摘　要：随着国家宏观政策对行业发展的调整，近年大型变压器厂房（钢结构）的建设越来越多，由于变压器厂房的要求比普通厂房来的高得多，例如大吨位桁车，起吊高度，钢管混凝土钢柱等。通过研究其施工安装，供同类工程施工参考。

关键词：钢管混凝土柱；大吨位；超高压屏蔽钢结构厂房；施工安装

1.工程概况

本工程为某大型变压器厂房，结构形式为钢结构单层（局部二层），建筑面积约60000㎡，分为高压试验大厅、大型装配车间、中型装配车间、铁心车间、线圈车间、绝缘车间、材料库、材料配送车间以及各辅跨。

图1 大型变压器厂房施工轴测图

图2 厂房剖面图

高压试验大厅跨度为42m，柱距12m，长度48m，该部分钢柱采用圆管格构式钢柱，屋盖采用网架结构，下弦标高为36m，该跨设有单层吊车，起重量为10t，网架下弦设有检修走道。

大厅内六面屏蔽，屏蔽效能衰减65dB，范围0.5-1.6MHz，墙面及天棚屏蔽采用1.0mm厚本色穿孔镀锌钢板，地面为9×25钢板网，丝梗厚度、宽度均为1.2mm。墙面主龙骨间距6m固定在钢柱上，次龙骨固定于主龙骨上，间距1300左右，屏蔽板与次龙骨柔性连接。

大型装配车间跨度36m，柱距12m、6m，长度186m。该跨设有三层吊车，底层（11米标高吊车）起重量为10t，中层（18.52m标高吊车）最大起重量为100t，上层（24.65m标高吊车）最大起重量为300t，该部分钢柱采用圆管格构式钢柱，屋架采用H型钢钢屋架。

图3 大型装配车间施工中(大型变压器厂房施工)

中型装配车间跨度24m，柱距12m、6m，长度186m。该跨设有二层吊车，底层（11m标高吊车）起重量为10t，上层（16.57m标高吊车）最大起重量为100t，该部分钢柱采用圆管格构式钢柱，屋架采用H型钢钢屋架。

线圈车间跨度24m，柱距12m、6m，长度186m。该跨设有二层吊车，底层（9m标高吊车）起重量为10t，上层（13.2m标高吊车）最大起重量为50t，该部分钢柱采用H型钢钢柱，屋架采用H型钢钢屋架。

绝缘车间跨度18m，柱距12m、6m，长度186m。该跨设有吊车，11.5m标高吊车，起重量为10t，该部分钢柱采用H型钢钢柱，屋架采用H型钢钢屋架。

2.工程特点分析

施工面积大，区域广，人员、机具必须配备充足。为节约施工工期，合理划分施工区域，厂房主次结构安装和围护结构安装等多工种展开交叉作业，施工配合工作尤为重要。

厂房设置的多层吊车对钢结构的安装精度要求高，施工中必须严格加强质量控制。大截面H型钢屋架吊装，如何保证平面稳定而不产生变形。

钢管柱混凝土的施工，施工要求灌注密实，需采用合适的施工方法，保证施工质量。

高压试验大厅采用六面屏蔽，屏蔽效能衰减65dB，范围0.5-1.6MHz。屏蔽要求高、面积大，施工中质量控制十分重要。

3.钢结构安装方案

3.1 施工分区

将厂房划分为七个施工区域，分别为高压试验大厅为施工一区，大型装配车间为施工二区，中型装配车间为施工三区，大型装配车间辅跨、铁心车间为施工四区，中型装配车间辅跨、线圈车间为施工五区，线圈车间辅跨、绝缘车间为施工六区，材料中转车间为施工七区。（见图4）

图4 施工分区示意图

3.2钢结构安装顺序（见图5）

图5 钢结构施工顺序示意图(大型变压器厂房施工)

