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某大型变压器厂房施工
来源:建筑钢结构网  作者:王尧刚 孙建梅 赵荣招  时间:2013-11-20   关键词:大型变压器厂房施工
摘要: 摘 要:随着国家宏观政策对行业发展的调整,近年大型变压器厂房(钢结构)的建设越来越多,由于变压器厂房的要求比普通厂房来的高得多,例如大吨位桁车,起吊高度,钢管混凝土钢柱等。通过研究其施工安装,供同类

摘 要:随着国家宏观政策对行业发展的调整,近年大型变压器厂房(钢结构)的建设越来越多,由于变压器厂房的要求比普通厂房来的高得多,例如大吨位桁车,起吊高度,钢管混凝土钢柱等。通过研究其施工安装,供同类工程施工参考。

关键词:钢管混凝土柱;大吨位;超高压屏蔽钢结构厂房;施工安装

1.工程概况

本工程为某大型变压器厂房,结构形式为钢结构单层(局部二层),建筑面积约60000㎡,分为高压试验大厅、大型装配车间、中型装配车间、铁心车间、线圈车间、绝缘车间、材料库、材料配送车间以及各辅跨。


1 大型变压器厂房施工轴测图

 

2 厂房剖面图

高压试验大厅跨度为42m,柱距12m,长度48m,该部分钢柱采用圆管格构式钢柱,屋盖采用网架结构,下弦标高为36m,该跨设有单层吊车,起重量为10t,网架下弦设有检修走道。

大厅内六面屏蔽,屏蔽效能衰减65dB,范围0.5-1.6MHz,墙面及天棚屏蔽采用1.0mm厚本色穿孔镀锌钢板,地面为9×25钢板网,丝梗厚度、宽度均为1.2mm。墙面主龙骨间距6m固定在钢柱上,次龙骨固定于主龙骨上,间距1300左右,屏蔽板与次龙骨柔性连接。

大型装配车间跨度36m,柱距12m6m,长度186m。该跨设有三层吊车,底层(11米标高吊车)起重量为10t,中层(18.52m标高吊车)最大起重量为100t,上层(24.65m标高吊车)最大起重量为300t,该部分钢柱采用圆管格构式钢柱,屋架采用H型钢钢屋架。

 

3 大型装配车间施工中(大型变压器厂房施工)

中型装配车间跨度24m,柱距12m6m,长度186m。该跨设有二层吊车,底层(11m标高吊车)起重量为10t,上层(16.57m标高吊车)最大起重量为100t,该部分钢柱采用圆管格构式钢柱,屋架采用H型钢钢屋架。

线圈车间跨度24m,柱距12m6m,长度186m。该跨设有二层吊车,底层(9m标高吊车)起重量为10t,上层(13.2m标高吊车)最大起重量为50t,该部分钢柱采用H型钢钢柱,屋架采用H型钢钢屋架。

绝缘车间跨度18m,柱距12m6m,长度186m。该跨设有吊车,11.5m标高吊车,起重量为10t,该部分钢柱采用H型钢钢柱,屋架采用H型钢钢屋架。

2.工程特点分析

施工面积大,区域广,人员、机具必须配备充足。为节约施工工期,合理划分施工区域,厂房主次结构安装和围护结构安装等多工种展开交叉作业,施工配合工作尤为重要。

厂房设置的多层吊车对钢结构的安装精度要求高,施工中必须严格加强质量控制。大截面H型钢屋架吊装,如何保证平面稳定而不产生变形。

钢管柱混凝土的施工,施工要求灌注密实,需采用合适的施工方法,保证施工质量。

高压试验大厅采用六面屏蔽,屏蔽效能衰减65dB,范围0.5-1.6MHz。屏蔽要求高、面积大,施工中质量控制十分重要。

3.钢结构安装方案

3.1 施工分区

将厂房划分为七个施工区域,分别为高压试验大厅为施工一区,大型装配车间为施工二区,中型装配车间为施工三区,大型装配车间辅跨、铁心车间为施工四区,中型装配车间辅跨、线圈车间为施工五区,线圈车间辅跨、绝缘车间为施工六区,材料中转车间为施工七区。(见图4

