1、1钢结构热电厂主厂房支撑布置与结构体系摘 要：钢结构热电厂主厂房工程钢结构支撑布置的特点是根据设计说明及设计图纸完成节点、加工及安装详图，深化设计图为加工制作及质量控制提供最直接的依据。难点是较长、较重构件预拼装的吊运及翻身；质量控制关键点是支撑跨钢架预拼装；节点多为高强螺栓连接，要求制作精度高，为保证制作质量，钢架需要预拼装；成对连接板配套钻孔法是控制制作质量的关键措施；通过精心深化设计、合理组织施工、成功解决了该项目钢结构制作质量控制的技术难题，可供同类工程借鉴。关键词：钢结构深化设计支撑布置 结构体系 钢结构以其抗震性能好、施工周期短、工业化程度高等特点，在工业与民用建筑上得到广泛应用。
2、特别是近几年各地区标准厂房及大型公共建筑的建设更是大量采用钢结构。本文以某钢结构热电厂主厂房工程钢结构支撑布置与结构体系为例，结合构件的加工生产流程，对钢结构制作的质量控制进行分析，并提出相应保证措施。 一、项目概况 某钢结构热电厂主厂房工程，主体部分为三层钢框架结构，局部四层。该项目钢结构总量为 600t。最重构件为：钢柱规格H14006004080，质量 27t；最高构件为：钢柱高度 22.76m，分两2段制作；最大钢板厚度 80mm；构件主要包括焊接钢柱、钢梁、钢次梁及支撑；钢材材质梁柱为 Q345-B，支撑选用 Q245-B；斜撑、钢梁上高强螺栓孔较多，尤其斜撑端部连接处，腹板、缘板上
3、高强螺栓孔比较密集，整个项目螺栓多达 8000 套。 二、深化设计 针对此项目，深化设计是一项大量的技术工作，深化设计完成，这里仅以标高层 5.77m，轴与轴交点处节点的深化设计有二根钢主梁 L2-7、L2-11 规格分别为 HN8003001426、H7003002036，此处设计要求在钢柱上（与钢梁对应的翼缘处）安装加筋板，而此处钢梁截面高度一个为 800mm，另一个为 700mm。 三、主厂房结构布置与质量控制 热电厂主厂房一般采用钢框架+支撑的抗侧力体系,地震引起的水平荷载主要由支撑结构承担。但是,由于工艺布置的需要,同时也为减少配合的工作量,工艺专业往往要求结构减少布置支撑或严格限制
4、支撑布置于厂房两端。从而导致主厂房支撑布置过于集中,地震作用集中于某几个支座。 根据已审批的深化设计施工图纸并结合设计说明，进行技术交底；结合项目特点编制质量计划，明确质量目标，建立质量控制体系，明确各级质量控制人员责任；设置质量控制点和关键部位的管理点，项目质量控制点-斜撑跨均需在地上放大样预拼装，地上大样图要做到准确无误。关键部位的质量管理点为钢柱（最大钢板厚度 80mm）的焊接变形控制和高强螺栓连接面的处理。地震工况下的最大支座反力却显著减小。因此,3采用多柱距均匀布置支撑可有效解决柱脚上拔力过大引起的地脚螺栓和基础设计的困难。而且,由于两柱间支撑截面所占的面积很小, 通过精细的配合和
5、PDMS 等三维软件的应用,主厂房纵向支撑采用多柱距均匀布置有可能取得更好的效果。 根据钢构加工的流程和加工场地面积，合理布置加工场地，以保证加工现场的道路畅通、材料的堆放、加工机械设备的分布、下料、组装焊接、校正、预拼装互不影响。材料构配件的质量控制，根据图纸计算出准确的材料用量。首先，在采购订货时审定供应人，建立合格供货商目录，对供应方进行考核，从进货源头控制进场的材料符合设计要求；其次，对进场材料的质量控制，要求运至现场的各类材料都须附带材质证明书，经检查合格后（必要时按规定进行试验和检验）方能允许使用；再次，加强材料进场后的存储和使用管理，避免钢材锈蚀，做好材料的分类存放，规定材料堆放
