土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用的問題思考

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

1 土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢

1.1 優(yōu)化抗壓能力

土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工需要應(yīng)用的鋼材型號較多，通過結(jié)合應(yīng)用不同材料的優(yōu)勢能夠?qū)⒄w結(jié)構(gòu)力學(xué)性能改善。作為衡量鋼材質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，鋼材的韌性越優(yōu)越說明其能夠承受越高的外部沖擊形變，避免發(fā)生開裂、斷裂等問題。鋼結(jié)構(gòu)的韌性較高，所以抗外界打擊能力和抗交變壓力的能力較強(qiáng)，可以優(yōu)化抗壓性能。

1.2 施工速度快

在土木工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)能夠顯著提升施工速度和施工效率。首先，鋼結(jié)構(gòu)中許多構(gòu)件需要集中在廠家提前預(yù)制生產(chǎn)，在確定其質(zhì)量達(dá)標(biāo)后方在施工現(xiàn)場組裝，這就大量減少了施工現(xiàn)場的工作內(nèi)容，有效縮短施工時(shí)間。其次，在土木工程施工中往往需要交叉開展混凝土樓板和鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，這樣能夠在外部裝修的同時(shí)安裝內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)，可以更加合理地配置資源，能夠提升施工的速率[1]。

1.3 提高安全性

傳統(tǒng)的土木工程建設(shè)中需要應(yīng)用大量的混凝土，混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)裂縫等不良問題導(dǎo)致對整體工程的安全性產(chǎn)生威脅。而鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用提高了土木工程的延性，能夠改變建筑物在抗震中的參數(shù)，加上鋼材本身具有較強(qiáng)的堅(jiān)韌性和延展性，有效彌補(bǔ)了混凝土結(jié)構(gòu)的不足。通常要根據(jù)原材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)延性，提高土木工程的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高土木工程的質(zhì)量。

1.4 良好的環(huán)保性

砂石和水泥是當(dāng)前混凝土施工中占比較大的材料，而土木工程需要應(yīng)用到大量的材料，如果采用傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)那么會導(dǎo)致大量的原料消耗，需要進(jìn)一步開發(fā)自然資源，這樣容易破壞環(huán)境，甚至在原材料開發(fā)地發(fā)生水土流失等嚴(yán)重問題。鋼結(jié)構(gòu)采用的是鋼材，在搭建過程中基本不會影響周圍環(huán)境，同時(shí)可以二次回收利用鋼材，達(dá)到了循環(huán)利用的效果，從而將土木工程的成本降低，也滿足了工程項(xiàng)目朝著節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展的要求[2]。

1.5 優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性

我國經(jīng)過多年經(jīng)驗(yàn)的積累和生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，在鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量上都得到了進(jìn)一步的提升，當(dāng)前已經(jīng)具有較為完整的鋼材生產(chǎn)、加工、分段組裝、質(zhì)量檢測體系，這位土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)創(chuàng)造了有利條件，可以保證土木工程鋼結(jié)構(gòu)具有充足的原材料。同時(shí)，通過研究表明，在相同荷載的建筑物中，鋼結(jié)構(gòu)可以同時(shí)達(dá)到減少構(gòu)件總量和降低成本的效果?？梢?，鋼結(jié)構(gòu)具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

2 土木工程中鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)難點(diǎn)及問題

2.1 鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)復(fù)雜

土木工程鋼結(jié)構(gòu)雖然比傳統(tǒng)施工方式更加便捷，但是仍然有著復(fù)雜的過程，其中設(shè)計(jì)階段和鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是兩個(gè)容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。首先，土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工容易受到外界因素干擾導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低，無法保障具體施工中的質(zhì)量，為此，需要在施工中對施工過程加強(qiáng)控制，采取有效的方法措施將外界因素產(chǎn)生的干擾降低，確保順利地完成鋼結(jié)構(gòu)施工。其次，鋼結(jié)構(gòu)的承載力較強(qiáng)可以提升整個(gè)工程的質(zhì)量和效率，但是承載力的范圍也是有限的，如果設(shè)計(jì)人員沒有仔細(xì)地計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)的承載力那么會導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中或者施工中由于受到超載影響而發(fā)生性變問題，嚴(yán)重影響鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性?？梢?，需要合理設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)施工精度的控制[3]。

