工业项目组装型螺栓组模具设计与应用

常欢欢

Abstract:Investigationshowsthatthetraditionalembeddingmethodoffoundationboltinindustrialprojectshaslowconstructionspeed,poorprecisionandhighlaborintensity.Inordertosolvethisproblem,combinedwiththeconstructioncondition,theassemblytypeboltgroupisdeveloped,includingtheproposal,optimization,anddeterminationofboltgroupmouldscheme,weldingmethod,embeddingmethodoftheboltgroup,quality,safetyrequirementsandimplementationeffect.Theengineeringpracticeprovedthat,usingtheassemblytypeboltgroupmoldweldingboltgroupoverallmoldone-timeinstallationtechnologycanreduceover30%labor,50%time,andcanensuretheconstructionqualityandsafety,greatlyreducingthelaborintensity.关键词院固定型螺栓组模具；组装型螺栓模具；地脚螺栓Keywords:fixedboltgroupmould；assemblyboltmould；foundationbolt中图分类号院TH131.3文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）06-0089-030引言随着我国国民经济的快速发展，产业结构的调整，出现越来越多大面积工业厂房，这些厂房一般都采用钢结构，因此钢结构工程也越来越受建设单位的青睐，从钢结构实际施工过程中考察不难看出，钢结构基础地脚螺栓预埋的准确性是影响钢结构安装质量十分重要的因素；螺栓预埋一旦产生了较大的偏差将直接影响各类钢结构正常的安装和设备的调试。

1工程概况平顶山天安煤业股份有限公司一矿储装运系统改造工程包括原煤输送系统、动筛车间筛分系统、混煤输运系统、矸石输运系统、集中控制系统和地面6KV变配电站等组成。平顶山天安煤业股份有限公司一矿储装运系统改造工程建成后将成为河南省首座年产500万吨的煤矿，意义非常重大。

1.1工程特点、难点淤结构体系复杂、施工点多、系统复杂。工程包括土建、钢结构、给排水、消防栓安装，照明、采暖工程、设备安装；单位工程达46个。

于战线长、场地复杂。栈桥长度达1600米，分别跨越矸石山、多股铁路、澡堂、高压线、栈桥支架、人行天桥、水厂和煤场等，拆除老建筑物16处，修改矿区主供水管道等。

盂机电设备多。带式输送机12条、分级筛10部、跳汰机3台等各类大中型煤炭筛分设备44部，1个变电所安装。

榆合同工期紧。

1.2螺栓预埋方法调查研究淤地脚螺栓预埋方法分析如表1所示。

经过优缺点对比分析得出：现在通常采用的是直埋地脚螺栓法，即采用制作模具而完成。

于通常采用制作地脚螺栓套板，其尺寸及套板上的开孔与日后上部结构中柱脚底板的尺寸及开孔相一致。套板应采用不小于20mm厚的木板，根据节点详图所规定的尺寸及开孔位置进行加工。开孔直径应比地脚螺栓直径大2mm为宜。同时，套板面须用醒目标志标出，纵横轴线穿过该组地脚螺栓的具体位置，以便日后复核。

通过在施工现场进行样板施工，发现采用地脚螺栓套板施工不仅施工速度慢、工艺繁琐，而且施工质量也无法得到保证，同时浪费大量的劳动力。

2设计方案的提出及方案的优化2.1方案的提出制作模具是解决地脚螺栓预埋精度的唯一方法，我们从制作模具着手，进行了技术攻关研究。经过几天的研究，我们研制出了采用方钢、钢板焊接而成的固定型组装型螺栓组模具。如图1所示。

2.2方案的优化经过验证发现固定型螺栓组模具不具备普遍性，因为螺栓之间的间距不能调节，螺栓组模具一旦制作完成，就不能再次修改，而基础不同，预埋的螺栓间距也不同，这样就需要制作出间距大小不同的螺栓组模具，需要耗费大量的人力、物力、财力，工程结束后，大部分螺栓组模具就成为报废品，失去了它原有的作用。我们攻关小组再一次对固定型螺栓组模具螺栓之间间距的可调节性进行技术攻关，研制出组装型螺栓组模具，该螺栓组模具可上下、左右调节螺栓之间的间距，具备普遍性，拆装方便，便于运输。

