梁上倒置超長設備軌道安裝施工工法1.前言梁上倒置超長設備軌道安裝施工工法是一種用于A2O生化曝氣式污水處理廠功能性用房設備安裝過程中，利用屋面梁內定點預埋螺栓套筒避免結構梁上后開孔、采用室內多段鋼軌同步提升與焊接技術實現了室內狹小空間內吊裝作業和確保超長連續鋼軌撓度變形小、通過形成鋼構件組合式條形螺栓孔技術實現調整安裝精度誤差并達到工藝需求平整度的施工方法。因其施工成型精度及質量控制好、安全性、高狹小空間內各類狹小作業空間內屋面梁上的施工過程，在類似各類單層廠房行車軌道的施工過程中也具有良好的適用性。華建建設發展有限公司承建的西柏坡市第二西柏坡市重點民生工程，也是中央環保督察組“回頭看”重點工程，如何在程質量和施工安全的同時，快速將主體工程建成后交付業主進行工藝設備安裝，是我司肩負的重要責任和難題；項目通過在屋面梁的鋼筋網內定點預埋螺栓套筒解決了后開孔破壞結構梁的問題；采用室內多段鋼軌同步提升與焊接技術解決了平面尺寸精準、鋼軌焊接質量好、超長連續鋼軌安裝操作方便等特點，被廣泛應用于懸掛運輸設備軌道污水處理廠是確保工鋼軌整段提升撓度變形大、室內大型吊裝機械無法操作的問題；通過創新研發螺栓孔技術解決了鋼構件圓形螺栓孔不能調節尺寸誤差的難題的難題。創新采取翼緣斜切腹板進行豎切方式，以此來增大接口對面面積，增加焊縫強度，大大增加了連續鋼軌的連接整體性；鋼構件組合式條形上述的五項難題在面對此類處理能力建設PPP項目人員通過實踐與總結，形成了一套“梁上倒置超長設備軌道安裝施工工法”，有效解決了工程中所面臨的超長連續鋼軌撓度變形大、室內狹小空間吊裝作業難度、高高空懸掛鋼軌平整度調節難度大的難題，為今后類似工程施工提供借鑒，具有廣闊的推廣應用前景。大型水工市政工程尤為獨特，因此，我司駐西柏坡中心城區污水2.工法特點2.0.1集預制加工、預埋預設、現場吊裝作業、現場焊接作業于一體的綜合性施工工藝。2.0.2時間跨度長，從土建鋼筋工程施工時便開始預埋，直至頂棚裝修施工前完成調整，期間土建與安裝需密切配合，協同工作，配合完成工序交接。2.0.3施工手拉葫蘆完成吊裝，合理利用連接件配合完成吊裝作業。2.0.4優化連接件條形螺栓孔，使得鋼軌工藝需求平整度調節靈活。措施成本低，全過程無大型機械設備或大量人工投入，采用小型、輕巧、靈活的3.適用范圍本工法適用于所有復雜作業空間條件下，梁上懸掛運輸設備軌道安裝施工，同時適用于其他的安裝施工。狹小空間內懸掛運輸設備軌道4.工藝原理本工法主要包含以下三項施工技術：

4.1梁內定點預埋螺栓套筒技術：根據施工圖示的行車軌道安裝位置，梁筋安裝完成后，在梁上行車軌道懸掛點預埋一組螺栓套筒，套筒材質為Q235-B鋼，一組兩根，長度同梁截面寬，兩端焊接80×10×170錨板，套筒外徑、筒壁厚度、埋設高度根據螺栓直徑和規范05G359-3《懸掛運輸設備軌道》相關規定進行匹配，套筒通過安裝吊筋和掛筋與梁主筋固定，澆筑混凝土前用全站儀或經緯儀復核預埋套筒位置，確保套筒位置無較大偏差，套筒與掛筋簡易點焊，避免澆筑混凝土時側壓力較大導致預埋套筒位置偏移。圖4.1.1梁內預埋螺栓套筒位置示意圖圖4.1.2預埋螺栓套筒樣式示意圖4.1.3預埋螺栓套實物圖圖4.1.4螺栓套筒平面預埋位置4.2室內多段軌道同步提升與焊接技術：連續多跨行車梁長度較大，整體提升撓度變形大，室內狹小空間不具備大型吊裝機械作業條件，因此在鋼軌加工時就將連續鋼軌在跨中負彎矩范圍內（離支座?