改进单层工业厂房多节柱中柱钢托架安装工艺

中冶建工集团钢结构分公司重庆江增技改项目部QC小组

1、工程概况

重庆江增机械有限公司船用增压器及叶轮生产线技术改造项目铸造车间，位于重庆市江津区德感工业园内，主体结构为钢结构，建筑面积约21000㎡。该厂房为单层4连跨结构，分AB、BC、CD、DE四跨，跨度分别为24m、30m、30m、24m，厂房横向长度108m，纵向长度192m。其中，B、D列钢柱由上柱、中柱、下柱组成，钢托架沿纵向布置于17.200m和26.500m标高。 2、QC小组介绍 2.1概况：

小组名称 小组类型 活动时间 中冶建工集团钢构公司重庆江增技改项目部QC小组 攻关型 成立时间 2012年 6月10日 注册时 间 2012年 6月15日 注册号 2012-6-15 2012年6月10日至2012年7月20日，共活动8次，出勤率100% 制表人：龙恒义 时间：2012年7月10日 2.2小组成员：

组员姓名 余海林 王友鸿 陈钢 刘乐 龙恒义 林小雷 秦阳 郑伟 张毅 性别 男 男 男 男 男 男 女 男 男 QC教育时间 90h 90h 80h 80h 80h 80h 80h 80h 80h 职务名称 项目经理 技术负责人 安全员 专业质检员 技术员 技术员 技术员 专业工长 焊工班班长 组内分工 组长 副组长 组员 组员 组员 组员 组员 组员 组员 备注 1.本次小组成员参加TQM知识培训平均学时达82.2h。2.本次QC小组活动共活动8次，出勤率为100％ 制表人：龙恒义 时间：2012年7月10日 第 1页 ， 共 8 页

3、选题理由

3.1吊装难度大：该项目B、D列钢柱由上柱、中柱、下柱组合而成，钢托架分布于中柱和上柱，分别位于钢柱的17.200m和26.500m标高。26.500m标高钢托架位于柱顶，考虑到现场安装，在制作时，柱顶板和托架上部加劲板只是点焊，以便钢托架能从两根钢柱柱顶下落到相应位置。与上柱钢托架相比，中柱钢托架吊装难度要大的多，由于人孔及吊车梁牛腿处加劲板等一系列障碍，钢托架不可能从柱顶直接落至相应位置，必须考虑其他吊装方法；

3.2质量要求高：钢托架与钢柱连接采用大六角高强螺栓连接，不允许对螺栓孔进行切割、扩孔，钢托架连接板螺栓孔必须与钢柱连接板螺栓孔相对应，以确保高强螺栓的精确安装；

3.3综合上述理由，本次活动以“改进单层工业厂房多节柱中柱钢托架安装工艺”为本次小组活动的课题。 4、吊装

4.1吊装方法探讨：

方法一：托架水平起吊，从相应两根钢柱外侧绕至托架安装位置。 方法二：钢柱净间距小于托架长度，可将托架活动端（连接板点焊处）切割400mm，待钢托架吊入相邻两根钢柱之间后，再用相应的角钢搭接补强。

方法三：采用单点起吊，使托架倾斜，然后从柱外侧绕至钢柱内侧，再用手拉葫芦配合吊车，将托架倾斜端提升至水平位置。 4.2吊装可行性分析：

经我部全体人员讨论、分析：若采用方法一，相邻两根钢柱翼缘板较宽，钢柱净间距小于托架长度，托架吊装依然受阻；若采用方法二，每根钢托架都要切割、补强，工作量大、工序繁琐且不易控制搭接质量，

第 2页 ， 共 8 页

影响整体结构；若采用方法三，取掉托架活动端连接板倾斜起吊后与地面形成一定角度时，就很可能吊至相邻两根钢柱之间，用手拉葫芦配合吊车，将托架倾斜端提升至水平位置。

通过对以上三种方法的探讨、比较：采用方法三，我部技术人员经电脑精确放样，钢托架可以就位，该方法不仅不会影响托架整体质量，也不会破坏钢柱及其附属结构的质量，而且完全具有可行性。确定吊点位置，成为这种吊装方法的难点。 4.2吊点的确定：

钢托架采用单点吊装，以便钢托架形成一定角度。在钢托架吊装前，先确定吊点位置，计算过程如下：

取掉活动端连接板后托架实际长度：12000-6-6-20-=11904mm 钢柱净间距：12000-200-200=11600mm

确定托架起吊最小角度：cosα=钢柱净间距/托架实际长度 =11600/11904 ≈0.9744

托架起吊时，与水平面所成角度为锐角，所以：α=13° 根据以上计算：选择起吊角度为α=30° 钢托架起吊角度分析图如下：

起吊角度分析：龙恒义 审核：王友鸿

第 3页 ， 共 8 页

钢托架起吊后，钢丝绳所受拉力F=重力G，且拉力F过构件重心， ∠ABC=90°

所以：ΔDEN∽ΔCBA ∠CAB=∠DNE=30° 托架高度2000mm AB=1000mm

tan∠CAB=BC/AB BC=AB* tan∠CAB=1000*tan30 =577mm 即：起吊点C距离上弦中点B的距离为577mm。

4.3吊车选择：根据钢托架重量及吊车起重量、作业半径等参数选择吊车，该项目B、D列中柱钢托架吊装采用25吨汽车式起重机。 4.4具体实施方法： （1）吊装前准备工作:

① 考虑到现场钢柱安装偏差，在托架制作时，一端连接板焊接牢固（固定端），另一端为点焊（活动端），且活动端连接板在下料时长度增加20mm，以便现场灵活调节并满足连接焊缝长度要求。在吊装开始前，将托架活动端连接板取掉，缩短托架整体长度。

② 根据上述计算，起吊点C距离上弦中点的距离为570---600mm之间。在C点绑扎钢丝绳，起吊后与地面的水平夹角约为30°，钢托架可以吊入两根相邻钢柱之间。

③ 在托架活动端下弦绑扎麻绳，以便控制托架起吊过程中的平稳性。

④ 在托架上弦两端各放置一个挂笼，给作业人员提供空间操作平台。

⑤ 在钢柱上固定好手拉葫芦。

⑥ 由于钢柱安装误差，原先点焊在钢柱腹板上的托架支座板可能不在同一平面内，这时，就需要按标高尺寸从17 1轴线引一条参考线，并在钢柱上标出托架下弦位置，以确保安装后，托架下弦在保持在同一水

第 4页 ， 共 8 页

平面上。

（2）吊装过程：

① 钢丝绳绑扎就位后，在起重工的合理指挥下，吊车缓缓起吊，并由一人用麻绳控制钢托架起吊过程中的角度和平稳性。钢托架起吊至12m标高吊车梁上方300mm时，高空安装人员应接住麻绳，调整托架位置，如下图所示：

示意图（一）绘制：龙恒义 审核：王友鸿 ②此时，作业人员应用手扶住托架端部（低端），并逐渐让托架吊入两根相邻钢柱之间，低端上弦用钢丝绳与预先固定好的手拉葫芦挂钩固定，拉动葫芦链条，如下图所示：

第 5页 ， 共 8 页

示意图（二）绘制：龙恒义 审核：王友鸿

③在葫芦的拉动下，钢托架低端逐渐提升至水平位置。根据离托架安装位置的距离，吊车慢慢提升（下降）的同时，拉动葫芦链条，待托架上、下弦达到确切安装位时，起重人员指挥吊车司机停止提升（下降），如下图所示：

示意图（三）绘制：龙恒义 审核：王友鸿

④由于起吊时，为尽可能缩短托架整体长度，取掉了活动端的上、下

第 6页 ， 共 8 页

弦连接板和端头板，现托架已吊至安装位置，连接板应重新焊接，并用钢尺检查连接板与托架的连接长度是否符合图纸尺寸。

⑤按照托架下弦在同水平面上的要求安装时，若托架端头板螺栓孔 与钢柱腹板螺栓孔错位，就必须将钢柱腹板螺栓孔补平并重新钻孔后，再用高强螺栓连接紧固。

⑥根据《钢托架》标准设计图集（05-G513）的相关要求，对托架上弦与钢柱连接处，进行施焊。 5、效果检查

5.1经过QC小组活动后，完成B、D列中柱钢托架安装任务，达到了预定的目标：

活动前后钢托架安装合格率对比图

制图：龙恒义 时间：2012年7月10日

5.2在托架顺利就位目标实现的同时，不但没有破坏原有构件，而且安装质量符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）和《钢托架》（05-G513）规定的要求。

5.3该活动不仅确保了工艺质量，而且加快了安装速度，在很大程度上促进了施工进度目标的实现。

第 7页 ， 共 8 页

6、巩固措施

针对单层工业厂房多节柱钢托架施工难题，克服许多不利因素，发挥全体员工的创新能力，顺利解决这一难题，为巩固本次活动取得的成果，我们将本活动所取得的原始数据、资料分析、整理，改编在施工方案中，对今后类似的工程，有借鉴参考指导作用。 7、总结

我们小组通过此次活动，对单层工业厂房多节柱中柱钢托架的吊装工艺改进起到了很好的运用，达到了预期的目标。

在此次活动中，小组成员在各方面都积累了一些经验，提高了施工操作人员的技能水平，增强了质量意识和工作的责任心，加强了团队协作精神。我们决定将这次活动的成果推广下去，运用在其它工程上去，更好、更快、更优质的为工程服务，这就是我们活动的宗旨。

第 8页 ， 共 8 页