然养护 清理模板 脱〓〓模压〓试〓块 平移就位 吊装焊接 接头灌缝,形成单层厂房装配结构 图一 ①钢筋应有出厂合格证或检验报告 ②钢筋的级别、钢号和直径,应按设计要求采用 ③钢筋的加工尺寸,形状必须符合设计要求,钢筋表面应洁净,有损伤、油渍、油污应在使用前清除干净,带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。 ④钢筋绑扎时,配置的级别、直径、根数应符合设计要求,绑扎符合规范规定。 (2)预应力屋架及屋面板钢筋的制作、绑扎 ①预应力屋架,采用后张法生产,钢筋工艺如下: 钢筋下料→对焊→冷拉浇筑砼张拉预应力筋 ②预应力屋面板,采用先张法生产,钢筋工艺如下: 钢筋下料→对焊→冷拉→张拉预应力筋→(浇筑砼)放松或切断预应力筋。 ③钢筋的冷拉工艺 首先,预应力屋面板或预应力屋架中的预应力主筋均要采用闪光对焊,一般均采用冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢。 然后,用螺丝端杆或墩粗的方法,将钢筋端部固定于具有一定锚具的台座上,进行冷拉。 冷拉线布置示意图如图二。 预应力钢筋冷拉时,采用应力和应变双控制,其参数如下: 钢〓筋 级〓别同时控制冷拉应力和冷拉率 控制冷拉率冷拉应力(kg/cm 2)〖〗冷拉率%不大于冷拉率(%) Ⅱ级〖〗4500〖〗5 5〖〗3 5~5 5 Ⅲ级〖〗5300〖〗5 0〖〗3 5~5 0 Ⅳ级〖〗7500〖〗4 0〖〗2 5~4 0 当钢筋冷拉到测力器上表示出已达到控制冷制力,而拉长的长度也未超过最大拉长值,即可将该钢筋持荷1—2分钟后,放松夹具,冷拉完毕。 如果未达到控制冷拉力,而拉长的长度已达到最大拉长值,那么这根钢筋就不能再用了。 ④预应力钢筋的张拉。 屋面板及屋架预应力筋的张拉,均可根据设计要求的每根钢筋的张拉力,采用液压千斤顶来控制应力进行张拉。 张拉程序为: O———→105%δk持荷2分钟δk(进行锚固) 其中,若张拉力为T,油压千斤顶面积为A,则δk=T〖〗A 4、支模板 预制构件的模板,多采用木模板也可用钢模板,对于同一型号的预制构件,加工出一套或几套定型模板,周转使用,成批生产,为了生产出高质量的预制构件,侧模则均采用五合板制作,叠浇时,一层构件达到30%强度后涂刷隔离剂;然后再支模浇筑第二层构件。模板及支架必须牢固,稳定、符合设计要求。 5、砼的浇筑与养护 (1)严格控制原材料的质量,水泥必须有合格证,砂石必须有试验报告。 (2)严格控制砼配合比,应由专人负责配料,砂石、水泥、水用量应计量准确,水灰比及坍落度均应满足各类构件的设计要求。 (3)加强砼的振捣,柱、梁等构件使用抽入式振动器振捣,板等构件可采用平板振动器振捣,达到内实外光,严禁漏振,过振等现象发生。 (4)砼抹面分三次进行,将原浆拍实抹平收水光,在抹面时严禁撒干水泥,以防表面起壳或龟裂。 (5)采用自然养护的方法对砼进行养护,加盖一至二层草袋,夏季施工应浇水养护。 6、脱模、平移、就位: 模板拆除时,预应力屋架、屋面板等强度必须达到70%以上,其它构件以不破坏表面及棱角为准; 矩形柱、连系梁等预制构件平移,吊装时的砼强度必须达到设计标号的70%以上,工字柱、预应力屋架、屋面板、薄腹梁、吊车梁等预制构件平移,吊装时的砼强度必须达到100%的设计标号。 7、构件的吊装与焊接 (1)起重机型号的选择。 