專利名稱：鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑領(lǐng)域的大型廠房、平臺(tái)建筑的鋼結(jié)構(gòu)框架，特別是 涉及一種鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝。
背景技術(shù)：
近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)力的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑以其占地面積 少、綜合成本低、施工速度快、質(zhì)量易保證、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)得到 迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于廠房及高層或大型建筑?，F(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)框架施工過 程為首先在加工廠加工鋼結(jié)構(gòu)所用構(gòu)件；然后再將構(gòu)件運(yùn)到施工現(xiàn)場
后采用吊裝工具進(jìn)行安裝。而對(duì)于冶金行業(yè)大型煉鋼與選礦的廠房，其 鋼結(jié)構(gòu)所占建筑比例較大，傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)框架施工工藝則已經(jīng)不能滿足 此種現(xiàn)代超大、超高型鋼結(jié)構(gòu)框架施工要求，在施工過程中顯現(xiàn)出其諸
多不足l.現(xiàn)場安裝施工量大，特別是高空作業(yè)量大，導(dǎo)致施工過程耗 時(shí)長；2.高空作業(yè)難度高，造成框架結(jié)構(gòu)參數(shù)及安裝精度不易控制，容 易產(chǎn)生尺寸碥差，同時(shí)，長時(shí)間高空作業(yè)增加了施工危險(xiǎn)性；3.大型吊 裝工具等機(jī)具使用量大、費(fèi)用高，高空安全技措、施工技措費(fèi)用及人工 費(fèi)用均非常高，增加了施工成本。目前，也有將構(gòu)件在施工現(xiàn)場進(jìn)行吊 裝單元組裝，然后再進(jìn)行安裝的施工工藝，但此種吊裝單元的組裝僅為 局部的小模塊組裝，無法達(dá)到有效提高施工速度及降低施工成本的目 的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可大幅度降低高 空作業(yè)量，從而具有安裝速度塊、安裝精度高、節(jié)約機(jī)具、降低施工危 險(xiǎn)性等優(yōu)點(diǎn)的鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的所采用的技術(shù)方案是-
一種鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝，其施工工藝的步驟為(l).在車間內(nèi)
對(duì)鋼結(jié)構(gòu)所用的構(gòu)件進(jìn)行精確加工；(2).將構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單
元；(3).采用吊裝工具對(duì)拼裝后的安裝單元進(jìn)行現(xiàn)場整體吊裝，其特征在于所述的將構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元是在現(xiàn)場完成的，且現(xiàn)場 構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元的過程是在一組拼裝胎架上完成，該拼裝 胎架是由一組垂直于構(gòu)件并水平放置于地面上的H型鋼構(gòu)成。
而且，所述的構(gòu)件進(jìn)行精確加工的工藝過程為材料驗(yàn)收、拋丸； 放樣、號(hào)料；切割；矯正、刨邊零部件加工；接料；焊接；無損檢測； 矯正；組對(duì)；自動(dòng)焊接；探傷、檢查；成品號(hào)料組裝；焊接；號(hào)成品孔; 制孔；成品預(yù)裝；防腐包裝。
而且，所述的現(xiàn)場構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元的工藝過程為拼 裝胎架制作；構(gòu)件檢査；零件組裝成部件；尺寸、精度檢查；部件與部 件組裝；空間定位、精度檢查；多組部件拼裝；尺寸檢查；單元拼裝； 就位接口處尺寸檢查；焊接；加固。
而且，所述的采用吊裝工具對(duì)拼裝后的安裝單元進(jìn)行現(xiàn)場整體吊裝 的工藝過程為基礎(chǔ)復(fù)測；基礎(chǔ)找平處理；墊板就位；標(biāo)高復(fù)測；結(jié)構(gòu) 單元整體尺寸檢査；構(gòu)件吊裝就位；垂直度、水平度復(fù)測找正；隱蔽檢 查；永久性固定。
而且，所述的拼裝胎架上表面設(shè)置有構(gòu)件的水平定位調(diào)整裝置。