跨度）切斷，吊裝就位時等強度透焊正對接；通過定滑輪），在地面上安裝其核心工作原牽引鋼絲繩過繞上端定滑輪豎向提升鋼軌，用兩個手拉葫至安裝位置并與連接件鉚接，再用相同方法提升相鄰下一段鋼軌就位，坡口對齊后將相鄰兩段鋼軌采用電弧焊焊接，如此往復，直至全段鋼軌并焊接成型。再進行焊接，工字鋼鋼軌翼緣采用45°等強度透焊斜對接，腹板采用在連接件上焊接一臨時手拉葫蘆懸掛點（一個手拉葫蘆，理是：通過人工在地面操作手拉葫蘆，蘆同時提升一段鋼軌臨時螺栓安裝就位圖4.2.1鋼軌斷點切割示意圖圖4.2.2鋼軌切斷實物圖圖4.2.3提升裝置安裝示意圖（一）圖4.2.4提升裝置安裝示意圖（二）圖4.2.5多段鋼軌提升示意圖4.3預成鋼構件組合式條形螺栓孔：將連接件上橫穿屋面梁的受剪螺栓的螺栓圓孔加工為可上下調節的條孔，將與鋼軌連接的受拉螺栓的螺栓圓孔加工為可水平調節的條孔，因預埋螺栓套筒可能會受澆筑混凝土的活荷載而局部偏移從而導致連接件位置偏差，而原設計的定型圓孔不能進行調節，故采用上述連接件的螺栓孔預成孔方式，在應對上述誤差情況下，可實現連接件上下左右四向調節，從而保證鋼軌最終的平整度。圖4.3.1連接架優化螺栓條孔示意圖預埋套筒受剪螺栓條孔長度為3d1連接件加勁肋板受拉螺栓條孔長度為3d2圖4.3.2連接件與預埋件三維示意5.施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程5.2施工操作要點5.2.1構件圖紙優化設計和加工制作（1）預埋螺栓套筒的設計與加工根據規范05G359-3《懸掛運輸設備軌道》和本工程設計施工圖，對應每個單體廠房不同梁寬、梁高和設計不同起重能力的行車型號，分別加工本工法4.1.1節所述的受剪螺栓套管，套管材質為Q235-B級鋼材，套管外徑和壁厚根據下表選定，套管兩端焊接在-80×10×170錨板上，錨板對應開孔，注意一組內的兩根套管必須平行，套管內壁無變形、收縮、堵塞不通等現象，螺栓套管可在現場加工制作，但運用在同一條鋼軌上的螺栓套管應尺寸相同且無較大差別。圖5.2.1.1螺栓、鋼管、錨板、吊筋、掛筋、箍筋選用表（2）連接件的設計與加工連接件由橫板、豎版、加勁肋板組合焊接而成，橫板上開一組兩個受拉螺栓孔，通過受拉螺栓與鋼軌連接，豎板上開一組兩個受剪螺栓孔，通過受剪螺栓與混凝土梁連接；考慮到預埋套管位置誤差會引起連續鋼軌平整度不達標，故將豎板上的受剪螺栓孔加工為可上下調的節條孔，用于調節各段鋼軌的標高，將橫板上的受拉螺栓孔加工為可左右調的節條孔，用于調節各段鋼軌的水平位置，由此實現連接件可上、下、左、右四向調；節加工時條孔長度為原設計圓孔直徑的3倍，即l=3d,l=3d條孔中心點與原設計圓孔圓心對齊，如下圖所示：1122,圖5.2.1.2連接件及開孔示意圖（3）鋼軌的設計與加工施工圖示通長鋼軌長達30-40m，要想制作如此超長的連續鋼軌是不現實的，一是工廠不具備加工條件，二是不具備運輸條件，三是不具備安裝條件，因此，需將超長連續鋼軌切割為若干段，切割點留設在跨中負彎矩范圍內，即1/4跨度至1/3跨度范圍內，單跨內最多允許切割一次，切口處工字鋼翼緣按45°斜切，工字鋼腹板按90°豎向切，以此來增大接口對面面積，增加焊縫強度。