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1、一炼钢主厂房柱加固施工技术总结摘 要：通过对宝钢一炼钢主厂房主加固工程的介绍，对其施工方法，施工工序及现场作业难点进行总结。关键词：加固范围 加固形式 吊装 顺序 焊接 1. 工程概况宝钢一炼钢区域除尘系统扩容改造项目中，主要包括了将3座转炉通风气楼分别改造成集尘气楼；将铁水倒罐区2座通风气楼封闭，并在此区域内新建一座简易集尘气楼主结构；在铁水等待区增加一座集成气楼以及对车间内原有的除尘管道进行扩容等，从而改善车间内的环境，减少该区域厂房冒烟的问题。由于一炼钢主厂房结构已经使用了二十多年，本次除尘系统扩容改造，是局部区域的荷载有所增加，需对厂房内的局部构件采取适当的加固措施，本次涉及到加固的除
2、尘扩容改造的内容主要包括：（1）屋面A轴线柱顶新增1根除尘管道，管道最大直径为4800mm；（2）1-3#转炉气楼新增4个阀门，单重约为6t；（3）AB跨屋面铁水扒渣区域附近新增气楼，气楼总重为25t；（4）BD跨屋面新增除尘管道；（5）C轴原4.7m*2.2m的除尘管道扩容至7.2m*2.2m，并悬挂于19.75m平台梁上；（6）D轴线除尘管道扩容后，在D6、D7轴线处采用悬挂三角撑管道支架。根据以上扩容项目，需对厂房结构的A列柱（5线13-1线，共14根）、B列柱（5线15线，共12根）、D列柱（6线、7线）、屋面结构（转炉上部的9根大梁和铁水扒渣区域4榀桁架）、19.75m平台钢梁（3根
3、）等进行加固改造。2. 工程难点及特点2.1 加固过程中不能影响生产本工程的加固工作，均不得影响厂房生产，尤其是A列柱和B列柱的加固，均在行车梁两层，空间狭小，施工时必须采取合理的措施，确保行车梁正常运行。2.2 工程量大 由于在立柱、框架主梁以及屋面大梁及桁架上贴板、焊接角钢或焊T形型钢加固，贴板、焊接角钢以及焊接T形钢用钢量大，焊接工作量也大，而且立柱两边、平台主梁上下翼缘边附属结构、电缆、电缆管、控制盘、照明灯具、爬梯、砼及平台结构移位安装、拆除恢复量大。2.3 构件吊装就位难度大 由于是在线改造项目，改造项目中的构件吊装就位难度很大，施工用吊车完全无法施展，只能依靠卷扬机或倒链等特殊措
4、施经过多次倒运，才能将构件及设备倒运到位，大大增加了施工的难度与复杂性。2.4 构件堆放困难由于加固工程是在生产区域进行，而生产区域的位置本来就比较狭小同时又要保证生产的物流畅通，这就决定了改造构件不能大量的堆放，只能以快流转形式到一件转运一件，转运一件安装一件，平台及地面任一环节流通不畅，都将影响施工的正常进行。2.5 焊接应力与变形控制在厂房加固项目中，采用焊接的形式进行加固，现场焊接量大，因此柱、梁加固焊接的应力和变形控制是本工程的重点。3. 主要施工机械表表1:施工机械表序号名 称规 格单 位数 量备 注1汽车吊QY50型50t台1转运构件2卷扬机1t台2转运构件3倒链3t个54倒链2
5、t个105千斤顶510t个66配电箱200A个57电焊机交、直流焊机台168手提电钻台29空压机台310角向砂轮机台10打磨11手提砂轮机台30打磨12风镐把2砼破凿13割枪套1014煤气检测仪台215防坠器个204. 劳动力分布表2:劳动力使用计划表序号工 种数量备 注1起重工8人2铆 工8人3电焊工16人4电 工2人5油漆工3人6架子工47普 工8人合计49人5. 施工流程5.1 障碍物拆除在主厂房厂房柱及屋面结构加固过程中，加固位置处有许多旧有结构挡碍，需要将该部分结构拆除或移位，如下图1-6。图1:原结构拆除部分 图2:需拆除恢复的平台及管道支架图3:屋面结构拆除 图4:移位管道 图5
