大跨度钢结构厂房的“金奖”工程——记联投工建三公司年产10万吨新能源动力电池负极材料一体化项目

极目新闻记者 王柳钦

通讯员 卢君晨

湖北随州高新区，重构现代化产业体系的画面正徐徐展开，迸发出强劲发展动能。

湖北省重点工程，随州市招商引资、抢滩布局新能源新材料产业的重点项目——随州斯诺年产10万吨新能源动力电池负极一体化项目（下称“斯诺项目”），已试产。

该工程由湖北联投集团旗下湖北工建集团第三建筑工程有限公司承建，今年斩获了第十六届“中国钢结构金奖”。该奖项是中国建筑钢结构行业工程质量的最高荣誉奖。

作为钢结构的建筑高度、跨度位居省内同类钢构厂房第一的工程，斯诺项目的施工难度可想而知。建设者秉承工匠精神，立足科技创新，克难奋进，狠抓质量和安全，成功打造了又一精品工程。

近日，极目新闻记者前往随州，走近这一精品工程建设幕后的故事。

建模“双重保险”，让施工一目了然

斯诺项目主要包含石墨化车间、高温炭化车间等多个大跨度钢结构厂房及附属用房，总建筑面积13.7万平方米，共22个单体，其中14个单体均为钢架结构主体，于2022年8月开工。

这些单体中，最具代表性的是两栋镜像摆放的石墨化车间，均为单层多跨钢结构厂房，系最大的单体建筑。其中，主厂房长261米、宽73米、高34米，中轴网跨度52米，建筑高度34米，相当于11层楼高。

记者现场看到，单栋石墨化车间外形看上去像两个单体，一高一矮紧挨着，车间内正准备投产前的各项工作。

湖北工建三公司项目经理肖锐说，仅一个石墨化车间钢结构用量就有近4000吨。屋面承重结构采用双坡梯形钢屋架，跨度、高度都是湖北省同类型工业厂房之最。

立柱、跨梁等都是钢结构，建设过程中要像搭积木一样，一块块拼接、焊接。钢结构单体多，构件型号多样、数量也大，如何保障各个环节井然有序？

“设计阶段，项目团队组建了同类工程经验丰富的设计小组，对结构模型进行复核验算。”肖锐说，通过AutoCAD、BIM等深化设计软件，将项目“原汁原味”搬进了电脑，22个单体实现了三维模拟，每个厂房的梁柱数量、每个构件的型号尺寸都清晰可见。

有了钢结构建模与详图绘制，设计小组在此基础上采用SAP2000、MIDAS等数据处理软件进行二次校核，“双重保险”有效保障结构形式、结构布置、材料种类、节点类型等重点信息准确无误。

正式施工中，项目团队还安排2名设计师常驻施工图设计单位，紧密沟通深化设计图审查事宜，多措并举确保施工步骤“了然于胸”。

严控质量，焊接误差控制在毫厘之间

立柱和钢屋架构件，对精准度要求很高。该项目团队采取工厂化生产的方式，在工厂拼接完成后，再运输到施工现场进行吊装。

项目技术负责人杨威说，石墨车间钢柱总长度超过30米，单根重量18.8吨，而屋面钢弦架长度也超过50米，宽度达到5.29米，单榀重量22吨，均为超限运输构件。

对此，项目团队在深化设计时，就充分考虑了途经收费站及运输途中对车高、车宽的限制，便提前申请了超限构件运输绿色通道。在麻竹高速随州东出口，他们还专门协调了拓宽高速出口，让构件能安全地运输到工地。

原材料到了现场后，但各个构件类型多、厚度不一，其中最大板厚为50毫米，变形控制及焊接应力控制难度大，焊缝质量控制难度可想而知。

如此厚的钢板，传统切割机无法有效保障质量。“我们引进了国内先进的等离子数控切割机，来专门应对这块‘硬骨头’。”杨威说，通过电脑操控切割机，可以最大程度避免人工误差，有效减小材料自身应力。

