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35基礎施工與其它專業技術
高層工藝鋼結構安裝校正工藝研究
顏鈺（中冶成工上海五冶建設****上海 201900）
摘要：本文研究了高層工藝鋼結構安裝校正的新工藝—鋼柱分段吊裝，高空組合，分段攤消製造誤差工藝、鋼柱一
次落位校正定位法工藝及其工程應用效果。
關鍵詞：高層工藝鋼結構校正分段吊裝分段攤消一次落位校正定位中圖分類號:tu391 文獻標識碼:b 文章編號:1002-3607（2010）01-0035-02
隨著科學技術的飛躍發展，高層工藝鋼結構在現代化工廠的應用越來越廣泛。與高層建築鋼結構有所不同，高層工藝鋼結構承受主要工藝裝置重量及裝置生產執行的動載荷。由於其特定的功能，為確保結構的穩定性，這些鋼結構多為h型鋼結構，高強螺栓連線，橫向柱間設定了斜撐和剪刀撐。
因此，其施工技術與高層建築鋼結構不同，施工中往往將其納入裝置安裝的範疇，安裝精度要求比普通鋼結構高。如何確保高質量、高效率地安裝校正高層工藝鋼結構，是本文將研究的課題。
1．高層工藝鋼結構安裝精度的控制要點
通常，h型鋼高層工藝鋼結構的安裝幾何精度主要包括下列內容：
1）柱底中心線對定位軸線偏移；2）鋼柱的垂直度偏差；3）鋼柱的標高偏差；4）鋼梁的兩端頂面高差5）吊車梁跨距6）吊車梁頂面高差
分析上列偏差產生的初始原因，假設構件均合格的前提下，幾乎都可以歸結到鋼柱的安裝幾何精度上。只要嚴格控制了鋼柱的安裝幾何精度，其他各項安裝幾何精度指標均易達到。因此，可以初步得出結論：
h型鋼高層工藝鋼結構的安裝幾何精度控制要點是
嚴格控制鋼柱的安裝幾何精度。
如何確保h型鋼高層工藝鋼結構鋼柱的安裝幾何精度，是安裝工藝必須考慮的首要問題。
2. 鋼柱的安裝和校正工藝研究
2.1 鋼柱分段吊裝，高空組合，分段攤消製造誤差工藝
裝置或構件都存在一定的製造誤差，在裝置和鋼結構安裝過程中，如果安裝工藝處理不當，就可能在安裝誤差中包含一部分製造誤差，嚴重時，還可能導致安裝幾何精度超差而不合格。如果安裝工藝處理得當，就能夠在安裝中把製造誤差分段攤消掉，達到極高的安裝精度。
h型鋼構件的製造誤差是客觀存在的事實，安裝中，如何防止製造誤差的積累？又怎樣在安裝的各個環節把這些誤差分散攤銷掉？這是安裝工藝探索的重點，現分述如下：
1）誤差累計的幾種可能性
h型鋼高層鋼結構的每一根柱都是分段製造的，安裝時用高強螺栓連線成一根整體。如果採用在安裝前，在地面組合、連線成一根整體，勢必造成誤差累計，導致安裝幾何精度超差，甚至使得安裝無法進行而不得不拆掉重新安裝。
2）防止誤差累計的途徑—分段分攤消除h型鋼高層鋼結構的每乙個接頭，是依靠緊固高強螺栓產生的強大的摩擦力連線固定的，高強螺栓
2023年第1期
36基礎施工與其它專業技術
孔徑一般都比螺栓直徑大1.5～2mm，這1.5～2mm可視為螺桿與螺孔壁之間的間隙餘量。構件精度的調整，構件製造誤差的分散，這點間隙餘量提供了攤消的可能性。
3）以柱接頭為分割基點，分段安裝
h型鋼高層鋼結構安裝工藝最基本的要點，是以鋼柱的連線接頭為分割基點，分段單件吊裝，高空組合，校正，可以將製造誤差分段攤消掉，可以取得極高的安裝幾何精度，其技術經濟效益也十分顯著。
2.2 鋼柱一次落位校正定位法工藝
鋼柱的垂直度校正，是h型鋼高層工藝鋼結構安裝、校正各環節中的一道關鍵工序—嚴格控制柱的垂直度偏差，其他各項幾何精度才能保證。而鋼柱的垂直度校正工藝選擇得當與否，對確保鋼結構的幾何精度，提高工效關係極大。因此，鋼柱垂直度校正工藝，是h型鋼高層工藝鋼結構安裝工藝探索的重要課題。