6、的合理高度，避免钢材的大量积压；同时在使用材料时，质检人员要及时检查和监督；再次，加强材料进场后的存储和使用管理，做好材料的分类存放，规定材料堆放的合理高度，同时在使用材料时，质检人员要及时检查和监督，避免钢材的大量积压和锈蚀；最后，做好钢板材料的标识、发放、回收管理及不合格材料的处置和使用对号，防止错用。 对进场材料的检验可采用书面检验，外观检验，理化检验，无损检验相结合的方式。其中书面检验指对供货厂家提供的材料质量保证资料，试验报告进行审核，取得确认后方能使用。外观检验是对材料从品种、规格、标志、外形尺寸等进行直观检查，看其有无质量问题。理化检验4是借助试验设备对材料样品的化学成分，机械性
7、能等进行鉴定。 机械设备质量控制，机械设备的选型、结合现有的施工装备，因构件较重，为防止其变形，大跨距的柱间支撑欲进行预拼装，可采用一台25t 吊车配合外车间 20t 桁车进行翻身、吊运。在使用中严格遵守设备操作规程，做好桁车和吊车的例行保养工作，使其保持良好的技术状态，确保加工构件质量。 加工过程的质量控制。首先进行专项技术交底，在每一类构件加工前均须进行项目交底：加工数量、完成时间及要求、验收标准、施工中注意的问题、技术保证措施、成品及半成品的保护措施，可能出现的意外及措施，焊接材料及焊接工艺参数!焊接顺序等。测量控制，测量控制贯穿于加工的全过程，从查验材料尺寸、下料尺寸检查、构件组对偏差
8、、构件焊接焊角尺寸、校正偏差控制、预拼装尺寸、钻孔孔径、油漆漆膜厚度等都要进行测量控制。为保证计量器具的精度，要求计量器具的使用、保管、维修和检验按规定进行。 切割下料阶段质量控制，质检人员首先从技术人员处获得下料单，根据施工图纸复核下料单尺寸、材质等、如果有误，则先反馈到技术负责人做报废处理，其次，是查验施工班组的实际画线尺寸，尺寸及材质无误后下料切割；若不正确则反馈到下料负责人，重新画线，下料。最后，根据技术交底的允许偏差检查下料尺寸是否正确，并填写记录。H 型钢组对阶段，错边控制，截面尺寸控制、包括高度、垂直度、中心偏移。翼缘板对腹板的垂直度控制，组对间隙控制等。H 型钢部件拼接要求，翼
9、缘板的拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于 200mm，翼缘板拼接长度不小5于二倍板宽，腹板拼接不应小于 300mm，宽度方向最好不拼接。 焊接阶段，包括焊缝清根检查（对于熔透焊缝） ，焊缝外观检查，焊角尺寸检查。焊缝质量的检查要求：焊接 H 型钢翼缘的对接焊缝及所有全熔透焊缝应满足二级检验要求；其他焊缝应满足三级检验要求。柱翼缘与底板间采用完全熔透的坡口对接焊缝连接，柱腹板与底板采用双面角焊缝，接触面必须顶紧。柱脚加劲板与柱脚底板和柱子板件等均采用双面帖角焊缝。梁柱刚性连接时，柱在梁翼缘上下各 500mm 的范围内，柱翼缘与腹板间焊接应采用坡口全熔透焊缝。柱拼接接头采用全熔透焊接接头时，拼接接头
