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(1)项目概况
项目名称:利用固体废弃物DP型烧结新型墙材
2、项目建设内容
项目主要产品为烧结砖和混凝土空心砌块等,其主要产品方案及产品技术指标见下表。
产品方案
序号
名称
数量
单位
备注
1
混凝土空心砌块
3000
万块/a
一期工程
2
标准空心砖
5000
万块/a
二期工程(烧结标准砖执行国家标准GB5101-2003)
表1-2 项目组成一览表项目组成
名称
工程组成
环评内容
实际建设
主体工程
一期工程混凝土空心砌块(免烧砖)
成型车间
1F,钢结构,建筑面积2400㎡,主要用于砖的挤压成型,布置2条挤压成型生产线
1F,钢结构,建筑面积2640㎡,主要用于砖的挤压成型,布置2条挤压成型生产线
破碎
单层,总占地面积600m2,彩钢结构,密闭
单层,总占地面积2016m2,彩钢结构,密闭
水泥罐
1座,高12m ,密闭
2座,100t/座
粉煤灰罐
新增1座,150t/座
原料车间棚
单层,总占地面积2600m2,彩钢结构,密闭
单层,总占地面积300m2,彩钢结构,密闭
二期工程标准空心砖(烧结砖)
燃料及原料加工车间
1F,钢结构,建筑面积1170㎡,主要用于处理煤矸石、建筑垃圾、建筑渣土等生产原料,布置1条煤矸石、建筑垃圾原料处理线和1条建筑渣土预处理生产线
二期工程不验收
陈化库
1F,钢结构,建筑面积1326㎡,主要混合料陈化,提高混合原料的塑形指数
二期工程不验收
码车线
1040㎡,主要用于将挤出成型后的砖堆放转运,便于进行下一工序
二期工程不验收
干燥窑
GWY09-115.92×3.9m,75×3.9m,窑内容车数20辆,干燥周期16~18h
二期工程不验收
烧结窑
GWY09-115.92×3.9m,115.92×3.9m,窑内容车数31辆,烧成周期22~26h,烧成温度1100~1200℃
二期工程不验收
储运工程
成品堆场
露天,占地面积1320m2
露天,硬化,占地面积400m2
建筑渣土场
四周三面围挡,并加盖防风抑尘和喷淋设备,占地面积3500m2,位于厂区东侧
不验收
辅助工程
办公楼
1F彩钢结构,建筑面积640m2,用于综合办公,包括食堂、卫生间
办公室,1F砖混结构,占地480m2,用于综合办公,卫生间;不设食堂
配电室
一层砖混结构,建筑面积216m2
一层砖混结构,建筑面积216m2
公用工程
供电
电网引入
电网引入
供水
市政用水
市政用水
排水
排水实行雨污分流制。雨水就近排入沟渠;生产用水循环利用不外排;生活废水经厂区化粪池处理后,由周围农户定期清掏,用于农田施肥
排水实行雨污分流制。雨水就近排入沟渠;生产用水循环利用不外排;生活废水经厂区化粪池处理后,由周围农户定期清掏,用于农田施肥
废气
混凝土空心砌块(免烧砖)
原料车间棚
建设全封闭彩钢结构厂房、地面硬化处理、设置喷淋洒水装置,分类贮存原料;
建设全封闭彩钢结构厂房、地面硬化处理、设置喷淋洒水装置,分类贮存原料;
破碎
在破碎机上方安装布袋除尘器收集后排放;
增加一台破碎机,增加集气罩
水泥罐
水泥罐采用布袋除尘器收集后排放;
水泥罐采用布袋除尘器收集后排放;
混料仓
混料仓安装布袋除尘器收集后排放;
没有混料仓,增加粉煤灰罐,150t,一座,采用布袋除尘器收集后排放
搅拌
搅拌设置喷头喷淋洒水
搅拌设置喷头喷淋洒水
标准空心砖(烧结砖)
建筑渣土扬尘
随用随取,作业面喷水湿润,采用密闭输送带输送,输送带上方全部设有塑料罩棚,密闭输送
不验收
环保工程
原料储存粉尘、装卸粉尘
原料储存设置全封闭库房,设置喷淋洒水抑尘、设置抑尘网
不验收
焙烧烟气
废气经布袋除尘器除尘后经双碱法脱硫除尘后,通过15m高排气筒排放,烟气安装在线监测装置,并与当地环保部门联网
不验收
食堂油烟
安装油烟净化器后引至楼顶排放
不设食堂
废水
排水实行雨污分流制。雨水就近排入沟渠;生产用水循环利用不外排;生活废水经厂区化粪池处理后由周围农户定期清掏,用于农田施肥
排水实行雨污分流制。雨水就近排入沟渠;生产用水循环利用不外排;生活废水经厂区化粪池处理后由周围农户定期清掏,用于农田施肥
噪声
设备选用低噪声设备、加装减振垫、进行厂房隔声等措施
设备选用低噪声设备、加装减振垫、进行厂房隔声等措施
固废
生产固废
废坯、废砖、布袋收集粉尘回收利用,脱硫除尘石膏外售
新建
生活垃圾
生活垃圾交由环卫部门统一处置
危废
建设8㎡危废暂存间,防渗系数≥10-10cm/s(2mm的HDPE膜或者同等防渗能力的人工材料)
建设8㎡危废暂存间,防渗系数≥10-10cm/s(2mm的HDPE膜或者同等防渗能力的人工材料)
生态保护措施
绿化及复垦
厂区绿化率不低于35%
厂区绿化率不低于35%
3、主要生产设备
本项目主要设备见表1-3。
表1-3 主要生产设备一览表
序号
环评要求
实际
符合性
设备名称
数量
设备名称
数量
1
装载机
2
装载机
2
一致
2
箱式给料机
3
给料机
2
减少1台
振动给料机
1
增加1台
3
反击式破碎机
1
反击式破碎机
1
一致
颚式破碎机
1
增加1台
4
机械振网筛
1
机械振网筛
1
一致
5
自动配料称
1
不验收
6
高效搅拌机
3
不验收
7
细碎对辊机
1
不验收
8
可逆皮带布料机及平台
1
输送带
150米
不验收
9
多斗挖掘机及皮带输送机
1
不验收
10
联合真空挤砖机
1
真空挤砖机
2
增加1台
11
切条机
1
不验收
12
切坯机
1
不验收
13
分坯机
1
不验收
14
运坯机
1
不验收
15
胶带机
12
不验收
16
电磁除铁器
6
电磁除铁器
1
减少5台
17
汽水换热器
1
不验收
18
排烟风机
1
不验收
19
急冷风机
2
不验收
20
抽送热风机
2
不验收
21
干燥窑排潮风机
4
不验收
22
烧结窑顶车机
1
不验收
23
干燥窑顶车机
1
不验收
24
出口拉引机
2
不验收
25
电动摆渡车
3
电动摆渡车
4
增加1台
26
码窑步进机
4
不验收
27
回车牵引机
6
不验收
28
温度压力控制系统
1
不验收
29
窑车
100
不验收
30
除尘设备
/
不验收
31
消烟脱硫塔
1
不验收
浮选机
1
增加1台
布袋除尘+15米排气筒
1
布袋除尘+15米排气筒
1
一致
布袋除尘器
1
布袋除尘器
3
增加2台
水泥罐
1
水泥罐
2
增加1座
粉煤灰罐
1
增加1座
叉车
4
增加4辆
翻斗汽车
1
增加1辆
砖板分离机
1
增加1台
洒水车
1
增加1台
4、原辅材料消耗及能源消耗
表1-4 原辅材料及能源消耗表
序号
环评要求
实际建设
相符性
名称
用量(t/a)
名称
用量(t/a)
原辅材料消耗
1
煤矸石
48000
不验收
2
建筑渣土
20000
不验收
3
气化渣
10000
不验收
3
建筑垃圾
7万
建筑垃圾
70万
增加63万t
4
水泥(8%)
2285
2万
增加17715t
5
氢氧化钠
40
不验收
6
石灰
40
不验收
粉煤灰
48000t
增加48000t
能源消耗
1
水
19800t/a
由赵家村坡头小组水源井提供,用泵抽取,管道引入
一致
2
电
215万度/年
区域电网
一致
3
油
60t/a
用于第一次点火,外购
不验收
5、产品方案
本项目产品规格及产量见下表1-5。
表1-5 产品规格及产量一览表
序号
环评要求
实际建设
相符性
产品名称
规格(mm)
产量(万块)
产品名称
产量(万块)
1
承重多孔砖
240×115×90
2000
不验收
2
非承重空心砖
240×110×185
1000
不验收
240×240×115
1000
不验收
3
自保温空心砌块
240×290×190
1000
不验收
4
混凝土空心砌块
240×290×190
3000
【关键词】钢结构;工程施工管理;钢结构组装;原材料检验
中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:
1 工程概况
新建主车间钢结构子分部工程有钢架、钢行车梁、钢屋面等钢结构子分项。本工程钢梁总长度40m,分段拼装起吊中最长的14m,约重1.025t,安装最高度为9.407m。为了在钢结构(制作和安装) 整个子分部施工过程中确保质量和进度及安全,特制定钢结构专项施工管理方案。
2 工程管理方案
2.1 工程管理目标
根据对本工程施工图的研究探讨及对施工现场的勘察,并结合先进的钢结构施工管理,力争提前完成施工任务,能尽早将工程交给业主使用。为确保该工程项目能按计划顺利进行并达到预定的目标,必须对有可能影响工程按计划进行的因素进行分析,事先采取措施,尽量缩小计划进度与实际的偏差,实现对项目的工期的主动控制。影响该项目进度的主要因素有计划因素、人员因素、技术因素、材料和设备因素、机具因素、气候因素等。对于上述影响工期的诸多因素,我们将按事前、事中、事后控制的原则,分别对这些因素加以分析、研究,制定对策,以确保工程按期完成。
2.2 工程管理机构
为了强化项目部管理人员工期责任制和激励机制。施工现场推行“矩形体制、动态管理、目标控制、节点考核”的动态管理法。本工程钢结构施工严格按照项目法施工,实行项目管理,推行项目法施工,实行项目经理负责制。使项目管理成为能协调各方面关系的高度指挥机构,配备素质高、能力强、有管理水平的项目经理部,使用经济和行政手段,确保施工进度。
2.3 利用计算机进行计划管理
根据本项目的工程特点及难点,安排合理的施工流程和施工顺序,尽可能提供施工作业面,使各分项工程可交叉进行。在各工序持续时间的安排上将根据以往同类工序的经验,结合本工程的特点,留有一定的余地,并充分征求有关方面意见加以确定,同时根据各个工序的逻辑关系,应用目前国内较先进的梦龙网络软件或Project 项目管理软件,编制总体网络控制计划,明确关键线路,确定若干工期控制点。根据确定的进度计划检查日期,及时对实际进度进行检查,并据此做出各期进度控制点,及时利用微机对实际进度与计划进度加以分析、比较,及时对计划加以调整,在具体实施时应牢牢抓住关键工序及设定的各控制点两个关键点,一旦发生关键工序进度滞后,则及时采取增加投入或适当延长日作业时间等行之有效的方法加以调整。
2.4 施工协调管理
1)充分协调好业主、监理、设计等与工程相关部门的工作关系,取得相关机构对工期管理工作的支持。
2)充分协调好与业主的工作关系,对可能造成工期影响的工作内容,尽早知会对方,会同监理工程师协调解决。
3)实施每周例会制度,由建设单位、监理单位、总承包单位参加,工程出现的问题及早解决,以免延误工期。
4)组织协调好土建、安装和装饰的交叉作业和分段流水施工。针对工程特点,采用分段流水施工方法,减少技术性间歇,对主要项目集中力量,突出重点,加快施工进度。
3 钢结构施工准备阶段管理