而且，所述的拼裝胎架上表面設(shè)置有位于構(gòu)件底部接觸面下方的水 平微調(diào)裝置。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
1. 本施工工藝首先在加工車間完成鋼結(jié)構(gòu)所用各個(gè)構(gòu)件的精確制 造，然后將該構(gòu)件在施工現(xiàn)場完成一組構(gòu)件的拼裝，形成大模塊化的安 裝單元，然后利用超大型起重設(shè)備一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行搭接安裝，此工藝使 得現(xiàn)場安裝的高空工作量大大減少，改善了傳統(tǒng)意義上鋼結(jié)構(gòu)制作安裝 方法，由于大模塊能夠直接隔離出很多區(qū)域，因此被孤立的不同區(qū)域可 以各自進(jìn)行作業(yè)而互不影響。
2. 本施工工藝可以解決大型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件異地施工、無法建立鋼結(jié)構(gòu) 加工廠、大型構(gòu)件無法運(yùn)輸、大型構(gòu)件吊裝頻繁起吊等問題，在加工過 程中可分塊分解、現(xiàn)場拼裝、整體吊裝，從根本上解決在加工、運(yùn)輸、 吊裝過程中由于件大而產(chǎn)生的大、笨、慢問題，提高了制作運(yùn)輸安裝的 效率，同時(shí)也滿足受地區(qū)與資源限制的施工條件，主要應(yīng)用于大型鋼結(jié) 構(gòu)廠房及平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的施工，實(shí)現(xiàn)制作運(yùn)輸安裝一體化并形成一定的管
4理體系及模式應(yīng)用到施工中，提高了生產(chǎn)力促進(jìn)施工標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的進(jìn) 程。
3.本發(fā)明的鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝?yán)贸墒飕F(xiàn)代大型吊裝技術(shù)、采 用模塊化安裝方式很好地解決了這一問題，模塊化施工工藝技術(shù)要求 高、安全可靠、安裝速度快、節(jié)約機(jī)具、分散尺寸偏差框架結(jié)構(gòu)參數(shù)易 于控制，避免長時(shí)高空作業(yè)的危險(xiǎn)，是一種比較理想的大型鋼結(jié)構(gòu)框架 制作安裝新工藝。


圖1為本發(fā)明構(gòu)件加工工藝流程圖2為本發(fā)明構(gòu)件拼裝工藝流程圖3為本發(fā)明安裝單元安裝工藝流程圖4為本發(fā)明構(gòu)件拼裝實(shí)施例的大型鋼柱現(xiàn)場拼裝原理圖5為大型鋼柱拼裝原理立面示意圖6a為大型鋼柱拼裝原理俯視圖(拼裝前)；
圖6b為大型鋼柱拼裝原理俯視圖(拼裝后)。
具體實(shí)施例方式
以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的， 不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
一種鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝，該施工工藝包括以下步驟
(l).在車間內(nèi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)所用的構(gòu)件進(jìn)行精確加工，其工藝過程為 材料驗(yàn)收、拋丸；放樣、號(hào)料；切割；矯正、刨邊零部件加工；接料； 焊接；無損檢測；矯正；組對(duì)；自動(dòng)焊接；探傷、檢查；成品號(hào)料組裝； 焊接；號(hào)成品孔；制孔；成品預(yù)裝；防腐包裝。
其關(guān)鍵工藝包括
A. 合理分段分塊，嚴(yán)格下料尺寸精度?？茖W(xué)合理的確定構(gòu)件的分段 分塊，其原則是有利于精度的控制和測量精確；模塊化制作盡量批量下 料，尺寸一步到位，減小切割修改量，采用電腦放樣保證尺寸精度，同 時(shí)選用先進(jìn)的切割工具和合格的測量儀器確保下料的尺寸精度。
B. 優(yōu)化焊接工藝，控制焊接變形量。為保證焊接質(zhì)量，精確預(yù)測焊 接變形，從而解決鋼結(jié)構(gòu)制作安裝結(jié)構(gòu)安全性的難點(diǎn)，本工藝采用以下 方法a.采取合理加固措施阻撓焊接時(shí)的焊接應(yīng)力，減小焊接收縮量，將其控制在允許范圍內(nèi)；b.制定合理的焊接工藝，盡量避免焊接局部或 某一點(diǎn)，施焊時(shí)應(yīng)對(duì)稱均勻分散，先主體后分部，能對(duì)稱焊不單面焊， 控制焊接電流宜小不大，快速完成；c.控制構(gòu)件組對(duì)間隙減小焊縫收縮 量；d.采取熱矯正和冷矯正處理變形構(gòu)件，采用火焰加熱進(jìn)行矯正，也 可采用機(jī)械矯正均可達(dá)到矯正的目的。
