精密超精密设备预埋件高精度安装施工工法的研究

精密超精密设备预埋件高精度安装施工工法的研究
赵夫国，李炳良，杨作鹏 （滕州建工建设集团有限公司，滕州 277500）
[摘要]随着我国经济的发展，新能源的利用率越来越高。锂电电池的高效使用，越来越受到重视。文章以年产 2 亿 m2 锂电 池隔膜项目生产线设备预埋钢板安装为事实依据进行阐述，为了提高大型超精密设备预埋钢板安装的效率和预埋钢板的安装 精度及质量，研制了一种固定支撑架与预埋钢板的固定式连接及调平装置。该装置采用螺纹钢筋制作固定架支撑架，顶端焊 接套筒锥形螺栓钢筋接头作为调平装置；固定支撑架由基础水平支撑、立柱（纵向支撑）、横梁（水平支撑）、斜撑及拉结 筋等杆件组成的成套的关键技术。 [关键词]超精密设备；预埋件；安装调平
1 概述 近年来，在国家大力倡导低碳环保的大背景
下，新能源行业蓬勃发展，锂电池作为新能源行 业中的新宠更是受到高度关注，我国目前已成为 世界上最大的锂电池生产基地，第二大锂电池生 产国和出口国。锂电池隔膜作为锂电池的重要核 心部位，是锂电材料中技术壁垒最高的一种高附 加值材料，约占锂电池成本的 30%以上。锂电池 隔膜的生产工艺分为干法生产工艺和湿法生产工 艺两大类，目前我国三分之一以上的产能使用干 法工艺，产品在中低端市场占据较大比例；湿法 工艺技术主要被日本、法国、美国等国外发达国 家所垄断，主要应用范围为高性能锂电池。
本项目为中材锂膜有限公司年产 2 亿 m2 高性 能锂电池隔膜建设项目，采用法国技术为主导的， 国内单线产能最大的高性能锂电池隔膜项目；主 要设备由挤出机、铸片及 FLEXSIM、第一牵引站、 萃取槽、第二横拉/TD02、第二牵引站及收卷站组 成。设备基础预埋件体量大，单条生产线均为 430 块，含锚件重 54t，材质为 Q235B 钢。生产线整 套设备均为法国进口，规模大，技术标准高，其 垂 直 高 差 小 于 0.5/1000mm ， 水 平 误 差 小 于 2/1000mm。在室内安装空间受限，常规吊装及安 装难以满足施工要求，且难以完成国外设备专家 的技术要求。为此，集团公司成立课题组，研制 了一种连接及调平装置，使用其装置可完成快速、 准确完成大规模预埋件的高精度安装。
适用范围：本工法适用于工业与民用建筑中 大型预埋钢板高精度安装，如大型设备基础预埋
件、屋面钢结构预埋件、大型构筑物高位预埋件 等体量大，对预埋钢板安装精度高的工程，尤其 适用于吊装难度较大、数量多的超大型预埋件高 精度安装工程。
2 工法特点 （1）装置制作材料为钢筋、套筒锥形螺栓钢
筋接头，为施工现场常见材料，便于就地取材。 （2）装置制作工艺简单、过程快捷。 （3）固定支撑架预留位置易于准确定位，焊
接固定方便。 （4）能快速完成高精度预埋钢板安装，误差
小，精度高，用时少，工效高。 （5）降低了施工机具的台班费用。 （6）便于各种大型、异形预埋钢板安装，受
体积、重量因素影响小。
3 工艺原理 3.1 设计原理
精密、超精密大型设备预埋钢板的安装固定， 需严格控制水平位置及标高的精度，在混凝土设 备基础浇筑前，每一块预埋钢板需要使用钢筋进 行预埋件的加固、连接，设计一种固定支撑架与 预埋钢板的固定式连接及调平装置，利用连接装 置的精准调平功能（从全站仪的调平功能中受到 启发），完成预埋钢板的高精度安装及固定。每 块预埋钢板宜安装一个连接调平装置，这样才最 大限度的发挥出连接装置的功能，有效地节省预 埋钢板的安装时间（见图 1）。
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接穿插进行（见图 3）。
图 1 连接装置设计使用原理图
3.2 固定支撑架连接及调平装置的预拼装及固定 首先，根据测量放线标注埋件位置并标注，
通过支撑架在现场的预拼装，确定预埋钢板的安 装初步位置及水平标高，按此就位后进行初步调 平；其次，对线进行水平位置调整，采用全站仪 和钢尺在线架梁上测钢板中心线并刻点，再挂线 拉上中心线，使钢板顶部中心对准中心线，同时 采用挂线和吊线坠检查校正钢板垂直度；第三， 采用套筒锥形螺栓钢筋接头调平装置进行微调 （精调），同时校正水平位置，待标高及水平位 置偏差≤2mm 时止，四角固定（焊接），最终将 预埋钢板与连接装置焊接固定在精确位置。 4 施工工艺工艺流程及操作要点 4.1 施工工艺流程
