淺析基于當前建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術

摘要：近年來，我國社會經(jīng)濟水平快速提高，帶動了國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也迎來了新的挑戰(zhàn)和機遇。20世紀中期高層建筑得到普遍發(fā)展，60年代以后出現(xiàn)了很多建筑新工藝、新技術和新結(jié)構(gòu)，這其中鋼結(jié)構(gòu)由于性能優(yōu)秀、使用簡單穩(wěn)定，在建筑施工中得到了廣泛應用。文章對當前建筑尤其是高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術展開了探討。

關鍵詞：建筑工程；鋼結(jié)構(gòu)；安裝施工技術；高層建筑；建筑行業(yè) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU74 文章編號：1009-2374（2016）22-0110-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.054

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，大型建筑數(shù)量越來越多，新型建筑技術、建筑材料受到建筑行業(yè)的重視，其中發(fā)展速度最快、應用最為普遍的技術就是鋼結(jié)構(gòu)安裝技術，在我國一些大型基礎設施、公用工程和高層建筑中，鋼結(jié)構(gòu)安裝技術都得到了廣泛應用，我國的綜合國力得到了顯著提高，人民的生活環(huán)境和生活質(zhì)量得到了很大的改善。鋼結(jié)構(gòu)施工需要較大的空間，并且有多種多樣的結(jié)構(gòu)和形式，要求施工人員有一定的技術水平，針對鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術進行深入研究，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀分析

鋼結(jié)構(gòu)在我國有悠久的發(fā)展和應用歷史，我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展可以分為三個階段：20世紀50年代以蘇聯(lián)156個援助建設項目為基礎，鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展取得了一定成績；60年代我國提出了建筑行業(yè)發(fā)展應堅持節(jié)約鋼材的原則，但是在具體執(zhí)行中出現(xiàn)了一些錯誤，導致鋼結(jié)構(gòu)建筑的合理應用和發(fā)展受到了阻礙；80年代沿海城市大力引進輕鋼建筑，我國迎來了鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的第一次高潮，內(nèi)地廠房建設、奧運會場館建設都廣泛采用了鋼結(jié)構(gòu)技術。雖然我國鋼材產(chǎn)量很大，但是應用于鋼結(jié)構(gòu)建筑的僅有1%左右，而發(fā)達國家80%以上的鋼材都應用于鋼結(jié)構(gòu)建筑建設，因此我國和發(fā)達國家之間仍存在較大的差距，不過目前我國鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展情況良好、發(fā)展前景廣闊。

我國的鋼結(jié)構(gòu)在近幾年快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量增長速度較快，數(shù)據(jù)顯示，2015年我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量達到了5000萬噸以上，但是由于鋼結(jié)構(gòu)在我國發(fā)展仍處于起步和探索階段，因此無論是鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)還是安裝，技術水平都較低。由于我國長期使用混凝土結(jié)構(gòu)，因此建筑行業(yè)對鋼結(jié)構(gòu)施工技術缺乏深入全面的認識，這是觀念方面的問題。目前我國已經(jīng)建成的鋼結(jié)構(gòu)采用的仍然是上個世紀的標準，并沒有根據(jù)社會和行業(yè)發(fā)展及時修訂和完善，一些新技術、新工藝和新材料也缺少標準，對于鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。

我國目前已有上千家從事鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝的企業(yè)和廠家，效益規(guī)模逐漸擴大，鋼結(jié)構(gòu)市場環(huán)境逐步健全，具備了一定的創(chuàng)新能力，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品也有了較高的技術水平，但是對于大型建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工，能夠承辦的企業(yè)非常少，大部分鋼結(jié)構(gòu)市場企業(yè)規(guī)模很小、科技水平低，難以保證施工效率和施工質(zhì)量。

2 鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術

2.1 工程概況

下文以某高層建筑施工為例，探討鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術。此建筑項目是一個大型電子產(chǎn)品展銷商場，集合了住宅、高檔寫字樓、娛樂、餐飲等多項功能，工程用地面積約35325平方米，建筑占地總面積約281520平方米。地上建筑包括一棟40層的寫字樓，寫字樓由兩座塔樓和五層的商業(yè)裙房組成，地下建筑主要是停車庫和設備房。兩座塔樓設計采用的是鋼結(jié)構(gòu)，兩層塔樓之間的裙房使用的也是鋼框架結(jié)構(gòu)，塔樓之外的部分使用的則是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝施工概述

