可更换大直径地脚螺栓群施工技术
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中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1．前 言
目前，我国在大力发展经济的同时，带来了很大的环境污染问题，九江钢铁渣处理项目就是将炼铁、炼钢产生的矿渣及钢铁渣，研磨成粉变成建筑材料，使原来被填的废弃物得以发挥经济价值。本工程的钢渣粉卧辊磨机为法国进口设备，磨机设备的螺栓为进口部件，工艺及国外厂家提出的安装精度要求非常高，轴线误差必须保证在2mm以内，而且单只螺栓重量大，长度大，安装存在很大困难。因此以往的采用焊接型钢支撑安装地脚螺栓的方法和精度不被外方人员的认可，必须采用组合安装方法对螺栓群进行同时安装、调整。我公司通过对卧辊磨机大直径螺栓采用组合安装方法，保证了大直径螺栓安装高质量、高精度，为了便于该技术在同类型安装领域的广泛应用，对本施工技术进行了研究。
2. 工程应用前景
以往螺栓安装采用的是型钢支架支撑螺栓，在固定支架上找好螺栓的中心线及标高，结果是验收的时候确实能满足要求，但等混凝土浇注后螺栓总会有偏移的情况发生，导致大量的返工和损失。
适用于一次安装数量较多且存在多种标高、直径的大直径螺栓安装工程，根据螺栓布置形式，组合安装螺栓可以多样化，可以将较大面积内分布在不同标高的螺栓组连成整体预埋安装，也可以是同一平面内数量较多大直径螺栓安装，（如图1所示）。
图1卧辊磨螺栓群组布置立面
3. 工艺原理
以往螺栓安装采用的是型钢支架托住螺栓，在固定支架上找好螺栓的中心线及标高，结果是验收的时候确实能满足要求，但等混凝土浇注后螺栓总会有偏移的情况发生，导致大量的返工和损失，采用角钢作为螺栓内支撑和钢结构模具两种组合体系，可以最大限度的发挥两种结构优点：角钢支撑结构易施工，单独承载螺栓、钢模具的结构重量；钢模具整体性好，安装精度高，安拆快捷、组合形式灵活，可重复使用。
4. 施工工艺流程及操作要点
4.1施工工艺流程
主要施工流程：
4.2施工操作要点
螺栓在安装施工除应按相关规范施工外，还应遵守工序化施工的原则。在施工底层钢筋和基础模板时，要考虑螺栓支架的立柱、横撑的合理布置；当钢筋与支架在平面想矛盾时不得随意截断钢筋网片和螺栓支架。
4.2.1基础垫层施工
1）垫层施工时要求密实，厚度必须达到设计要求，满足螺栓及上部施工荷载的要求；
2）垫层面需抹光，且有中间向两侧找坡，保证冲洗基础内泥土时水能及时排除；
3）垫层面的预埋件应表面平稳，焊接支架牢固可靠
4.2.2测量施工
1）选用的测量仪器应经过鉴定检验合格；
2）首先在基础附近设立坐标点，通过全站仪投影到垫层面，在垫层面上确定中心线位置，并采用钢钉做标记，以确定基础的尺寸和螺栓安装位置；
3）测量放线过程分为垫层面放线，上部测量放线。特别是上部中心线和标高的测量应单独测定，不能采用垫层面的轴线反投影至上部，应重新施测，两次进行比较；
4）测量采用专人测量，同时坚持换他人复核测量，保证精确度。
4.2.3钢模具制造施工
1）钢模具应在钢结构厂房制作。首先根据面积的大小确定板厚，加劲肋采用L100角钢和H180型钢；
2）分析螺栓组的特点，确定钢模具分成若干部分，标高相差500mm的应与主板分开加工；下料、切割、焊接、开孔均应严格按照要求进行施工，特别是预留套螺栓的孔洞应精确放样测量，组成的零件应分别标记；
3）制作好的钢模具应在厂内进行预拼装，然后测量螺栓孔的距离和中心线，允许误差不得大于1mm，拼装好的钢模具在相应连接位置应打出销孔，便于利用销钉控制精度；