3.1 技术准备管理
1)由项目经理主持,总工程师负责组织技术和管理人员,对工程设计图纸进行会审和技术交底,制定相应的制作质量工艺流程质量控制措施和主体结构吊装的施工方案,围护结构安装施工方案,以及编制项目施工预算等。
2)会同___业主、设计、监理以及其他施工单位对编制的施工方案进行审查和完善,及时解决存在的问题。
3)根据现场情况,绘制施工平面图,落实施工现场的临建、库房材料的堆放贮存场地和机具设备的安置。
4)准备钢结构制造、安装所需各项技术资料。
3.2 进场管理
1)进场前,尽快会同业主、监理、其他施工单位移交建设场地红线、水准点、施工技术资料。
2)根据施工方案及工期要求,编制工程构件和安装辅材进场计划,及时组织施工所需的人力、设备。
3)解决施工现场内进场交通口、供水、供电、材料堆放场地等问题。
4)编制季节性施工措施,制定施工现场管理制度等。
4 钢结构材料管理
4.1 材料采购与检验管理
1)钢结构材料采购前,将所有拟购材料的品牌、型号、规格、样品、产地、生产厂家提供给业主、监理方核定,经认可后再采购。材料进厂后,会同业主、质监、设计单位按设计图纸和国家规范对材料按下面方法进行检验, 检验合格后方可使用。
2)质量证明书。质量证明书应符合设计要求,并按国家现行有关标准的规定进行抽样检验,不符合国家标准和设计文件的均不得采用。
3)钢材表面有锈蚀、麻点和划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度负偏差值的1/2,并符合产品质量规范的规定。
4) 钢材表面锈蚀等级应符合现行国家标准和设计要求《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的规定。
5)连接材料(焊条、焊丝、焊剂)、高强螺栓、普通螺栓以及涂料(底漆和面漆)等均应具有出厂质量证明书,并应符合设计的要求和国家现行有关标准的规定。
6)合格的钢材按品种、牌号、规格分类堆放,做好标识。钢材的堆放应成形、成方、成垛,以便点数和取用;最底层垫上枕木,防止进水锈蚀。
7)焊接材料(焊条、焊丝、焊剂)应按牌号和批号分别存放在干燥的储藏仓库;焊条和焊剂在使用之前按出厂证明书上的规定进行烘焙和烘干;焊丝应无铁锈、油污以及其他污物。
8)材料凭领料单发放,发放时应该核对材料的品种、规格、牌号是否与领料单一致,并要求质检人员在领料现场签证认可。
4.2 钢构件现场堆放管______理依据吊车的起重能力确定构件堆放位置。现场构件分类单层摆放,以便于起吊。进场钢柱、钢梁下需加垫块,并且需注意预留穿吊索的空间。堆场需留出吊装机械通道。
小件及零配件应集中保管于仓库,做到随用随领,如有剩余,应在下班前作退库处理。仓库保管员对小件及零配件应严格做好发放领用记录及退库记录。
5 钢结构的组装和连接
在安装钢柱前,应检查螺栓间的距离尺寸,其螺纹是否有损伤(施工时注意保护)。结构吊装时应采取适当的措施,以防止过大的弯扭变形。结构吊装就位后,应及时系牢支撑及其联系构件,保证结构的稳定性。所有上部构件的吊装,必须在下部结构就位,校正系牢支撑及其他联系构件,保证结构的稳定性。组装是将制作完成的半成品和零件,按要求运输单元,装成构件或其部件,经过焊接或螺栓连接等工序成为整体。组装应按工艺方法的安装次序进行,当有隐蔽焊缝时,必须预先施焊,经检验合格方可覆盖,当复杂部位不易施焊时,亦须按工艺次序分别先后组装和施焊,严禁不按次序组装和强力组对。为减少变形尽量采取小件组装,经矫正后,再大件组装,胎具及装出的管件须经过严格检验,方可大批进行组装工作。组装前,连接表面及沿焊缝每边30mm~50mm 范围内的铁锈、毛刺和油污及潮气等必须清除干净,并露出金属光泽。应根据金属结构的实际情况,选用或制作相应的工装设施(组装平台、胎架等)和工卡具(夹紧器、顶杠、拉紧器等),应尽量避免在结构上焊接临时固定件、支撑杆及其他零件。工具卡及吊具必须焊接在构件上时,材质与焊接击,应用气割或机械方法进行,对于残角痕迹应进行打磨修整。焊接应在组装质量检验合格后进行。构件焊接应制定焊接工艺规程,并认真实施。焊接时应注意焊接顺序,采取防止和减少焊接应力与应变的可靠措施。当采用手工焊,风速大于10m/s,气体保护焊大于3m/s,或相对湿度大于90%时,雨、雪天气或焊接环境湿度低于-10℃时,必须采取有效措施,确保焊接质量,否则不得施焊。
6 结语
本文结合作者从事钢结构工程管理的实践经验,从施工准备阶段的材料管理到钢结构施工等环节上对钢结构施工管理问题进行深入探讨、研究,为钢结构工程管理者积累一些指导性经验,供同行借鉴。
【参考文献】
【1】艾祖轩.钢结构防腐技术的应用及工程管理要点[J].甘肃冶金,2008,16(10):26-28.
【2】周昌栋,宋官保,李晓华.宜昌长江公路大桥工程管理探讨与实践[J].中外公路,2001,30(10):34-35.
[关键词]: 实腹轻钢屋盖 ;计算假定; 构造措施; 安装方式
[Abstract ]: This paper elaborated the now common concrete column with pen-web load-bearing structure light steel roof structure, beam-column connection, structure calculation three hypotheses and their corresponding economic structure analysis and corresponding measures for construction, discusses the installation process requiring special attention.
[ Key words] solid web light-gauge steel roof structure; calculation assumption; measures; installation method
中图分类号:TU973+.3文献标识码:A文章编号:
一、前言
近年来,采用土建墙维护、H型钢梁承重结构的的房屋设计越来越多了,这种混凝土框排架加轻钢屋盖的混合结构体系兼顾了混凝土结构和钢结构两者的诸多优点其耐久性、使用性、经济性等均有不错的表现,常用来建造对柱距、墙体等有特殊要求的库房、生产车间等工程。结合实际工程用的应用,谈一下对这种结构形式的认识及设计、安装方面的问题。
二、结构形式
混凝土柱配实腹钢梁,这种结构形式超出了一般的门式钢架轻型结构的范畴。由于混凝土与钢材材料的弹性模量差距大,变形不一致,因此梁柱间的连接很难做成刚性连接,一般采用铰接连接。
轻钢屋盖承重结构,可以看作是两铰直线拱,可以设计成不带拉杆的两铰直线拱或带拉杆的两铰直线拱,屋面梁可看做拱肋,混凝土柱顶可看做拱脚。屋面梁纵向通过系杆、支撑、檩条连接,故此种形式可以看做是平面受力体系,进行单榀计算。
对于带拉杆的两铰直线拱,拱脚推力由拉杆承受,拱肋跨中弯矩减小,改善了钢梁的受力,所需钢梁截面可以减小,所用钢梁较经济,混凝土柱不承受拱脚推力,柱及基础亦较经济。但拱拉杆不能受压,当风的作用能够克服屋面自重作用,会出现屋面作用力向上的情况,这时通过柱顶设置单拉杆来抵抗梁对柱顶的推力作用,会出现压力,致使该单拉杆失效而退出工作,这时剪力还是能够传递到混凝土柱,因此,对于轻钢屋盖,只有拱肋上有较大的悬挂荷载而在风吸力作用下拱拉杆仍受拉时才适宜选用带拉杆的两铰直线拱,风力大的地区,或对使用美观度有要求的时候,不宜采用带拉杆的形式。
两铰直线拱的拱脚水平推力随坡度的减小而增加,而拱脚相对位移对拱顶竖向位移的影响亦随坡度的减小而增大,同时考虑到屋面采用金属面板时坡度不宜太大,据此建议取坡度值1/ 12 ~1/ 5。由于拱脚位移对于拱肋(钢梁)的影响相当敏感,对于不带拉杆的人字钢梁跨度不宜大于24米,对于带拉杆的人字钢梁跨度不宜大于30米。
三、结构计算
1、计算假定
坡面钢梁,在竖向荷载作用下,产生的水平推力(拱脚推力)不容忽视,根据水平推力是否作用于混凝土柱上,混凝土柱与钢梁铰接节点处一般存在三种计算假定,(1)、完全抗剪连接;(2)、完全滑移连接;(3)、介于二者之间的部分滑移连接。第一种连接构造能够把梁端的推力以剪力的形式完全传递给混凝土柱。混凝土柱是柱顶受水平推力的悬臂柱,柱和基础必须考虑钢梁推力的影响,相对截面配筋要加大;对钢梁来说混凝土柱对其提供了止推力,类似于拱脚加了拉杆,钢梁截面较经济。第二种连接构造容许梁端相对混凝土柱自由滑移,梁端的推力由于相对的滑移而释放,作用力不传递给混凝土柱,混凝土柱作为不受柱顶水平力的悬臂柱,较经济,基础也较小;对于钢梁来说,钢梁需承受屋面荷载,自身还需承受因拱脚位移产生的附加内力,故钢梁截面较大。第三种连接构造容许梁端相对混凝土柱顶有一定的滑移量,梁端的推力由于相对的滑移而部分释放,剩余作用力以剪力的形式传递给混凝土柱,其混凝土柱和钢梁的经济性也介于上述二者假定之间。
2、计算规范的选取
此种结构形式应该总体建模计算,以考虑混凝土柱和钢梁的相互作用,在进行结构计算时,混凝土柱的计算应考虑钢梁传递过来的水平剪力,并按照混凝土结构规范进行混凝土柱的配筋设计,根据柱底力完成基础的计算,并满足排架结构的常规做法;钢梁应满足钢结构设计规范相关要求,由于钢结构设计规范没有规定变截面梁的稳定计算,如果是变截面梁,还应考虑钢梁轴向力的影响和变截面梁的稳定,可以参照门式钢架轻钢技术规程。由于屋面是轻钢结构,对钢梁挠度不是非常敏感,参考门式钢架轻钢技术规程,挠度限值可以适当放宽,建议取L/250,并且由于梁端位移和构件挠度产生的屋面坡度改变值,应小于坡度设计值的1/3。如果工程处于地震区,还应该进行地震作用计算并符合建筑抗震设计规范的相关要求。
四、构造措施
1、当设计假定为完全抗剪连接时,梁的两端为完全约束的普通铰接节点,柱顶可预埋两颗或四颗锚栓固定钢梁,因预埋锚栓不宜承受剪力,梁的两端应设抗剪连接件,梁端底板设置圆孔与锚栓连接,为了方便安装,一般设计的锚栓孔的直径都大于锚栓直径,为了阻止梁与锚栓之间的相对滑移,梁端垫板与梁底板之间应该焊接。
2、当设计假定为完全滑移连接时,梁的一端为完全约束的普通铰接节点,梁端底板设置圆孔与锚栓连接,梁端垫板与梁底板之间应该焊接;梁的另一端为沿梁跨度方向可滑移的滚轴节点构造,梁底板可设置长圆孔,长圆孔的长轴方向对应梁跨度方向,长圆孔的长度尺寸不小于容许滑移距离,为保证滑移的顺利进行,梁端垫板与梁底板之间不应焊接。此种连接梁的两端底部都不设置抗剪连接件。
3、当设计假定为部分抗剪连接时,梁底的构造措施与完全滑移连接类似,但应限制梁底板长圆孔的尺寸,符合设计的滑移量,当滑移量达到设计容许距离时,设置止推键限制梁端的继续滑移,使剩余剪力完全传递给柱,止推键可与预埋件焊接,以保证可滑移距离的精确度。