除制定可行焊接方案、全员技术交底等必经程序以外，项目部还在现场搭建了实操考核平台，所有焊工经过严格现场考核后，方可持证上岗。

焊接好不好，主要看焊缝。“焊接过程中，通过对接头焊缝应力、焊缝拘束度、层状撕裂等进行实时监控检测，可以有效控制焊接质量。”杨威说，特别是冬季施工时，气温较低，项目针对性地采取焊前预热、焊后保温等措施，将焊接误差控制在毫厘之间。

校企合作，助力吊装精准无误

该项目厂房的屋顶采用大跨度钢屋架，跨度达到52米，而立柱总长也达到35米，采用两节拼接而成，第一节立柱比第二节宽很多，两节立柱上分别搭建了吊车梁，形成了双层行吊的架构。

要想厂房牢固可靠，作为“大腿”的立柱首先要站稳。项目经理肖锐说，钢结构厂房主跨一般采用插入式柱脚或外露式柱脚，现有技术中钢柱定位可能出现不准确的问题。

此次施工针对性地自主研发了钢柱柱脚施工技术，通过一套可拆卸的定位机构，对钢柱和地脚螺栓进行定位与临时固定，便可使钢柱安装便捷、定位准确。

超长、超大跨度构件则对吊装提出了新的考验。为此，湖北工建集团三公司联合武汉理工大学开展校企合作，共同研发了双目识别技术监测技术。

据解释，该技术具体来讲就是用“电子眼”取代了过去的“人眼”，通过在吊装周边关键位置，提前安装内置图像识别元件的高精度摄像头，吊装部位“长焦变近景”。也就是传统吊装作业中，施工人员往往通过裸眼观察，判断构件是否到位，既影响吊装精度，又有安全隐患，如今的双目识别技术监测技术，能够有效监测钢梁整体吊装中的空间姿态，智能识别判断异常，及时提出预警。

2024年7月，该项目完工。该项目将绿色施工、BIM技术应用作为装配式建筑施工的重要内容，其中依托于本工程的湖北省建设科技计划项目“大跨度钢结构厂房建造关键技术”已通过了湖北省住房和城乡建设厅结题验收，完成预期目标，形成一系列科技成果，包括获得发明专利4件、实用新型专利2件、计算机软件著作权2项、企业级工法4篇、武汉市QCⅠ类成果一项、省部级QCⅠ类成果1项、国家级QCⅠ类成果1项、发表论文7篇，另受理发明专利3件。

用现场促市场，斩获又一工程

因为斯诺项目的优良履约，湖北工建三公司又承接了随州凯力专汽智慧工厂项目。该项目占地面积约500亩，分两期开发，其中一期工程包括3栋钢结构厂房，以及科研楼、倒班楼等附属建筑。

“这是用现场来促进市场的成功案例。”湖北工建三公司相关负责人表示，正是由于斯诺项目的完美履约，从而有了凯力项目的中标。随后，斯诺项目团队原班人马负责凯力项目的施工。

来到凯力项目现场，施工人员正在进行土方开挖、钢筋模板安装、混凝土浇筑等基础分部的施工。“凯力项目最大特点就是占地面积大，厂房连跨多。”项目负责人肖锐说，与斯诺项目相比，该项目最大的1号厂房占地就高达38000平方米。

据介绍，1号厂房钢屋架每根立柱之间的跨度为27米，但是超长距离的连跨总长超过了220米，对钢结构的稳定性是一个巨大的考验，对构件和吊装精度提出了更高的要求。若有一个构件标准超出误差，就可能导致孔位对不上，对工程质量造成影响。

当前，项目团队正充分吸取之前的成功经验，在建模和深化设计时就提前布局，采用多种建模、绘图、计算软件，反复进行核算，确保每一个部件、每一项数据都能精准对上。

（通讯员供图）

（来源：极目新闻）