6、:需拆除恢复爬梯 图6:需拆除恢复灯架图7:需拆除电缆井5.2 打磨本工程加固前，车间内的钢柱、钢梁等已经多年未进行清理，表面灰尘及污物较多，施工前应首先将钢柱打磨，取出表面的灰尘及污物，后方可开始施工。5.3 A列柱加固A列柱需对上柱进行加固，即标高25.965m41.290m范围进行加固，加固采用在柱翼缘内侧贴4块规格为-25*350mm的钢板，焊缝高度为10mm；在高强螺栓拼接节点处对高强螺栓节点加强：将连接板气刨后与钢柱翼缘焊接，并在翼缘外侧连接板上下位置各增加一块规格为-20*200*500mm的钢板与连接板焊接连接。加固用钢板材质均为Q235B。加固的具体形式如下图8、图9所示。图
7、8:A列柱加固形式图9:原有拼接节点加固形式5.4 B列柱加固B列柱需对其中上柱进行加固，即标高25.965m42.59m范围进行加固，在其翼缘内侧贴4块规格为-25*215mm（240mm、265mm）的钢板，焊缝高度为10mm，高强螺栓节点加固同A列柱，加固用钢板材质均为Q345B。加固具体形式如下图10所示。图10:B列柱加固示意图5.5 D列6、7柱加固D列柱的两个钢柱均需对吊车肢翼缘进行加固，在其外侧贴4块-25*387mm的钢板，材质为Q345B，焊缝高度为10mm，并在组合柱间设斜腹杆将水平力传至10.8m或19.75m平台。加固的具体形式如下图11。图11:D列钢柱加固示意图5
8、.6 屋面结构加固屋面的实腹梁采取在其上翼缘增加焊接T型钢，长度为AV2阀站的宽度，约为18m，双面角焊缝，焊缝高度为8mm；屋面桁架加固采取在其端部腹杆或弦杆上双拼角钢，焊缝高度为6mm，同时，对于节点位置有原来的螺栓连接改为焊接。加固用钢材材质均为Q235B。加固形式如下图12、图13所示。 图12:屋面实腹梁加固形式图13:屋面格构式桁架加固形式5.7 19.75m平台梁加固19.75m平台钢梁的加固，采取翼缘贴钢板或角钢的形式，焊缝高度为10mm，钢材材质为Q235B。加固形式如下图14所示。图14:19.75m平台梁加固形式6. 实施方案6.1 总体思路本工程施工的内容主要分为柱系统
9、、楼面梁以及屋面系统三部分内容，施工过程中车间生产仍正常运行，而柱及屋面梁加固主要集中在转炉生产区域，为确保安全，对于转炉区域（710线）的B列钢柱加固以及屋面梁的加固，尽可能在炉修期间进行，其它的钢柱、楼面梁以及屋面系统的加固均在平时进行加固。6.2 厂房柱加固A列、B列柱加固范围均从+25.965m标高开始，由于在标高28.1m处为行车梁走道板，因此，将此部分钢柱的加固以走道板为界分为两部分，施工时，先加固走道板以上部分，加固完成后再在走道板上开洞，进行走道板以下部分的加固，D列柱加固共两根，分别为6线、7线钢柱，加固范围是下柱的吊车肢从混凝土包脚位置加固至标高25.965m。钢柱的加固主
10、要分为加固件的倒运、固定以及焊接三个步骤，下面就这三个步骤的具体实施过程进行说明。6.2.1 柱加固件的倒运根据钢柱上加劲板的位置，将加固件分为若干段，考虑到构件倒运及安装的可操作性，最大长度不得超过4m。加固前，在每块加固板上设两个吊耳，根据板加固件的长度，吊耳设置距离板端部为300500 mm处，吊耳的规格为-10*100*100mm，与加固板焊接连接。6.2.2 加固件的吊装、倒运按照4m段计算，加固件的最大重量约为230Kg，无法利用人工进行垂直运输，故将钢柱的加固材料在5线7线废钢跨内和14线位15线间的空挡，利用50t汽车吊将加固件直接吊装至行车梁走道板上面，然后利用人工倒运至加固