根据下列来选择起重机械型号。 ①起重量>构件重量Q 1+索具重量Q2 ②起重高度H>安装支座离地面高度h 1+安装间隙h 2+绑扎点到构件底面高度 h 3+索具高度h 4。 根据起重高度和起重量,结合施工构件布置情况,查吊车参数表,得到所选用的吊车型号,最后考虑到经济、实用、结合本单位的实际现有吊车情况,最后定出所采用的吊车型号。 (2)吊装索具的选择: 吊装索具主要指吊索与卡环。 吊索是绑扎构件和起吊构件的工具,有环状吊索及8股头吊索两种。卡环有普通卡环、半自动卡环、自动卡环多种,均可统过计算选择出型号。 (3)吊装顺序: 对于一段的工业厂房结构,其吊装顺序如下: 预制柱平移、就位——→预制柱吊装——→吊车梁、连系梁平移、就位——→吊车梁连系梁吊装——→屋面梁扶直、平移就位——→屋面梁吊装——→天沟板、屋面板平移就位——→天沟板、屋面板吊装。 (4)各类预制构件的吊装 ①柱子的吊装要点: a.柱子吊装时的强度:工字柱达到100%设计标号,矩形柱应达到设计标号的70%以上。 b.柱子吊装时,大多采用绑扎一点,垂直法吊装、吊装示意及所用铁扁担示意图,可参考图三。 c.柱子吊装前,一定要逐一复核杯口尺寸,杯底标高,经检查无误后方可吊装。 d.起吊时临时固定操作要点: 用垂直法吊装时,在将柱子送入杯口至柱脚接近杯底时(约离杯底3~5cm),刹住车,插入8个楔子,通过起重机的回转,起落吊杆或跑车,首先,使柱子两面中心线基本对准杯口十字中心线,然后初校柱子垂直度,放松吊索后再进行对中心及测量垂直度,打紧楔子。打紧楔子时,应两人同时在柱了的两侧面对面对打,防止柱脚移动。 较重柱子,可采用边吊边校法,并在校好 ABC剖面〓厚度1 5〓共计2个 说明:1 该铁扁担为综合修理车间 吊装柱子时用 2 材料为3号钢 3 焊接时,应根据规范要求焊牢、 焊满 4 图中单位均为mm。 图三〓钢板铁扁担加工图 后宜用坚硬石块将柱脚卡死,必要时设缆风绳。柱子临时固定后,再落吊钩,解吊环等。 e.柱子校正操作要点如下: 柱子垂直度一般从纵横轴线两个方向都有偏差,校正时,先校正偏差较大的,后校正偏差小的,如果两个方向偏差相近,则先校正小面,后校正大面,校正中,只允许松动一道楔子,严禁将楔子拨出,以防发生柱子倾倒事故。 观测柱子垂直度,应同时采用2台经伟仪,使柱子两面所弹中心线从顶部到底部呈垂直线,同时柱子下口两面中心线与杯口上所画十字中心线对准,就是柱子准备位置。 柱子垂直度校正后,需将楔子都打紧,松紧程度基本一致,以防风力作用下发生倾斜,可用坚硬石块将柱脚卡死,然后用细石砼灌死、灌牢。 ②吊车梁吊装要点: a 吊车梁达到设计标号后,方可进行吊装。 b 吊车梁要对称绑扎,应按距两端800~1000mm处作为绑扎点,并使起吊后保持水平状态,以便于就位,就位时应缓慢落钩,争取一次对好纵轴线,避免来回撬动。 c 吊车梁就位后,可用垫铁垫平,并应采取临时固定措施,当沿车间纵轴线上吊车梁全部校正完毕后,梁与柱及梁与牛腿的连接件必须焊牢。 ③屋面梁的吊装要点: a 屋面梁包括薄腹梁及预应力屋架等,当砼强度达到100%设计标号时,方可移动吊装。 b 扶直、平移和吊装必须平稳,防止急牵、急冲、受扭或歪曲,扶直后的梁应搁置在两端用道木塔设好的支承点上,不许在跨中有支点,梁两侧应在布置斜撑以防倾倒,起吊,就位必须正确,吊装中应采取措施,防止梁平面外失稳。 