浅谈地下厂房大跨度钢屋架安装

浅谈地下厂房大跨度钢屋架安装

陈湘

广东省水利电力勘测设计研究院广东广州510170

摘要：抽水蓄能电站的核心设备都布置于山体开挖隧洞内的厂房，地下厂房发电机层封顶基本采用大跨度轻型钢结构顶棚，主要是在地下厂房的上下游侧的两个支撑之间设置三角形桁架单元组，并用屋面板及吊顶对其进行装饰；其制作安装过程复杂，且施工期间要保证厂房内各项目能安全有效施工，工作量大、风险高，殊为不易。本文根据本人在清远抽水蓄能电站作为设计代表的经历，在地下厂房钢屋架的安装过程中，结合厂房已有环境特点，简单阐述下钢屋架的安装施工及质量保证措施。

关键词:抽水蓄能电站；地下厂房；钢屋架

1工程概述及现有环境描述

清远抽水蓄能电站装机容量1280MW，位于广东省清远市的清新县太平镇境内，地理位置处于珠江三角洲西北部，直线距广州75km。枢纽工程由上水库、下水库、水道系统、地下厂房洞室群及开关站、永久道路等部分组成。

钢屋架制作、安装为地下厂房发电机层吊顶钢屋架制作安装工程，采用大跨度轻型钢结构顶棚，主要是在地下厂房的上下游侧的两个支撑之间设置三角形桁架单元组，安装在高程为74.30m的小牛腿上，在高程为68.5的位置有250吨桥机横跨厂房，主厂房顶拱两端分别连接副厂房顶部及进风出渣洞，进风出渣洞延伸至主厂房顶拱28米设有电动单梁。

钢屋架共有25榀，包括上弦、下弦、系杆、支撑、檩条、连接螺杆等，主材均为角钢，每榀长度为26.5m，高为4m，重量约为2.95t，钢屋架结构体系为横向25.5m跨度等边三角形钢屋架，纵向145.5m，安装高度为27.3m（钢屋架底部至地面距离）。

2厂房钢屋架制作安装措施

2.1制作施工方案

地下厂房钢屋架的制作施工方案与一般钢屋架的制作施工方案并无二致，在此不做细表，具体如下：

技术准备→材料验收→材料矫直→放样→号料→切割→制孔→焊接→组装→矫正→除锈、施涂→成品保护。

2.2安装施工方案

主厂房设计顶拱开挖高程为：▽81.200，副厂房顶拱开挖高程为75.650，主、副厂房顶拱高差5.55m，副厂房楼面高程69.65m。距离副厂房顶拱仅有6m，而吊顶钢屋架单榀外形几何尺寸为25.5m×4.05m。在副厂房进行吊装，需布置吊点锚杆、电动单梁、电动葫芦吊组，除去以上施工辅助措施，副厂房不满足吊装需求。

因此只能选择在进风出渣洞进行现场拼装处理。在进风出渣洞搭设好钢屋架的拼装平台，并在靠边墙两边需增补拼装起吊锚杆，该平台须满足单榀钢屋架的安装且能倒短车直接开往平台上方进行卸车作业。在电动单梁上安装两台5吨电动葫芦，在250吨桥机小车上预先搭好平台，并在小车上安装托架。

利用安装在电动单梁上的两台5吨电动葫芦，第一台电动葫芦先将一榀屋架吊至离进风出渣洞27米处放置在屋架牛腿上稳住，再利用第二台电动葫芦再将另一单榀屋架吊至离进风出渣洞2米处放置在屋架牛腿上稳住，然后再将第一榀屋架利用第一台电动葫芦吊回，在250吨桥机小车上预先搭好的平台上上方拼装6M跨的两榀整体屋架后，用预先在小车上安装的托架托起100mm，用250吨桥机运送到安装位置。如此循序安装至第13、14榀，由于单榀屋架旋转长度需26米的空间，余下的必须紧靠第14榀集中临时循序堆放，至第25榀就位后，又将安装的双拼屋架依次运至第25端临时循序堆放，就能依次安装。