图 3 预埋件定位放线示意图
（2）固定支撑架焊接 1）根据预埋钢板定位位置打孔楔入 φ16 的钢 筋头，沿基础长向通长布置的两根 φ25 的基础水
平支撑焊接，作为立柱（纵向支撑）的下部支撑
点。 2）焊接立柱，即纵向支撑（φ25）。每块预
埋钢板按 4 个纵向支撑考虑，纵向支撑一端焊接 于基础水平支撑，一端车丝（即加工成 φ25 套筒
锥形螺栓接头）；施工人员抄平确定纵向支撑的
高度后，焊接固定上端套筒。 3）为确保支架的稳定性，经实际验算后于钢
板下部 200mm 处纵向支撑上焊接两根横梁，即平 行于基础水平支撑的两根 φ25 水平支撑；每根纵 向支撑（站柱）采用两根 φ16 的钢筋对角拉结焊 牢，可只焊立缝，与水平面夹角应为 45°；同时， 两处埋件间距大于等于 2m 时，上下两层水平支
撑间，设斜向支撑拉结，保持水平支撑的稳定性。
斜撑和拉结钢筋均按现场实际情况设置。
图 2 连接装置的制作、安装、使用的工艺流程
4.2 操作要点 （1）定位、放线 基础垫层浇筑完毕后，首先在垫层上测量放
线，确定预埋钢板位置，并对埋件位置采用红漆 标注。由此可以对预埋件的位置有一个基本准确 的位置定位，便于固定支撑架的焊接，此时应注 意，基础底层水平钢筋绑扎可以与固定支撑架焊
图 4 连接装置的安装固定
（3）连接装置的使用 埋件钢板焊接，支撑架固定后预埋钢板就位，
进行连接及调平装置的使用。主要步骤为：初调 →对线→精调→对线→复验→砼浇筑。
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1）初调：预埋钢板按图就位，初步调平。因 埋件较重，单块平均重量超出 100kg，人工无法 完成安装，采用机械吊运；按图纸位置放置在支 撑架上，技术人员配合施工人员抄测埋件钢板标 高，初步调平钢板。
一次全面的复查，提出自检记录，交专检复查后 进行浇筑混凝土。
图 5 预埋钢板吊运及初调
2）对线：进行水平位置调整。根据基础中心 线确定各埋件中心线，基础两端固定架设计平面 放线，用全站仪和钢尺在线架梁上测钢板中心线 并刻点，再挂线拉上中心线，使钢板顶部中心对 准中心线。采用挂线和吊线坠检查校正钢板垂直 度，校正垂直度应在 l/50～l/100 以内，来回调整， 待埋件两个方向中心线调整至标准位置。
图 6 预埋钢板吊运及初调
3）精调、对线：采用锥形套筒精调，同时校 正水平位置，待标高及水平位置偏差≤2mm 时止， 四角固定焊接；
图 7 调平装置运用、精调
（4）复验：全部钢板校正固定完毕后，进行
图 8 安装完毕后复验、交接
5 材料与设备吊运及初调
主要材料设备见表1。
主要材料设备一览表
表1
序号 规格
1
HRB400 Ф25、16
2
Ф25
3
JW6－40B
4
/
5
/
6
苏州一光DSZ1
7
大地DTM102NC
8
DJD2-JCL
9
5m
10 380V
11 25T
6 质量控制
用途 装置所需材料 装置所需材料 截取材料 打磨使用 装置制作 测量 测量定位 测量定位 测量预留位置 固定焊接 预埋钢板吊装
数量
满足
满足 3台
满足 1台 2台 1台 1台 2把 6台 1台
项目部根据公司的质量管理体系 （ISO9001:2018、GB/T50430-2017）手册、程序
文件、作业手册等文件要求。本工法施工执行下
列规范和标准：《钢结构工程施工质量验收规范》 （ GB50205-2001 ） 、 《 钢 结 构 焊 接 规 范 》 （GB50661-2011）。 6.1 原材料质量措施
（1）主要材料和设备出厂要有合格证、材质
证明和使用说明书。 （2）加强对原材料、半成品入场检查复验制
度，“三证”要齐全有效，现场施工试验检测须合 格，焊缝不仅要做外观质量检查，还要做 2 倍的
过载试验。 （3）预埋钢板全部采用加工厂加工，为确保
埋件进场前的外观尺寸及平整度，埋件全部采用
加工厂电脑数控切割。进场须认真清点数量，核
对其外观尺寸、平整度、板度及开孔位置，检查
完好后方能进场。全部预埋钢板按型号及安装的
先后顺序存放于安全可靠之处，然后分类焊接埋
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