c 吊装时,可在两个吊点处梁断面范围内用汽车轮胎包一至二层,长约1m左右,沿梁长方向均匀放置,这样可扩大局部受压面积,防止砼局部拉裂,对于预应力屋架,可采用钢管铁扁担,以减少起吊高度。 d 所有绳索都应绑扎牢固。 f 从杯口基础标高、中心线、柱子标高、垂直度、间距、跨距、屋面梁吊装标高、中心线间距、跨距每道程度都必须认真检查,复测以免误差积累,最后屋架安装时标高,中心线位置出现较大误差,影响使用,处理困难。 e.屋面梁吊装后的固定方法 第一榀屋面梁吊装后的固定方法:校正后除将其本身铁件与柱子焊牢外,应在其它柱子牛腿处斜支起杉木杆子或钢管,每侧各支4至5根,并互相连结,使之牢固。 第二榀及其它屋面梁吊装后的固定方法;第二榀屋面梁吊装后,除铁件焊牢外,应将其与第一榀屋面梁用天沟板或屋面板连接到一起,每侧不少于3块,焊接牢固,以后各榀屋面梁依次连接起来,固定方法同第二榀屋面梁。 ④天沟板的吊装 吊装时,应在吊点处的两内侧间加临时支撑,以免吊索水平分力拉裂构件或采用无水平分力吊具。 ⑤屋面板的吊装 a 屋面板按设计图纸安装,保证其在屋面梁上的搁置长度,四角要垫实,并应保证焊缝的尺寸和质量。 b 屋面板安装时,要使纵横缝宽窄均匀,相应极面平整,不宜有倒高差。 8、接头灌缝,形成单层工业厂房结构 柱与基础之间,柱与吊车梁之间,屋面板之间及屋面板与天沟板之间的缝隙,均应用不低于C20的细石砼(参考具体设计而定)进行灌浆,形成一个整体结构,砼应振密实,认真养护,确保其质量。 四、施工机具、设备 序号〖〗名〓〓称〖〗规格〖〗单位〖〗数量 1〖〗钢筋调直机〖〗TQ4—8〖〗台〖〗1 2〖〗钢筋对焊机〖〗UN1—100〖〗台〖〗1 3〖〗钢筋切断机〖〗WJ6—40〖〗台〖〗1 4〖〗钢筋弯曲机〖〗 6—40mm〖〗1 5〖〗钢筋镦头机〖〗LD10〖〗台〖〗1 6〖〗卷场机〖〗3t、5t〖〗台〖〗各1 7〖〗砼搅拌机〖〗400L〖〗台〖〗2 8〖〗砼翻斗车〖〗1t〖〗台〖〗4 9〖〗吊车〖〗8t—1000t〖〗台〖〗2 10〖〗倒链〖〗1—3t〖〗台〖〗6 11〖〗滑轮组〖〗〖〗套〖〗2 12〖〗平板振动器〖〗〖〗台〖〗2 13〖〗插入式振动器〖〗〖〗台〖〗3 14〖〗台秤〖〗500kg〖〗台〖〗1 15〖〗水准仪〖〗〖〗台〖〗1 16〖〗经纬仪〖〗〖〗台〖〗2 17〖〗钢丝绳〖〗 12 5— 40mm〖〗m〖〗200 18〖〗油压千斤顶〖〗100t〖〗台〖〗2 19〖〗压力表〖〗50t〖〗块〖〗2 20〖〗锚点〖〗〖〗个〖〗2 五、质量 (一)采用该工法施工应符合下列规范标准: 1、钢筋砼工程施工及验收规范GB50204—92 2、建筑工程质量验评标准:GBJ301—88 3、设计文件(施工图等) (二)质量要求: 1、所有原材料必须有出厂合格证及检验报告 2、要求做砼抗压强度试验及对焊钢筋的冷拉、冷弯试验,且试验强度应符合要求。 3、砼一定要振捣密实,无蜂窝、麻面等,达到内实外光。 4、钢筋保护层:梁、柱保护层25mm,板10mm,预应力主筋保护层为20mm。 5、砼构件允许偏差:截面尺寸:+5mm -5mm表面平整度5mm 6、构件安装允许偏差: a 柱子:位移5mm,垂直度5mm,牛腿上表面及柱顶标高+0 -5mm b 梁或吊车梁:位移5mm,上表面标高:+0 -5mm c 屋架:下弦中心线对轴线位移:5mm垂直度:5mm d 板:相邻板下表面平整度:3mm (三)质量保证措施 1、施工人员必须严格执行国家标准及施工验收规范。 