2.2 安全技術(shù)保障不足

土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場不但需要應(yīng)用到大量大型設(shè)備，還要設(shè)置大量的臨時(shí)用電等，雖然能夠提升施工現(xiàn)場的施工效率但是同時(shí)也增加了安全隱患，尤其是鋼結(jié)構(gòu)安裝階段，所用吊裝等設(shè)備規(guī)模較大，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件大且重，如果沒有采取有效的現(xiàn)場監(jiān)管、仔細(xì)控制每個(gè)施工步驟，很容易發(fā)生機(jī)械傷人等事故。此外，鋼結(jié)構(gòu)安裝階段對構(gòu)件安裝的精確度要求很高，如果出現(xiàn)偏差會導(dǎo)致整個(gè)工程項(xiàng)目的安全風(fēng)險(xiǎn)大大增加。當(dāng)前土木工程鋼結(jié)構(gòu)安全控制方面仍然存在一定的不足，有的單位沒有配備足夠的安全設(shè)施，有的單位安全管理體系不健全，諸多問題都嚴(yán)重威脅著施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)一旦發(fā)生事故施工單位也要給予一定的經(jīng)濟(jì)賠償，同樣會增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，可見，需要加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)施工安全控制[4]。

2 土木工程施工中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

2.1 鋼結(jié)構(gòu)施工前期準(zhǔn)備

第一，嚴(yán)格審查施工圖。精密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)施工圖紙是保證高效開展土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工的前提。技術(shù)人員在開展鋼結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)當(dāng)合理地評審鋼結(jié)構(gòu)是哦工設(shè)計(jì)圖，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容是否和土木工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相符合。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙做好施工工藝的合理確定，從而保證安全地開展鋼結(jié)構(gòu)施工作業(yè)。此外，技術(shù)人員還要合理規(guī)劃施工進(jìn)度，確保滿足工期要求。

第二，合理選擇鋼結(jié)構(gòu)材料。現(xiàn)代建材市場發(fā)展較快，增加了鋼結(jié)構(gòu)材料的類型，工作人員要根據(jù)土木工程承載力要求合理選擇鋼結(jié)構(gòu)施工材料，確保材料能夠達(dá)到承載力方面的要求，只有鋼材剛度和韌性滿足要求方可使用。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)材料缺乏足夠的耐火性，現(xiàn)代土木工程中，技術(shù)人員還要考慮材料的耐火性，提高土木工程的整體安全性。當(dāng)前土木工程采用較多的是耐火鋼材料。

2.2 預(yù)埋螺栓技術(shù)

在土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工中需要應(yīng)用剛性柱腳螺栓牢固地連接柱腳和鋼筋混凝土。柱腳螺栓在第一節(jié)鋼柱安裝過程中發(fā)揮的主要作用是臨時(shí)標(biāo)高、控制平面大小。工作人員在埋設(shè)柱腳螺栓過程中應(yīng)當(dāng)控制要基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)，按照＜2mm 的標(biāo)準(zhǔn)控制軸線誤差，按照＜5mm 的標(biāo)準(zhǔn)控制標(biāo)高偏差。此外，工作人員在預(yù)埋好螺栓之后需要檢查其質(zhì)量。在埋設(shè)定位后進(jìn)行第一次檢查，在澆筑混凝土之后需要第二次確認(rèn)其位置是否發(fā)生偏差。如果發(fā)現(xiàn)埋設(shè)位置不合格那么需要重新埋設(shè)直到滿足工程要求。

2.3 安裝鋼柱

作為土木工程鋼結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)部分，鋼柱的安裝從很大程度上影響著整體結(jié)構(gòu)的承重性，具體來講在施工中需要做好如下技術(shù)方面的孔控制：

