专利名称：钢结构模块化施工工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑领域的大型厂房、平台建筑的钢结构框架，特别是 涉及一种钢结构模块化施工工艺。
背景技术：
近年来，随着社会经济及生产力的发展，钢结构建筑以其占地面积 少、综合成本低、施工速度快、质量易保证、绿色环保等诸多优点得到 迅速发展，广泛应用于厂房及高层或大型建筑。现有钢结构框架施工过 程为首先在加工厂加工钢结构所用构件；然后再将构件运到施工现场
后采用吊装工具进行安装。而对于冶金行业大型炼钢与选矿的厂房，其 钢结构所占建筑比例较大，传统的钢结构框架施工工艺则已经不能满足 此种现代超大、超高型钢结构框架施工要求，在施工过程中显现出其诸
多不足l.现场安装施工量大，特别是高空作业量大，导致施工过程耗 时长；2.高空作业难度高，造成框架结构参数及安装精度不易控制，容 易产生尺寸碥差，同时，长时间高空作业增加了施工危险性；3.大型吊 装工具等机具使用量大、费用高，高空安全技措、施工技措费用及人工 费用均非常高，增加了施工成本。目前，也有将构件在施工现场进行吊 装单元组装，然后再进行安装的施工工艺，但此种吊装单元的组装仅为 局部的小模块组装，无法达到有效提高施工速度及降低施工成本的目 的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可大幅度降低高 空作业量，从而具有安装速度块、安装精度高、节约机具、降低施工危 险性等优点的钢结构模块化施工工艺。
本发明实现目的所采用的技术方案是-
一种钢结构模块化施工工艺，其施工工艺的步骤为(l).在车间内
对钢结构所用的构件进行精确加工；(2).将构件拼装成为模块化安装单
元；(3).采用吊装工具对拼装后的安装单元进行现场整体吊装，其特征在于所述的将构件拼装成为模块化安装单元是在现场完成的，且现场 构件拼装成为模块化安装单元的过程是在一组拼装胎架上完成，该拼装 胎架是由一组垂直于构件并水平放置于地面上的H型钢构成。
而且，所述的构件进行精确加工的工艺过程为材料验收、抛丸； 放样、号料；切割；矫正、刨边零部件加工；接料；焊接；无损检测； 矫正；组对；自动焊接；探伤、检查；成品号料组装；焊接；号成品孔; 制孔；成品预装；防腐包装。
而且，所述的现场构件拼装成为模块化安装单元的工艺过程为拼 装胎架制作；构件检査；零件组装成部件；尺寸、精度检查；部件与部 件组装；空间定位、精度检查；多组部件拼装；尺寸检查；单元拼装； 就位接口处尺寸检查；焊接；加固。
而且，所述的采用吊装工具对拼装后的安装单元进行现场整体吊装 的工艺过程为基础复测；基础找平处理；垫板就位；标高复测；结构 单元整体尺寸检査；构件吊装就位；垂直度、水平度复测找正；隐蔽检 查；永久性固定。
而且，所述的拼装胎架上表面设置有构件的水平定位调整装置。
而且，所述的拼装胎架上表面设置有位于构件底部接触面下方的水 平微调装置。
本发明的优点和积极效果是
1. 本施工工艺首先在加工车间完成钢结构所用各个构件的精确制 造，然后将该构件在施工现场完成一组构件的拼装，形成大模块化的安 装单元，然后利用超大型起重设备一个一个地进行搭接安装，此工艺使 得现场安装的高空工作量大大减少，改善了传统意义上钢结构制作安装 方法，由于大模块能够直接隔离出很多区域，因此被孤立的不同区域可 以各自进行作业而互不影响。
2. 本施工工艺可以解决大型钢结构构件异地施工、无法建立钢结构 加工厂、大型构件无法运输、大型构件吊装频繁起吊等问题，在加工过 程中可分块分解、现场拼装、整体吊装，从根本上解决在加工、运输、 吊装过程中由于件大而产生的大、笨、慢问题，提高了制作运输安装的 效率，同时也满足受地区与资源限制的施工条件，主要应用于大型钢结 构厂房及平台钢结构的施工，实现制作运输安装一体化并形成一定的管
4理体系及模式应用到施工中，提高了生产力促进施工标准化作业的进 程。