2、作好施工准备工作,熟悉图纸、编写,工具机具准备及原材料的准备与检验。 3、加强对原材料的管理,不合格的材料不准使用。 4、砼的浇筑及养护,一定要按规范要求进行。 5、构件的脱板、平移就位及吊装等,必须符合设计要求。 6、所有机械的使用,应按操作说明书进行专机专用。 7、坚持“三检一评”,发现问题及时反馈,认真分析,找出原因,及时处理。 8、及时整理施工记录及质量评定材料。 六、劳动组织 (一)对于一般中、小型厂房,预制及吊装阶段所需的工种及人数(每班人数)如下: 工序 内容 需要各工种情况 机运工钢筋工砼工木工瓦工起重工气焊工电焊工架子工测量其它〗预制 阶段〖〗5〖〗10〖〗6〖〗8〖〗6〖〗2〖〗1〖〗2〖〗〖〗2〖〗10 吊装 阶段〖〗3〖7〗4〖〗〖〗4〖〗6〖〗4〖〗6 (二)组织措施及岗位职责: 成立单层厂房装配式结构构件生产攻关小组,负责解决预制构件施工中的技术难题及协调施工中的问题,各成员岗位职责见下表: 〖HT5”H〗〖JZ〗预制构件预制吊装攻关小组岗位职责表 岗位〖〗岗位资格〖〗岗位职责 组长〖〗施工队队长〖〗组织召开会议,协调安排劳动力 副组长〖〗技术员〖〗进行技术指导,解决技术难题 组员〖〗材料员〖〗协调施工中的材料机具等问题 组员〖〗钢筋工组长〖〗钢筋的制作与绑扎 组员〖〗砼工组长〖〗砼的搅拌、浇筑及养护 组员〖〗木工组长〖〗支模及拆模 组员〖〗抹灰工组长〖〗胎模制作及构件表面压光 组员〖〗起重工组长〖〗脱模、平移就位及吊装 组员〖〗架子工组长〖〗搭设及拆除脚手架 七、安全措施 (一)坚持安全教育和班前安全活动制度,认真执行安全操作规程和各项安全规定,各类施工机械都要按说明书和操作规程操作。 (二)各类施工机械要随时检查其运转情况,保证其在正常、安全的情况下工作。 (三)进入现场一定要戴好安全帽,高空作业人员必须配戴安全带,挂好安全网。 (四)起吊、脱模时,应统一指挥,起重机下严禁站人。 (五)电源、开关、线路要派电工专职负责,危险地方挂牌示警,以防触电事故发生。 (六)雨季注意防滑、防摔伤。 (七)发现不安全因素应及时采取措施,使之消除,争取在安全条件下进行生产。 八、效果分析 (一)经济效果: 由于我们采用了该工法施工,采用了对焊工艺,合理的配合比及定型模板,从而避免了浪费现象,确保了三材节约率,以综合修理车间为例,预制构件共节约水泥52t,钢筋1 1t,木材13m 3,共节约资金约为5 9万元。 (二)社会效果: 在综合修理车间的施工中,由于我们采用了计划管理,合理安排劳动力,减少了安全事故的发生,为工程顺利进行创造了条件,正常工期为3个半月,实际只用了2个半月,比预算工期缩短了一个月,确保了甲方规定的控制点;另外,采用该工法,提高了预制构件的合格率,使该构件一次性预制合格率达到100%,得到了甲方的一致好评。 九、工程实例 大峪口选矿厂工程中,几乎所有厂房均采用了单层工业厂房装配式结构构件型式,例如:综合修理车间工号,预制柱51根,吊车梁66根,连系梁16根,屋面梁11根,天沟板42块,屋面板444块(其中屋面板、天沟板为外购构件),其现场预制构件布置简图附后,吊装后柱子简图附后,九二年至九三年施工中,收到了良好效果。 执笔:张德顺修订:冯荣增