Lắp ráp kết cấu thép tại chỗ + Quy trình xây dựng cẩu tích hợp + Những cân nhắc chính

Giới thiệu:TRONGxây dựng kết cấu thép, “Lắp mặt đất + cẩu tích hợp cẩu hạng nặng” (lắp ráp kết cấu hoàn toàn trên mặt đất và nâng nó vào vị trí như một khối duy nhất sử dụng cần cẩu hạng nặng) là một trong những phương pháp thi công tiết kiệm chi phí, an toàn và được kiểm soát chất lượng nhất hiện nay.

So với phương pháp "lắp ráp rời ở độ cao lớn" (lắp ráp từng bộ phận ở độ cao trong không khí), phương pháp này giảm đáng kể công việc nguy hiểm ở độ cao, giảm tỷ lệ khuyết tật hàn và kiểm soát hiệu quả biến dạng cấu trúc. Tuy nhiên, nó đòi hỏi phải chuẩn bị mặt đất một cách nghiêm ngặt, thiết lập khuôn lắp ráp có độ chính xác cao, tính toán kỹ thuật nâng nghiêm ngặt cũng như tín hiệu và lệnh hoàn hảo tại chỗ.

Dưới đây là hướng dẫn kỹ thuật toàn diện và được tiêu chuẩn hóa dành chokết cấu thép tại chỗlắp ráp và cẩu tích hợp—được cấu trúc với quy trình công việc rõ ràng và các yêu cầu kỹ thuật đơn giản, thực tế để dễ dàng tham khảo.

I. Tổng quan cốt lõi của phương pháp thi công

Logic quy trình xây dựng: Chế tạo sẵn các bộ phận thép theo từng phần tại nhà máy → Lắp ráp mặt đất tại chỗ trên đồ gá → Hiệu chỉnh mối hàn, kiểm tra mối hàn (NDT) & chỉnh sửa sơn → Cẩu nguyên khối vào vị trí → Cố định và căn chỉnh kết cấu.

Ưu điểm chính

•  Công việc trên mặt đất xuyên suốt: Các hoạt động chính được thực hiện trên mặt đất, giảm đáng kể nguy cơ té ngã và các mối nguy hiểm ở độ cao.

•  Chất lượng có thể kiểm soát: Quá trình lắp ráp, hàn và căn chỉnh diễn ra trong môi trường mặt đất ổn định, dễ tiếp cận, đảm bảo độ chính xác và chất lượng xây dựng vượt trội.

•  Hiệu quả thi công cao: Việc hàn và bắt vít ở độ cao được giảm thiểu, đẩy nhanh tiến độ xây dựng một cách đáng kể.

Hạn chế

•  Yêu cầu Khu vực lắp ráp lớn: Yêu cầu diện tích mặt bằng rộng rãi, bằng phẳng và được nén chặt để lắp ráp tại chỗ.

•  Thiết bị hạng nặng & Kiểm tra nghiêm ngặt: Yêu cầu cần cẩu nâng có trọng tải lớn và tính toán kỹ thuật nghiêm ngặt về điều kiện nâng và khả năng chịu tải của đất.

Kịch bản áp dụng

Thi công kết cấu thép ngoài trời, chẳng hạn như giàn thép nhịp lớn, mô-đun thép mái, khung thép nhiều nhịp và cụm dầm cầu trục hạng nặng.

II. Hoàn thành quy trình xây dựng được tiêu chuẩn hóa

Quy trình quy trình tiêu chuẩn: Chuẩn bị xây dựng → San lấp mặt bằng & đầm nén → Thiết lập và chấp nhận đồ gá lắp ráp → Nhận & kiểm tra lại thành phần → Lắp ráp mặt đất → Công việc hàn → Kiểm tra mối hàn (NDT) & Chỉnh sửa sơn chống ăn mòn → Thiết lập vấu nâng & giàn khoan → Kiểm tra nâng thử → Nâng tích hợp chính thức → Định vị điều chỉnh tinh & cố định tạm thời → Kiểm tra lại trục lưới & độ cao → Kết nối vĩnh viễn & buộc chặt → Loại bỏ gian lận → Chấp nhận dự án → Lắp ráp Tháo dỡ đồ gá