2.3方案的确定2.3.1组装型螺栓组模具制作工艺流程图纸设计寅支架制作寅卡箍制作寅连接杆制作寅组装型螺栓组模具组装。

2.3.2操作要点淤图纸设计。1）根据施工经验和运输要求，将原先地脚螺栓套板等固定体系改变成可组装、可拆卸、可调体系。

2）考虑到是否施工方便，组装型螺栓组模具是否能够长久使用，组装型螺栓组模具选用质轻、刚度好的材料制作。3）组装型螺栓组模具设计图如图2所示。

于支架制作。1）采用【8槽钢制作成L=1500mm的支架4根。2）支架按照长方体形状分布。3）在支架的水平面钻孔3个，4根支架孔的位置上下、左右对应。4）在支架的两翼钻孔2个，4根支架孔的位置左右对应。5）制作好的支架均涂刷防锈、防火漆两道。

盂卡箍制作。1）采用【10槽钢制作L=30mm的卡箍6对。2）在卡箍的水平面上平行于卡箍焊接L=30mm伊H=30mm的钢板，用于控制螺栓。3）在卡箍朝向支架外侧的一翼钻孔，并在孔的对应位置焊接螺帽。4）所有卡箍的断面均需经过精度抛光，以保证焊接螺栓的精度。5）卡箍倒置在支架上，采用配套螺杆拧入卡箍一翼的螺帽中、顶紧，用于固定卡箍在支架上的位置。6）卡箍及其附属配件均涂刷防锈、防火漆两道。

榆连接杆制作。1）制作4根囟12、L1000mm的套丝螺杆。2）制作4根囟20、L1200mm的套丝螺杆。3）配制与囟12和囟20相配套的螺帽和垫片。

虞组装型螺栓组模具组装。1）支架按照长方体形状分布。2）支架的水平连接采用囟12、L1000mm的套丝螺杆4根连接，在螺杆与支架连接部位均采用配套螺帽和垫片拧紧。3）支架的竖直连接采用囟20、L1200mm的套丝螺杆4根连接，在螺杆与支架连接部位均采用配套螺帽和垫片拧紧。4）卡箍倒置在支架上，采用配套螺丝杆拧入卡箍一翼的螺帽中、顶紧，用于固定卡箍在支架上的位置。5）每根螺栓的固定均需配置两对卡箍。

3方案的实施3.1工艺原理研制组装型螺栓组模具替代地脚螺栓套板等传统施工工具，根据施工图纸的要求准备好螺栓，提前在组装型螺栓组模具上按照施工图纸要求螺栓之间的间距焊接成型螺栓组，待焊接结束后从组装型螺栓组模具上取下成型螺栓组，将成型螺栓组一次性安装到基础中，调整标高、轴线后，浇筑混凝土。

3.2工艺特点淤改变传统施工模具和施工工艺。于焊接成型螺栓组整体一次性安装到位技术，可缩短人工30上，节约时间50%，确保施工质量和安全，降低劳动力强度。盂模具适用所有直径的螺栓，制作出任何不同间距非异形的成型螺栓组以及可随时进行组装、拆除，携带方便。榆使用组装型螺栓组模具焊接螺栓组能够达到规模化生产、集群化控制。

3.3工艺流程施工准备寅螺栓组焊接寅螺栓组安装寅混凝土浇筑。

3.4关键操作步骤3.4.1施工准备淤按照施工图纸设计要求准备好成型螺栓。于将组装型螺栓组模具组件在施工现场组装成型并验收合格。盂用经纬仪和水准仪把基础柱轴线和标高放出并复核无误。