中間支座翼緣斜切腹板豎切圖5.2.1.3工字鋼斷點樣式示意圖5.2.2屋面梁內定點預埋螺栓套筒圖5.2.2.1節選某節點施工圖以某處節點為例，如上施工圖示：軌道工字鋼型號為I40a，鋼軌懸掛在結構梁上的節點做法為05G359-3規范51頁2號詳圖樣式，連接件型號為L-34號，梁下與工字鋼間隙高度h為50mm,工字鋼中心線距離邊梁內側1950mm，受剪螺栓中心線距離梁底200mm....在得到上述“距離邊梁內側1950mm,距離梁底200mm”這兩個表示平面位置和高程的數據之后，便可在核對圖紙，確保埋件固定措施采用在梁鋼筋網內加裝吊筋、掛筋以及構造箍筋，筋混凝土構件的抗拉和剪抗強度，避免后期起重機運行時應力集中導致支座混破壞，吊筋、掛造箍筋的型號、安裝位置如下：主體梁筋施工時進行定點預埋，只是不同節點數據不盡相同，預埋套管前需認真熟知、位置準確；埋件增加配筋以增強鋼筋和構圖5.2.2.2預埋套管附加鋼筋安裝說明5.2.3屋面梁上安裝連接件連接件根據本工法5.2.1節第（2）小節所述，在工廠內將各單體的連接件生產加工完成后，以單體為單位統一編號運輸至施工現場，安裝前需搭設臨時雙排落地式腳手架作為操作架，注意架體不得侵占鋼軌豎向提升時的空間，用前述“螺栓、鋼管、錨板、吊筋、掛筋、箍筋選用表”要求強度的的受剪螺栓連接到框架梁上，擰緊螺母但不焊死，安裝完成后用激光垂準儀對板件標高重新復核，按規范要求高程偏移為允許值為±5mm，不滿足此精度要求時可通過豎板上的豎向條孔調節，直至同一軌道上的所有連接件在同一標高上，再條將孔空隙用E45焊條融焊補滿，雙螺母加彈簧墊圈后擰緊焊牢。圖5.2.3.1連接件安裝完成示意圖5.2.4安裝提升裝由于本工程是在室內有圍護結構重機械無法在室內作業，故采用安裝滑輪組的方式作為鋼軌提升裝置，在屋面梁底部安裝一個定滑輪，也可在此處定點懸掛一個手拉葫蘆作為，用螺栓固定在連接件下方梁底上；在地上設置一個手拉葫蘆，其核心工作：通過人工在地面操作手拉葫蘆，牽引鋼絲繩（鋼鏈）繞過定滑輪相鄰兩根屋面梁下的滑輪組要同時工作，分別懸掛住鋼軌的置（滑輪組）的空間內作業，其行車軌道不同于排架廠房的鋼軌安裝，起定滑輪面原理是豎向提升鋼軌，兩端。圖5.2.4.1滑輪安裝示意圖5.2.5提升分段鋼軌前述加工完成的鋼軌運輸至施工現場后，通過滑軌或板車轉運至室內并按照加工時切割的順序重新對標鋪放好，利用上述5.2.4節安裝的滑輪組作為鋼軌的提升裝置，用柔性尼龍帶捆在鋼軌兩端，相鄰兩根吊索分別掛在鋼軌兩端的尼龍帶上，地面操作工人同步啟動手拉葫蘆，提升過程中專人監控確保鋼軌大致保持水平，最大傾斜角度不得大于15°，直至提升至梁底下行車軌道預定位置，當第一節工字鋼就位后，用受拉螺栓將其與連接件連接固定，再起吊第二節、第三節...直至末節。圖5.2.5.1鋼軌提升過程示意圖5.2.6調節平整度多段鋼軌全部提升就位后，用離軸線的情況，可通過橫板上水平方向的螺栓條孔進行左右調節，逐段固定；各編號連接件對應受拉螺栓強度詳見本工法5.2.1節《螺栓、鋼管、筋、箍筋選用表》，螺栓緊固擰的原則，全部調節完畢后，復核全段鋼軌的激光垂準儀和經緯儀復核鋼軌軸線是否在同一軸線，若發生偏逐段檢查，逐段調節，錨板、吊筋、掛連接件過程中遵循初擰→復標高和軸線是否在一條直線，當平整度達到工藝需求時便視為安裝合格，并將水平螺栓條孔用E45焊條融焊補滿，雙螺母加彈簧墊圈后焊死固定。