图2钢模具制造示意图
4.2.4角钢结构支撑施工
1）首先将角钢结构立柱切割成需要的尺寸，并焊接在垫层面埋件上，要求支撑点能承受螺栓组的重量，焊接必须牢固；
2）立柱焊接后及时测量标高，特别是螺栓组板托支撑平台必须焊接牢固，为避免应立柱过高变形应设置剪刀撑；
3）钢结构角撑的安装顺序为：先焊接立柱，再焊接螺栓托板横梁，然后焊接剪刀撑，最后焊接顶部的横梁和加固撑；
4.2.5螺栓、托板安装
1）角钢支架焊接完毕后开始安装螺栓托板，根据设计要求改螺栓托板为预埋件，大螺栓通过该托板固定在混凝土中，因此托板将受到巨大拉应力。安装过程应严格控制标高和中心位置。
2）托板安放应平稳，穿插螺栓时应特别注意保护丝扣不被损坏。穿插螺栓前应先套好相关螺帽，有套筒的不能将套筒点焊在螺帽上，否则难以调整。
3）螺栓安装采用吊车起吊，应在顶部连接螺栓起吊垂直穿入托板。
4）下部螺帽必须等调节好螺栓的标高后拧紧，最后等钢模具固定后将托板与螺帽、套筒点焊牢固并保证套筒与托板的密封。
4.2.6钢模具吊装施工
1）支架焊接牢固、螺栓安放完毕后就可以安装钢模具，吊装前应在地面提前预拼装，检验各零部件连接是否正确 ；
2）首先吊装标高较低的部位螺栓模具，并进行初步找正，特别注意吊装部位模具的方向和左右是否正确，否则讲产生很大的误差；
3） 其次吊装较大部位的模具，由于螺栓要穿过模具预留洞口，因此应在安装过程中采用人工调整螺栓进入孔洞，当发现有个别螺栓穿孔困难时不能猛敲狠打，否则容易影响整体的精确度，宜逐步采用人工调整；
4）当所有模具基本就位后连接各个部件，采用螺栓连接前应讲定位销子逐步打入，然后再连接螺栓；整个模具连成整体后可以采用千斤顶或倒链调整；根据实际情况，磨具离设备基础混凝土面的标高不能小于200mm；
4.2.7螺栓测量、调整施工
1）当完成磨具的连接后，即开始进行上部磨具测量放线工作。采用0.7mm钢丝作为中心线投影在磨具上，调整螺栓的具置；
2）螺栓调整过程中应先分块调整，先调整较高的部位螺栓，再用线锤投影调整标高低的螺栓，最后整体进行复核；在调整过程中始终保持钢丝中心线的正确性。
3）钢模具上应采用分中心线刻画线条与钢丝中心重合的方式进行调整，然后以中心到局部的进行复核测量，每次测量完毕都应该有记录，做好固定措施。
4.2.8混凝土施工
螺栓固定完毕后，应对整个螺栓及模具体系进行焊接加固，并回收基础内部多余的钢筋，清理基础内部的杂物，并进行冲洗排水等验收工作。浇注混凝土前应给作业人员进行交底工作，禁止振捣棒振捣螺栓托板、螺栓。同时混凝土下料时应采用串筒，避免混凝土泵管影响钢模具的稳定性，同时影响螺栓的位置。
4.2.9拆除支撑施工
拆除钢模具前应保证混凝土养护至少7天。应先拆除模具各个连接部位的销钉和螺栓，消除整个模具之间的连接后再清理螺栓固定物，在确定所有的构件与螺栓没有固定点后方可起吊模具。最后割除搂在混凝土外部的角钢支架，清理基础表面的混凝土浮渣，并进行螺栓测量检查。
5. 材料、设备与人员配备
5.1 材料
5.1.1 所用钢材均应符合设计和规范要求，有足够的强度和硬度。
5.1.2预埋件：安装在垫层面，焊接支架立柱，普通10mm厚Q235钢板，150×150，需20块。
5.1.3 角钢：焊接螺栓接钢模具支架，L75×5型号和L50×4，L75×5数量为42m，L50×4数量为24m。
5.1.4钢结构模具：型钢与钢板焊接组合而成的平板结构。
5.1.5焊条：E42或E43。
5.2主要施工机具设备
5.2.1以安装一台卧辊磨的55只大直径螺栓为例，需配备的主要机具设备见表1