2.2.1施工准备

1）施工电源控制柜布设至进风出渣洞搭设的供拼装使用的平台，沿屋架牛腿布置移动电源供安装电焊机使用。

2）设置安装场拼装起吊锚杆，两台5吨电动葫芦安装并通过试验与验收，具备使用条件。

3）钢屋架拼装场地应平整，场地上不得堆放与拼装工序无关的材料,汽车倒运道路通畅、平整，确保钢屋架倒运拼装作业。

4）制作安装拼装作业平台，安装间临空处临边设活动安全围栏，在250吨桥机小车上搭设施工作业平台与屋架运输托架，且在平台与钢吊车梁上方搭设楼梯，便于作业人员进入平台安全施工。

5）在桥机小车上安装作业平台时不得与桥机上任何部位焊接，平台铺板后应满铺一层石棉布，防止火灾与掉渣，每天施工完成后应及时打扫干净。

6）用水准仪测出牛腿面实际标高和预埋锚栓的实际尺寸，根据实际标高尺寸与设计标高计算出高度偏差，然后用不同厚度的钢板将牛腿面找平且与埋件焊接。再用经纬仪在找平后的钢板上放出十字线（两定位放向轴线），且在其上面焊接一块用于钢屋架底座板定位的挡板。

2.2.2安装

根据现场安装顺序依次发货，待钢屋架构件倒运至拼装现场后，通过两台5吨电动葫芦卸车，用手拉葫芦将卸好车的屋架吊在指定摆放位置，屋架按标号竖直的摆放在进风出渣洞两侧，其它按照不同编号分类摆放。

待每榀钢屋架拼装、焊接、涂装完成后，经检验满足设计图纸要求及验评规程要求后方可吊装，顺序如下：

钢屋架→垂直支撑→下弦系杆→下弦水平支撑→上弦水平支撑→上弦檩条

3施工质量控制措施

1、屋架所选用的钢材必须有出厂合格证及原始资料，进厂的钢材经项目部质检人员及监理工程师验收合格后方可使用。

2、选择性能良好，使用功能齐全的加工设备。

3、焊条应具有出厂合格证或材质报告，要求电焊条使用前用烘干箱进行烘干。

4、此钢屋架制作完成后需进行除锈，要求除锈后涂上底漆，底漆采用喷刷，要求保证油漆的漆膜厚度满足设计要求。

5、所有操作人员必须严格按技术、质量、安全交底内容执行，要求焊接人员必须持证上岗。

6、钢结构为提高制孔精度采用台钻制孔。钻套用中碳钢制成，钻模内孔直径应比设计孔径大2mm，钻模厚度不宜过大，一般用15mm左右。

7、为保证制作精度，钢构件下料时要预放收缩量，预放量视工件大小而定，一般工件在40-60mm，重要的又大又长的工件要预放80-l00mm。

8、制定合理的焊接顺序是不可少的，当几种焊缝要施焊时，应先焊收缩变形较大的横缝，而后焊纵向焊缝，或者是先焊对接焊缝而后再焊角焊缝。

9、焊接型钢的主焊缝应在组装加劲肋板零件之前焊接。主焊缝的焊接顺序应按焊后变形需要考虑其焊接顺序应交错进行。

10、重点控制措施：

（1）构件卸车时应注意加强对构件的保护并采取钢丝绳防滑、防脱保护措施，防止挂伤、损坏构件。

（2）构件卸车放置时，必须进行可靠支垫，防止结构变形或发生倾覆。

（3）屋架吊装时，必须拴系风拉绳，起吊离平台后，必须先稳钩，以检查、确定起吊装置安全稳定性，起吊过程两边应匀速平稳。

（4）高强螺栓连接施工，严格按照规范要求进行摩擦面清理、螺栓预穿、初拧、终拧，初拧、终拧力矩值根据规范和螺栓扭矩系数检定值进行选取，螺栓施工用扭矩扳手使用时必须在检定有效期内，使用前与预留专用对比扳手进行对比矫正。

4结语

本文以清远抽水蓄能电站的地下厂房钢屋架为典型，以本人设计专业参与人员的身份从施工过程中总结出的经验，简单阐述了地下厂房大跨度钢屋架的安装方法。科学、合理的厂房钢屋架的安装方法应最大限度的利用已有环境因素，本文是个人一点经验，可供此类工程参考。

参考文献

[1]万晟抽水蓄能地下厂房钢屋架吊装工艺研究.房地产导刊，2015，29.

[2]皮晶敏，李云阴坪水电站地下厂房钢结构桥机吊车梁施工技术.四川水力发电，2016，35（s2）.