5.2.7鋼軌焊接精度控制在復核并調整完鋼軌的標高和軸線后，通過補滿螺栓孔限制鋼軌上下、左右的偏移，鋼軌可視為由原先的簡支結構變為超靜定結構。支座處可位移的鉸結變為不可位移的剛結，那么此時非破壞性外力作用在結構上便不會引起結構發生破壞性位移，即可視為鋼軌在不受到地震等破壞性作用力的情況下不會發生變形；基于此，鋼軌不用再調節，便可將多段鋼軌進行焊接，同樣采用E45焊條電弧焊工藝，鋼軌翼緣板按度2mm，焊5.2.8檢查驗收安裝完成后，由班組自檢，自檢合格后申請下一道工序的班組交接檢，以及總承包單位的質量專檢，總承包單位執行完“三檢”之后，向監理工程師提出分項工程檢驗批驗收；每道質檢過程中發現的問題需整改完成，全部驗收合格后方可進入下一道工序。45°等強度焊縫斜對接，腹板按等強度焊縫正對接，焊縫寬縫質量為一級，將起重機車輪行走范圍內的焊縫打磨平整，以保證起重機平穩行駛。鋼軌6.機械設備序名稱規格單位數量用途材料進場運輸卸貨、裝車鋼軌提升12運輸車吊車10t輛臺2250t3手拉葫蘆2t個204尼龍帶2t條20鋼軌提升電焊機5/臺m2若干5焊接鋼管6Φ48滑軌，轉移材料7手工錘/把構件位置調整腳手架搭設架子扳手8/把25力矩扳手激光垂準儀鋼卷尺9/把臺把把個套套套52552111螺栓緊固10111213141516/10m,7.5m,5m/測量復核尺寸檢驗尺寸檢驗檢查尺墨斗30m定位放樣水準儀經緯儀全站儀DS150DJ150南方測量定位測量定位測量定位7．質量控制措施7.1質量標準《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB50300-2013《城鎮污水處理廠質量驗收規范》GB50334-2017《鋼結構焊接質量驗收規范》GB50205-2001《工程測量規范》GB50026-2007《建筑鋼結構焊接技術規程》GB50661-2011《建筑施工安全技術統一規范》GB50870-2013《懸掛運輸設備軌道》05G359-3《建筑施工起重吊裝工程安全技術規范》JGJ276-2012《建筑機械使用安全技術規范》JGJ33—2012《建筑施工安全檢查標準》JGJ59-2011《鋼結構高強度螺栓連接技術規程》JGJ82-2011《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001本工程施工圖紙及施工組織設計7.2質量控制措施7.2.1施工前應進行專項方案設7.2.2施工書或原材出廠合格報告。7.2.3構件進場應堆放整齊，防止變形和損壞，堆放時應放在穩定的枕木上，并根據構件的編號和安裝順序來分類。7.2.4施工前對班組進行分部分7.2.5過程好技術復核，嚴密控制7.2.6進入下一道工序前做好“三檢”，并及時整改存在的問題或缺陷。7.2.7混現場焊接、破損的母材外露表面，在最短的時間內進行補涂裝，除銹等級達到設計計，并通過專業軟件或力學公式進行設計計算。前對原材進行驗收，鋼材表面要求無明顯銹蝕、油污、劃痕，外觀無明顯缺陷，材料進場附帶材質項工程技術交底，明確各項技術參數。中做現場生產情況，發現問題及時糾偏。及規范要求，材料采用設計要求的原材料。7.2.8焊接部位及時補涂防腐涂料，其它工序介入施工時，未盡許可，禁止在鋼結構構件上焊接、懸掛任何構件。