钢结构厂房杯口柱快速安装及精度控制

钢结构厂房杯口柱快速安装及精度控制

张治勇、周泳全、马超、张帆、袁宏兵

中国十九冶集团有限公司

摘要:杯口柱为厂房钢构的第一段柱,杯口柱的轴线偏差、垂直度及标高的控制是后续构件准确安装的基础，采用杯口顶部夹具控制整体定位精度，使用简易辅助撑杆调节垂直度，在保障钢柱定位精度的同时提高钢柱安装效率。本文结合工程概况及实施过程，详细分析了如何快速实现杯口柱一次定位，且保证定位精度的大面积钢结构厂房杯口柱施工方法。

关键词:杯口柱；钢柱定位夹具；垂直度调节撑杆；

一、前言

钢结构在轻钢厂房中作为建筑的受力主体，施工质量直接影响整栋建筑结构的稳定性和使用寿命，厂房施工的速度也决定了进入成本回收期的时间。而在钢结构安装伊始，第一段杯口柱的快速、精确安装显得尤为重要。杯口柱的安装精度直接决定了后续上层结构的安装精度，其安装的快慢，也决定了下一道工序的进场时间。如果钢柱安装时，位置偏离轴线或者柱的垂直度偏差较大，将导致厂房整体偏离设计轴线与图纸不符。垂直度偏差较大，在安装时存在重大安全、质量隐患。厂房钢柱安装精度是整座厂房质量的关键，而第一段杯口柱是安装质量控制的关键。为了满足钢结构厂房钢柱安装效率及精度要求，在施工中第一段杯口柱的安装采用钢柱定位夹具，垂直度调节撑杆进行辅助安装。

二、工程概况及实施过程

1、工程概况

本工程总建筑面积约210428.4㎡，钢框架+门式钢架钢结构工程，厂房为整体两层平台，局部设三层平台，屋架跨度最大24.4米，其中屋脊最高点23.94m。该结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，抗震设防类别为丙类。柱子为箱型柱，共4347根，钢结构安装总量达5.5万余吨，钢结构安装工期为6个月。

本工程柱为焊接矩形管柱，柱中外包素混凝土部分以下浇筑C30无收缩混凝土，钢柱由下柱（焊接矩形管柱）、中柱（减小截面焊接矩形管柱）、以及上柱（变截面H型钢柱）组成，其中最长柱27m，分二段加工，最重7.8t。平台梁部分主要由焊接H型钢组成、平台H型钢梁与钢柱刚性连接、平台主H型钢梁与次H型钢梁铰接，均由现场螺栓连接拼装，刚接处现场焊接，其中钢平台梁最长24m，最重7.2t。屋面采用H型钢梁、变截面H型钢梁加连接摩擦板组成屋架，其中最长24m，最重4t。

钢柱主要截面尺寸如下：

钢柱的分类及允许偏差：

2、工程实施过程

根据基准定位控制点，测设出钢柱安装中心轴线，横纵方向均需测量，将测量结果在杯口做好标记，方便后续钢柱对中。根据测量标记的中心轴线位置将钢柱定位夹具安装到位，之后进行钢柱吊装，吊装就位后使用两台经纬仪从横纵两个方向检查钢柱垂直度，在垂直度偏差较大一侧安装垂直度调节撑杆进行调节，直至合格为止。

2.1施工前准备工作

2.1.1施工所需的工器具

经纬仪、水准仪、全站仪、卷尺、汽车吊、剪刀车、铁楔子、榔头、垫铁、定位夹具、垂直调节撑杆等。其中经纬仪、水准仪、全站仪、卷尺需送交专业计量检定机构进行检定。

2.1.2杯口柱安装定位

根据施工蓝图，在土建施工完成的基础上，对钢柱安装定位进行复核、查验。在横纵两个方向对钢柱安装定位中心线进行确认、标记。事先在钢构厂使用槽钢制作钢柱定位夹具，定位夹具尺寸根据箱型柱尺寸确定，定位夹具横向及纵向均设置一个钩爪式螺栓调节、夹紧装置。钢柱安装到位后，利用经纬仪检测其垂直度，在偏差较大一侧设置垂直度调节撑杆用以调节垂直度，钢柱安装定位复核无误后浇筑混凝土，待混凝土凝固后拆除定位夹具及撑杆。

2.2杯口柱施工工艺流程

测量放线、标记安装中心轴线→杯口底部标高测量，保证钢柱安装标高→定位夹具安装→钢柱安装→安装位置及垂直度复核→浇筑混凝土→拆除辅助工具→成品保护

2.3施工方法

2.3.1轴线、标高确定

根据施工图纸要求，钢柱安装前需要对杯口底部标高进行测量，保证钢柱安装面标高与设计图纸一致。复核杯口横纵两侧钢柱安装中心轴线，并做好标记，方便后续定位夹具安装及钢柱安装。

2.3.2钢柱安装

钢柱安装前，先将定位夹具安装到位，之后利用吊车将钢柱吊装至杯口中，通过调节定位夹紧装置对钢柱进行初步定位，垂直度调节使用调节撑杆进行调节。钢柱安装定位复核无误后，及时对柱脚灌浆进行最终固定。

2.3.2.1钢柱定位夹具：

钢柱定位夹具使用14#槽钢，根据钢柱尺寸焊接成矩形方框，在矩形框四周各设置一根螺杆式调节夹紧装置，利用前期标记好的安装中心轴线安装定位夹具，待钢柱插入杯口后，通过调节螺杆对钢柱进行定位夹紧。

2.3.2.2垂直度调节撑杆：
　　初步定位确定以后，利用垂直度调节撑杆进行钢柱垂直度调节，垂直度调节撑杆由底座及伸缩调节臂组成。底座使用钢板制作，撑杆使用圆管制作，圆管在中段位置设置伸缩调节，另外整个调节撑杆升降依靠底部千斤顶完成。

2.3.2.3柱脚灌浆

在钢柱定位完成后，需要及时对钢柱进行柱脚灌浆，防止长时间长时间放置钢柱二次偏移，待混凝土达到一定强度后，将定位夹具及垂直度调节撑杆拆除。

二、结束语

本文所叙述的采用定位夹具及垂直度调节撑杆对杯口柱进行安装的施工方法在本项目的施工中得到了应用，收到良好效果。

在使用定位夹具对钢柱进行定位固定时，横纵方向的四个紧固装置螺栓要拧紧，紧固到位，防止施工过程中柱子发生偏移。根据实际需要，也可在四周使用铁楔子进行再次加固。找正后的钢柱，需要及时安排柱脚灌浆。

参考文献

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