多层电子工业厂房钢结构安装施工技术

陆海涛，郭菁楠，徐山山，金建勇

(中天建设集团浙江钢构有限公司,浙江 杭州 310008)



多层电子工业厂房钢结构安装施工技术

陆海涛，郭菁楠，徐山山，金建勇

(中天建设集团浙江钢构有限公司,浙江 杭州 310008)

结合南京中电熊猫平板显示科技有限公司新一代超高分辨率液晶面板G108项目阵列厂房钢结构工程施工过程,从包括预埋件安装、围护系统安装等多个方面,介绍了大面积洁净厂房施工要点,提供了多层电子工业厂房安装的思路。

洁净厂房；多层；安装精度；华夫板

目前,大型电子洁净厂房呈现较快的增长趋势,此类电子厂房由于面积较大,往往工期紧张。同时电子工厂生产工艺对受控环境的要求：大、净、精、纯、严,也给承包单位的施工管理提出更高的要求。

中国电子熊猫集团高世代液晶面板项目,总投资291.5亿元,注册资本175亿元。产品覆盖TV用大尺寸面板及移动平板显示载体用面板全系列。项目总体建筑面积约88万m2,相当于122个足球场,洁净室面积超50万m2,百级净化近20万m2,项目总工期必须在600d内完成。

1　工程概况

中国电子熊猫集团高世代液晶面板项目中阵列厂房钢结构工程,占地72 393m2,平面尺寸为300m×240m,总建筑面积304 738m2,共5层,建筑檐口高度35.500m。厂房结构形式为：门式刚架(下部4层为钢筋混凝土框架结构体系,屋顶层为混凝土柱+H型钢梁混合框架结构体系)+轻体围护结构；结构2层、4层下挂有钢结构葡萄架,下挂葡萄架重约4 500t,由H型钢型材组成。厂房整跨度为239.4m,单跨为16.2m左右不等。钢结构总吨位约10 800t。厂房剖面图见图1。

楼面结构体系采用华夫板。根据电子芯片生产厂房的工艺要求,保证生产过程中的空气洁净度,及时地将洁净的空气送入房间,若使用木模施工,费工费料,很不经济,华夫板是目前电子厂房洁净室系统经常采用的结构形式[1]；屋面结构体系：轻钢屋面。鸟瞰图见图2。

图2　阵列厂房鸟瞰图

2　埋件预埋精度控制

厂房生产液晶面板, 均为自动化生产,厂房结构不允许有振动,对厂房的刚度、安装精度要求高[2]。本项目包含大量的预埋件,预埋件总吨位约125t,包含与葡萄架、屋面钢梁、吊车梁、水平支撑、管道桥架等所有部位钢构件的连接埋件,屋面钢梁地脚螺栓共3 980套。保证钢构件安装精度的前提是确保埋件位置的埋设精度。预埋件施工顺序：根据图纸进行加工→测量定位→支设支架→安放螺栓、预埋件及临时固定→复测及最后固定。

具体控制措施如下：

1)土建钢筋绑扎完毕,牛腿侧模安装完毕后,根据设计图纸要求,将锚栓按图纸位置和定位尺寸用定位模板控制进行埋设。

2)为防止锚栓在混凝土浇捣过程中发生移位,对后期钢结构安装造成不必要的麻烦,应对锚栓及模板进行永久性固定。具体方法可采用型钢或钢筋制作固定支架,与钢筋网(最好是主钢筋)焊接。其后将锚栓与固定支架进行焊接固定。

3)为防止污染或锈蚀,在混凝土浇灌前后,用油面或其他材料包好地脚螺栓的螺母。浇灌混凝土时,振动棒不得碰撞固定架,不允许对着螺栓和预埋件浇注混凝土。

4)在锚栓定位之后,立即进行测量复核。在满足规范和设计要求允许偏差要求后,即可安装下组锚栓安装。

3　葡萄架钢结构安装

厂房生产线上部采用H型钢葡萄架龙骨全封闭吊顶,由于洁净厂房有严格的气密性要求: 洁净级别不同的厂房之间,洁净级别高的厂房(房间)与相邻的洁净级别低的厂房(房间)要保持一定的静压差；同时要承受设备启动时的瞬时(短时)压差,因此施工时应制定严密的技术措施,精心操作[3]。葡萄架安装质量对于后期装饰装修、保障厂房气密性都有较大的影响,且葡萄架为吊挂形式,埋件设置于混凝土梁侧,埋件与葡萄架通过焊接连接,给施工带来一定的困难。埋件位置见图3。

图3　葡萄架埋件

3.1葡萄架的构件运输

构件堆放及运输工具：2层葡萄架所有构件全部由2层的设备平台搬入。构件的地面运输采用平板车,地面到设备搬入平台的垂直运输采用25t吊机,构件在2层楼面的倒运采用3t的叉车。

3.2葡萄架钢梁及吊柱的吊装

葡萄架的吊装顺序：吊柱→主梁→次梁→支撑及检修走道。

吊装方式：根据葡萄架的构件的重量(最大构件单重小于650kg),吊柱采用特制滑移架、剪刀式升降机,人工提升至安装高度安装。葡萄架主次梁采用8t汽车吊。见图4、图5。

图4　特制滑移架

图5　剪刀式升降机

4　屋面钢梁安装

由于项目工期等原因,现场进行屋面钢结构施工时,土建塔吊已经拆除,同时为保证屋面钢梁的安装质量,采用25t吊机上楼面进行结构安装。由于结构南北两侧有20m的机械区,构件需要跨过机械区,所以需要采用80t的履带吊将构件吊至堆放区域,然后直接用3t叉车分散构件。25t汽车吊通过130t履带吊吊至施工位置。见图6、图7。