1. Chuẩn bị xây dựng giai đoạn đầu (Bước quan trọng nhất)

Nếu chuẩn bị sơ bộ không đầy đủ, các vấn đề như biến dạng kết cấu, lật đổ hoặc sai số kích thước có thể dễ dàng xảy ra trong quá trình lắp ráp và nâng hạ. Tập trung chặt chẽ vào 4 nhiệm vụ cốt lõi sau:

•  Lên kế hoạch trước tiên: Chuẩn bị sơ đồ nâng chuyên dụng. Đối với các hoạt động có rủi ro cao, cực kỳ quan trọng, việc xem xét của chuyên gia và phê duyệt chính thức là bắt buộc. Hoàn thành các tính toán kỹ thuật chi tiết về điều kiện vận hành cầu trục, ứng suất của bộ phận, khả năng chịu lực của mặt đất và tải trọng điểm nâng.

•  Xác minh Vật liệu & Tài liệu: Kiểm tra giấy chứng nhận tuân thủ của nhà máy, báo cáo thử nghiệm tại nhà máy (MTR), hồ sơ thử nghiệm không phá hủy (NDT) tại nhà máy và bảng xác minh kích thước. Ngăn chặn nghiêm ngặt mọi thành phần không phù hợp xâm nhập vào công trường.

•  Lập kế hoạch bố trí địa điểm: Chỉ định rõ ràng các khu vực riêng biệt để lưu trữ linh kiện, công việc lắp ráp mặt đất và định vị hành trình/chân chống của cần trục. Đối với nền đất yếu, đào và thay thế bằng đất đắp cứng, nén chặt và lát/làm cứng mặt đất trước.

•  Tóm tắt về An toàn Nhân sự: Thợ hàn, người vận hành cần cẩu, người báo hiệu và thợ lắp đặt phải có chứng chỉ chuyên môn hợp lệ. Tiến hành các cuộc họp giao ban kỹ thuật và an toàn kỹ lưỡng cho tất cả người lao động, làm rõ trách nhiệm cá nhân và các điều cấm về an toàn.

2. Thiết lập và nghiệm thu Jig lắp ráp

Đồ gá lắp ráp (khung đỡ mặt đất) rất cần thiết để lắp ráp chính xác. Nghiêm cấm việc lắp ráp thông thường hoặc các khung tạm thời, không đạt tiêu chuẩn!

•  Sử dụng thép kết cấu tiêu chuẩn: Chế tạo đồ gá sử dụng các tiết diện thép tiêu chuẩn quốc gia để đảm bảo đủ độ cứng và ổn định, ngăn chặn hiện tượng lún nền, biến dạng kết cấu hoặc rung lắc sau khi tải.

•  Thiết lập và định vị chính xác: Bố trí chính xác các đường dẫn hướng; kiểm soát chặt chẽ các trục lưới, độ cao và độ bằng. Đối với các bộ phận có nhịp lớn, hãy chế tạo phần khum trước (đường cong hướng lên có chủ ý) theo thông số kỹ thuật thiết kế để chống lại độ võng trong tương lai dưới tải trọng sử dụng.

•  Kiểm tra chuyên dụng và phê duyệt: Một cuộc kiểm tra chuyên ngành phải được tiến hành sau khi hoàn thành việc thiết lập đồ gá. Ghi lại và lưu trữ tất cả các phép đo chiều, độ cao và độ phẳng. Đồ gá chỉ có thể được sử dụng sau khi đăng xuất chính thức

3. Giao hàng linh kiện và lắp ráp mặt đất

Lắp ráp mặt đất là quá trình quan trọng để kiểm soát chất lượng kết cấu tổng thể. Kiểm soát chính xác là cần thiết:

•  Kiểm tra bộ phận đầu vào: Kiểm tra từng bộ phận khi đến để xem hình thức bên ngoài, biến dạng khi vận chuyển, lớp phủ bảo vệ và căn chỉnh lỗ bu lông. Làm thẳng và sửa bất kỳ biến dạng nhỏ nào trước khi lắp ráp.

•  Định vị & Điều chỉnh Đồ gá: Sau khi đặt các bộ phận lên đồ gá, sử dụng kích thủy lực và dây cáp để tinh chỉnh và kiểm soát chặt chẽ nhịp, đường trục, độ cao, khe hở gốc (khe hở khớp nối) và căn chỉnh theo chiều dọc.