如果计算结果强度及稳定性满足要求,只有挠度不满足时,宜使钢梁加工时预起拱,经济效益显著。
五、安装
钢梁的安装方式,应该符合计算假定。
1、当计算假定为完全抗剪连接时,应该控制钢梁的滑移,对现场的尺寸控制较严格,安装较麻烦。如果按照一般的铰接做法处理,钢梁安装后再进行补焊梁端垫板,这时两铰拱已产生较大滑移,水平推力已释放,大挠度已形成,补焊垫板只能对以后的荷载有效果。正确的做法有三种,一种做法是在安装预埋件的同时,直接与预埋件焊一个止推键,钢梁安装后直接顶紧梁端,梁底水平力直接作用在止推键上,由止推键传给混凝土柱。一种做法是在搁置两铰拱时,直接与混凝土柱顶预埋件现场焊牢,但这种方式对施工精度要求高,要求每榀拱安装一步到位,事后无法进行调整。第三种是对屋盖梁加临时支撑,使两铰直线拱在无滑移的状态下施工安装,待补焊加强板并且灌浆填料完全固化之后,才可撤除临时支撑,显然用此方法安装非常费时费工。
2、当计算假定为完全滑移连接时,由于混凝土柱不考虑钢梁传来的水平力的影响,并且在构造措施上梁的一端开设较长长圆孔,尺寸控制的并不精准,钢梁容易安放,所以安装方便。可按照一般的铰接做法处理,注意梁端垫板应符合构造上的要求,即在梁的一端焊接,另一端不焊。
3、对于部分滑移连接,在设计的允许极限滑移距离处设置止推键与预埋件连接,钢梁安装好之后对其产生限制滑移的作用,注意安装时钢梁的变形所产生的滑移距离不能超过设计值。
六、总结
通过以上的分析,如何选择混凝土柱配实腹轻钢屋盖承重结构的梁柱连接形式,关系到设计工程的经济性、施工方便性。对于具体工程还应具体分析,比较各个计算假定的经济安全指标,选用合适的计算模型,给建设方和施工方设计出合理的方案。
参考文献
[1].钢结构设计规范GB 50017-2003
[2].门式钢架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102:2002
[3.]魏潮文等 轻型房屋钢结构应用技术手册 中国建筑工业出版社 2004
关键词:钢结构;火灾破坏;主动防火;被动防火
中图分类号: TU391 文献标识码: A 文章编号:
我国建筑的结构形式主要是以砖混结构、砖木结构和钢筋混凝土结构为主。对于钢结构建筑形式采用的相对较少。由于钢材具有不会燃烧、抗震、抗弯等特性。而且在实际应用中,钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力,也可以满足建筑设计美感造型的需要,还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷。相比于钢筋混凝土结构和砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显的优势。
然而,钢结构构件耐火极限低,耐火性能差。与其具有的优点相比,其缺点同样明显。钢结构设计中,结构工程师往往仅关 注于钢材的受力优势,而忽视了防火的相关设计,给建筑物在实 际使用过程中带来了安全隐患。近年来,美国“9- 11”以及央视 新址等火灾事件已经给建筑钢结构的设计敲响了警钟。
1我国钢结构建筑的发展现状
我国传统建筑都是采用混凝土结构或砌体结构。目前,我国钢产量已跃居世界首位,具备了发展建筑结构的必要物质基础。工业发达国家建筑业,基本建设用钢量一般占钢产量的30%以上,而我国建筑用钢量只占钢产量的20%左右。此外,我国钢结构建筑在整个建筑中所占的比例也很少。日本等发达国家,钢结构建筑要占整个建筑的50%以上,而我国只占5%不到。与国外相比,我国钢结构建筑的发展相对滞后,这就要求我们在钢结构建筑普及的同时,加大对相关规范、条例和标准的研究和制定步伐,争取在短期内与国外标准相协调。
2钢构件在火灾条件下的破坏机理
火灾发生时产生的热量是以辐射和对流的方式传给钢结构构件的,即使构件是不燃的,由于温度上升也会引起膨胀和强度的降低。根据实验建筑用钢(Q235、Q345钢等)在全负荷的情况下失去静态平衡稳定性的临界温度为540℃左右,钢材的力学性能随温度的不同而变化,当温度升高时,钢材的屈服强度、抗拉强度和弹性模量的总趋势是下降的,但在150℃以下时,变化不大;当温度在250~400℃时,钢材的屈服强度、抗拉强度和弹性模量开始显著下降,伸长率显著增大,钢材产生徐变;当温度在400~600℃时,钢材的屈服强度、抗拉强度和弹性模量都急剧降低,钢材的强度降低约50%~70%。实验证明:对于无保护层的钢构件,火灾发生10rnin时,表面温度达到416℃,经过15min温度达到609℃。由此可见,火灾发生后,钢结构很快就会达到其耐火极限。因此防火设计是钢结构的结构和构造设计过程中十分重要的一环。
3建筑钢结构防火保护方法研究
对钢结构采取防火措施,其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的范围,防止钢构件在火灾中迅速升温发生形变塌落。本文以系统分析为手段,提出在建筑钢结构防火设计中,综合考虑主动防火和被动防火,根据不同构件的反应表现因地制宜,对关键构件进行复合保护,以达到安全及成本要求。
3.1 被动防火措施
疏导法和截流法
疏导法就是采取一定的措施,将钢结构中的热量导走或消耗掉,使构件温度不至于升高到临界温度,从而起到保护作用。疏导法目前采用的主要是充水冷却法。该方法是在空心封闭构件中(主要是柱)充满水,发生火灾时构件把从火场中吸收的热量传给水,依靠水的蒸发消耗热量或通过循环把热量导走,构件温度便可保持在100%左右。从理论上讲,这是钢结构保护最有效的方法。只要补充水源充足,维持足够水位,构件吸收的热量将不断地被耗掉或导走。冷却水可由高位水箱、供水管网或消防车来补充。
截流法与疏导法的目的,都是为了使构件在规定的时间温度升高不超过其临界温度。截流法是通过阻止热量向构件传输来达到目的,而疏导法允许热量传到构件上,再把热量导走来实现目的。
(2)防火涂料在钢结构防火中的应用
目前,钢结构防火涂料是钢结构防火保护的主要选材,按照其厚度可分为:厚涂型、薄涂型和超薄型钢结构防火涂料。但是钢结构防火涂料存在价位高、装饰性差等缺点。而且随着保护时间的增长,会使其综合性能下降,降低其防火能力。
(3)防火板材在钢结构防火中的应用
钢结构防火用板材分为两类,一类是密度大、强度高的薄板;一类是密度较小的厚板。防火薄板的特点是密度大,强度高,导热系数大,使用都度一般为6~15mm之间,主要用作轻钢龙骨隔墙的面板、吊顶板(又统称为罩面板),以及钢梁、钢柱经厚型防火涂料涂覆后的装饰面板。防火厚板的特点是密度小,导热系数低,其厚度可按照耐火极限需要确定,大致在20~50mm之间。由于本身具有优良的隔热性,可直接用于钢结构防火,提高耐火极限。这类板材主要有轻质(或超轻质)硅酸钙防火板以及膨胀蛭石防火板两种。
(4)喷涂法和包封法的比较
喷涂法施工简便,无须复杂的工具即可施工,重量轻,而且不受构件的几何限制,特别适用于轻钢结构、网架结构和异形钢结构等,是目前使用最多的钢结构防火保护方法;包封法是用导热系数小、热容量大的防火板材或混凝土,对钢结构采取保护的措施。该方法由于施工复杂,适用范围较喷涂法小,使其应用得到了一定限制。但是它在某些方面比喷涂法具有独到的优势。随着国内外新型结构型防火板材的研制成功,包封法正逐步体现出自己的优势:耐火性能好,耐火极限高;性能稳定,持久可靠;安全性好;经济效益好。
(5)水喷淋法
水喷淋法是在结构顶部设喷淋供水管网,火灾时,会自动启动(或手动)开始喷水,在构件表面形成一层连续流动的水膜,从而起到保护作用。
3.2主动防火措施
(1)建筑物的防火安全设计
目前,钢结构建筑应用广泛,主要有民用建筑、高层建筑、工业厂房、库房等。在不同的建筑内,容易起火的部位不同,火灾和烟气的蔓延规律也有很大的差别。因此,火灾安全的要求重点也有所区别,应根据钢结构建筑使用特点来确定钢结构的防火安全要求。一般进行建筑防火安全设计中需考虑如下问题:根掘建筑物使用中的火灾危险性采取相应的耐火等级的建筑结构,以及设置适宜的防火分隔;建筑物内部设置适当的火灾探测报警、自动灭火、防烟排烟等设备,并综合考虑与室内通风、取暖、空调及其它电气设备的搭配等。
(2)火灾探测报警技术
火灾探测报警系统包括探测器和报警控制器两大基本部分。根掘所探测的火灾参数的不同,火灾探测器划分为感温、感烟和感光(火焰)、气体和复合式等几种型式。
(3)烟气控制技术
建筑物发生火灾后,有效的烟气控制是保护人们生命财产安全,减少进一步损失的重要手段。控制烟气一般有两种方式:挡烟和排烟。很多大规模的建筑,其烟气控制往往是几种方法的有机结合。排烟形式的合理与否,不仅关系到烟气控制的效果,还有很大的经济意义。
4结语
目前,高层钢结构建筑日趋增多,尤其是一些超高层建筑,采用钢结构材料更为广泛。高层建筑一旦发生火灾事故,火就不能在短时间内扑灭,这就要求在建筑设计时,要加大对建筑材料的防火保护,以增强其耐火极限,并在建筑内部制订必要的应急方案,以减少人员伤亡和财产损失。随着新材料、新工艺的不断出现,钢结构防火措施一定会做得更好。
参考文献:
一、冷库改造的价值
从市场对冷库的需求趋势来看,我国现有的冷库容量还十分不足;同时,市场上大部分冷库是以前按土建工程的模式建造,建筑结构不合理;部分冷库内部设备老旧,制冷系统落后,不适用于现代冷链运作模式。由此可见,进行冷库改造建设显得十分必要。这不单单是企业转型升级的需求,更是我国冷链物流健康发展的驱动力。通过冷库改造建设实现冷库资源的补给及提升,能够产生多方面的价值:
一是企业合规经营的必要条件。当前,合规经营的价值对医药企业及医药物流企业体现更为明显。按照新版GsP要求,到2()16年,医药零售企业均需配备药品阴凉、冷藏储存设备,未达到要求的不得继续从事药品经营活动。
二是满足企业对干仓与冷库的配套需求。随着我国电子商务的发展,特别是生鲜电商已成为企业新的市场发力点,对配送型冷库的需求十分迫切。对部分干仓进行改造,实现干仓与冷库的配套,有助于电商、零售、物流服务企业的业务发展。
三是进行专业改造,促进企业实现转型升级。在市场需求的不断变化下,部分企业需要实现产业转型或升级,例如,由普通物流服务向冷链物流服务转型,或者由普通产品生产向具有冷链需求的产品生产转型等。在这种情况下,企业就会对冷库有需求,将厂房、车间或者干仓改造成冷库,对于企业业务转型产生巨大的价值。
四是冷库性能改善升级,促进企业长久发展。通过对冷库作业效率、节能性、安全性等方面的改造,能够使冷库适应当前市场需求,使企业更加具有竞争力,同时还能够为解决我国冷链企业高耗能问题贡献一份力量。
二、冷库改造的主要形式
冷库改造虽然能够节约成本,实现资源利用最大化,但并不是所有形式的仓库都可以改造成冷库。中机十院国际工程有限公司冷链工程研究院承接了国内众多的冷库改造建设项目,具有丰富的专业经验,赵全华副院长在采访中告诉记者,当前冷库改造主要有以下几种形式:
1.厂房、车间或者干仓改造为冷库
目前,市场上的“冷库改造”多数是对厂房、车间或者干仓进行改造,通过对库房建筑的改造和冷库设施装备的添置配套,使得原本没有温控条件的厂房、车间或者仓库成为冷库。
此类改造能够满足企业多种需求:一是能够满足企业对干仓和冷库的双重需求。二是满足企业对冷库地理位置的需求,有些时候现有冷库的地理位置具有局限性,而且并不是所有的地方都适合新建或者找到适用的冷库。例如,企业需要冷库贴近冷链终端客户,但在有些区域内无法找到面积和容量都与企业需求相符的冷库,这时将现有厂房、车间或者干仓改为冷库就具有绝对优势。
2.老旧冷库改造升级
设备不足、技术老化或库体容积不够等问题,使得现有冷库不能满足企业的实际需求。想要解决这些问题,要么重建冷库,要么对原有冷库进行改造。在这两种方案中自然是推荐冷库改造,因为如若重建冷库,同时运行两个冷库费用是非常高的,也会增加箭理上的难度。
此类改造项目一股需要一定的基础条件,例如,建筑构造、墙体荷载、可扩展面积等。如果老旧冷库基础条件不能满足改造需求,冷库改造也无法实现,如果条件允许则可通过技术改造升级,提高冷库可用性、易用性以及安全、环保、节能水平,达到企业使用需求。
3.不同温控需求的冷库改造
由高温库、冷藏库改造成低温冷冻库,会涉及到地坪通风,保温,制冷系统的调整;由低温冷冻改造成高温库、冷藏库虽然无需修改保温和地坪通风,但是需要对制冷系统和消防系统进行调整。
赵全华强调,通常冷库一旦投入使用,尤其是低温冷库投入使用后,就很少会进行改造,因为,冷库改造不仅会影响冷库的正常运行,货物倒库时还会产生货损。因此,投资者在初期就应对市场需求和企业发展进行深入定位,确定不同温区的比例,同时应增加多温区的设置,以满足不同的需求。
三、冷库改造应慎重选型
目前,冷链物流的快速发展带动了冷库需求,引发了我国建设冷库的热潮。值得关注的是,很多企业在新建和改造冷库时缺少调研,并没有认清需求就盲日行动,导致新建或改造的冷库不能满足企业运营要求或者不能为市场所用,造成资源闲置,资金回报慢,甚至扰乱了市场。
1.准确把握市场需求
不同的市场需求以及运营方式决定了冷库的定位与改造建设的方向,因此企业在采取行动前一定要准确把脉市场需求。主要考虑两个方面:
一方面应根据市场所需改造建设冷库。如果是为了给客户提供冷链物流服务,那么就应该提前调研,了解该地区冷库饱和度是多少,是否真正需要建设冷库;要考虑改造建设的冷库交通是否便利,能不能达到运输配送的便利性;同时,还要考虑所在地区的限制条件。
另一方面应满足企业发展需要。企业内部使用的冷库在进行改造建设前,一定要明确使用目的,制定长期经营发展计划,根据自己的实际营运情况来决定改造建设的冷库类型、规模等。
2.选择适合的冷库类型
只有深入了解各类冷库的建造特点、应用范围,才能结合原有建筑特点,最终确定适合改造成哪种类型的冷库。根据目前主流冷链企业的商业模式,冷库类型可相应分为储藏型、市场型、区域配送型、城市配送型、产地型。
(1)储藏型冷库。该类冷库主要用于水产品、肉类等冻品储存,市场保有量最大。
建设特点:温区设计比较单一;对存储量有一定要求;对发货区面积、温度要求较低。甚至没有做到温控。
(2)市场型冷库。该类冷库除了需要具备一定存储空间外,还需要考虑市场内商户租用方便等要求。
建设特点:以多层建筑或小型冷库为主,建筑每层高度5米左右,需要考虑冷库拆分的灵活性,商品存放以地面堆货形式为主。
(3)区域配送中心型冷库。该类冷库一般作为中央配送中心CDC及区域配送中心使用RDC,储藏功能大于配送功能。
建设特点:对收发货区域面积和温度有一定要求,商品存放多为货架形式,冷库高度一般以货架高度来确定,货架高度以4层以上为主,部分冷库采用了8层货架高度。
(4)城市配送型冷库。配送功能要大于仓储功能,对商品处理的时间和效率要求较高。对于连锁商超配送中心特别是电商宅配型冷库,还要考虑设置拆零、简单加工、包装等区域。
建设特点:该类型冷库选址优先考虑距离门店或客户最近、交通最方便的位置。对冷库的通道设置、存储货位、分拣、理货、进出库等方面有很高要求,同时,多温层布局是城市配送型冷库的主要趋势,甚至还要考虑配备常温仓库。
(5)产地型冷库。该类型冷库多为储藏型,对蔬菜、水果采摘后进行预冷处理。近几年新建的产地型冷库越来越多地配备了预冷间或预冷设备,增加了分拣、初加工、包装等功能。
建设特点:选址多接近农产品供应源头,建设成本较高,是解决农产品冷链“最先一公里”问题的必要设施。
四、掌握冷库改造建设要点
1.厂房、车间或干仓改建冷库的关键点
赵全华强调,在冷库改造建设设计过程中,企业需要根据国家相应规定以及企业需求对仓库选材、制冷系统等做出正确决定;同时,需要严谨考虑冷库的温度设置,如果是低冻品库,涉及到地坪通风、冷库的保温要求、保温板的防火性能要求以及物流设备的吊挂、顶板保温板的吊挂等问题,原有厂房是否需要满足。
普洛斯中国在国内投建了大量的干仓,近年来也进行了大量冷库建设改进项目,例如,国药、上药、康德乐、UPS-默克等诸多医药库改造,以及百盛、美冷、郑明等企业存放食材的干仓改造成冷库项目。普洛斯投资管理(中国)有限公司副总裁王沁亲自参与了其中多个冷库的改造,他表示,当在原有的厂房中改造建设冷库时,必须结合建筑本身、库房等条件来设计实施,在冷库改造建设中必须把握以下关键点:
(1)原有仓库的保温结构。与仓的维护采用的多是柴笨乙烯双面彩钢板或岩棉板结构,基本没有保温条件,在改造建设时,需要结合库房外环境、季节和用电情况等,配置必要的保温材料,通常包括库墙、库顶和地面等材料;还要考虑消防要求和成本问题。
(2)原有仓库顶部钢结构承重是否可行。冷库改造建设需要相关设备、顶板保温板的吊挂,有少数干仓顶部采用弧形圆管网架式结构,其荷载有限,不能承受大面积的冷库顶板重量,改造时需要注意原有厂房是否满足设备安装的荷载需求。
(3)湿度和温度兼容、很多冷藏产品有湿度控制要求,而制冷往往又与湿度成矛盾关系,需要进行必要的计算以保证两者的合理配置。同时,地面保温部分应根据温度的不同,需要将地基下挖做好防水防潮层与保温层。
(4)电力和消防设备是否满足需要。对电力系统和消防,干仓往往只保证客户在库区的照明电力需求,故原有的电力供应可能没有考虑到后期设备使用,而冷库通常电量需求很大,所以在改造冷库时需要注意电力线缆的承载;同时,外界电力扩容,还会涉及额外工程和较大的成本支出。此外,由于冷媒不同、保温材料附着和设备等问题,都会涉及不同的消防要求,如:0℃以上的库区,在一定环境温度下要注意冷凝水的形成。
(5)制冷系统的选用。从制冷工质角度来看,目前有氟利昂、氨、二氧化碳等多种工质可选择;从库内制冷设备方面,也有风冷、水冷等不同种类;在布局上,要考虑不同存储产品和操作模式应配置不同的冷量送出方式;库外装备则要适应室外面积、空间和环境因素等。
(6)库门与窗户改建。由于门窗有开闭的需求,因此其本身的保温和动态保温问题需要考虑。
(7)加热问题。在特定的环境和季节,必须考虑库内加热以维持特定温度需求。
(8)对相邻库区的影响。由于冷库温度低于相邻干仓的温度,会导致相邻库区墙体产生冷凝水,从而造成临库的湿度问题。
2.老旧冷库改造的关键点
由于老冷库建设时存储空间及容量是根据当时的生产需要等情况决定的,往往存在设备陈旧老化,耗能过大等情况;管道腐蚀现象比较严重,极易发生漏氨等事故,存在安全隐患的问题。当对老旧冷库改造,一般不会停止正常生产,那么如何保证在改造过程中不发生事故,又不停产,需要严格把握各个环节的改造方案,具体如下:
(1)制冷系统的制冷剂抽空方案。尤其是氨制冷的冷库,由于氨属于有毒的制冷工质,对不符合氨制冷管理规定的企业,必须进行改造,才能杜绝隐患。在冷库改造开始前,需要制定合理的制冷剂抽空方案,明确说明抽空部位的阀门关闭和开启状态、抽空的时间、抽空制冷剂的去向、空气循环时,空气进口的位置等。
(2)旧设备的拆除方案。制冷系统的大多数设备都是压力容器,旧的压力容器拆除时应现场解体,作报废处理,不能再次使用。拆除时由于设备中可能积存一些油,应采取防火措施。
(3)新设备的安装方案。包括设备的吊装方法、新制冷管线的连接工艺、气密性实验、连通系统试运行等都需要详细规划。
五、改造建设冷库应符合相关规定
冷库改造建设已经不仅仅是企业行为,也受到了国家的高度重视。2016年2月底,国家发改委、商务部、工信部等十部委联合《关于加强物流短板建设促进有效投资和居民消费的若干意见》,在“重点任务”中提出,支持集预冷、加工、冷藏、配送、追溯等功能于一体的农产品产地集配中心建设,鼓励企业构建覆盖主产区的产地集配体系和重要农产品追溯体系,提升产地预冷处理能力。鼓励建设节能环保型冷库或对老旧冷库进行技术改造,提高冷库安全、环保、节能水平。支持农产品流通企业建设具有储存、分拣、加工、包装、配送、追溯等功能的低温加工配送中心,开展农产品冷链流通标准化示范,提升农产品冷链物流水平。
关键词:桥梁工程;简支系杆拱;施工技术
中图分类号:TU997 文献标识码: A
1.工程概况
本桥为沈丹客专改乙线太子河特大桥95.7m简支系杆拱桥,梁部全长98米,分三个节段,第一现浇段长35m,第二节段31.5m(共2个)。采用单箱三室预应力混凝土箱形截面,跨中梁高2.5m,端部梁高3.05m,顶板厚0.35m,底板厚0.35m,边腹板厚0.4m,中腹板厚0.4m。中横隔厚0.4m,端横隔厚3.25m。梁部桥面板宽17.5m,底板宽14.9m。
拱肋计算跨度为95.7m,拱肋立面矢高19.2m,矢跨比f/l=1:4.98475,拱轴线面内控制方程为y=76.8/962(96-x)x。拱肋在横桥向内倾8°角,成提篮式样,拱顶处两拱肋中心距8.058m。
拱肋横断面采用哑铃型钢管混凝土等截面,截面高度2.5m,钢管直径为Φ1000壁厚20㎜厚由钢板卷制而成,每根拱肋的两钢管间用16mm厚度腹板连接,两腹板间设置拉杆与腹板先栓接最后焊接。
拱管内灌注C50补偿收缩混凝土。两拱肋间设一道一字撑和四道K撑,一字撑管径Φ1000壁厚12㎜,斜撑拱肋管径Φ800壁厚12㎜,钢管内不填充混凝土。拱肋与桥面靠吊杆相连,全桥共设吊杆34根,吊杆平行布置,间距5米(端部两吊杆间距4米)。
2.施工工艺流程
3.主要施工工艺和施工方法
3.1系梁及预埋件施工
3.1.1系梁施工
系梁全长98m,分三个节段,第一现浇段长35m,第二节段31.5m(共2个),系梁分阶段施工时,根据现场实际情况进行支架设计,支架可采用碗口脚手架、大跨鹰架等结构,支架施工时按照设计及规范要求进行,系梁支架设计和预压时,支架预压重量为系梁和拱肋重量的1.2倍。
3.1.2预埋件
梁部施工的预埋件主要有拱脚、下锚箱。
3.1.2.1拱脚