3.3施工机械选择

表1 施工大型机械配置

3.4钢柱安装

3.4.1钢柱安装工艺（见图6）

图6 钢柱安装工艺流程

3.4.2钢柱安装前的准备

①吊装前彻底清除柱基础及周围的垃圾、积水，对混凝土基础面重新凿毛，并清除尘屑等杂物，并在基础上划出钢柱安装的纵横十字线。

②对基础进行复核，复核的主要项目为：轴线位置、标高及螺栓的伸出长度。

③测量基础混凝土顶面的标高，准备好不同厚度的铁垫块。

④准备好钢柱吊装用的临时爬梯、操作平台等。

3.4.3 钢柱吊装

使用150t履带吊将钢柱起吊、就位。钢柱吊装就位后，先进行初步的调整偏差，在刚度较小的方向在上层吊车梁牛腿位置设置缆风绳，有垂直支撑跨的钢柱必须立即进行垂直支撑的安装。

钢柱吊装时先在基础上标注十字线，使钢柱十字线与基础十字线对齐。当钢柱及柱间支撑、系杆吊装完毕并校正后进行基础灌浆工作，基础砼达到一定的强度后，吊装吊车梁。每一排吊车梁吊装完毕并校正后进行钢柱内混凝土浇筑，考虑到高抛砼时会产生离析的现象，在地面1.2m标高处设置砼浇筑孔，由下往上进行混凝土的浇筑。

3.4.4钢柱校正

①柱基标高调整

根据钢柱的实际长度、柱底的平整度、钢牛腿顶部及柱顶距柱底部的距离，有吊车的钢柱重点是保证牛腿顶部标高值，来决定基础标高的调整数值。

吊装前先测量牛腿顶面到钢柱底板的距离，然后根据此距离确定钢柱柱脚垫板的放置厚度，双层吊车梁的钢柱应以上下二层吊车梁的中间值为准。

②纵横十字线的对准

在钢柱安装前，用经纬仪在基础上面将纵横十字线划出，同时钢柱柱身的四个面标出钢柱的中心线。

在钢柱安装时，起重机不脱钩的情况下，慢慢下落钢柱，使在钢柱上标注的四个面中心线与基础上划出的纵横十字线对准，尽量做到线线相交。

③柱身垂直度的校正

在钢柱的纵横十字线的延长线上或稍偏的位置架设两台经纬仪，进行垂直度测量，经纬仪与纵横十字线的夹角应小于15°。采用钢锲或松紧缆风绳进行校正，校正完毕后，松开缆风绳不受力，再进行复校调整.

3.5吊车梁安装

3.5.1安装工艺流程（见图7）

图7 吊车梁安装工艺流程

3.5.2吊装顺序

吊车梁的安装顺序：先吊下层吊车梁，再吊上层吊车梁。

3.5.3就位固定

吊车梁系统安装时，进行吊车梁的吊装，由于吊车梁直接搁置在牛腿上面，没有直接与钢柱连接，为此吊车梁吊装后，立即将牛腿与吊车梁之间进行连接，使之稳定。

3.5.4 测量校正

钢柱初步校正固定后，应立即安装钢柱之间的垂直支撑，钢吊车梁安装从有垂直支撑的开间向两边安装，安装后用临时螺栓先固定，吊车梁吊装后只做初步校正，等屋盖系统安装后再做最后的校正固

定，吊车梁先用临时螺栓固定，等吊车梁最后校正完成后进行最终固定。钢吊车梁的校正主要包括标高调整，纵横轴线(直线度、轨距)和垂直度调整。

双层吊车梁安装调整控制线见（如图8）。

 图8吊车梁安装控制线示意图

3.5.5双层吊车梁安装注意事项

吊装时应注意吊装顺序，为了尽量减少施工时对上层吊车梁造成的影响，先安装下层吊车梁，等钢结构受施工应力影响变形基本稳定后，再安装上层的吊车梁。

3.6钢屋架安装

3.6.1钢屋架安装工艺流程（见图9）

3.6.2吊装前的准备

准备好护身栏杆、上下梯子及缆风绳。

完成分段钢屋架的组装，组装在场内就近组装，以保证构件组装顺利进行。

3.6.3屋架吊装方法

屋架梁跨度大于30m及以上，采用四点绑扎吊装，对跨度小于30m，采用二点绑扎吊装。就位后，先进行安装位置的复测，用临时螺栓进行固

图9 钢屋架安装工艺流程

定，用缆风绳在屋架的进行加固，等第二榀屋架吊装好后，及时将两屋架之间的水平支撑及屋面檩条等所有构件安装完成，并进行测量校正，合格后进行焊接，以此作为稳定体系，向后再安装下一榀屋架。