•  Hàn dính bởi thợ hàn được chứng nhận: Thợ hàn được chứng nhận phải thực hiện hàn dính (mối hàn giữ tạm thời). Chiều dài mối hàn và kích thước chân phi lê phải đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, chống rỗ, nứt và các khuyết tật hàn khác.

•  Hàn đối xứng và giảm ứng suất: Hàn chính thức phải tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc "hàn đối xứng" và "hàn bước ngược" (hàn theo các đoạn ngắn xen kẽ) để giải phóng ứng suất nhiệt đều và giảm thiểu cong vênh. Đối với các tấm thép dày, hãy thực hiện nghiêm ngặt các biện pháp kiểm soát nhiệt độ sơ bộ và nhiệt độ giữa các lớp.

•  Xác minh sau khi lắp ráp: Sau khi lắp ráp hoàn tất, hãy đo lại kỹ lưỡng kích thước tổng thể, giá trị độ khum và độ thẳng bên để đảm bảo tuân thủ đầy đủ các quy chuẩn kỹ thuật và bản vẽ thiết kế.

4. Kiểm tra mối hàn và sơn lại chống ăn mòn

•  Kiểm tra không phá hủy (NDT): Thực hiện Kiểm tra siêu âm (UT) hoặc Kiểm tra chụp ảnh phóng xạ (RT) theo thông số kỹ thuật thiết kế. Mọi mối hàn không đạt tiêu chuẩn phải được khoét bỏ hoàn toàn, hàn lại và kiểm tra lại cho đến khi đạt tiêu chuẩn 100%.

•  Làm sạch và sơn lại mối hàn: Mài mịn các mối hàn, loại bỏ rỉ sét, xỉ và vết bắn tung tóe, đồng thời phủ kịp thời lớp sơn lót và sơn phủ chống ăn mòn phù hợp để đảm bảo hệ thống lớp phủ bảo vệ liên tục và nguyên vẹn.

•  Bảo vệ bề mặt: Bảo vệ các bề mặt tiếp xúc do ma sát của bu lông, lỗ bu lông và các lớp sơn hoàn thiện có độ bền cao khỏi vết hàn, nhiễm bẩn dầu mỡ và trầy xước cơ học.

5. Lựa chọn điểm nâng và giàn khoan

Quy tắc an toàn nâng cốt lõi: Không bao giờ thay đổi điểm nâng mà không được phép, không bao giờ kết hợp các giàn không khớp và không bao giờ để các bộ phận chịu lực không phù hợp.

•  Sử dụng vấu nâng được thiết kế sẵn: Luôn sử dụng vấu nâng được thiết kế sẵn, được chế tạo tại nhà máy (mắt đệm). Nghiêm cấm việc hàn hoặc khoan lỗ tại chỗ không được phê duyệt cho các điểm nâng tạm thời. Tất cả các mối hàn vấu nâng phải được kiểm tra 100% NDT.

•  Tính toán công suất giàn khoan: Lựa chọn dây thép, cùm, cáp treo nâng đúng theo tải trọng tính toán, có kết hợp hệ số an toàn tải trọng động. Quá tải bị nghiêm cấm.

•  Bộ bảo vệ góc: Lắp đặt bộ bảo vệ góc (bộ làm mềm/bộ bảo vệ cạnh) ở tất cả các góc và cạnh sắc của các bộ phận thép để ngăn dây cáp bị cắt hoặc hư hỏng.

•  Gia cố tạm thời: Thêm các thanh chống/bộ phận giằng tạm thời vào các phần có kết cấu mảnh hoặc thành mỏng (chẳng hạn như vì kèo dài) để tránh bị xoắn, oằn hoặc biến dạng cục bộ trong quá trình nâng.

6. Thử nghiệm nâng thử (Không bao giờ được bỏ qua)

Thang máy thử nghiệm là hàng rào phòng thủ cuối cùng chống lại tai nạn do cẩu.

•  Nâng và di chuột: Nâng nhẹ bộ phận cách khuôn lắp ráp 200–300 mm và giữ nó lơ lửng trong không khí từ 5 đến 10 phút.