鋼柱垂直度偏差校正工藝—程式、方法、技巧等有多種。如果選擇、運用不當，將達不到預期效果。通過安裝實踐中的努力探索與驗證，創造了一種鋼柱安裝校正新工藝—鋼柱一次落位校正定位法。
現介紹如下：
鋼柱吊裝前分別在鋼柱上、中、下三處分中，在易於測量且相互垂直的兩面作上紅三角標記，作為鋼柱垂直度調校基準點。
鋼柱吊裝剛剛落位，橫樑安裝之前，在x、y兩個方向架一台經緯儀，立即進行校正，定位。對於第二段以上鋼柱，必須在鋼柱接頭安裝用臨時螺栓未緊固，吊車未脫鉤之前立即將其校正，再緊固螺栓，然後吊車脫鉤。此時的鋼柱，因為沒有安裝橫樑、斜撐等構件，連線接頭的螺栓也未緊固，完全處於自由狀態，此時，利用纜風繩、鏈條葫蘆及吊裝機械吊臂頭部擺動施加水平分力，將鋼柱強制固定在預定控制點，校正效率高，精度高。
由於鋼柱已經校正，兩根柱之間連線梁的螺孔中心距誤差已很小，梁的安裝必然很順利。越是複雜的構架，越能顯示這一工藝的優點。因為梁兩端孔中心距的誤差最大不超過±3mm，而梁兩端接頭連線件可供利用於調整的間隙餘量有±6-8mm，因此，梁安裝後，柱的垂直度偏差變動量極小，基本上能保持最初的校正結果。
只要相鄰的兩列對應的4根柱子中間橫樑安裝完成，構成了完整的空間體系，在未加載荷的情況下構
架較穩定，構架的幾何精度也基本穩定了。此時，可同時進行柱、梁接頭高強螺栓的安裝和斜撐、剪刀撐等構件的安裝。在安裝時，如果螺栓孔錯位安不上，只能處理螺栓孔，或更換連線板，絕不能再鬆開柱、梁接頭的螺栓，強制性的安裝斜撐、剪刀撐，否則，會導致整個構架的幾何精度變化、超差。
這裡，進一步詳述運用這一工藝安裝第二段及以上鋼柱的作業程式。當鋼柱吊裝落位後，先安裝、緊固半個接頭上的臨時螺栓，在另半個接頭的螺栓孔中插入幾根定位銷，同時拉緊校正用的纜風繩，然後立即用事先擺在x、y柱列線上的兩台經緯儀進行校正，校正時必需的水平分力通過纜風繩，鏈條葫蘆及吊裝機械吊臂頭部擺動而取得。鋼柱的垂直度調整到理想的預定值後，立即安裝緊固餘下半個接頭的臨時螺栓，然後吊車脫鉤，再用經緯儀複測一次，如有誤差，立即進行校正。
2.3 鋼柱的標高控制要點
由於h型鋼高層工藝鋼結構採用高強螺栓連線，其鋼柱的安裝標高在第一段柱安裝完後已不能調整，只能由鋼柱的製造誤差保證。因此，第一段鋼柱的安裝標高控制非常重要，安裝標高標記的劃定應以一段鋼柱的標高為基準向下量取定長到柱腳板約1m處劃定，將標高測量控制標記（紅三角）畫到便於測量的柱面上，安裝第一段柱時就嚴格的控制。
3．工程應用效果
在冶金鋼鐵廠眾多h型鋼高層工藝鋼結構安裝工程中，成功的運用了這一工藝，取得了顯著的技術經濟效果。
3.1 鋼柱通過分段單件吊裝，高空組合，校正，將製造誤差分段攤消，可以取得極高的安裝幾何精度，如果控制好各種外界干擾因素—環境溫度、日照、風力、振動等，鋼柱的垂直度偏差可控制在h/5000～h/10000的範圍內；
3.2 應用鋼柱一次落位校正定位法工藝，校正、定位一根鋼柱的連續作業時間只需10～20分鐘，勞動效率高，吊車利用率高，施工工期縮短；而且鋼柱校正、定位後，有礙吊裝作業的纜風繩可立即拆除，方便吊車作業，技術經濟效益顯著。
3.3 「鋼柱一次落位校正定位法工藝」關鍵技術2023年通過中冶集團科技成果鑑定，達到國際先進水平。
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