拱脚安装前,采用型钢设置定位架,由于拱脚非常重(单个拱脚有钢筋30t、定位架5t、拱脚钢管自重44t),型钢架设置要牢固,同时需要在定位架底部梁底位置设受力钢板以增大受力面积,梁部混凝灌注时要加强振捣,同时由于拱脚处有拱脚钢筋、梁体预应力、梁体钢筋、拱脚定位型钢,施工前进行工序规划。由于拱脚的安装质量决定了后期拱肋的位置,拱脚预埋时要精确定位。
3.1.2.2下锚箱
由于系杆拱张拉在梁顶或梁底,下锚箱及其套管需与拱肋处的锚孔在一条线上,其位置一定要预埋准确。下锚箱及其套管设计制作时,一定要与索具公司进行沟通,确保其锚箱合理,其尺寸及套管直径能满足钢束张拉要求。
3.2系梁及拱脚混凝土施工
系梁混凝土施工按照设计要求分节段进行。
拱脚混凝土与梁体端部混凝土连续梁灌注完成,为确保拱脚拱肋内的混凝土灌注密实,拱脚的拱肋内的混凝土灌注需从底部向上进行,同时拱肋内的混凝土采用补偿收缩混凝土,灌注前应分别在拱肋下管、上管、肋板内预埋进料管道(铁质),拱脚的拱肋混凝土灌注位置应为拱肋的灌注孔管处。
3.3拱肋施工
3.3.1拱肋加工与安装
拱肋选择具备相应资质、信誉好的单位进行加工,加工时,按照设计要求在工厂先将1.0~2.0m的小段钢管焊接为设计方案的单节长度,该系杆拱桥的拱肋单侧共分9个节段,除中间节段外,其他两两对称。
全桥安装工程量包括:拱脚GL1(4段)、GL2-GL8(各2段)、横撑(5根)、斜撑(8根)、下锚箱(34个),总重量约416吨。
拱肋 分段 备注
梁段编号 GL1 GL2 GL3 GL4 GL5 GL6 GL7 GL8
梁段数量 4 2 2 2 2 2 2 2
梁长(mm) 6354 13524 12611 13926 8044 13926 13526 6357
共 重(t) 44 46 41 47 25 48 40 46
拱肋安装时,其下部支架可采用碗口脚手架、钢管支架或其他支架。其具体流程如下:
从两端拱脚开始向中间进行安装,最后在跨中合龙。拼装顺序:拱脚拱肋横撑。
根据现场实际情况,系梁混凝土施工按照设计要求分节段进行。
拱脚混凝土与梁体端部混凝土连续梁灌注完成,为确保拱脚拱肋内的混凝土灌注密实,拱脚的拱肋内的混凝土灌注需从底部向上进行,同时拱肋内的混凝土采用补偿收缩混凝土,灌注前应分别在拱肋下管、上管、肋板内预埋进料管道(铁质),拱脚的拱肋混凝土灌注位置应为拱肋的灌注孔管处。
3.3.2拱肋焊接及验收
所有管节均采用直缝焊接(坡口焊),焊缝等级为Ⅰ级,
卷管方向应与钢板压延方向一致,尽可能增长单件长度,减少对接焊缝,矫圆后的短段,在拼接时宜将对接焊缝错开大于150cm,并尽可能使纵向焊缝安排在拱肋内侧,腹板的横焊缝与钢管的环缝不要处于统一截面上,宜错开
钢管、横撑的纵缝、对接环缝采用自动焊、全熔焊;腹板与钢管、腹板的对接焊缝为全熔透焊缝,有条件的采用自动焊;横撑与拱肋钢管、横撑钢管间的焊缝为全熔透焊缝,有条件的也可以采用自动焊。
拱肋合拢温度为8℃±5℃。
所有焊缝必须在全长范围进行外观检查,不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑和焊瘤等缺陷,经过外观检查合格的焊缝方能进行无损检验,无损检验应在焊接24h后进行,用射线和超声波两种方法检验的焊缝。
3.3.3钢结构防腐
钢管拱、横撑及吊杆锚箱的外表面采用旭氟龙氟碳涂装配套体系,底层为环氧富锌防锈漆(2道,40μm/道),中层为灰支云铁环氧中间漆(2道,30μm/道),面层为旭氟龙氟碳涂料面漆(2道,30μm/道,进口成品漆),面漆的颜色由建设单位确定,底气、中间漆和一道面漆在工厂内完成,最后一道面漆在钢管拱架设完成后,在现场涂装。涂漆作业的施工条件按照设计要求进行。
3.4混凝土灌注孔、排气孔安装
灌注孔建议采用2m长的泵车导管,而非设计直径的钢管,灌注管上、中、下位于一个垂面上,其高度按照导管尺寸控制好,以尽量减少混凝土灌注时换管所用的时间。
3.5拱肋混凝土灌注
设计要求:拱肋混凝土的灌注按照下管、上管、肋板的顺序进行。下管灌注完成强度达到100%后灌注上管混凝土,上管混凝土灌注完成100%后灌注肋板混凝土。
拱肋混凝土的关键控制措施是确保钢管与混凝土不发生脱粘问题,由于拱肋混凝土量一般不大(沈丹客专的系杆拱拱肋混凝370.6m3),可以通过改善混凝土的性能的措施,增加混凝土的初凝时间,确保混凝土灌注完成时首次灌注的混凝土不初凝,从而将下管、上管、肋板混凝土一次浇筑成形。
为确保结构安全和拱肋内的混凝土密实,混凝土灌注采用4台泵送设备、从拱脚灌注孔同步对称进行,同时拱肋内的混凝土采用补偿收缩混凝土(掺加HCSA)。
3.5.1施工准备
1)泵送设备的选择
混凝土灌注采用柴油汽车泵或地泵,提前两天将泵车或地泵、导管、阀门等泵送设备进场并根据现场实际情况合理进行的布置和安装,备用一定数量的导管及阀门。
泵送设备的选择:根据泵送高度和长度,选择合理的泵送设备,按照以往的施工经验,沈丹客专95.7m系杆拱选用泵送压力最大为18MPa的柴油汽车泵,实际施工时,初始最大泵送压力约11MPa,正常泵送压力8MPa至9MPa之间。
泵管选用常用直径125mm的泵管,水平管需要将其垫平,竖向泵管需要搭设管架并采用10号线对其进行简单固定。
2)拌合站
混凝土灌注前,将混凝土进行配比试验,其缓凝效果应当满足施工要求,同时根据灌注情况配备足够数量的混凝土罐车,并留有备用;拌合站的材料满足施工要求。
混凝土灌注时,与现场做好协调和混凝土供应工作。
3)拱肋及导管
混凝土灌注前,用水导管及拱肋,有两种做法,一是从拱肋顶部的排气孔向拱内注水,一是从泵车直接将水泵入拱肋。
3.5.2混凝土灌注
拱肋混凝土的灌注按照下管、上管、肋板的顺序对称进行。下管、上管及肋板一次灌注成形。混凝土灌注由一人统一指挥,相关人员各司其职,做好混凝土灌注工作。
混凝土灌注至排气管外冒混凝土时,采用单泵灌注至排气管外冒混凝土,关闭阀门同时停止单侧灌注,然后进行另一侧混凝土灌注至排气管外冒混凝土,关闭阀门同时停止灌注,然后进行换管。
混凝土灌注过程中,做好拱肋与梁体的变形监控;在下管、上管及肋板的灌注换管时,尽量减少换管时间。
混凝土灌注完成后,进行养生,在拱肋混凝土强度达到100%后,方可拆除拱肋支架。
3.6吊索体系施工
吊索体系由上锚箱、下锚箱、吊杆及其附属工程。
3.6.1上、下锚箱
上锚箱位于拱肋上,拱肋施工时直接完成,其质量有钢结构加工厂家保证;下锚箱位于梁体内,梁部施工时直接预埋,其施工质量由施工单位决定。
3.6.2吊杆施工
吊杆及其附属设施有专门的厂家进行加工,然后运至现场进行安装。吊杆安装采用1台吊车从上锚箱传入至下锚箱。
吊杆安装完成后,进行张拉,吊杆张拉采用4台设备对称进行,张拉设备使用前,进行检校。
吊杆张拉顺序按照设计进行,应当采用跳杆张拉的顺序。
首次吊杆张拉完成后,进行吊杆内力测试,吊杆内力测试由专门的监控单位进行,并对实际内力超过设计内力的吊杆进行重新调整,直至其
满足设计要求,初次吊杆张拉力均应控制与设计的差值在±5%以内。
吊杆张拉完成后,进行其保护罩的施工。同时可以进行梁部支架拆除。
3.7桥面系施工
拱肋混凝土养护60天后,进行桥面系及线上部分施工。
3.7吊杆内力重新测试
桥面系及线上部分施工完成后,对吊杆内力重新进行测试,其值应满足与设计差值±10%以内,若个别不满足要求,需要重新进行调整。
4.资源配置
4.1劳动力计划
钢筋班组25人、模板班组15人、砼班组15人,架子班组10人,预应力班组10人、索具班组10人,共85人。
4.2机械设备计划
中型挖掘机1台、25t汽吊车1台、履带吊1台,张拉设备4套。状态均良好。
4.3材料供应计划
(1)根据施工方案及施工进度制定详尽的年度、季度、月度用料计划,对钢材、水泥、预应力等需求量大及新材料、紧缺材料提前备料。
(2)物资供应站设置材料储备场地和存储仓库,库房设计满足存储要求,以保证在施工期间及特殊情况下的物资供应。
5.参考文献
《钢结构施工及验收规范》(GB 50205-2001)
《铁路钢桥制造规范》(TB 10212-2009)
《铁路钢桥保护涂装》(TB/T 1527-2004)
《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210-2005)
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)
《高速铁路桥涵工程施工技术指南》(铁建设[2010]241号)
《铁路工程基本作业施工安全技术规程》(TB10301-2009)
《铁路桥涵工程施工安全技术规程》(TB10303-2009)
《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28:90)
关键词:水电站;埋件金属结构;质量控制
Abstract: hydropower station is the development of our national economy important infrastructure, in recent years, with the constant development of market economy, water conservancy and hydropower industry in China has achieved great development, in the hydropower station construction has made great achievement. Gold "built-in parts manufacturing engineering belongs to a part of the hydropower station construction project for gold" shall be manufacturing engineering quality control, can effectively promote the overall quality to achieve the goal of hydropower station. This paper for hydropower station shall be gold "manufacturing engineering from management, materials, construction technology based on three aspects, and puts forward the measures of quality control, to ensure the quality of the project shall be gold" and the quality of the whole hydropower station.