•  Kiểm tra toàn diện: Kiểm tra kỹ lưỡng: tình trạng tải tại các điểm nâng, biến dạng của giàn, độ lệch tổng thể và cục bộ của bộ phận, độ ổn định của cần trục, độ lún của mặt đất dưới chân chống và bất kỳ sự cản trở hoặc vướng víu nào trên đồ gá.

•  Hạ ngay lập tức khi có hiện tượng bất thường: Nếu quan sát thấy bất kỳ tiếng ồn bất thường, biến dạng cấu trúc hoặc độ lún nền quá mức nào, hãy hạ bộ phận trở lại khuôn gá ngay lập tức. Việc nâng chính thức chỉ có thể được tiến hành sau khi các hành động khắc phục được phê duyệt.

7. Nâng toàn bộ, định vị và cố định tạm thời

•  Phát tín hiệu thống nhất cho một người: Các hoạt động phải được chỉ đạo bởi một người chỉ huy phát tín hiệu được chỉ định bằng cách sử dụng tín hiệu tay và lệnh thoại được tiêu chuẩn hóa. Tín hiệu nhiều người và các hoạt động hỗn loạn đều bị nghiêm cấm.

•  Chuyển động của cần cẩu một cách trơn tru: Việc nâng, xoay (xoay) và di chuyển (cần cẩu) phải luôn trơn tru và chậm rãi trong suốt quá trình. Tránh dừng đột ngột, rẽ gấp hoặc tải sốc. Phi hành đoàn mặt đất phải sử dụng dây dẫn (dây dẫn hướng) để ổn định hướng của bộ phận và ngăn va chạm với các cấu trúc hiện có.

•  Định vị & Hỗ trợ tạm thời ngay lập tức: Sau khi đặt lên các giá đỡ cố định, hãy tinh chỉnh chính xác các trục lưới, độ cao và độ thẳng đứng. Lắp đặt ngay các thanh chống đỡ tạm thời và siết chặt dây cáp.

•  Đường màu đỏ về an toàn cốt lõi: Không bao giờ nhả móc cẩu cho đến khikết cấu théptạo thành một hệ thống kết cấu ổn định, tự hỗ trợ.

8. Công tác đấu nối và hoàn thiện vĩnh viễn

•  Đầu tiên buộc bu-lông cường độ cao: Ưu tiên buộc chặt bu-lông cường độ cao. Tuân thủ nghiêm ngặt trình tự siết chặt hai giai đoạn: " Thắt chặt ban đầu → Siết chặt mô-men xoắn cuối cùng". Đánh dấu rõ ràng từng bu lông sau lần siết chặt cuối cùng để tránh các bu lông bị trượt, lỏng hoặc bị vặn quá mức.

•  Hàn mối nối tại chỗ: Thực hiện các mối hàn giáp mép và mối nối tại chỗ theo các lớp nhiều lớp và tiến hành kiểm tra không phá hủy (NDT) ngay sau khi hoàn thành.

•  Đo lại kết cấu tổng thể: Đo lại tất cả các kích thước tổng thể, độ cao và giá trị độ võng. Sau khi được chứng nhận là tuân thủ, hãy tháo dỡ thiết bị nâng, giá đỡ tạm thời và khuôn lắp ráp mặt đất một cách an toàn.

•  Sửa chữa & Bàn giao Lớp phủ: Chỉnh sửa tất cả các lớp phủ chống ăn mòn và chống cháy bị hư hỏng trên các khu vực bị ảnh hưởng để hoàn tất quá trình lắp đặt hoàn tất.

III. Các biện pháp phòng ngừa quan trọng tại chỗ (Những cạm bẫy chính cần tránh)

1. Điểm kiểm soát chất lượng lắp ráp

•  Nền móng của đồ gá vững chắc: Mặt đất bên dưới đồ gá lắp ráp phải chắc chắn, được nén chặt và bằng phẳng. Nghiêm cấm công việc lắp ráp trên đất mềm hoặc đất úng khi trời mưa để tránh độ lún không đều.

•  Kiểm soát độ khum trước nghiêm ngặt: Thiết lập chính xác độ khum trước (đường cong hướng lên có chủ ý) cho cấu kiện nhịp lớn theo giá trị thiết kế. Kiểm tra kỹ các số đo trước và sau khi lắp ráp để tránh hiện tượng võng xuống sau khi lắp dựng.