 

4 施工分区示意图

3.2钢结构安装顺序(见图5

 

5 钢结构施工顺序示意图(大型变压器厂房施工)

3.3施工机械选择

1 施工大型机械配置

                           

3.4钢柱安装

3.4.1钢柱安装工艺(见图6


6 钢柱安装工艺流程

3.4.2钢柱安装前的准备

①吊装前彻底清除柱基础及周围的垃圾、积水,对混凝土基础面重新凿毛,并清除尘屑等杂物,并在基础上划出钢柱安装的纵横十字线。

②对基础进行复核,复核的主要项目为:轴线位置、标高及螺栓的伸出长度。

③测量基础混凝土顶面的标高,准备好不同厚度的铁垫块。

④准备好钢柱吊装用的临时爬梯、操作平台等。

3.4.3 钢柱吊装

使用150t履带吊将钢柱起吊、就位。钢柱吊装就位后,先进行初步的调整偏差,在刚度较小的方向在上层吊车梁牛腿位置设置缆风绳,有垂直支撑跨的钢柱必须立即进行垂直支撑的安装。

钢柱吊装时先在基础上标注十字线,使钢柱十字线与基础十字线对齐。当钢柱及柱间支撑、系杆吊装完毕并校正后进行基础灌浆工作,基础砼达到一定的强度后,吊装吊车梁。每一排吊车梁吊装完毕并校正后进行钢柱内混凝土浇筑,考虑到高抛砼时会产生离析的现象,在地面1.2m标高处设置砼浇筑孔,由下往上进行混凝土的浇筑。

3.4.4钢柱校正

①柱基标高调整

根据钢柱的实际长度、柱底的平整度、钢牛腿顶部及柱顶距柱底部的距离,有吊车的钢柱重点是保证牛腿顶部标高值,来决定基础标高的调整数值。

吊装前先测量牛腿顶面到钢柱底板的距离,然后根据此距离确定钢柱柱脚垫板的放置厚度,双层吊车梁的钢柱应以上下二层吊车梁的中间值为准。

②纵横十字线的对准

在钢柱安装前,用经纬仪在基础上面将纵横十字线划出,同时钢柱柱身的四个面标出钢柱的中心线。

在钢柱安装时,起重机不脱钩的情况下,慢慢下落钢柱,使在钢柱上标注的四个面中心线与基础上划出的纵横十字线对准,尽量做到线线相交。

③柱身垂直度的校正

在钢柱的纵横十字线的延长线上或稍偏的位置架设两台经纬仪,进行垂直度测量,经纬仪与纵横十字线的夹角应小于15°。采用钢锲或松紧缆风绳进行校正,校正完毕后,松开缆风绳不受力,再进行复校调整.

3.5吊车梁安装

3.5.1安装工艺流程(见图7

 

7 吊车梁安装工艺流程

3.5.2吊装顺序

吊车梁的安装顺序:先吊下层吊车梁,再吊上层吊车梁。

3.5.3就位固定

吊车梁系统安装时,进行吊车梁的吊装,由于吊车梁直接搁置在牛腿上面,没有直接与钢柱连接,为此吊车梁吊装后,立即将牛腿与吊车梁之间进行连接,使之稳定。

3.5.4 测量校正

钢柱初步校正固定后,应立即安装钢柱之间的垂直支撑,钢吊车梁安装从有垂直支撑的开间向两边安装,安装后用临时螺栓先固定,吊车梁吊装后只做初步校正,等屋盖系统安装后再做最后的校正固

定,吊车梁先用临时螺栓固定,等吊车梁最后校正完成后进行最终固定。钢吊车梁的校正主要包括标高调整,纵横轴线(直线度、轨距)和垂直度调整。

双层吊车梁安装调整控制线见(如图8)。

 