10、上下各 100mm 范围内，工字形截面柱翼缘与腹板间的连接焊缝采用全熔透焊缝。钢柱在有横向框架梁处柱横向加劲与翼缘应采用全熔透对接焊缝连接，与腹板可采用双面角焊缝。 校正切割，校正阶段主要是垂直度、扭曲检测，合格后进入下道工序切割。柱间支撑预拼装，预拼装大样是本项目的质量控制点，预拼装大样的正确性，关系到整个项目构件的出厂合格率，尺寸及角度定位正确与否关系到现场安装能否顺利进行，关系到网架结构能否如期安装，关系到整个项目能否如期竣工。首先，要保证预拼装大样的正确性，控制预拼装单元的总长、高度定位、角度定位、弯曲矢高，对角线、柱身扭曲、接口错边、节点处杆件轴线错位等。预拼装时，由于直接焊在钢柱上
11、的构件较多、较重、较大，钢柱质量达 27t，长达 17m，易产生变形，因此对其进行翻身、吊运是该项目的难点，为防止构件变形，利用桁车和汽车吊配合进行，且要采取临时加固措施，编制安全可靠方案，预防安全质量事故发生。 6钻孔，为了保证连接板上孔径及孔距的精度，采用连接板成对配套钻孔法，实施时需要先将二者固定待制孔完毕后做统一标识，且在组装时不得与其他成对制孔的连接板互换。 高强螺栓连接面的处理。为保证高强螺栓连接面的抗滑移系数符合要求，连接面采用喷砂处理方法，要求表面的油污应除净，钢材表面应露出金属色泽。 喷砂、除锈、油漆。本项目喷砂、除锈、油漆的交底内容如下：在此阶段要结合锈蚀等级图片对除锈结果
12、进行检查，本项目要求除锈等级Sa2.5 级；构件翻身时要采取有效措施，防止构件变形及擦刮油漆。喷砂除锈后，应于当日涂好第一道底漆，以免基层底面返锈，影响漆膜的附着力。油漆过程中不断检查漆膜厚度，并做好油漆记录。高强螺栓的摩擦面以及安装焊接的部位都应采取保护措施，防止沾上油漆及其他污物；安装焊接的部位为主梁坡口处及小于 300mm 的次梁端部。构件整体检验。此阶段对于检验不合格的构件，要做返修处理至符合设计要求为止，连同合格构件一起制作构件合格证。构件附上材料质保书及制作技术资料，方可允许出厂。 四、结语 通过对钢结构热电厂主厂房工程钢结构支撑布置与结构体系的分析可以看出：高烈度区大型发电厂主厂
13、房钢结构的地震反应十分可观,要避免因为地震反应过大而引起的结构设计的困难和投资的增加,根源在于应尽量避免在高烈度恶劣厂址条件下建设大型发电厂工程厂区抗震设防烈度和场地类别应作为大型发电厂选址的重要参考依据；高烈度区大型发7电厂主厂房钢结构设计时,在满足工艺布置的基础上,应尽可能采用纵向多柱距的支撑布置形式；支撑的截面大小对主厂房钢结构的地震反应有较大的影响,结构设计时应采用合理的支撑截面,支撑构件应力比不宜过小；阻尼比是主厂房钢结构地震反应的重要影响因素,有必要对其进行全面系统的研究,对高烈度区主厂房钢结构可暂按 0.02 采用。构件的加工制作应从深化设计、消化图纸、人员配备、材料采购、机具选
14、用、工艺制定等方面入手；严格按照有关规范组织施工；建立完善的事前控制、事中控制、事后控制三级管理的质量保证体系以确保质量。 参考文献 1.GB50205-2002 钢结构工程施工质量验收规范 S . 2. DL 5022- 93, 火力发电厂土建结构设计技术规定 S . 作者简介 第一作者: 史庭亮（1981.10-）,男,籍贯（浙江省杭州市）,现供职浙江城建煤气热电设计院有限公司,工程师职称,研究方向:热电厂，长距离热力管网，天然气储备站等工业建筑的结构设计。 第二作者：冯东（1981.07-）,女,籍贯（河南）,现供职浙江绿城六和建筑设计有限公司,工程师职称,硕士学位,研究方向:工业及民用建筑结构设计，建构筑物的抗震研究。 8