建筑鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工是將工廠制作好的鋼構(gòu)件運輸?shù)绞┕龅?，使用吊裝設備按照設計圖紙和施工方案將構(gòu)件按照順序吊裝，固定好后并連接各個構(gòu)件，施工工序和傳統(tǒng)的鋼筋混凝土施工存在很大不同。鋼結(jié)構(gòu)建筑施工具有施工量大、施工工序繁瑣復雜等特點，要求較高的施工精度。對于本項工程，鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工主要是裙房、塔樓和地下室三個部分，需要安裝的是鋼梁、鋼柱、轉(zhuǎn)換鋼桁架和鋼支撐等。經(jīng)過對施工場地的考察，施工場地比較狹小，因此機械設備無法進入到施工現(xiàn)場，鋼結(jié)構(gòu)的裝卸和搬運都要使用施工現(xiàn)場的塔吊完成。對于吊裝設備的選擇，除了考慮鋼構(gòu)件的重量和尺寸，還要考慮工程的實際情況，例如材料的裝卸地點與鋼構(gòu)件安裝位置的距離等，綜合考慮多方面的因素，對于這項工程，使用了兩臺K50塔吊。工程使用了多種鋼構(gòu)件，如鋼柱、預埋件、轉(zhuǎn)換桁架等，構(gòu)件的種類和數(shù)量較多，并且不同構(gòu)件的重量、尺寸存在很大差異，對于吊裝設備的要求也不同，在具體施工前，需要將使用的鋼構(gòu)件分類，根據(jù)實際情況制定恰當?shù)匿摌?gòu)件安裝方案，這樣有利于施工組織。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術

2.3.1 鋼結(jié)構(gòu)預埋件的安裝施工技術。對于本工程中的兩座塔樓，使用的預埋件為鋼板、預埋錨栓和矩形短柱組成的組合結(jié)構(gòu)。最大的預埋件重量約10噸，長度約6米。本工程施工的鋼結(jié)構(gòu)預埋件標高有三種，分別為-14.05米、-16.20米和-11.90米。一些預埋件的重量和尺寸較大，需要使用已經(jīng)設置好的K50塔吊完成鋼結(jié)構(gòu)預埋件的裝卸、安裝和調(diào)整施工，在預埋件進入到施工現(xiàn)場前，需要確保K50塔吊工作正常。

鋼結(jié)構(gòu)預埋件安裝過程中，需要采取若干措施保證施工質(zhì)量：在吊裝鋼柱前，需要認真核查已經(jīng)施工完成的預埋錨栓的標高、軸線和伸出長度等，保證埋設精度才能確保鋼柱順利安裝并保證安裝質(zhì)量；如果地腳錨栓已經(jīng)變形，需要校正才能正常使用，清理干凈錨栓螺紋，如果螺牙損壞也需要進行修復，針對已經(jīng)埋設完成的錨栓做好保護工作；混凝土振搗方式、澆筑方向會直接影響錨栓的水平偏差，因此澆筑混凝土應該采用分層澆筑的方式，減少混凝土流動能夠提高錨栓的埋設精度，振搗混凝土時不能將振搗器卡在鋼筋上振搗。

2.3.2 鋼柱的安裝施工技術。本工程有兩個塔樓，主體是全鋼結(jié)構(gòu)。由于兩座塔樓是對稱的，因此安裝鋼柱的方法、過程也是相同的，塔樓鋼柱安裝有三個標高，使用K50塔吊進行分段施工，在施工前要認真分析塔吊性能和施工具體情況，可以將鋼柱進行分段吊裝，保證塔吊能夠順利吊起鋼柱完成安裝施工；鋼柱進入施工現(xiàn)場后先使用塔吊卸下并安裝，也可以使用K50塔吊將鋼柱運送到距離安裝位置最近的位置。

安裝鋼梁需要注意以下方面：在校正標高和軸線時，要保護已經(jīng)安裝完成的鋼結(jié)構(gòu)框架，防止產(chǎn)生偏差；安裝完鋼梁后，要檢查連接板和鋼梁的貼合方向；如果有螺栓孔產(chǎn)生了偏差，不能使用氣割法擴孔，只能使用絞孔機進行擴孔，安裝完成后要掛設安全繩，方便施工人員在后續(xù)施工中使用安全帶，提高施工的安全性。