 图8吊车梁安装控制线示意图

3.5.5双层吊车梁安装注意事项

吊装时应注意吊装顺序,为了尽量减少施工时对上层吊车梁造成的影响,先安装下层吊车梁,等钢结构受施工应力影响变形基本稳定后,再安装上层的吊车梁。

3.6钢屋架安装

3.6.1钢屋架安装工艺流程(见图9

3.6.2吊装前的准备

准备好护身栏杆、上下梯子及缆风绳。

完成分段钢屋架的组装,组装在场内就近组装,以保证构件组装顺利进行。

3.6.3屋架吊装方法

屋架梁跨度大于30m及以上,采用四点绑扎吊装,对跨度小于30m,采用二点绑扎吊装。就位后,先进行安装位置的复测,用临时螺栓进行固

 

9 钢屋架安装工艺流程

定,用缆风绳在屋架的进行加固,等第二榀屋架吊装好后,及时将两屋架之间的水平支撑及屋面檩条等所有构件安装完成,并进行测量校正,合格后进行焊接,以此作为稳定体系,向后再安装下一榀屋架。

3.6.4 缆风绳的设置

当单榀屋架吊装就位后,在吊机摘钩前,立即在屋架两侧用缆风绳固定。

3.6.5屋面梁支撑系统的安装

安装第一榀屋架后,采用揽风绳进行固定,安装好第二榀屋架后,用揽风绳固定后,立即采用吊机进行屋架之间的支撑系统及檩条的安装。

3.6.6钢屋架的校正

屋架的测量校正主要包括以下几方面的内容:轴线位置偏移的测量校正、跨中垂直度的测量校正(如图10),屋架挠度的测量校正等。

 

10 钢屋架轴线偏差测量(大型变压器厂房施工)

3.6.7屋架吊装防平面失稳措施

由于钢屋架采用大截面H型钢,其吊装平面稳定性较弱,为保证构件的顺利吊装,在屋架梁上通

过帮扎钢管来增强其平面稳定性,钢梁安装就位后再进行拆除。(如图11):

 

图11 钢屋架安装抗扭加固示意1

3.7钢管混凝土

钢管柱柱芯混凝土浇注方式有高抛及加压泵送,而加压泵送又分为由上而下或由底而上两种。

本工程采用(由底而上)泵送顶升方法施工。

3.7.1工艺原理

在钢管混凝土柱底部适当位置开孔并焊接带单向阀的混凝土输送管,利用混凝土泵的压力将自密实混凝土自下而上挤压顶升灌入钢管内,直至注满整根钢管混凝土柱。

3.7.2施工操作要点

①现场加工制作单向阀及截止阀。单向阀由ф145mm5mm厚的混凝土输送弯管(R=500mm)8mm厚的Q345B钢板共同加工而成,截止阀采用20mm厚的Q345B钢板及ф18的螺栓加工制作。

②在距钢管混凝土柱底部300mm500mm开一ф145mm圆孔,以清除柱内积水、杂物及焊接单向阀。

③焊接单向阀,单向阀伸进钢管混凝土柱内。单向阀的盖板与水平方向的夹角宜为600700,可通过伸出铰链背后的钢板调节固定(如图12)。

12 单向阀示意图

④用套箍连接截止阀,在截止阀与混凝土泵间布置混凝土输送管。若单向阀在浇筑完毕后能正常启闭,可重复利用截止阀。

⑤浇筑前,要计算好单根柱混凝土量,待所需混凝土运送到施工现场后方可进行顶升(从混凝土拌合至开始顶升的时间应控制在混凝土初凝前),防止混凝土在运输过程中耽搁造成顶升中断。同

时,及时做好混凝土坍落度及坍落扩展度的检测。

⑥在混凝土输送管与截止阀连接前,泵送砂浆用以润滑输送管道,并把该部分砂浆清除干净后再进行柱芯混凝土的浇筑。

⑦混凝土顶升至柱顶后,应及时停泵,并进行数次回抽,若柱顶混凝土面无明显回落,方可拆除混凝土输送管。

⑧在拆除混凝土输送管过程中,随时做好关闭截止阀的准备,并应注意拆管顺序,必须先拆除截止阀后靠近混凝土泵端的输送管,再拆除截止阀前的套箍及截止阀。若拆管过程中混凝土有涌出现象,应立即关闭截止阀,待混凝土终凝后再拆除截止阀。

