高層鋼結構安裝找正技術

黃 飛 陳玉琳

中國化學工程第十六建設有限公司 湖北宜昌 443000

高層鋼結構安裝過程中柱與柱空中對接的精度偏差是整個鋼結構安裝過程中至關重要的質量控制點，如何安全、快速地完成鋼結構對中過程中的固定及調節成為該控制點的核心。傳統工藝中采用纜風繩固定及連接板進行對中調節，存在很大的安全風險，又因操作難度較大而不能保證施工工期，且此方法受外界條件制約影響較大。采用“絲杠”對高層鋼結構進行安裝、找正，在材料、操作性、操作方法上都有較大改進，并且在寧夏寶豐能源集團焦化廢氣回收利用項目氣化裝置鋼結構施工中得到有效應用。

1 工程概況

寧夏寶豐能源180 萬t/ a 甲醇項目中氣化裝置氣化框架分南北氣化裝置。兩個氣化框架鋼結構總重量約5000t，為混凝土和鋼結構組合框架鋼結構，總高度89.93m，其中37.98m 以下為全混凝土結構，37～89.93m全為鋼結構形式。鋼結構主體框架采用規格為500×500×22×22，750×750×30×30 的焊接箱型柱，鋼柱在EL+39.28m 處采用栓接形式安裝。鋼柱與鋼柱分段焊接，框架梁與箱型柱采用先栓后焊的方式施工。在鋼結構多節柱的空中組對時，通過對傳統施工技術和“絲杠”找正法進行對比，最終選用“絲桿”法施工，取得良好效果。

2 工藝特點

鋼結構絲杠找正技術是一項有別于傳統鋼結構找正的新技術。主要特點表現在鋼柱吊裝就位，與下層鋼柱之間的初步對中后，將“絲杠”兩端筋板分別焊接在下層鋼結構的橫梁上及已吊裝就位的鋼結構立柱內側，起重機即可松鉤，再通過“絲杠”對鋼柱進行找正。該項技術具有施工效率高，節省人工，不占用施工空間等優點，并且鋼結構框架在橫梁連接安裝以前仍有很好的穩定性。是高層鋼結構框架安裝組對比較簡潔、安全的一種施工方法。

3 工藝比選

3.1 主要技術參數的比較

（1）纜風繩固定、找正技術：該技術在上段鋼柱與下段鋼柱組對過程中，用鋼柱與鋼柱之間的耳板間的高強螺栓固定連接板做臨時固定，采用纜風繩成三點對鋼柱上端進行穩固調節。這樣在相鄰柱的纜風繩設置時會發生交叉，影響下部鋼梁的安裝而且存在安全隱患。在鋼柱就位穩固后，對中找正過程中出現偏差時調整精度較低，調整時間也會相對較長。

（2）“絲杠”找正技術：采用“絲杠”找正技術在上段鋼柱與下段鋼柱對準中心后，即可在鋼柱互成90°兩側設置絲杠進行穩固并調節。這樣相鄰兩側的絲杠設置互不影響，調整與穩固工具簡單易操作，安全能得到保障?！敖z杠”采用加工的細螺紋制作而成，調整精度較高，基本可以一次找正完成，大大縮短了找正時間。

3.2 工藝創新方面

（1）材料的創新：傳統的鋼結構固定和找正通常是用纜風鋼絲繩及對接夾板方法完成，本項目采用“絲杠”取代纜風鋼絲繩及對接夾板進行鋼結構安裝的固定和找正。一方面節約了大量的固定材料，另一方面大大簡化固定找正的程序，縮短了找正時間。

（2）找正方法的創新：傳統找正工藝步驟較多，操作難度大。而采用“絲杠”調節既可完成鋼柱的固定，又可實現找正的目標。

（3）固定支撐點的創新：傳統找正、固定的方法纜風繩的固定點為地面或下層的鋼平臺，但隨著鋼結構施工高度增加，纜風繩的固定越來越錯綜復雜，難度越來越大。而采用“絲杠”進行固定找正，每層鋼結構找正完畢后，即可移至上一層的鋼結構固定，固定點為下一層的鋼梁，固定相對簡單。

綜上所述，采用“絲杠”找正技術在穩固調整工具數量上及對中找正時間上比傳統方法都有了較大進步，既節約措施用料又節省施工人工費用，大大了減少了施工成本。因此，“絲杠”找正技術是高層鋼結構對中找正施工值得推廣應用的好工藝。

4 施工方法

4.1 施工原理

“絲杠”的工作原理與花蘭螺絲相同，因此絲杠兩端的螺紋必須是成套的，即“一正一反”。在靠近絲杠下端的鋼管上需對稱開直徑3～5cm 的圓孔，便于插入撬棍轉動絲杠對鋼結構的垂直度進行調整?！敖z杠”的制作示意圖見圖1。

圖1“絲杠”的制作示意圖

“絲杠”調節系統是通過螺紋絲桿進行調節，在安裝前需加工相應的調節絲桿。為了保證調節的精度，在絲桿的加工過程中需要求加工成細螺紋，螺桿長度一般保證在500mm 左右，絲桿長度在300～350mm 左右即能滿足使用要求?！敖z杠”由加工完成的絲桿、耳板及兩端的堵板封頭焊接制作而成。圖2 為絲桿和連接耳板示意圖。