Keywords: hydropower station; Built-in parts metal structure; Quality control
中图分类号:TV73 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
一、水电站埋件金结制造工程质量控制的管理措施
(一)施工前的管理措施
施工前的管理措施包括审图、施工方案编制、技术交底和施工单位的施工工艺审核。图纸是工程施工的依据,工程开工前项目技术部门要组织技术人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件,充分领会设计意图。同时,要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,将审图结果汇总,由设计给予明确答复,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。施工方案编制应详细和明确的包含以下内容:执行的质量标准、施工方法、质量控制点、焊材选择、焊缝分类、电流大小及种类、防腐除锈等级、防腐层数、面漆中间漆底漆各层厚度、验收质量标准和检验表格。技术交底包含开工前技术交底和施工过程中重点部位技术交底、技术交底应该尽可能的详细。
(二)施工过程中管理措施
1、质量体系和制度
保持有效运行的质量体系与制度对保证水工金属结构产品的制造质量是至关重要的。因此,水工金属结构产品的制造单位必须具备健全的制造质量体系和制度,其内容包括:质量方针、目标明确并能坚持贯彻执行,质量管理纳入了工作日程;有质量体系的评审制度和评审见证;图纸审核,材料验收、保管与发放回收,标记移植;设备与工装检查;关键工序的质量控制程序文件,产品作业指导书;技术人员、质检人员和技术工人考核;产品质量的检验及试验;外协件的质量控制;标准和资料的管理制度;不合格品的处理制度;各类人员岗位责任制度;售后服务制度和用户意见反馈制度等。
2、施工人员资格控制
焊接、无损探伤和防腐蚀是保证水工金属结构产品制造质量的重要关键工序。因此,对焊工、无损探伤人员及防腐蚀人员的技能资格提出明确的规定要求,需对这三类人员进行专门的培训和考核。水工金属结构产品的一、二类焊缝的焊接必须由持有水利部焊工合格证书的焊工担任。
3、编制“质量管理计划”
制订出各分部分项工程过程控制图及质量控制点,编制各施工工艺的作业指导书,组装工艺,焊接工艺作业指导书,防腐工艺指导书,焊接工艺评定、操作规程、管理细则和岗位责任制等,对施工质量进行全过程的管理控制,确保整个施工过程连续、稳定地处于受控状态。
4、健全质量自检制度,加强质量监督检查
项目部实行三级质检制度。加强在现场进行质量跟踪检查,加强对各道工序特别是关键部位或技术复杂部位的专职检查,严格把关,发现问题及时督促有关人员纠正,对在施工中发现的问题作好记录,达不到质量要求或工艺要求的工序不得进入到下道工序。建立隐蔽工程“专业联检制” 对于隐蔽工程,在覆盖前必须遵循严格的质量检查程序,施工中组织各专业的质检工程师对隐蔽工程进行联合检查验收。
二、加强对施工材料的控制
(一)钢材
1、钢结构工程的钢材应按施工图纸规定的品种和规格进行采购,钢材的材质应符合现行国家标准。
2、钢材应存放在干燥通风的仓库内,注意防止锈蚀和污染。
3、钢材应分类堆放,挂牌注明品种、规格和批号,搁置稳妥,防止变形和损伤。
(二)焊接材料
1、焊接材料应按施工图纸的要求选用,并应符合现行国家标准。
2、焊条、焊丝、焊剂应符合现行国家标准《碳钢焊条》、《低合金钢焊条》、《焊接用钢丝》、《二氧化碳气体保护焊用焊丝》、《碳素钢埋弧焊剂》和《低合金钢埋弧焊用焊剂》等的规定。
3、焊接材料应密封贮存,防止受潮变质,库房内温度不应低于5ºC,相对湿度不大于70%。
(三)螺栓连接材料
1、按施工图纸要求采购的普通螺栓和高强度螺栓,应符合现行国家标准。
2、高强度螺栓连接副,应由制造厂按批号配套供应。
3、螺栓连接材料应该注意轻装轻卸,在室内按批号、规格分类存放。防止生锈、污染和损坏螺纹。
(四)涂装材料
1、承包人按施工图纸要求采购的涂装材料,应在制造厂提供的使用说明书中写明涂层材料的性能和化学成份、配比、施涂方法、作业规则、施涂环境要求以及涂层材料的运输、存放和养护措施等。涂装材料应符合现行国家标准。
2、涂装材料及其辅助材料应贮于5~35ºC通风良好的库房内,按原包装密封保管。
三、施工工艺控制
(一)埋件制造的质量控制要点
水电站埋件包括水电站各种闸门、压力钢管、尾水管、蜗壳、座环、基础环、机坑里衬还有各部分的基础等。为保证闸门、压力钢管制作质量,在防腐处理前,应当对其加工精度、拼装、焊结质量进行控制,达到要求后方允许进行防腐处理。拦污栅、各种埋件等结构相对较简单、计划在施工现场金结加工场制作。由于篇幅有限,本文重点介绍闸门与压力钢管的质量控制要点。
1、闸门质量控制
(1)平面滑块闸门:
闸门分节时,一定考虑闸门分节后的刚度,必要时必须用辅助材料将隔板及边梁连接焊接,加强分节闸门的强度,保证防腐及运输过程中的尺寸变形。
(2)平面定轮闸门
内外边梁与其翼缘板、面板的连续焊缝均为二类焊缝,同时内外边梁腹板间焊接空间狭小,对焊接不利,必须采取特别措施控制好焊缝质量。闸门厚度薄,焊接时容易出现闸门整体扭曲变形,焊接时必须强调并严格执行焊接顺序及焊接工艺参数。考虑闸门为正反面止水,必须严格控制闸门的单个构件制作,尤其是闸门腹板的下料,以保证闸门厚度的质量控制。
压力钢管
(1)压力钢管分节制造,根据钢板宽度及施工图纸要求分节。采用长钢板制造以力求一节钢管只用一块钢板卷制,减少管节焊缝。
(2)钢板划线依据施工图纸,并考虑切割损耗、焊接收缩等因素。划线的几何尺寸满足DL/T5017-2007规范规定。
(3)坡口加工完毕后,尺寸偏差应符合加工图纸的规定,并须经过质检员用样板检查确认。并且应当立即喷刷无毒且不影响焊接性能、质量的防腐涂料。
(4)钢管卷制采用冷卷法。在卷板机上利用龙门吊起吊配合压头和卷板,防止钢板初始卷制压弧时因自重引起反向折弯。
(5)钢管卷制、矫正合格后吊至钢管检查平台上,在直立状态下检查,合格后用龙门吊吊至管节制作区进行钢管纵缝拼装及焊接。
(二)金属结构制造焊接质量控制
1、坡口质量
坡口的加工质量(包括形状尺寸和表面质量)直接影响焊接质量,是主要控制项目之一。因此,除形状尺寸应符合图纸及有关标准的规定外,对坡口表面质量提出以下要求:一、二类焊缝的坡口宜采用刨床工,坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺欠。对于抗拉强度σb>540MPa的低合金高强度钢,经热切割后的坡口表面应进行磁粉或渗透探伤。
2、焊件组对质量
焊缝的对口错位会影响焊接应力的分布,因此,对焊缝的对口错位提出如下规定:一类焊缝允许的对口错位为10%板厚且小于等于2mm;二类焊缝允许的对口错位为15%板厚且小于等于3mm;三类焊缝允许的对口错位为20%板厚且小于等于4mm。焊缝的组对间隙超过5mm,长度小于等于该焊缝长度的15%,可作堆焊或镶边焊处理。
3、焊接
(1)焊前准备和施焊环境
焊接坡口表面清洁度直接影响焊接缺欠的产生,施焊前应将坡口面及坡口每侧10~20mm范围内的氧化皮、油污、熔渣和其它有害杂质清除干净。在某些恶劣的环境下施焊,极易产生各种焊接缺欠,故一定要采取防护措施,否则,应当禁止施焊。如焊条电弧焊时施焊场地风速大于五级(8m/s);气体保护焊时风速大于2m/s;环境温度低于-10℃;相对湿度大于90%和雨雪环境等。
(2)焊接工艺
应按图纸和焊接工艺评定要求制定产品的焊接工艺,其焊接工艺评定按有关的产品行业标准规定进行。焊接工艺评定报告、焊接工艺规程、施焊记录和焊工识别标记等、以及竣工资料保存期不得少于7年。
(3)焊接修补
修补前应分析缺欠产生的原因,制定切实可行的修补焊接工艺。同一部位的修补次数不宜超过两次。修补部位、次数和修补情况应记入竣工资料中。修补一般应在热处理之前进行,如在热处理后修补,则补焊后还应进行必要的热处理。
(4)一、二类焊缝焊后应在焊缝附近50mm处指定的部位打上焊工钢印号。对不能打钢印的高强钢焊件,可用简图记载并由施焊焊工签名。
4、焊接试板
为检验采用高强钢产品的焊接接头性能和质量情况,应设焊接试板。产品焊接试板是通过产品焊接试板的制备与试样力学性能试验,用以代表和反映该产品的焊接接头性能质量情况,按一定焊缝长度制备。
结束语
水电站埋件金结制造工程是水电站建设的基础工程,它的质量控制的实现,对于水电站的建成起了积极的作用。做好水电站的工程建设工作就能实现水利水电工程的质量与经济效益,树立企业良好的形象,造福社会与人民。因此水电站埋件金结制造工程的施工人员要从管理手段、材料控制手段、施工工艺手段等方面多管齐下,最终实现埋件金属结构工程的质量控制。
参考文献
关键词:建筑工程 土建施工技术探讨
中图分类号: TU198 文献标识码: A
引言
随着我国经济的腾飞,我国的各项事业取得了迅猛地发展和飞跃。其中,建筑业的发展也很迅猛,很快成为我国国民经济的一大支柱。“百年大计、质量为本”。随着经济的快速发展,建筑工程日益增多,也在不断地满足着人类的生产和生活,从而建筑工程为人类带来了极大的方便。
1、影响建筑土建工程施工质量因素分析
一、产生质量问题的主要因素
1、1砂子杂质含量大,水泥型号达不到标准
一些施工单位在施工过程中不注重施工质量,使用价格稍低的石粉来代替沙子,以此来降低成本、以次充好,这样就导致了沙子的杂质含量大,混凝土强度不够的问题;还有一些施工单位在施工过程中砂子不上铁筛,导致一些大粒沙子拌入混凝土中,造成混凝土强度不够,还有,就是一些沙子由于泥土含量过高,必须经水洗,泥土去掉才能够保持沙子的质量,而一些施工单位直接用于施工,没有进行水洗,这样也会造成混凝土强度不够问题,由于施工材料以及施工工序不符合标准,导致基础下坠、顶部开裂渗漏等现象的发生。另外,水泥型号达不到标准,虽然国家对325#水泥已经禁止使用,但是部分水泥生产企业,受利益的趋使还是不按照标准生产水泥,在水泥市场上销售劣质水泥,以次充好,325#标准都达不到水泥竟然标明425#,这种质量的水泥严重影响了建筑质量,损害了国家利益以及人民利益。