图6　130 t履带吊起吊25 t汽车吊

图7　3 t叉车进行楼面构件运输

方案采用吊机上楼面进行结构安装,与民用建筑不同的是4层华夫板面层必须作相应保护措施,同时验算楼板承载力作相应的加固处理[4]。

25t吊车(3轴)整车重量30t,后轴轴压23.2t(轴距1.35m,轮距2.074m),吊装重物最重5t。计算吊车开行等效均布荷载时,根据文献[5]的相关表格,求出两个方向的最不利等效荷载系数0.385,等效均布荷载计算如下：条件为后轮行驶于两块1 200mm×3 000mm×16mm钢板上,则等效均布荷载为q=232kN/(2×1.2m×3m)×0.385=12.4kN/m2<原设计结构活荷载15kN/m2；同理,汽车吊装时车辆荷载为35t,四个支点各垫在2m×2m钢垫箱上,因此等效均布荷载为q=350kN/(4×2m×2m)×0.385=8.42kN/m2<原设计结构活荷载15kN/m2,满足施工要求。

华夫板保护措施见图8。

图8　叉车与吊机行走路线的华夫板保护措施

屋面钢梁通过螺栓与设置在混凝土柱顶的埋件连接,其安装精度直接影响到屋面次构件和檩条的安装,从而影响整个屋面围护结构的安装质量、精度。柱顶埋件位置及屋面钢结构安装现场图片见图9、图10。

图9　屋顶钢梁埋件位置图

图10　屋面钢梁吊装施工

5　屋面围护系统安装

洁净车间在施工建成几年后会不同程度地出现空气净化器滤芯更换频率增快的问题,分析原因认为车间围护结构板材接缝的密实性减退是导致这个问题的原因之一[6]。本项目作为液晶面板生产车间,对于围护结构板材接缝的密实性要求较高,从而使得对屋面等围护结构的施工质量要求更为严格。

围护系统的安装工序：底板安装→隔汽薄膜→保温棉→次檩→面板。

5.1底板安装

1)屋面压型钢板及屋脊板的高低跨相交的泛水板均应逆主导风向铺设。

2)压型钢板应自屋面的一端且顺风向开始依序铺设。

3)安装压型钢板时,应边铺设，边调整位置，边固定。铺设屋面压型钢板时,在泛水板、包角板、压型钢板间的搭接部位,均应按设计要求,敷设防水密封材料。山墙檐口包角板与屋脊板的搭接处,应先安装包角板,后安装屋脊板。

5.2保温棉安装

在安装第一块屋面隔热材料后,就应将檐口准备好,以便安装第一块屋面板,这时将胶条粘到隔热材料的檐口外侧,将防粘纸留在该处。胶条应布放成直线,不留间隙。不要拉扯胶条,必要时可用小刀切割。应作板口堵头,粘在胶条的顶面(需要时可将胶条上的保护纸撕去)。交堵头的主肋中心线与山墙线轴线对齐。在檐口胶条的顶部,可对堵头进行拼接。若屋面积冰和积雪时,堵头的拼接处应予密封,以保证不进水。

5.3次檩条安装

次檩直接用自攻螺丝打在主檩上,在安装时要注意次檩的平直度。

5.4屋面板安装

设备就位→设备调试→上料→压板成型→就位→锁边→板的端部修剪→折边→打胶→泛水板、屋脊板的安装。

面板的制作：由于项目屋面板的单坡长度有64.2m,面板需要保持整体性来防水,因此本项目采用现场直接出板至屋面的方法。将卷板运至现场,在现场直接加工铺设。通过在现场搭设钢管架,将压板机吊至钢管支撑架平台上,调试、上料,压板成型。见图11。

图11　压板机

6　其他措施保障安装质量

构件的加工及成品保护控制对于整体结构的安装质量同样起到了至关重要的作用。现场材料堆放有序,储存环境适宜,措施得当,减少二次搬运,防止构件变形。

7　结　语

随着国内电子、液晶工业的发展,越来越多的电子工业厂房等待着建设。本文通过对南京中电熊猫平板显示科技有限公司新一代超高分辨率液晶面板G108项目阵列厂房钢结构工程的安装过程的阐述、分析,为今后同类项目的施工提供了一些参考。此类电子厂房项目往往需要大量的埋件、大面积的屋面板,对于围护结构的密实性有着很高的要求。当然,电子洁净厂房的施工是一个综合性工作,需要从设计到供货商家与施工安装各方面紧密配合,必须精心安排组织施工,方能为业主提供一个满意的建筑产品。

[1]李剀.SMC华夫板施工工艺及质量控制要点[J].江苏建筑,2011 (4):48-50.

[2]肖瑾,赵淑荣,杨州.液晶电子厂房钢结构制造技术[J].钢结构,2007(10):79-82.

[3]袁世伟.洁净厂房施工技术[J].施工技术,1997(7):30-31．

[4]谭清明,赵文雁,娄峰，等.超大面积多层洁净室厂房钢屋盖施工方法初探[C]∥全国钢结构设计与施工技术学术交流会论文集.北京：住房和城乡建设部科技发展促进中心，2011：186-190．

[5]张文福,马昌恒. 局部荷载作用下四边固支矩形板的计算用表[J].大庆石油学院学报,2006(6):66-69．

[6]曾波,杜咏.轻型钢结构门式刚架在GMP厂房中的应用[J].钢结构,2009(4):41-44．

Installation and Construction Technology of Steel Structure for the Multi-Layer Electronic Industrial Workshop

LU Haitao, GUO Jingnan, XU Shanshan, JIN Jianyong

2016-03-01

陆海涛 (1991—)，男，浙江嘉兴人，助理工程师，从事施工方案编制工作。

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