3.本发明的钢结构模块化施工工艺利用成熟现代大型吊装技术、采 用模块化安装方式很好地解决了这一问题，模块化施工工艺技术要求 高、安全可靠、安装速度快、节约机具、分散尺寸偏差框架结构参数易 于控制，避免长时高空作业的危险，是一种比较理想的大型钢结构框架 制作安装新工艺。
图1为本发明构件加工工艺流程图2为本发明构件拼装工艺流程图3为本发明安装单元安装工艺流程图4为本发明构件拼装实施例的大型钢柱现场拼装原理图5为大型钢柱拼装原理立面示意图6a为大型钢柱拼装原理俯视图(拼装前)；
图6b为大型钢柱拼装原理俯视图(拼装后)。
具体实施例方式
以下对本发明的实施例做进一步详述，以下实施例只是描述性的， 不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种钢结构模块化施工工艺，该施工工艺包括以下步骤
(l).在车间内对钢结构所用的构件进行精确加工，其工艺过程为 材料验收、抛丸；放样、号料；切割；矫正、刨边零部件加工；接料； 焊接；无损检测；矫正；组对；自动焊接；探伤、检查；成品号料组装； 焊接；号成品孔；制孔；成品预装；防腐包装。
其关键工艺包括
A. 合理分段分块，严格下料尺寸精度。科学合理的确定构件的分段 分块，其原则是有利于精度的控制和测量精确；模块化制作尽量批量下 料，尺寸一步到位，减小切割修改量，采用电脑放样保证尺寸精度，同 时选用先进的切割工具和合格的测量仪器确保下料的尺寸精度。
B. 优化焊接工艺，控制焊接变形量。为保证焊接质量，精确预测焊 接变形，从而解决钢结构制作安装结构安全性的难点，本工艺采用以下 方法a.采取合理加固措施阻挠焊接时的焊接应力，减小焊接收縮量，将其控制在允许范围内；b.制定合理的焊接工艺，尽量避免焊接局部或 某一点，施焊时应对称均匀分散，先主体后分部，能对称焊不单面焊， 控制焊接电流宜小不大，快速完成；c.控制构件组对间隙减小焊缝收縮 量；d.采取热矫正和冷矫正处理变形构件，采用火焰加热进行矫正，也 可采用机械矫正均可达到矫正的目的。
C. 分段分块进行预装，确保安装的整体性。对分段分块制作的构件 在出厂前必须进行预拼装，严格控制其拼装尺寸，确保接口处的精度， 定位孔的精度，高强螺栓孔的定位相对精度从而控制结构的整体性。
D. 科学合理的解决环境温度影响。制作时必须考虑外部环境温度， 同时考虑安装时的环境温度，因此必须了解制作安装两地的温度差异， 通过气象资料了解温度差异确定其制作余量，尤其是高强螺栓连接的构 件，其误差不允许超过2mm，在安装时，接口处尽量保证外界温度差异 不大，否则拼装和安装受温度影响偏差较大。
(2).现场构件拼装成为模块化安装单元，其工艺过程为拼装胎架 制作；构件检査；零件组装成部件；尺寸、精度检査；部件与部件组装； 空间定位、精度检査；多组部件拼装；尺寸检查；单元拼装；就位接口 处尺寸检查；焊接；加固。
现场构件拼装成模块化安装单元的过程是在一组拼装胎架1上完成 的，现以大型钢柱现场拼装为例进行说明，如图4所示，拼装胎架由一 组垂直于构件并水平放置于地面上的H型钢构成。该拼装胎架上表面设 置有构件的微调装置，包括对称设置的水平定位调整装置4，该水平定 位调整装置包括固装于胎架翼缘板上的定位挡块5及螺纹安装于定位挡 块上的水平调整螺栓6构成，该水平调整螺栓可在构件水平方向进行微 调，即对其直线度进行微调，其调整位移长度取决于该水平调整螺栓的 螺纹长度；还包括一设置于拼装胎架上表面并位于构件腹板底部接触面 下方的水平微调装置7，该水平微调装置为一纵向设置的微型螺旋千斤 顶，其可对构件在垂直方向上即其水平度进行微调。
钢柱的拼装过程为将需要拼装为安装单元的单个构件2采用汽车 吊3逐一搭置于一组胎架之上的水平定位调解挡之间；并采用一定数量 临时连接螺栓9将钢柱翼缘外侧连接板10、腹板连接板11分别与钢柱 翼缘板8及腹板12进行临时连接，两钢柱对接端的翼缘外侧连接板及腹板连接板均为相对单一设置；相邻两段钢柱首先进行沿其长度方向的 找正，再进行沿其宽度方向的找正，然后采用对称设置的销轴14及临 时螺栓定位找正，完成钢柱对接精度粗找;组装钢柱翼缘内侧连接板13; 采用设置于拼装胎架上的微调装置对构件在垂直方向及水平方向进行 一定微调，完成钢柱对接精找；将临时连接螺栓替换为高强度螺栓进行 终拧；最后进行就位接口处尺寸检查、焊接、加固，完成分段拼装的工 序。