•  Hạn chế hàn trong thời tiết khắc nghiệt: Ngừng ngay việc hàn ngoài trời khi có gió mạnh, mưa, tuyết hoặc nhiệt độ đóng băng. Đảm bảo bề mặt thép ẩm được làm khô hoàn toàn bằng đèn khò trước khi tiếp tục hàn.

•  Bảo vệ bề mặt ma sát bu-lông cường độ cao: Bảo vệ nghiêm ngặt các bề mặt ma sát tiếp xúc bu-lông. Nghiêm cấm mài mòn, nhiễm dầu hoặc cháy vết hàn, đảm bảo hệ số trượt đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.

2. Đường màu đỏ an toàn nâng bắt buộc

•  Các điều cấm về thời tiết: Nghiêm cấm cẩu khi có gió mạnh cấp 6 trở lên (tốc độ gió ≥ 10,8 m/s), sương mù dày đặc, mưa lớn hoặc khi không đủ ánh sáng ban đêm.

•  Hỗ trợ chân chống của cần cẩu: Chân chống của cần trục phải được đỡ hoàn toàn bằng các tấm phân phối tải trọng bằng thép dày trên nền đất cứng đã được xác minh để tránh cần trục bị lật hoặc bị xuyên thủng bởi chân chống.

•  Khu vực cách ly an toàn cứng nhắc: Thiết lập hàng rào cứng nhắc và vùng cấm rõ ràng trong bán kính làm việc của cần trục. Những người không được ủy quyền bị nghiêm cấm vào, đi qua hoặc ở trong khu vực.

•  Kiểm tra gian lận trước ca làm việc: Kiểm tra tất cả các thiết bị nâng, phần cứng của giàn và dây cáp trước mỗi ca làm việc. Thay thế ngay nếu dây bị đứt, mòn quá mức hoặc bị xoắn/biến dạng vượt quá giới hạn cho phép.

3. Rủi ro thường gặp và biện pháp phòng ngừa

•  Biến dạng thành phần quá mức: Độ cong thiết kế đặt trước, thêm thanh chống gia cố tạm thời, tuân theo trình tự hàn đối xứng và thực hiện kiểm tra toàn bộ tải trọng trong điều kiện nâng.

•  Lỗi xé vấu nâng: Thực hiện thiết kế kết cấu chuyên dụng để nâng vấu, đảm bảo hàn xuyên thấu hoàn toàn với kiểm tra NDT 100% và nghiêm cấm các điểm nâng tạm thời không được phê duyệt.

•  Độ lún hoặc nghiêng của cần trục trên mặt đất: Xác minh và làm cứng mặt đất trước, đặt các tấm thép nặng dưới chân chống và theo dõi độ lún của mặt đất trong quá trình nâng thử.

•  Không ổn định về kết cấu sau khi lắp đặt: Nhanh chóng lắp đặt dây cáp và các thanh chống tạm thời, thực hiện nghiêm túc nguyên tắc: "Không bao giờ nhả móc cẩu trước khi kết cấu đã được cố định chắc chắn."

•  Bu lông cường độ cao không đạt tiêu chuẩn: Bảo vệ nghiêm ngặt các bề mặt tiếp xúc ma sát, áp dụng quy trình siết mô men xoắn tiêu chuẩn, đồng thời kiểm tra và đánh dấu màu từng bu lông riêng lẻ sau khi hoàn thành.

IV. Bản tóm tắt

Logic quản lý cốt lõi củalắp ráp kết cấu thép tại chỗvà cẩu tích hợp có thể được tóm tắt như sau: lắp ráp mặt đất chính xác, kiểm soát đồ gá cứng nhắc, tính toán cẩu nghiêm ngặt, nâng trơn tru và ổn định, và không bao giờ nhả móc trước khi cố định.

Bằng cách quản lý chặt chẽ bốn trụ cột quan trọng—chất lượng đồ gá, biến dạng hàn, điều kiện tải trọng nâng và độ ổn định kết cấu tạm thời—có thể ngăn ngừa hầu hết các lỗi xây dựng phổ biến và tai nạn an toàn, cung cấp giải pháp an toàn, đáng tin cậy và hiệu quả cho kỹ thuật kết cấu thép nhịp lớn.