表1主要施工机具设备配备表
6. 质量控制
6.1原材料质量要求
6.1.1设备厂家提供的螺栓必须具有出厂合格证和复检报告。
6.1.2钢模具制作必须有检查合格记录。
6.1.3混凝土的质量应符合配合比设计要求，应通过留取试块进行检验，试块留取数量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204）》要求。
6.2质量检查和验收
6.2.1测量放线必须精准，检查人员应进行复合测量，避免误差大导致调整困难。螺栓的中心线应单独设立细钢丝线。
6.2.2 基础的上部钢筋网片应在螺栓安装后未调整前进行安装，并有足够强度的胎架，保证面层网片人员踩踏时不被破坏。
6.2.3 螺栓支撑架焊接质量要求符合《钢结构工程施工质量验收规范（GB50205）》的规定。
6.2.4 螺栓中心线调整后的误差在1mm以内，必须得到外方验收人员的确认；
6.2.5 螺栓套筒与螺栓必须进行垂直度检查，并在套筒与螺栓间加塞钢筋，保证螺栓居中。
6.2.6 混凝土振捣不得对螺栓托板和螺栓碰撞。在浇筑混凝土前必须进行托板的固定焊接。
6.2.7混凝土浇筑前必须冲洗基础内的泥土，清理杂物。
7. 安全措施
7.0.1对上岗操作人员进行安全教育，建立施工安全生产管理制度。
7.0.2特种作业人员必须持证上岗，施工机具经常检查，保证设备完好，检查设备是否有合格的接地线。要检查确认砂轮切割机是否完好，砂轮片是否有裂纹缺陷，禁止使用带病设备和不合格的砂轮片。
7.0.3进入施工现场的人员必须佩戴好安全帽。焊接及气割时佩戴专用口罩、手套和防护面罩。
7.0.4基坑沿周边需搭设施工作业平台，并设置保护栏杆，保护栏杆下部设置挡板，防止螺栓等物品滚落伤人。
7.0.5砂轮锯切料时不可用力过猛或突然撞击，遇到有异常情况要立即关闭电源。被切割的料要用台钳夹紧，不准一人扶料一人切料，并且在切料时人必须站在砂轮片的侧面。
7.0.6严格执行《建筑施工安全检查标准（JGJ59）》、《施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46）》、《建筑机械使用安全技术规程（JGJ33）》等安全技术标准。
7.0.7配置灭火器，并放置在醒目处，指定专人看管。
7.0.8 安装钢模具时起吊、拼装时应注意人员安全，严禁人员站立在钢模上安装。
8. 环保措施
8.0.1本工法实施过程中，执行《建筑施工现场环境与卫生标准（JGJ146）》。
8.0.2 废水、废油应集中收集处理，减小对水体、土壤的污染。
8.0.3 使用过的手套、橡胶、泡沫板、包装物等要集中回收处理，减少对环境的污染。
8.0.4 施工人员作业过程中，应清理脚下泥土，避免污染施工完毕的钢筋，对设备、螺栓、钢板等沾染的泥土、油污必须清洗干净，避免携带泥土进入基础内。
9. 应用实例
本工法在钢铁渣“零排放”九江项目（二期）160万吨/年钢铁渣复合粉生产线，卧辊磨机设备基础大直径螺栓群组合安装工程中成功进行了运用，整体一次性直埋安装分布在不同标高面的大直径螺栓，该螺栓共55只，单根重为280Kg；安装效率高，精度高。
在卧辊磨机设备基础大直径螺栓群组合安装工程中，顺利、精准完成了螺栓的一次安装，该工程解决了三个工程技术难题: 1、安装大直径螺栓群的钢模板能保证螺栓群的中心位置和标高，通过固定后能保证浇注混凝土后螺栓不移位。2、如何固定螺栓群组测量技术，通过快速调整、固定螺栓位置，确保螺栓组的精度。3、钢模板是临时用作安装螺栓用的构件，施工完毕拆除快、回收利用率高。