工业厂房重型混凝土矩形柱预制安装技术

工业厂房重型混凝土矩形柱预制安装技术

徐长会

上海二十冶建设有限公司上海201999

摘要：工业厂房一般跨度较大，立柱的承载能力和定位要求也较高。预制混凝土构件具有质量性能好、施工效率高、对环境影响小等优点，是工业厂房的首选结构形式。某烧结大修改造工程主抽风机室采用重型混凝土矩形柱预制安装技术，经过理论计算与现场验证，取得了良好的效果。

关键词：混凝土柱，预制，吊装，工业厂房

0引言

预制混凝土构件具有质量性能好、施工效率高、对环境影响小等优点，采用预制混凝土构件进行装配化施工，可节约劳动力、克服季节影响、便于常年施工，广泛应用在建筑行业中。推广使用预制混凝土构件，是实现建筑工业化的重要途径之一。

1工程概况

某烧结大修改造工程主抽风机室位于主烟囱与主电除尘器之间，北靠厂内道路，南临主抽及烟气净化配电室，厂房长63.5m，分为A～J共9列；宽18m，分为①～③三线。本工程为钢筋混凝土排架结构，柱子为钢筋混凝土预制柱，预制柱共20根，最大柱子底部尺寸为28.15m×2.4m×0.9m，单根混凝土重量约为94.17t，即构件自重Q1=94.17t；最小柱子底部尺寸为27.95m×1.2m×0.8m，单根混凝土重量约为63.32t，即构件自重Q1=63.32t。

根据现场的实际场地条件，施工现场周边各子项工程施工已全面展开，尤其受临近主烟囱施工影响较大，现场预制场地无法就近布置，所以在本工程临近道路上采用叠层法进行预制混凝土柱施工，预留场地布设两排，每排放置三根预制柱，每排叠层为三层，共预制18根；剩余2根预制场设置在主电除尘靠近道路空地位置。

2吊车选型分析

由于预制柱吊装作业平面狭小，作业有效半径受施工道路、已完基础影响很大。考虑临近矿石输送系统1标段主抽及烟气净化配电室大通廊吊装，以及烟气净化区域解析塔塔节模块（单体重量130t）整体吊装要求，同时考虑目前现场已有250t履带吊利用效率。综上考虑，本次吊车选用400t履带吊主机吊装，250t副机辅助吊装，最大程度节约施工成本。

2.1吊机台吊起重量验算

以自重最大的KZ-6构件为例，构件自重为Q1=94.17t。400t履带吊钩头重量为5.4t，250t履带吊钩头重量为3t，钢丝绳重量1t，索具重量Q2=5.4+3+1×2=10.4t。

两车抬吊起重机降低系数按K=0.7计算，Q主=86t，Q副=89.5t，Q主+Q副=175.5t，按照公式Q主+Q副≥（Q1+Q2）/K=（94.17+10.4）/0.7=149.39t，满足吊装要求。

2.2吊车吊点布置图

吊点位置由设计验算确定，设计图纸吊点设计为两处，一处为预制柱翻身吊点，吊点设置在柱子外侧，共三个吊点；另一处为起吊吊点，设置在外侧吊点附近，横穿柱子预埋Ø100钢管，共三处。

由于吊点设计尺寸无法满足钢丝绳规格要求，经与设计沟通，翻身吊点位置制作专门的销轴，钢丝绳挂在销轴上吊装。起吊吊点位置加工Ø95的特钢钢棒，穿过吊点挂钢丝绳吊装。

预制柱起吊采用三点起吊，考虑到三个吊点位置受力均匀，为保证中间吊点的钢丝绳受力均匀，采用每根钢丝绳加各加一根20t手动葫芦，通过手动葫芦调整钢丝绳受力。

2.3吊运吊装安全系数计算

工作半径9m，起吊能力208t，最重预制柱94.17t，吊索具自重6.4t（吊装用钢丝绳1t，吊钩自重5.4t）。起吊总载荷100.57t，考虑动载荷（f=1.1-1.2）实际吊装重量为120.7吨，起吊余量12.3t。吊装安全系数为S=208&pide;120.7=1.72。