3.4.2螺栓组制作淤将准备好的成品螺栓放入卡箍内，调整螺栓至每组卡箍并排的两个槽钢形成的矩形缺口的中心；于将螺栓顶面调整至处于同一个水平面；盂螺栓全部就位后，调整螺栓的平整度以及螺栓的整体垂直度；榆准备若干根钢筋（长度为螺栓组的单边长度），用电焊机将钢筋焊接到调整好的螺栓组上，用来固定螺栓组。

3.4.3螺栓组安装就位淤螺栓组的安装应由两个人进行操作，将成型的螺栓组件放入已绑扎完钢筋、立完模板的基础柱内，然后按照已放好的轴线调整螺栓组件；当成型螺栓组遇到基础柱内箍筋不能安装到基础柱内，采取如下措施。

1）成型螺栓组与基础柱内箍筋相冲突的，绑扎钢筋时，相冲突的箍筋全部不绑扎。

2）成型螺栓组拐头底面以上最外层箍筋全部加密。

于螺栓组件标高的调整：用水准仪测量标高，调整螺栓组件的整体标高。

盂对已调整好的螺栓组件用废钢筋头与主体柱钢筋对应焊接进行固定。

3.4.4混凝土浇筑淤混凝土浇筑时，应安排专职安装人员同步、全程旁站监护。

于地脚螺栓应采用破布或塑料管套住，保证螺栓顶部的丝口不受污染。

盂混凝土严格采用分层浇筑，泵送混凝土时，应避免冲击螺栓。使各个螺栓位置正确，无任何扰动现象。

榆在地脚螺栓有丝扣的部分涂刷黄油，用破布或塑料套管将螺栓的螺纹部分罩住，安装钢柱衬板时再将破布料管解开。

3.5质量要求3.5.1组装型螺栓组模具验收淤为保证精度，螺栓组模具制作时应严格控制：支架顶面必须在同一平面内，不得有翘曲、变形。螺栓卡口中心间距应与图纸保持一致。

于螺栓组模具制作验收（包括每次拆除后再次安装前的验收）：由项目部的专业质检员、施工员、技术员按照图纸及以下标准验收，如表2所示。

3.5.2地脚螺栓预埋精度及混凝土浇筑质量执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012。

3.5.3质量保证措施淤原材料。从原材料进场、每道工序施工到工程竣工验收的每个环节都进行严格把关。

于工程测量。所用测量仪器和引测方法均应适应和保证测量精度的要求，测量仪器必须检验合格后方可使用，并在施工全过程中保持仪器状态完好。测量人员必须持证上岗，配合人员相对固定。

盂钢筋工程。严把材料进场关、加工下料关、绑扎成型关、验收关；钢筋进场必须有合格证并进行复试，施工中保证接头位置、接头数量、搭接长度、锚固长度满足设计及施工规范要求。

榆模板工程。模板工程重点控制加工、制作、安装的质量，根据模板相互位置及各部位尺寸，确定模板方案，模板标高、尺寸、轴线要准确，模板拼装严密。

虞混凝土工程。混凝土浇筑前，将模板内杂物清理干净，并用水充分湿润，预埋件位置准确，经验收合格后浇筑混凝土。

4实施效果工业项目组装型螺栓组模具设计与应用在平顶山天安煤业股份有限公司一矿储装运系统改造工程中取得了可喜的效果，质量安全控制到位，成本节约和进度提前的目的，实施效果好，赢得了中国平煤神马能源化工集团有限责任公司的一致好评。

5结束语工业项目组装型螺栓组模具设计与应用有效的解决了传统施工工艺预埋螺栓施工速度慢、精度差的问题；采用组装型螺栓组模具焊接螺栓组模具整体一次性安装施工技术可有效缩短人工30%以上，节约时间50%，同时确保了施工质量和安全，大大的降低了劳动力强度。

参考文献院[1]中华人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局.GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.[2]中华人民共和国建设部.JGJ18-2012钢筋焊接及验收规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.[3]建筑施工手册（第四版）[S].北京：中国建筑工业出版社，2003，9.