3.6.4 缆风绳的设置

当单榀屋架吊装就位后，在吊机摘钩前，立即在屋架两侧用缆风绳固定。

3.6.5屋面梁支撑系统的安装

安装第一榀屋架后，采用揽风绳进行固定，安装好第二榀屋架后，用揽风绳固定后，立即采用吊机进行屋架之间的支撑系统及檩条的安装。

3.6.6钢屋架的校正

屋架的测量校正主要包括以下几方面的内容：轴线位置偏移的测量校正、跨中垂直度的测量校正（如图10），屋架挠度的测量校正等。

图10 钢屋架轴线偏差测量(大型变压器厂房施工)

3.6.7屋架吊装防平面失稳措施

由于钢屋架采用大截面H型钢，其吊装平面稳定性较弱，为保证构件的顺利吊装，在屋架梁上通

过帮扎钢管来增强其平面稳定性，钢梁安装就位后再进行拆除。（如图11）：

图11 钢屋架安装抗扭加固示意1

3.7钢管混凝土

钢管柱柱芯混凝土浇注方式有高抛及加压泵送，而加压泵送又分为由上而下或由底而上两种。

本工程采用（由底而上）泵送顶升方法施工。

3.7.1工艺原理

在钢管混凝土柱底部适当位置开孔并焊接带单向阀的混凝土输送管，利用混凝土泵的压力将自密实混凝土自下而上挤压顶升灌入钢管内，直至注满整根钢管混凝土柱。

3.7.2施工操作要点

①现场加工制作单向阀及截止阀。单向阀由ф145mm，5mm厚的混凝土输送弯管(R=500mm)及8mm厚的Q345B钢板共同加工而成，截止阀采用20mm厚的Q345B钢板及ф18的螺栓加工制作。

②在距钢管混凝土柱底部300mm～500mm开一ф145mm圆孔，以清除柱内积水、杂物及焊接单向阀。

③焊接单向阀，单向阀伸进钢管混凝土柱内。单向阀的盖板与水平方向的夹角宜为600～700，可通过伸出铰链背后的钢板调节固定（如图12）。

图12 单向阀示意图

④用套箍连接截止阀，在截止阀与混凝土泵间布置混凝土输送管。若单向阀在浇筑完毕后能正常启闭，可重复利用截止阀。

⑤浇筑前，要计算好单根柱混凝土量，待所需混凝土运送到施工现场后方可进行顶升(从混凝土拌合至开始顶升的时间应控制在混凝土初凝前)，防止混凝土在运输过程中耽搁造成顶升中断。同

时，及时做好混凝土坍落度及坍落扩展度的检测。

⑥在混凝土输送管与截止阀连接前，泵送砂浆用以润滑输送管道，并把该部分砂浆清除干净后再进行柱芯混凝土的浇筑。

⑦混凝土顶升至柱顶后，应及时停泵，并进行数次回抽，若柱顶混凝土面无明显回落，方可拆除混凝土输送管。

⑧在拆除混凝土输送管过程中，随时做好关闭截止阀的准备，并应注意拆管顺序，必须先拆除截止阀后靠近混凝土泵端的输送管，再拆除截止阀前的套箍及截止阀。若拆管过程中混凝土有涌出现象，应立即关闭截止阀，待混凝土终凝后再拆除截止阀。