3 鋼結(jié)構(gòu)連接施工技術

3.1 鋼結(jié)構(gòu)連接施工技術概述

目前鋼結(jié)構(gòu)連接施工技術主要有全螺栓連接、焊接和栓焊連接的方式。其中焊接應用最為普遍，技術簡單，適用范圍較廣，但是施工環(huán)境、施工材料和施工人員的技術水平會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，要求較高的焊接工藝和鋼材質(zhì)量；螺栓有高強度螺栓和普通螺栓兩種，在大型建筑工程中一般使用高強度螺栓，強度和韌性較大，能夠承受動荷載，性能優(yōu)越，因此近年來在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中應用較多，但是使用高強度螺栓需要對連接接觸面進行處理和加工。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接技術分析

3.2.1 焊接概況。由于本工程建筑較高，因此需要高空焊接，并且工程使用的鋼結(jié)構(gòu)接頭數(shù)量多、桿件多，因此做好焊接施工質(zhì)量控制至關重要。現(xiàn)場焊接的主要方式有立焊、水平橫焊、支撐對接立焊等，為了降低焊接難度，一般采用二氧化碳氣體和半自動焊成套技術相結(jié)合的方式，能夠有效解決鋼板厚度大、焊接變形等問題。

3.2.2 焊接施工準備工作。施工人員要對施工具體情況有充分了解，做好焊接施工的準備工作，例如將焊接施工所用的材料進行分類，及時清理施工現(xiàn)場，這樣才能充分保證施工的安全性。本次施工使用的主要是二氧化碳氣體保護焊的方式，應該準備好焊接使用的機具和設備。

3.2.3 焊接施工工藝。（1）焊接前的檢查工作，確定焊機種類和焊接施工所用的材料與施工方案相符，將焊接部位的表面清理干凈，如果焊接部位不夠平整，則要先磨平才能進行焊接施工；（2）將焊接襯板和坡口表面清理干凈；（3）裝配墊板、引弧板和引出板，三個板的材質(zhì)必須和母材一樣，完成焊接施工后，需要使用火焰切割的方式，將引出板和引弧板去掉，將連接表面修磨平整，但是不能使用錘擊敲落的方法，防止影響焊接質(zhì)量。

3.2.4 焊接環(huán)境控制。在焊接施工場所，應該設置防水、防風的措施，可以設置焊接施工專業(yè)的平臺，在平臺周圍鋪設腳手板，在上面鋪上石棉布，能夠有效防止濺落的火花燙傷施工人員，使用防風帆布減少環(huán)境中的風對施工的影響。如果施工環(huán)境沒有設置防風措施，如果環(huán)境風力在2米/秒以上，不能使用二氧化碳氣體保護焊的施工方式，如果風力在8米/秒以上，不能進行手工電弧焊施工，施工前還要注意環(huán)境濕度，環(huán)境濕度過大不能進行焊接施工。

3.3 高強度螺栓的質(zhì)量控制

如果螺栓孔位相對于高強度螺栓較小，需要使用沖桿或者鉸刀擴孔后才能插入，插入方向要符合施工方案的要求；嚴禁在雨雪天氣進行高強度螺栓的安裝施工，在安裝前要將螺栓表面和摩擦面上的污物、水等清理干凈；需要分兩次擰緊螺栓，第一次預拉力要達到標準要求的80%，第二次則要達到100%；高強度螺栓的終擰一般使用電動剪刀扳手來完成，在施工中要控制好強度，一般是使用力矩控制設備，當預應力達到要求時，力矩控制設備就會關閉控制開關。

4 結(jié)語

綜上，鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術近年來在我國不斷普及，在很多大型建筑施工中被廣泛采用，針對施工的具體情況，采取恰當?shù)氖┕し绞?，做好施工質(zhì)量控制工作，提高施工效率和施工質(zhì)量。

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作者簡介：雷文江（1987-），男，廣西玉林人，身份證號：450921198712031632，研究方向：建筑工程。

（責任編輯：小 燕）