C. 分段分塊進(jìn)行預(yù)裝，確保安裝的整體性。對(duì)分段分塊制作的構(gòu)件 在出廠前必須進(jìn)行預(yù)拼裝，嚴(yán)格控制其拼裝尺寸，確保接口處的精度， 定位孔的精度，高強(qiáng)螺栓孔的定位相對(duì)精度從而控制結(jié)構(gòu)的整體性。
D. 科學(xué)合理的解決環(huán)境溫度影響。制作時(shí)必須考慮外部環(huán)境溫度， 同時(shí)考慮安裝時(shí)的環(huán)境溫度，因此必須了解制作安裝兩地的溫度差異， 通過氣象資料了解溫度差異確定其制作余量，尤其是高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu) 件，其誤差不允許超過2mm，在安裝時(shí)，接口處盡量保證外界溫度差異 不大，否則拼裝和安裝受溫度影響偏差較大。
(2).現(xiàn)場構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元，其工藝過程為拼裝胎架 制作；構(gòu)件檢査；零件組裝成部件；尺寸、精度檢査；部件與部件組裝； 空間定位、精度檢査；多組部件拼裝；尺寸檢查；單元拼裝；就位接口 處尺寸檢查；焊接；加固。
現(xiàn)場構(gòu)件拼裝成模塊化安裝單元的過程是在一組拼裝胎架1上完成 的，現(xiàn)以大型鋼柱現(xiàn)場拼裝為例進(jìn)行說明，如圖4所示，拼裝胎架由一 組垂直于構(gòu)件并水平放置于地面上的H型鋼構(gòu)成。該拼裝胎架上表面設(shè) 置有構(gòu)件的微調(diào)裝置，包括對(duì)稱設(shè)置的水平定位調(diào)整裝置4，該水平定 位調(diào)整裝置包括固裝于胎架翼緣板上的定位擋塊5及螺紋安裝于定位擋 塊上的水平調(diào)整螺栓6構(gòu)成，該水平調(diào)整螺栓可在構(gòu)件水平方向進(jìn)行微 調(diào)，即對(duì)其直線度進(jìn)行微調(diào)，其調(diào)整位移長度取決于該水平調(diào)整螺栓的 螺紋長度；還包括一設(shè)置于拼裝胎架上表面并位于構(gòu)件腹板底部接觸面 下方的水平微調(diào)裝置7，該水平微調(diào)裝置為一縱向設(shè)置的微型螺旋千斤 頂，其可對(duì)構(gòu)件在垂直方向上即其水平度進(jìn)行微調(diào)。
鋼柱的拼裝過程為將需要拼裝為安裝單元的單個(gè)構(gòu)件2采用汽車 吊3逐一搭置于一組胎架之上的水平定位調(diào)解擋之間；并采用一定數(shù)量 臨時(shí)連接螺栓9將鋼柱翼緣外側(cè)連接板10、腹板連接板11分別與鋼柱 翼緣板8及腹板12進(jìn)行臨時(shí)連接，兩鋼柱對(duì)接端的翼緣外側(cè)連接板及腹板連接板均為相對(duì)單一設(shè)置；相鄰兩段鋼柱首先進(jìn)行沿其長度方向的 找正，再進(jìn)行沿其寬度方向的找正，然后采用對(duì)稱設(shè)置的銷軸14及臨 時(shí)螺栓定位找正，完成鋼柱對(duì)接精度粗找;組裝鋼柱翼緣內(nèi)側(cè)連接板13; 采用設(shè)置于拼裝胎架上的微調(diào)裝置對(duì)構(gòu)件在垂直方向及水平方向進(jìn)行 一定微調(diào)，完成鋼柱對(duì)接精找；將臨時(shí)連接螺栓替換為高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行 終擰；最后進(jìn)行就位接口處尺寸檢查、焊接、加固，完成分段拼裝的工 序。
大型鋼柱在采用模塊化施工時(shí)，經(jīng)優(yōu)化分段制作，可克服在制作場 內(nèi)制作時(shí)因構(gòu)件大尺寸難控制、難翻身、起重量不夠的因素，克服出廠 后構(gòu)件超長超寬難運(yùn)輸?shù)膯栴}。
(3).采用吊裝工具對(duì)拼裝后的安裝單元進(jìn)行現(xiàn)場整體吊裝。其工藝 過程為基礎(chǔ)復(fù)測；基礎(chǔ)找平處理；墊板就位；標(biāo)高復(fù)測；結(jié)構(gòu)單元整 體尺寸檢查；采用大型履帶吊進(jìn)行構(gòu)件吊裝就位；垂直度、水平度復(fù)測 找正；隱蔽檢査；永久性固定。
將構(gòu)件分塊制作、拼裝成整體單元進(jìn)行安裝的模塊化施工工藝，還 可適用于鋼吊車梁模塊化施工、屋面檁條模塊化施工以及鋼天窗模塊化 施工等。將鋼吊車梁與輔助系統(tǒng)拼裝為整體進(jìn)行吊裝，減少高空作業(yè)， 克服吊車頻繁起鉤，減少人員機(jī)械的投入加快施工進(jìn)度。由于屋面檁條 無法拼裝成整體來安裝，只能把它作為零散的塊進(jìn)行吊裝，采用一鉤多 吊法進(jìn)行安裝，把若干檁成串依次一次進(jìn)行吊裝。由于屋面鋼天窗構(gòu)件 較為零散且鋼天窗安裝在屋面最高處，高空作業(yè)頻繁風(fēng)險(xiǎn)較大，將其拼 裝為整體進(jìn)行吊裝可以克服大型吊車頻繁起鉤，減少安裝時(shí)長時(shí)間占用 大型機(jī)械。