11、位置。吊装时注意不得碰撞行车梁及其模电道，且一次吊装构件不得超过1.0t，防止集中荷载对行车梁走道板产生影响。6.2.3 加固件的焊接柱加固件全部定位后，开始加固件的焊接作业。加固件的焊接方法按照设计要求遵循分散、短段、短时、多道的原则进行焊接。焊接时，间断焊的长度为300mm（300mm），每根柱子安排四个焊工，同一块翼缘板上的焊接采取称焊接。6.3 屋面系统的加固屋面加固主要是对710线AB跨屋面上的实腹式钢梁（从B轴线向A轴线18.0m）和1213-1线AB跨屋面上的格构式桁架进行加固。其中实腹式梁截面高度为2300mm，格构式屋架截面高度为2000mm。屋面的实腹梁采取在其上翼缘增加焊
12、接T型钢，屋面桁架加固采取在其端部腹杆或弦杆上双拼角钢的方式。6.3.1 屋架加固材料的倒运屋架加固材料首先利用50t吊机将其吊装至行车梁平台面，其中710线的加固材料，在AV2室开一个1000*1000mm的孔洞，然后利用卷扬机将材料从行车梁平台面吊装至AV2阀站内，1213-1线的加固材料均为角钢，在屋面瓦拆除后，利用人工将其从行车梁平台面吊至屋面。6.3.2 屋面加固施工实腹梁加固时，将加固范围内的AV2阀站平台板沿实腹梁上翼缘切除一道宽度为150mm半条，将加固用的T形板腹板与实腹梁翼缘中心对齐且垂直度达到要求后，再临时固定焊接。1213-1线AB跨屋面加固时，将屋架上部屋面瓦拆除，拆
13、除宽约2000mm。为了防止下雨厂房内进水，屋面瓦拆除后再利用屋面梁做支撑，设置临时防雨棚，见下图15所示。图15:防雨棚示意图6.4 19.75m平台梁的加固方法19.75m平台梁加固时，由于加固位置正好处于两条走道中间，中间没有平台，加固时，从地面搭设脚手架平台至作业面，由于加固均为仰面操作，故将加固件分为2m一段，以便于操作，贴板时，为保证其与梁翼缘贴紧，亦利用卡马进行紧固。6.5 焊接本次加固工程均为焊接作业，焊缝主要为角焊缝，焊缝等级为三级，部分等强对接的部分（加固件拼接、加固件与柱顶部的焊接等）要求为坡口焊，焊缝等级要求为二级。本次加固工程均是在构件受力的状态下进行。6.5.1 焊
14、材选择本次加固工程焊接焊材的选用主要根据母材（A列柱、19.75m平台梁及屋面结构SS41，B列柱、D列柱均为SS50）性能、技术要求及施工条件，现场焊接采用手工电弧焊（SMAW）。焊材选用见表3。表3:焊材选用序号母 材焊接方法焊接材料1Q345B与SM50SMAWE50152Q345B与SS41SMAWE43153Q235B与SS41SMAWE43156.5.2 加固形式加固焊接时，主要有以下几种情况：（1）加固角钢与屋面桁架的焊接（角焊缝）（2）加固“T”型钢与屋面梁上翼缘焊接（角焊缝）；（3）加固板与上柱翼缘焊接（角焊缝）（4）加固板与下柱翼缘焊接（角焊缝）（5）加固板与加固板之间的对接焊缝（平行焊缝）6.5.3 焊接顺序(1)总体焊接顺序在本次加固过程中，涉及到多种多样的焊接节点形式，为了控制好整个加固的变形和控制焊接件的安装精度，必须确定好合理的加固焊接顺序，以保证工程的顺利进行。屋面梁两侧加固