⑨浇筑完毕30min后，观察柱顶混凝土有无回落下沉，若有下沉，则用人工补浇柱顶混凝土。

⑩混凝土养护7天后，将柱底单向阀外露部分割去，并焊接封口钢板。

3.8屏蔽施工措施

高压试验大厅内六面屏蔽，屏蔽效能衰减65dB，范围0.5～1.6MHz，墙面及天棚屏蔽采用1.0mm厚本色穿孔镀锌钢板，地面为9×25钢板网，丝梗厚度、宽度均为1.2mm。墙面主龙骨间距6米固定在钢柱上，次龙骨固定于主龙骨上，间距1300左右，屏蔽板与次龙骨柔性连接。

3.8.1施工方案

屏蔽板安装顺序：安装主龙骨→安装次龙骨→镀锌钢板固定→轻钢龙骨安装→内板安装。

3.8.2屏蔽壳体结构方案

壳体连接方式：镀锌钢板铺设后，用焊机点焊固定于次龙骨支架上，在拼接缝处平行与拼接线各粘贴一道钢质导电衬垫，然后在衬垫上铺设一条-100×6镀锌压条，再用M6自攻钉穿过镀锌压条将屏蔽镀锌板固定在龙骨上。在墙面与地面连接处通长埋设-80*4的钢板，地面单层钢板网与预埋钢板通过锚筋焊牢，墙面镀锌板与预埋钢板间断焊牢。

3.8.3内板安装

根据施工排版图划线，以划线为依据依次逐块安装，采用专用螺钉（配件）与轻钢龙骨固定。内板安装，采用专用支架支撑、提升内板。

3.8.4气囊屏蔽门安装

大屏蔽门为气囊密封式平移屏蔽门，采用垂直起降形式，由门扇起重运载框架支撑，作上下垂直起降运动。门框四周装有弹性回复件和气囊，门扇和门框的接触是由门扇插入门框后，气囊充气，压迫弹性回复件使门扇和门框紧贴，从而达到完全电磁密封的要求。开门时，气囊放气，使门扇和门框的接触面分开，门扇起吊装置牵引门扇脱离门框，过桥板放置相应位置。设备便可以自由出入。

3.8.5屏蔽系统安装要点

①混凝土地坪施工时，钢筋网的钢筋交叉点和钢筋接头处采用搭接焊方式，不得使用点焊，确保钢筋网的屏蔽效能不受影响。

②钢筋网铺设前，应对混凝土垫层进行清理，不得存在金属杂质，或导电物体。

③钢筋网铺设时，应严格保证平整，两块钢板网应有足够的搭接长度，钢板网搭接应采用间断焊，并及时清理焊渣及其它金属物。

④所有屏蔽层的给水管道，应在施工时立即与屏蔽板进行可靠焊接，并及时将焊缝进行打磨处理，确保无异物存留与屏蔽层。

⑤所有穿过屏蔽层的电缆配管应采用钢管，并与屏蔽网可靠焊接。

⑥应根据不同设备的电负荷大小、选择合适容量的电源波滤器。在施工前应检查波滤器是否完好，并进行测试，合格方能使用。

⑦通风空调在试验大厅的出口应加设波导窗，波导窗施工时外框与屏蔽斑结合处应间断焊，最好再加设导电垫片。

⑧照明灯具下的屏蔽钢板需开孔，此处施工时需注意开孔处屏蔽网与屏蔽钢板的连接是否严密，搭接长度是否符合要求。

4. 结 语：

1）该工程于2010年10月顺利通过验收，并获得钢结构“金钢奖”工程。

2）通过该工程的施工实践，为今后在类似采用钢管混凝土柱、大吨位双层吊车梁钢结构厂房施工提供经验、借鉴；同时为今后钢结构厂房做高效能屏蔽施工提供参考。

参考文献

[1]建筑钢结构施工手册  中国计划出版社  2002年

[2]钢结构工程施工质量验收规范    GB50205-2001

[3]电磁屏蔽室工程施工及验收规范 SJT 31470-2002

[4]混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002

 （精工工业建筑系统有限公司　浙江绍兴 302030）