大型钢柱在采用模块化施工时，经优化分段制作，可克服在制作场 内制作时因构件大尺寸难控制、难翻身、起重量不够的因素，克服出厂 后构件超长超宽难运输的问题。
(3).采用吊装工具对拼装后的安装单元进行现场整体吊装。其工艺 过程为基础复测；基础找平处理；垫板就位；标高复测；结构单元整 体尺寸检查；采用大型履带吊进行构件吊装就位；垂直度、水平度复测 找正；隐蔽检査；永久性固定。
将构件分块制作、拼装成整体单元进行安装的模块化施工工艺，还 可适用于钢吊车梁模块化施工、屋面檩条模块化施工以及钢天窗模块化 施工等。将钢吊车梁与辅助系统拼装为整体进行吊装，减少高空作业， 克服吊车频繁起钩，减少人员机械的投入加快施工进度。由于屋面檩条 无法拼装成整体来安装，只能把它作为零散的块进行吊装，采用一钩多 吊法进行安装，把若干檩成串依次一次进行吊装。由于屋面钢天窗构件 较为零散且钢天窗安装在屋面最高处，高空作业频繁风险较大，将其拼 装为整体进行吊装可以克服大型吊车频繁起钩，减少安装时长时间占用 大型机械。
本发明施工工艺可提高施工精度，缩短施工时间，降低施工费用 (如履带吊台班费用，高空安全技措及施工技措费用以及节省高空人 工费用等)，从而可大幅提高经济效益，具有广泛的应用前景。
权利要求
1. 一种钢结构模块化施工工艺，其施工工艺的步骤为(1).在车间内对钢结构所用的构件进行精确加工；(2).将构件拼装成为模块化安装单元；(3).采用吊装工具对拼装后的安装单元进行现场整体吊装，其特征在于所述的将构件拼装成为模块化安装单元是在现场完成的，且现场构件拼装成为模块化安装单元的过程是在一组拼装胎架上完成，该拼装胎架是由一组垂直于构件并水平放置于地面上的H型钢构成。
2. 根据权利要求1所述的钢结构模块化施工工艺，其特征在于 所述的构件进行精确加工的工艺过程为材料验收、抛丸；放样、号 料；切割；矫正、刨边零部件加工；接料；焊接；无损检测；矫正； 组对；自动焊接；探伤、检查；成品号料组装；焊接；号成品孔；制 孔；成品预装；防腐包装。
3. 根据权利要求1所述的钢结构模块化施工工艺，其特征在于 所述的现场构件拼装成为模块化安装单元的工艺过程为拼装胎架制 作；构件检查；零件组装成部件；尺寸、精度检査；部件与部件组装； 空间定位、精度检查；多组部件拼装；尺寸检査；单元拼装；就位接 口处尺寸检查；焊接；加固。
4. 根据权利要求1所述的钢结构模块化施工工艺，其特征在于 所述的采用吊装工具对拼装后的安装单元进行现场整体吊装的工艺过 程为基础复测；基础找平处理；垫板就位；标高复测；结构单元整 体尺寸检查；构件吊装就位；垂直度水平度复测找正；隐蔽检查；永 久性固定。
5. 根据权利要求1所述的钢结构模块化施工工艺，其特征在于 所述的拼装胎架上表面设置有构件的水平定位调整装置。
6. 根据权利要求1或5所述的钢结构模块化施工工艺，其特征在 于所述的拼装胎架上表面设置有位于构件底部接触面下方的水平微 调装置。
全文摘要
本发明涉及一种钢结构模块化施工工艺，包括以下步骤为(1)在车间内对钢结构所用的构件进行精确加工；(2)将构件拼装成为模块化安装单元；(3)采用吊装工具对拼装后的安装单元进行现场整体吊装，其中所述的将构件拼装成为模块化安装单元是在现场完成的，且现场构件拼装成为模块化安装单元的过程是在一组拼装胎架上完成，该拼装胎架是由一组垂直于构件并水平放置于地面上的H型钢构成。本发明的钢结构模块化施工工艺利用成熟现代大型吊装技术，采用模块化的安装方式很好的解决这一问题，安全可靠、安装速度快、节约机具、分散尺寸偏差框架结构参数易于控制，避免长时高空作业的危险，是一种比较理想的大型钢结构框架制作安装新工艺。
文档编号E04G21/14GK101451397SQ200710150758
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者索建红 申请人:中冶天工建设有限公司