第一，以牛腿支撐面為基準(zhǔn)設(shè)置標(biāo)高觀察點(diǎn)，如果沒有牛腿，基準(zhǔn)點(diǎn)看做是桁架最后一個(gè)安裝孔。

第二，在安裝多柱節(jié)時(shí)應(yīng)當(dāng)先牢固地組裝好各個(gè)柱節(jié)然后再進(jìn)行鋼柱的吊裝。

第三，在完成鋼柱吊裝后需要檢查其安裝質(zhì)量，做好尺寸調(diào)整，盡量降低誤差，確保誤差在標(biāo)準(zhǔn)范圍中。

第四，如果是又大又細(xì)的構(gòu)件，可以通過補(bǔ)強(qiáng)等特殊處理方式將其可靠性提高。比如在梯形屋架下旋桿安裝時(shí)可以采取抗壓補(bǔ)強(qiáng)的方式提高側(cè)方向的應(yīng)力[5]。

圖1 鋼柱吊裝就位

2.4 吊車梁安裝技術(shù)

作為支撐橋式起重機(jī)運(yùn)行的梁結(jié)構(gòu)，吊車梁的形式包括多種類型，比如懸掛式、巖錨式、巖臺式等。無論采用何種安裝方式都需要做好細(xì)節(jié)的控制。在具體安裝中需要加強(qiáng)如下環(huán)節(jié)的控制：

第一，在第一次柱間安裝校準(zhǔn)之后開始從有支撐的跨間安裝吊車梁。

第二，在完成吊車梁安裝后需要采取臨時(shí)性加固措施處理各個(gè)節(jié)點(diǎn)吊車梁。

第三，在安裝完成屋間系統(tǒng)后需要校準(zhǔn)吊車梁，加強(qiáng)誤差控制。

第四，在常規(guī)情況下需要用調(diào)味螺母校準(zhǔn)吊車梁的標(biāo)高，如果存在特殊情況應(yīng)當(dāng)增加墊板保證吊車梁與牛腿柱精度。

第五，在組裝完吊車梁與輔助性桁架后整體吊裝，按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)控制彎曲度、扭曲度以及垂直度。

圖2 吊車梁荷載

2.5 結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)

電弧焊是土木工程鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方式。在焊接鋼結(jié)構(gòu)之前需要嚴(yán)格審查焊條材料是否存在腐蝕、剝落等質(zhì)量缺陷，確保所用材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，保證焊縫力學(xué)性能比母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定性能的下限要高。根據(jù)材料抗張強(qiáng)度等級確定焊絲的抗張強(qiáng)度等級，可以將焊絲的抗張強(qiáng)度適當(dāng)降低從而協(xié)調(diào)好金屬焊縫和母材。在焊接鋼結(jié)構(gòu)之前，應(yīng)當(dāng)客觀地分析評估施工方案，將焊接工藝、材料、熱處理等可行性進(jìn)行明確。作為鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，焊縫的質(zhì)量要達(dá)標(biāo)，不得出現(xiàn)裂紋、焊瘤、咬邊等問題[6]。

2.6 除銹技術(shù)

機(jī)械拋光、噴砂、手動(dòng)電摩等都是鋼結(jié)構(gòu)施工中常用的除銹方式。如果鋼材外部銹痕較多那么會導(dǎo)致銹蝕問題惡化甚至對整體鋼結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生不良影響。在除銹后需要及時(shí)涂刷防銹漆，做好防腐處理[7]。如圖3為高空除銹現(xiàn)場作業(yè)圖。

圖3 高空除銹

3 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)作為當(dāng)前土木工程施工中較為常見的一種技術(shù)，有著較高的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性，備受土木建筑行業(yè)青睞。但是當(dāng)前我國土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工中仍然存在一些不足，比如安全技術(shù)水平有待提升。相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不但改進(jìn)創(chuàng)新，提高鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平，加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)控制，從而優(yōu)化施工效果，確保土木工程整體建設(shè)質(zhì)量。