⑨浇筑完毕30min后,观察柱顶混凝土有无回落下沉,若有下沉,则用人工补浇柱顶混凝土。

⑩混凝土养护7天后,将柱底单向阀外露部分割去,并焊接封口钢板。

3.8屏蔽施工措施

高压试验大厅内六面屏蔽,屏蔽效能衰减65dB,范围0.51.6MHz,墙面及天棚屏蔽采用1.0mm厚本色穿孔镀锌钢板,地面为9×25钢板网,丝梗厚度、宽度均为1.2mm。墙面主龙骨间距6米固定在钢柱上,次龙骨固定于主龙骨上,间距1300左右,屏蔽板与次龙骨柔性连接。

3.8.1施工方案

屏蔽板安装顺序:安装主龙骨→安装次龙骨→镀锌钢板固定→轻钢龙骨安装→内板安装。

3.8.2屏蔽壳体结构方案

壳体连接方式:镀锌钢板铺设后,用焊机点焊固定于次龙骨支架上,在拼接缝处平行与拼接线各粘贴一道钢质导电衬垫,然后在衬垫上铺设一条-100×6镀锌压条,再用M6自攻钉穿过镀锌压条将屏蔽镀锌板固定在龙骨上。在墙面与地面连接处通长埋设-80*4的钢板,地面单层钢板网与预埋钢板通过锚筋焊牢,墙面镀锌板与预埋钢板间断焊牢。

3.8.3内板安装

根据施工排版图划线,以划线为依据依次逐块安装,采用专用螺钉(配件)与轻钢龙骨固定。内板安装,采用专用支架支撑、提升内板。

3.8.4气囊屏蔽门安装

大屏蔽门为气囊密封式平移屏蔽门,采用垂直起降形式,由门扇起重运载框架支撑,作上下垂直起降运动。门框四周装有弹性回复件和气囊,门扇和门框的接触是由门扇插入门框后,气囊充气,压迫弹性回复件使门扇和门框紧贴,从而达到完全电磁密封的要求。开门时,气囊放气,使门扇和门框的接触面分开,门扇起吊装置牵引门扇脱离门框,过桥板放置相应位置。设备便可以自由出入。

3.8.5屏蔽系统安装要点

①混凝土地坪施工时,钢筋网的钢筋交叉点和钢筋接头处采用搭接焊方式,不得使用点焊,确保钢筋网的屏蔽效能不受影响。

②钢筋网铺设前,应对混凝土垫层进行清理,不得存在金属杂质,或导电物体。

③钢筋网铺设时,应严格保证平整,两块钢板网应有足够的搭接长度,钢板网搭接应采用间断焊,并及时清理焊渣及其它金属物。

④所有屏蔽层的给水管道,应在施工时立即与屏蔽板进行可靠焊接,并及时将焊缝进行打磨处理,确保无异物存留与屏蔽层。

⑤所有穿过屏蔽层的电缆配管应采用钢管,并与屏蔽网可靠焊接。

⑥应根据不同设备的电负荷大小、选择合适容量的电源波滤器。在施工前应检查波滤器是否完好,并进行测试,合格方能使用。

⑦通风空调在试验大厅的出口应加设波导窗,波导窗施工时外框与屏蔽斑结合处应间断焊,最好再加设导电垫片。

⑧照明灯具下的屏蔽钢板需开孔,此处施工时需注意开孔处屏蔽网与屏蔽钢板的连接是否严密,搭接长度是否符合要求。

4. 语:

1)该工程于201010月顺利通过验收,并获得钢结构“金钢奖”工程。

2)通过该工程的施工实践,为今后在类似采用钢管混凝土柱、大吨位双层吊车梁钢结构厂房施工提供经验、借鉴;同时为今后钢结构厂房做高效能屏蔽施工提供参考。

参考文献

[1]建筑钢结构施工手册  中国计划出版社  2002

[2]钢结构工程施工质量验收规范    GB50205-2001

[3]电磁屏蔽室工程施工及验收规范 SJT 31470-2002

[4]混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002

 (精工工业建筑系统有限公司 浙江绍兴 302030

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