本發(fā)明施工工藝可提高施工精度，縮短施工時(shí)間，降低施工費(fèi)用 (如履帶吊臺(tái)班費(fèi)用，高空安全技措及施工技措費(fèi)用以及節(jié)省高空人 工費(fèi)用等)，從而可大幅提高經(jīng)濟(jì)效益，具有廣泛的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1. 一種鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝，其施工工藝的步驟為(1).在車間內(nèi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)所用的構(gòu)件進(jìn)行精確加工；(2).將構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元；(3).采用吊裝工具對(duì)拼裝后的安裝單元進(jìn)行現(xiàn)場整體吊裝，其特征在于所述的將構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元是在現(xiàn)場完成的，且現(xiàn)場構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元的過程是在一組拼裝胎架上完成，該拼裝胎架是由一組垂直于構(gòu)件并水平放置于地面上的H型鋼構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝，其特征在于 所述的構(gòu)件進(jìn)行精確加工的工藝過程為材料驗(yàn)收、拋丸；放樣、號(hào) 料；切割；矯正、刨邊零部件加工；接料；焊接；無損檢測；矯正； 組對(duì)；自動(dòng)焊接；探傷、檢查；成品號(hào)料組裝；焊接；號(hào)成品孔；制 孔；成品預(yù)裝；防腐包裝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝，其特征在于 所述的現(xiàn)場構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元的工藝過程為拼裝胎架制 作；構(gòu)件檢查；零件組裝成部件；尺寸、精度檢査；部件與部件組裝； 空間定位、精度檢查；多組部件拼裝；尺寸檢査；單元拼裝；就位接 口處尺寸檢查；焊接；加固。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝，其特征在于 所述的采用吊裝工具對(duì)拼裝后的安裝單元進(jìn)行現(xiàn)場整體吊裝的工藝過 程為基礎(chǔ)復(fù)測；基礎(chǔ)找平處理；墊板就位；標(biāo)高復(fù)測；結(jié)構(gòu)單元整 體尺寸檢查；構(gòu)件吊裝就位；垂直度水平度復(fù)測找正；隱蔽檢查；永 久性固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝，其特征在于 所述的拼裝胎架上表面設(shè)置有構(gòu)件的水平定位調(diào)整裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝，其特征在 于所述的拼裝胎架上表面設(shè)置有位于構(gòu)件底部接觸面下方的水平微 調(diào)裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝，包括以下步驟為(1)在車間內(nèi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)所用的構(gòu)件進(jìn)行精確加工；(2)將構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元；(3)采用吊裝工具對(duì)拼裝后的安裝單元進(jìn)行現(xiàn)場整體吊裝，其中所述的將構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元是在現(xiàn)場完成的，且現(xiàn)場構(gòu)件拼裝成為模塊化安裝單元的過程是在一組拼裝胎架上完成，該拼裝胎架是由一組垂直于構(gòu)件并水平放置于地面上的H型鋼構(gòu)成。本發(fā)明的鋼結(jié)構(gòu)模塊化施工工藝?yán)贸墒飕F(xiàn)代大型吊裝技術(shù)，采用模塊化的安裝方式很好的解決這一問題，安全可靠、安裝速度快、節(jié)約機(jī)具、分散尺寸偏差框架結(jié)構(gòu)參數(shù)易于控制，避免長時(shí)高空作業(yè)的危險(xiǎn)，是一種比較理想的大型鋼結(jié)構(gòu)框架制作安裝新工藝。
文檔編號(hào)E04G21/14GK101451397SQ200710150758
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者索建紅 申請(qǐng)人:中冶天工建設(shè)有限公司