圖2 絲桿和連接耳板示意圖

4.2 操作注意事項

（1）“絲杠”安裝前的準備工作：“絲杠”的兩端是通過耳板及連接螺栓固定的，若下端的梁為混凝土梁需在固定位置做好預埋件；

（2）“絲杠”的固定位置：絲杠在安裝前必須確定其固定位置，首先要保證安裝在易于施工人員操作的位置，其次要確保不影響下端的鋼梁及支撐安裝；

（3）絲杠下端的鋼管所開圓孔應對稱分布，并便于插入撬棍轉動絲杠對鋼結構的垂直度進行調整。

4.3 現場施工

寧夏寶豐能源集團有限公司180 萬t/ a 甲醇項目氣化裝置鋼結構施工中應用了“絲杠”找正技術。該氣化裝置結構高89.83m，其中38m 以上均為鋼結構裝置，分南、北框架。北側框架共有箱型柱23 根，鋼柱分為5 段安裝；南側框架共有箱型柱18 根，鋼柱分為7 段安裝。按照每根立柱互成90°方向進行找正要求，本項目共制作絲杠41×2=82 根。單根箱型柱吊裝時，采用絲桿進行兩個方向固定，如圖3 所示。兩根柱和多根柱安裝找正狀態如圖4 所示。絲杠端部固定狀態如圖5 所示。所用施工工機具如表1 所示。

表1 施工工機具一覽表

圖3 單根柱安裝找正

圖4 兩根柱和多根柱安裝找正狀態

圖5 絲杠端部固定狀態

5 主要安全技術措施

（1）鋼柱和鋼梁吊裝過程中要設置溜尾纜繩。

（2）鋼柱和鋼梁吊裝前，必須提前設置直爬梯和焊接平臺，平臺搭設示意見圖6。

圖6 平臺和梯子的搭設示意圖

（3）在鋼梁的兩側拉設生命繩，確保人員行走時安全帶能系掛。

（4）起重作業人員必須持證上崗，嚴格執行“十不吊”，對使用的機索具要進行全面檢查。

（5）吊裝過程中，作業人員應堅守崗位，聽從指揮，發現問題立即向指揮者報告，無指揮者的命令不得擅自操作。

（6）吊裝作業時，應進行試吊；待吊物離地300mm后檢查鋼絲繩及吊車性能，合格后方可正式起吊。起吊后，應有專人觀察吊車運行狀況，發現異常情況要立即報告指揮負責人，并采取相應措施。

（7）施工現場拉運、吊裝等工作要有專人指揮并有明確的施工方法。指揮人員、作業人員都應站于吊物下方2m 以外，待吊物落穩后，方可靠近摘索具。

（8）高處作業人員應使用工具袋，防止上下投擲工具和材料；作業時妥善保管工具和配件以免其墜落；施工暫?；蚪Y束時，將所有工具、配件和零散材料收集起來妥善存放。

（9）參加施工的人員必須先由工程技術人員進行交底，熟悉施工工序、質量要求、檢驗要求、安全風險等，并嚴格按技術交底要求進行施工。

（10）繩扣纏繞處應采用管皮或木塊對鋼絲繩進行保護，吊裝過程中應設置溜尾拖拉繩，嚴禁帶有松動的物體進行吊裝作業。

（11）冬、雨季施工作業必須做好防雨、防潮、防滑措施。夜間施工必須有足夠的照明。

（12）在作業區的下方設置安全網。

（13）單根箱型柱吊裝時，采用絲桿進行兩個方向固定。吊裝之前需在鋼柱旁安裝直爬梯，在連接梁的部位加設操作平臺；在鋼柱與鋼柱之間安裝連接鋼梁時，要加設生命線。同時，需在箱型柱頂部提前安裝操作平臺，平臺采用角鋼對稱用螺栓緊固，然后鋪上鋼跳板。平臺和梯子的搭設示意圖如圖6 所示。

（14）進行箱型柱與箱型柱之間的主梁安裝時，必須先確保箱型柱與箱型柱之間的安全纜繩固定牢固。在安裝柱間支撐時，要優先在主梁上搭設操作平臺。操作平臺采用腳手架進行搭設，并鋪設鋼跳板。圖7 為主梁和斜支撐安裝防護措施示意圖

圖7 主梁和斜支撐安裝防護措施示意圖

（15）每一段鋼柱頂部頭上焊接角鋼，角鋼與角鋼之間使用鋼絲繩作為生命繩，確保施工人員在梁上行走時，安全帶能栓掛在安全線上。

6 結語

寧夏寶豐能源集團有限公司180 萬t/ a 甲醇項目氣化裝置鋼結構施工原計劃采用纜風繩及連接板找正技術，每段結構施工周期為20d。后來決定采用“絲杠”進行安裝、找正，每層鋼結構施工周期為12d，相比傳統工藝，節約了8d 的施工工期。通過對鋼結構組對、找正方法的優化設計，實現了高層鋼結構安裝組對施工的安全、快速、經濟的目標。

采用“絲杠”找正技術進行高層鋼結構的找正安裝，提高了施工效率，降低了工人勞動強度，大大節約了施工成本。為今后類似工程施工積累了寶貴的經驗，具有明顯的社會效益和經濟效益。