7.2.9鋼行車軌道安裝的允許偏差及驗收標準：項目允許偏差檢驗方法用吊線和鋼尺檢查梁的跨中垂直度h/500L/1500,且不應大于10.00側向彎曲矢高安裝在鋼柱上時，對牛5.0用拉線和鋼尺檢查腿中心的偏移兩端支座中心偏移安裝在混凝土柱上時，5.0t/210.015.0對定位軸線的偏移行車軌道支座加勁板中心與柱子承壓板中心的偏移用吊線和鋼尺檢查支座處同跨間內同一截面用經緯儀、水準儀和鋼尺檢查行車軌道頂面高差其他處同跨間內同一截面行車軌道底面高差同列相鄰兩柱間用經緯儀、水準儀和鋼尺檢查10.0L/1500，且不應大用水準儀和鋼尺檢于10.0查行車軌道頂面高差中心錯位3.01.0相鄰兩行車軌道接頭端部上承式頂面高差用鋼尺檢查下承式頂面高差1.0同跨間任一截面車梁中心跨距用經緯儀和光學測±10.0t/2距儀檢查；跨度小的可用鋼尺檢查軌道中心對行車軌道腹板軸線的偏移用吊線和鋼尺檢查7.2.10預埋錨栓精度允許偏差及驗收標準：項目允許偏差±3.0mml/1000標高水平度支承面地腳螺栓(錨栓)螺栓中心偏移5.0mm預留孔中心偏移10.0mm7.2.11螺栓孔精度允許偏差及驗收標準：項目直徑允許偏差(mm)0～+1.0圓度2.0垂直度粗糙度0.03t且不大于2.0≤25um8．安全措施8.0.1根據國家及地方有關安全生產法律法規的規定，建立安全生產管理體系和安全管理制”的安全方針。教育及安全培訓。檢查，并定時召開安全生產例會。作業人員必須佩帶安全帽。8.0.5施工現場的用電設備必須做好防雷接地措施。8.0.6各類特種作業人員必須持證上崗，施工過程中必須嚴格行執機械設備操作規程8.0.7施工現場要做好消防措施，防止火災的發生。8.0.8夜間施工作業時要加強施工照明，避免安全8.0.9為避免高空墜落，在進行高度吊裝作業時配備鋼索式速差防墜器，以供爬梯時掛系安全防墜器必須高掛低用，平掛或低掛高用.8.0.10構件起重高度應在人手可觸及的高度，不能在空中自由任意擺動。構件吊運通道應無障礙物，施工人員不要站在構件運動方向.8.0.11落鉤前應明確位置，擺正構件，避免出鋼絲繩。落鉤要使用慢速，經充分落鉤鋼絲繩不受力才能靠近取鋼絲繩。禁忌手放在構件下取物，鋼絲繩退出時不允許使用吊鉤直接拉動，避免鋼絲繩彈出傷人。8.0.12危險作業區應有明顯標志、防護措施及專人看守。度，施工過程中嚴格貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理8.0.2施工8.0.3施工過程中8.0.4進入施工作業人員必須進行崗前安全要加強安全巡視及安全現場的。現場的事故的發生。作業人員上下帶。安全禁止無目的隨意擺放。構件下要墊放枕木以利于取9．環保措施9.0.1根據國家及地方有關環境保護法律法規的規定，制定施工現場環境保護制度。9.0.2利用噪音檢測儀定時對施工現場噪音進行監測，并做好記錄，發現噪音超標及時進行整改，嚴禁夜間施工。9.0.3施工過程中產生的垃圾要分類堆放，并及時清理。9.0.4材料卸車、吊裝、轉運過程中，盡量避免敲擊、碰撞，以減少噪音的產生。9.0.5加工產生的廢料、木屑、鋸末等要及時清理干凈，減少施工現場揚塵。10．效益分析10.1經濟效益本工程施工工期為1個月，單軌安裝時至少需同時使用2臺50t汽車吊，故吊車租金=1×2×60000=120000元，本工法采用20臺2t手拉葫蘆，租金=1×20×1000=20000元，應用此軌道安裝施工工藝后，且不考慮可行性的情況下，對比采用汽車吊節省成本：1200