3预制柱吊装

3.1安装前准备工作

安装前由专职人员结合图纸测量柱子的实际几何尺寸，着重测量柱长、柱牛腿至柱底的实际尺寸、柱子中心的标记、柱子根部+0.8m标高线是否正确等内容。用红铅油笔在柱子的醒目部位做好标识，并同时将全部测定数据造表登记。

待收到柱基础交工资料后，进行厂房基础复测、验收工作。基础复测应在基础杯口面上弹出建筑物的纵、横定位线和柱的吊装准线，作为柱对位、校正的依据。如复测轴线存在较大误差，应进行纠正。基础杯底标高，在吊装前应根据柱子制作的实际长度进行一次调整。

3.2吊装

根据工程预制柱比较重的特点，选用一台400t履带吊，一台250t履带吊双机吊装。为保证250t吊车副机抬吊时受力均匀，副机采用四点吊装，钢丝绳均采用已验算的83mm直径的钢丝绳，钢丝绳穿过滑轮后在预制柱同侧固定在特钢钢棒的两个吊点位置，然后滑轮与吊车吊钩连接，以保证副机吊装时因角度变化保证钢丝绳受力均匀。

因设计验算牛腿位置的吊点无法满足一点吊装就位要求，而设计验算靠近牛腿的空腹位置满足一点吊装要求主吊车，所以主机吊装点改为空腹位置，作业前主机穿过空腹梁位置挂好钢丝绳，混凝土柱子角点位置用钢管护角。

起吊柱时副机配合主机起钩，随着主机的起吊行走或回转，在递送过程中，副机承担了一部分荷重，将预制柱脚递送到柱基础上面，副机摘钩，卸掉荷载，此刻主机满载，将预制柱就位。

3.3对位与临时固定

柱脚插入杯口后，停在离杯底30~50mm处进行对位。使用八只木楔或钢楔从柱的四边放入杯口，并用撬棍或千斤顶撬动柱脚，使柱的安装中心线对准杯基口上的安装中心线，并使柱基本保持垂直。

对位后将八只楔块略打紧，放松吊钩，让柱靠自重沉至杯底，再检查一下安装中心线对准的情况，若已符合要求，即将楔块打紧，将柱临时固定。

当柱较高，杯口深度与柱长之比小于1/20时，或柱有较大的牛腿时，除采用八只楔块临时固定外，必要时应增设缆风绳拉锚或用斜撑来加强临时固定。

3.4校正

柱的校正包括三方面的内容：即平面位置、标高及垂直度。柱的标高校正在杯基杯底抄平时已经完成，而柱平面位置的校正则在柱对位时也已完成。因此，在柱临时固定后，仅需对柱进行垂直度的校正。

对柱垂直偏差的检验方法，是用两架经纬仪从柱相邻的两边（视线应基本与柱面垂直）去检查柱吊装准线的垂直度，在没有经纬仪的情况下，也可用垂球进行检查。如偏差超过规定值则应对柱的垂直度进行校正。校正除常用的楔子配合钢纤校正法外，还可采用撑杆校正法和螺旋千斤顶校正法。

3.5最后固定

柱校正后，立即进行最后固定。在柱脚与杯口的空隙中灌注比原构件的混凝土强度等级高一级的细石混凝土。

4结语

采用工业厂房重型混凝土矩形柱预制安装技术，完成了所有预制柱的安装，实现了预期目标。厂房立柱预制、安装质量良好，施工过程安全可靠。

参考文献：

[1]吕永涛.大跨度钢结构吊装施工技术研究与应用[D].安徽建筑大学,2017.

[2]王冬冬,杨天宇.地铁车站清水混凝土柱预制安装[J].上海建设科技,2017(03):19-23.

[3]赵锐.预制装配式钢筋混凝土结构塑性可控钢质梁柱节点研究[D].哈尔滨工业大学,2017.

[4]郝崑,王玉良,方彬,于庆荣.新型装配整体式混合框架结构技术研究[J].天津城建大学学报,2017,23(02):101-105.