1.2、钢材质量不合格,影响建筑的强度和韧度
一些建筑施工单位为了减少建筑成本,使用不合格的建筑钢材,购买一些价格比较低的圆钢以及罗纹钢,由于这些钢材是黑工厂加工的,质量很难达到标准和要求,还有一些地下小炼铁厂生产的钢材,钢材的强度和韧度也达不到建筑标准,这些钢材,只适合一些小型建筑、平房改造、库房改造等,承重力和抗压力都比较低,一旦用于楼房建筑,由于钢结构强度和韧度不符合标准,就会造成楼房墙体变形以及墙体断裂的现象,不但影响了使用安全,而且影响了建筑质量,给建筑工程带来了许多不安全因素,也伤害了建筑单位以及使用者的利益。
1.3方法因素
建筑施工过程中的方法包括整个建设周期内所采取的技术方案、工艺流程、组织措施、检测段、施工组织设计等。施工方法正确与否,直接影响工程质量控制能否顺利实现,正确的施工方法是保证工程按期保质完成的前提。不按规范要求施工的做法必然会导致建筑工程质量的下降。
2、加强土建工程施工质量控制的措施
2.1 加强宣传力度,提高人们对工程质量通病危害性的认识
治理通病重在预防。要提高有关管理人员在思想上对防控工程质量通病重要意义的认识,要广泛宣传工程质量通病对建筑工程产生的影响和危害,并通过典型案例宣传、实例剖析等方式,提高有关人员对通病危害性的认识,要切实把防控工程质量通病作为工程建设管理中的一件大事来抓,尤其是对一些常见的、危害性较大的质量通病,更要进行大力宣传,形成人人皆知、老鼠过街人人喊打、人人诛之的局面。
2.2 要加强从业人员的岗位培训,提高施工管理人员和操作者的专业技术水平,增强其责任心。
要使其掌握防控通病的主要方法,并能严格按批准的施工组织设计、施工方案和技术措施进行精心管理和操作,要真正做到内业指导外业;施工组织设计,施工方案和技术措施要统筹兼顾各专业的相关问题,尤其是各专业工种间的相互配合问题。施工方案和技术措施中要有防治通病的专篇,且针对性要强,措施要具体。
2.3 施工前的质量控制
首先要建立各级质量责任制,明确项目经理是工程质量的第一责任人,总工程师为质量技术责任人,施工队各级也同时建立质量责任制,真正做到了层层把关,各负其责。
其次是要对有关设计、勘察文件审查的监督管理。对设计、勘察单位的质量行为和活动结果的监督,重点是放在对设计、勘察文件的审查监督把关上。一旦发现其违犯有关法律、法规和强制性标准的设计和勘察文件,可以通过直接的经济处罚和法律制裁,使直接责任主体承担由其失误疏忽或有意所造成的质量责任。通过对设计、勘察单位的监督管理和依法处罚,并将其不良行为记录在案,纳入责任主体和责任人的信用档案,形成信用约束力,促使建设主体改进质量管理保证体系,有效促进质量体系良性运作,规范所有主体各个层次、各个环节的质量行为,严格内部质量管理制度和质量检查控制,实现设计和勘察文件的质量满足有关法律、法规和强制性标准的要求。
2.4 施工中的质量控制
(1)原材料的质量控制
结构工程所用的钢筋、砖、水泥、砂、石子等原材料必须按照国家规定,见证取样后,送至国家认可资质的实验室做复验试验,合格才能使用。钢筋进场后监理工程师应核对其生产厂家,各种钢筋的级别、直径及其报审数量,核对其合格证,出厂化验单上力学指标及其化学成分是否符合要求,抽样复验试验单是否合格确认其冷弯、抗拉强度合格后才能使用。有焊接接头的应在焊接试验合格后才能使用。砖进场后应核对其生产厂家,报审数量,核对其出厂合格证,检查抽样试验单是否合格,确认其抗压强度、抗折强度、几何尺寸等指标合格后才能使用。
(2)钢筋分项工程隐蔽验收
钢筋分项工程的隐蔽验收,主要是合理设置质量控制点,提前给施工单位负责人交底,不经验收合格,不准隐蔽比如柱子质量控制点的设置,应设在每层柱(或基础顶面)支模之前,控制的重点内容是:柱子纵筋接头(焊接接头或绑扎接头)质量及其位置是否正确、箍筋加密区绑扎是否到位、是否符合设计及规范要求。
(3)混凝土裂缝控制措施
对于原材料质量控制,必须做到精心选择材料因此收料人员应严把质量关,不允许不合格品进场,另外与原材料不符及时汇报,采取相应措施,以保证混凝土质量。对于高强混凝土(C60)施工前,必须指定专人定期检查、测定各种原材料和生产状态,特别是对原材料的进料、储存、计量应全方位监控;为确保混凝土强度,必须采取措施将毛细孔填满,以增加混凝土的密实性。因而,需要在砼配比中,加入微米级径增密处理的超细活l胜颗粒。使其在水泥浆微细空隙中水化,减少和填充毛细孔,达到增强和增密作用;高强混凝土要求低水灰比,这就需要掺入高性能的外加剂。
2.5 完善检验机构
工程质量监督管理的基础是要建章立制,只有在规范的制度下,才能保证工程的质量。要按照规范看各方主体资格与所有承担工程是否相适应、建设的资料完善程度、工程建设材料质量是否合格、各方主体的职能是够做到位、保证体系是否完善、从业人员是否坚守岗位等,为确保质量就要建立有效的监管体系。
通过有效的检测方法来鉴定施工材料的质量,结构构件和半成品的质量。检验完后,适当的调整原材料,最好是推广新能源,以达到节能的目的。目前,就我国来看,检测设备不齐全,尤其是一些农村的施工单位缺乏设备和技术人员,这样就无法对产品进行检验,就不能知道产品是否是合格品,这样就给工程质量留下隐患。近几年,我国一些地区逐步开设了一些检测机构,这些机构和施工监管部门配合,对施工监督管理的工作有了进一步的帮助。
2.6施工后的质量控制
施工后的质量监督管理是建设工程投入使用的把关监督管理。首先要保证不符合质量标准要求的工程不能投入使用,避免低劣土建工程对国家和公共使用者造成直接的危害和影响。其次是把装修、维修和维护的质量监督纳入建设工程全寿命质量监督管理的范畴。在这一阶段的监督应着重把好关。
【关键词】:Ⅱ型轨道板预制
Abstract: non-ballasted track technology its small amount of maintenance, high ride, etc. quickly dominate in the beginning of the domestic passenger railway construction, the the CRTS Ⅱ orbit board technology in the Beijing-Tianjin inter-city and the Beijing-Shanghai high-speed railpractice in the use of stone weapons passenger line access to critical acclaim. In this paper, the Beijing-Tianjin Intercity, Shek Wu Hebei section of a track plate prefabricated construction practice field, the orbital plate of prefabricated construction field program to the construction process described, and its technical innovation and quality control issues a brief description of .Key words: type II track Prefabrication
中图分类号:U21 TG2文献标识码:A
2005年京津城际铁路工程开工建设,第一次引入了国际先进的无砟轨道技术,其核心工艺即德国的博格板技术。2008年京津城际铁路建成通车后,列车运行的速度、平稳性和舒适度均达到了一个新的高度,得到了社会的认可,取得了非常好的社会效益。为此,原铁道部相关专家及相关设计单位、监理单位、咨询单位和施工单位,在博格板的技术基础上,消化、吸收、再创新,形成了更符合中国国内条件的CRTSⅡ型轨道板技术。在2008年初大面积开工的京沪高速铁路、2008年10月份开工建设的京石高速铁路、石武高速铁路,均采用了此项新技术。本文作者有幸参与了京津城际铁路两个博格板制板场之一的中铁十七局、北京房桥联合制板场的建设、施工工作,并且参与了石武客运专线河北段施工Ⅱ标段CRTSⅡ型轨道板制板场从建场方案设计到预制打磨完成出场的全部过程。本文试图以作者参与的两个板场的从建场设计到产品出场全过程来说明产品生产过程和质量控制要点。
一、轨道板场建设
本着保护生态环境、满足均衡生产需要、预留扩大生产条件、利于生产与现场管理的原则,科学合理规划布置制板场。
轨道板场按照功能主要分为钢筋存放加工车间、轨道板生产车间、毛坯板存放区、轨道板打磨装配车间、成品板存放区、混凝土生产区、辅助设施区、办公生活区等八个区域,总占地面积及资源配置根据生产任务总量、生产进度及用板需求计划等综合确定,既要尽量节约用地,减少资源配置,又要考虑生产周期、用板计划,确保满足相应要求。
石武客运专线施工2标轨道板场设置轻钢结构厂房,钢筋存放与制作、轨道板主体生产、轨道板打磨和扣件安装等四道主要工序均在厂房内完成,真正实现了生产的工厂化,最大程度上减少了恶劣天气对施工的影响。轨道板生产车间设置跨度为21m,长283m的彩钢结构厂房,采用长线台座法直列式布置,内设3条生产线,每条生产线包含24套模板;生产线一端预留预应力钢筋下料存放区,生产线远离钢筋加工车间的一侧设置轨道板临时存放台座及运输通道,连通毛坯板存放区,便于毛坯板运输出车间,存放于毛坯板存放区。毛坯板存放区设置存板条基33条, 2台43m跨16t龙门吊,存板能力为4176块(2个月的生产量)。成品轨道板存放区设置存板条基72条, 2台34m跨双悬臂16t龙门吊,存板能力为6480块(3个月的生产量)。钢筋加工区设置跨度24m,长90m的轻钢结构厂房,与轨道板生产车间相连通,便于钢筋骨架的运输和使用,内设10套钢筋加工胎具,2台21m跨度10t龙门吊;打磨装配车间配置BZM650磨床一套,1台16m跨度16t行车,设计打磨能力为24小时80-100块;混凝土生产区设一套主机加强型120m³/h的计算机自动控制混凝土拌合站。根据现场的实际情况,板场的布置与一个箱梁预制场安排在一起,办公生活区、发电机房、材料库房、场内运输道路、骨料存放场等均可共用,能够最大程度上实现资源共享。因此,板场虽然总计占地面积为143亩,但是实践证明,该布局完全满足了生产、存放、运输的需要。
二、主要制造工艺流程
Ⅱ型轨道板在生产厂房内集中预制,实行工厂化管理,生产工艺先进,较大程度地使用机械化、程序化、数控化、自动化作业控制,包括混凝土生产浇筑养护、预应力筋制作张拉、成品板打磨等环节,保证了轨道板质量的可控性。
(一) Ⅱ型轨道板预制工艺
轨道板预制工艺流程如图1所示。
(二) 主要工序
1、模板工序
Ⅱ型无砟轨道板制作精度要求高,模具尺寸是生产合格Ⅱ型板的前提,因此在生产过程中对模板(具)质量要进行严格控制,包括其制作精度以及使用变形方面的控制;必须保证模具有足够的强度、刚度和稳定性,模具主要尺寸偏差从略。
2、 钢筋网片制作及入模
在钢筋网片制作过程中热缩套管定位及加工是比较关键的环节,主要采用将定尺精轧螺纹钢Ф20mm(L=6.44m)和加工好的Ф16mm(L=6.18m)人工放到特制胎具上,按照标识位置用丁字尺在螺纹钢筋上划出热缩软管的精确位置。钢筋上下层网片采用专用胎具进行绑扎,钢筋胎具采用固定尺寸定位槽,避免钢筋间距超过规定要求尺寸,钢筋绑扎时要根根入槽,并在绑扎过程中,做好绝缘处理,对每片绑扎成型的网片进行绝缘检测。
钢筋网片入模安装依次是:∮5mm 预应力丝入槽下层钢筋网片安放∮10mm预应力丝入模初张拉(20%)纵向隔模安装终张拉(100%)上层钢筋网片安装的顺序进行;入模完成后,除了对各层钢筋相对位置、接地预埋件位置、保护层厚度等进行检测和调整外,关键还是要做好各层钢筋间的绝缘处理。
3、预应力张拉控制工序
轨道板采用整体横向张拉工艺,用大吨位张拉横梁,同时张拉60根预应力丝,张拉力4367kN;张拉与放张操作,全部采用PC机数字化控制,实现可控速度的同步张拉放张。张拉顺序为初张拉(0~20%的设计值)终张拉(20%~100%的设计值)。在张拉过程中,始终保持同端千斤顶活塞伸长值间偏差不大于2mm,异端千斤顶活塞伸长值间偏差不大于4mm;台座上4个千斤顶的活塞位移量、张拉力值自动存储在PC控制机内,PC控制机将对这些数值进行计算处理,得出预应力实际张拉力、伸长值与设计值偏差不大于5%;实际单根预应力钢筋的张拉力和设计值偏差不大于15%。
4、混凝土施工
混混凝土采用搅拌站集中拌制,专用料斗配合行车运输至布料机。搅拌站采用微机控制自动计量系统;料斗配备两台液压自动开闭合式,制板生产线配备一台布料机进行布料。混凝土布料采用两次布料、三次振捣。首次布料量约为总量的50%—60%,然后开始首次振捣约40s,此过程目的是排出混凝土中气体,布料要求均匀;振捣停止时开始第二次布料,在第二次布料快结束时边布边振捣,二次布料结束后进行补料,补料结束时再进行三次振捣,整个过程振捣时间大约在约150s左右。混凝土灌筑前开启模具加热系统(冬季情况下),保证混凝土灌筑时模板温度控制在10℃~30℃。
5、拉毛
掌握准确的拉毛时间,是达到良好拉毛效果的关键。若拉毛时间太早,拉出的痕迹会在混凝土黏性回缩的作用下恢复,若时间太晚,则会因为混凝土表面接近硬塑状态导致拉毛困难。通过不断摸索和反复试验,最终确定待混凝土表面呈塑性状态、用手按有弹性且混凝土不粘手时适宜进行拉毛操作。
6、混凝土养护
在轨道板浇筑完毕混凝土初凝并起出侧模板后,应及时在混凝土表面覆盖帆布养护。在浇筑最后一块时,同时制作两组同条件养护试件,并放置在由数 控温控装置控制的与轨道板混凝土温度能同步变化的水池中,通过温度自动跟踪仪实现混凝土芯部温度的实时跟踪,且在养护过程中混凝土芯部温度始终保持在55℃以内,使试件养护温度温度与轨道板芯部保持一致。
7、轨道板脱模
在混凝土浇筑完成后16h,试件强度达到48MPa以上时,养护温度与室温温差不超过15℃时即可撤掉帆布,进行预应力放张及切割预应力筋,开始轨道板脱模作业;脱模采用真空吊具配合行车进行,脱模时严格按照真空吊具操作要求进行。为避免温差裂纹,脱模后毛坯板在车间临时支墩存放24小时方可运出车间。
8、 轨道板打磨及成品板检测
在毛坯板生产完成28d以上且试件强度、弹性模量均满足要求后,使用专用数控磨床对轨道板承轨台进行磨削加工,结合津京城际、京沪高铁轨道板打磨经验,将最大打磨量设置为2mm,毛坯板打磨量在2mm内一次打磨完成,3mm内的打磨两次,最大打磨量设置过大容易在承轨台出现接刀痕。定期对毛坯板的打磨量进行统计,针对打磨量过大的毛坯板应对相应的模具进行调整来减少磨床对轨道板的打磨量。扣件安装时保证预埋套筒内干净,每个套筒内注油脂14±1g。
成品板检测频率是每周用高精度全站仪检测一块成品板来评定该批次成品板质量,同时对磨床的探针、激光进行校准,避免磨床检测系统出现问题。
成品板绝缘检测是按照生产批次进行的,每批次抽查三块成品板,绝缘检测时最重要的是周围环境,应关闭一切电源,除操作人员以外不允许其他人员走动,保证检测结果的稳定性。
9、轨道板存放和运输
轨道板存放是控制轨道板后期质量的关键环节,其要求精度高,任何存放不当都有可能产生附加变形,给轨道板的质量带来不利影响,严重的甚至出现报废。
轨道板的存放分三步,第一步,车间内毛坯板的存放,使用真空吊具将脱模后的毛坯板放在临时支墩上,要求存放层数不超过3层,支墩顶面高程误差不超过2mm;第二步,毛坯板在车间内存放24 个小时之后,利用电瓶车将毛坯板运出车间,通过龙门吊配合人工将毛坯板吊放到场外毛坯板存放区存放,要求存放层数不超过12层,采用3点支撑水平码放,板间垫块上下对齐,支点位置分别在板的第二个预裂缝和第八个预裂缝处,承载面应平行,误差控制在2mm以内,并定期对存板条基进行沉降观测,保证条基有足够的强度和稳定性,严格控制不均匀沉降的发生。第三步,打磨之后成品轨道板的存放,其要求同毛坯板一致,存放层数不超过9层。
轨道板运输采用6轴运输平板汽车,每车装2垛,每垛3块,在车上安装固定4根20cm×20cm×200cm的方木作支撑,板与板之间采用3点支撑水平码放,轨道板装车后用专用汽车刹车带将轨道板绑紧,防止运输过程中轨道板歪斜,车辆时速要求不大于40km/h。
三、质量控制要点
(一)制度及人员素质保证
人的因素是影响产品质量最重要的因素,也是最容易产生波动的因素。因此,建立完善的质量管理体系,加强所有参与施工人员的质量意识和操作技能培训,使所有参与人员从思想意识和操作水平上提高,是质量有序可控的基础。
(二)机械设备保证
采用先进、可靠的机械设备,提高机械设备的完好率可以最大程度减少人为因素的影响。二型轨道板的生产在铁路施工领域的工厂化、机械化、自动化方面达到了前所未有的高度,包括混凝土自动布料机布料、自动张拉控制、自动温控养护、轨道板承轨台精确打磨都最大程度实现了自动化。
(三)加强原材料控制
原材料控制是质量控制的源头,没有好的原材料,不可能生产出合格的产品。因此,必须在供应厂家或者供应矿山的选择上下功夫,切实选择优质的原材料。并且在进货过程中,严格按照原材料的检验细则进行检验,不合格的坚决不能用到产品的生产上。
(四)先进的施工工艺保证
二型轨道板的生产工艺,是在引进德国博格板技术的基础上,结合京津城际轨道制板场的生产实践,经过各方面参与专家、人才的吸收、研究后进行二次创新的结果,工艺相当完善和先进,确保了轨道板生产的顺利和质量的保证。
四、几点质量控制细节及创新
(一)临建施工质量
根据对石武客运专线河北段施工二标轨道板场施工的全过程来看,临建的施工质量对产品质量有着不可忽视的重大影响,并且具有一旦施工成型就极难更改的特点,因此,二型轨道板场的建场一定要高度重视施工质量问题。举例说明如下:
A、生产线张拉横梁基础的施工质量,直接影响到张拉横梁的张拉摩擦力和位置,并进而影响到实际加载到预应力钢丝上的张拉力和预应力钢丝的位置是否准确,从而影响轨道板的内在产品质量;
B、模具基础施工质量,如果不能满足轨道板生产需要,产生不均匀下沉、开裂等质量问题,必然影响到对应模具的位置,从而导致对应模具生产轨道板内预应力钢丝丝位是否准确、灌注完成后的拉毛工作能否到位等;
C、生产线布料机等运行轨道的高差,直接影响到布料机运行是否顺畅,更重要的是影响到拉毛机能否拉毛到位。一旦轨道不平顺,必然出现有的轨道板拉毛到位,有的则拉不到或者拉毛太过的问题;
D、存板基础的施工质量。一旦出现不均匀沉降,对存放其上的轨道板产生不利影响,轻者,轨道板出现附加变形,重则造成轨道板开裂报废。
(二)预应力钢丝下料及安装问题
虽然预应力钢丝采用自动机械下料,但是,由于机械本身性能问题或者操作者不熟练问题,经常会出现下料长度超差(标准要求误差不得超过5mm),而鲜有人员对此造成的内在质量问题有足够意识。实际上,根据生产工艺,决定了预应力钢丝张拉是由伸长值和张拉力双控的,而总计60根钢丝,每根钢丝内实际张拉力是否满足设计要求,则取决于同一台座两侧两个张拉横梁间钢丝的有用长度是否相一致,长度偏差小,则实际张拉力均匀,否则,钢丝间张拉力偏差就会过大。
(三)凿毛机的使用
由于采用了普通42.5标号水泥和活性矿物掺合料代替京津城际板场生产时使用的超细水泥进行轨道板主体混凝土的拌制,混凝土过于发黏的问题始终是存在的。并且,由于前期建场生产线拉毛机轨道的不平顺,造成了部分轨道板拉毛不到位。为了弥补这个缺陷,板场购买了专门的凿毛机,在轨道板达到28d龄期进行精确打磨前,对底板进行凿毛处理。该项措施起到了很好的效果,完全满足了底板粗糙度的要求。
(四)轨道板预裂缝处裂纹的处理
通过改变脱模真空吊具吸盘的结构,即由原来的4片吸盘改进为6片吸盘,并且对新增加的中间2片吸盘的吸力进行调节,即可有效的解决脱模时轨道板预裂缝处裂纹的产生问题。