建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用探析

魏世明

（孝義市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，山西 孝義 032300）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，各界對建筑建設(shè)品質(zhì)的要求有所提高，建筑行業(yè)需順時應(yīng)勢，注重各項主流技術(shù)的合理化應(yīng)用。其中，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在建筑工程中占據(jù)較大的比重，直接關(guān)乎建筑的功能適用性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等多個方面，因此加強鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的探討與研究十分必要。

1 工程概況

某建筑工程總建筑面積27780.16m2，抗震設(shè)防烈度為7度，采用丙類抗震設(shè)防分類標準。于本工程項目中，11#包裝車間基礎(chǔ)設(shè)置為獨立基礎(chǔ)，于該處搭建穩(wěn)定可靠的鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計使用年限25年。

2 鋼結(jié)構(gòu)的施工流程

2.1 鋼結(jié)構(gòu)廠房施工流程

鋼結(jié)構(gòu)廠房的基本施工流程為：準備工作→材料及配套設(shè)備進場→主體框架總裝→配套構(gòu)件安裝→防銹處理→屋面系及地面系安裝→內(nèi)部裝飾施工→拆卸（無需使用的施工設(shè)備、臨時結(jié)構(gòu)）→質(zhì)量檢驗。

2.2 屋面系施工流程

屋面系基本施工流程為：準備工作→主梁吊裝→屋面檁條支撐系安裝→天溝安裝→配套管網(wǎng)（目的在于起到防排水的作用）。

3 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工制作

3.1 測量放樣

用金屬針刻畫放樣，在作業(yè)臺上放出大樣圖，此部分統(tǒng)一按照1∶1的比例原樣放樣；部分構(gòu)件無特定的尺寸要求，在條件允許的前提下，可縮小放樣，但需要注重與其它構(gòu)件放樣結(jié)果的協(xié)調(diào)性。

3.2 下料

以工藝詳圖為準，由專員精細化下料，嚴格控制切割尺寸，誤差不可超過±1.5mm；具備全自動切割的條件時，進一步提高精度，誤差不超過±1.0mm。切割后，主體尺寸需滿足要求，邊緣應(yīng)具有光滑性與平整性。

3.3 成孔及校正

在鋼構(gòu)件表面鉆進成孔，此項操作的可選方法較多，包含氧割、鉆孔、沖孔等，具體至鋼結(jié)構(gòu)廠房施工中，鉆孔的方法取得廣泛的應(yīng)用；鉆孔后，詳細檢查孔位，安排校正，具體可在物理校正、化學(xué)校正中靈活選擇。

3.4 總裝

以斷焊的方法完成總裝作業(yè)，由具有資質(zhì)的員工操作，嚴格控制全斷面內(nèi)的焊縫長度，要求其不大于設(shè)計標準的2/3；合理協(xié)調(diào)，盡可能在全斷面內(nèi)均勻分布斷焊；針對部分區(qū)域結(jié)構(gòu)偏復(fù)雜的情況，需要根據(jù)實際需求提前搭設(shè)作業(yè)平臺，于該處開展焊接作業(yè)。

3.5 焊接

設(shè)備通常選用的是門式埋弧焊機，注重細節(jié)，避免虛焊或是其它的焊接質(zhì)量問題。

3.6 防銹處理

為避免鋼結(jié)構(gòu)銹蝕現(xiàn)象，宜采取自動噴丸除銹工藝，在此基礎(chǔ)上，涂抹底層防護漆，起到全面防護的作用。

3.7 質(zhì)量驗收

前述提及的各項工作均完成后，對鋼結(jié)構(gòu)整體和局部做詳細的檢查，判斷是否有質(zhì)量問題，若存在則安排返修，直至滿足要求為止。

4 鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工

（1）預(yù)埋環(huán)節(jié)，準確把控好地腳螺栓的布設(shè)位置，以便上部結(jié)構(gòu)的順利安裝，并保證該部分結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（2）考慮到螺栓的緊固強度要求，遵循標準化的施工原則，條件允許時盡可能用統(tǒng)一預(yù)制的鋼制模輔助定位。

（3）螺栓預(yù)位后，先做詳細地檢查，判斷螺栓絲扣的標高是否達標，確認無誤后，將其焊接至鋼筋網(wǎng)上。

（4）在螺栓外表面加裝保護殼，起到防護的作用，以免因磕碰或其它原因而導(dǎo)致螺栓受損。

5 鋼結(jié)構(gòu)安裝

5.1 施工準備

（1）吊裝前，先參照構(gòu)件明細表，對進場的構(gòu)件做詳細地檢查，任何不滿足質(zhì)量要求的構(gòu)件均不予以入場。

（2）預(yù)埋件、廠房基礎(chǔ)等均屬于隱蔽工程，需要加強質(zhì)量控制。在前期準備階段，則著重校核構(gòu)件軸線位置、標高偏差等，確定準確的定位線，用墨盒將其彈出，作為正式作業(yè)的參照基準。

5.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝

（1）在現(xiàn)場配備2臺12t汽車吊，用于高效吊裝鋼構(gòu)件，對于各類小型構(gòu)件，可靈活調(diào)整為人工吊裝的方法。

（2）主梁的跨徑較大，高空作業(yè)的風(fēng)險較高，出于安全層面的考慮，先在地面組裝成型，確認無誤后再整體吊裝，期間由專員輔助調(diào)整，使被吊裝的主梁具有平穩(wěn)性。

（3）吊裝具有安全、連續(xù)的特點，要提前做好吊裝順序的規(guī)劃工作，以此為引導(dǎo)，高效吊裝。

（4）承載鋼柱吊裝期間，及時檢測鋼柱的位置并加強校正，確保其有足夠的準確性；此外，還需保證鋼梁有效拼裝到位。

（5）待承重鋼柱和鋼梁校正工作落實到位后，盡快安排兩榀間橫向系桿的安裝作業(yè)，以提高主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（6）附屬構(gòu)件包含檁條、支撐系等，需在主體結(jié)構(gòu)吊裝期間根據(jù)工程要求同步安裝至指定位置。

5.3 鋼柱的吊裝與校正

（1）人工輔助提升預(yù)位，以便正式吊裝順利進行。構(gòu)件預(yù)位后，采用螺旋法吊裝，具體如圖1所示。

圖1 螺旋法吊裝示意圖

（2）平穩(wěn)起吊，構(gòu)件距離地面0.2m時暫時停止吊裝，安排專員全方位檢查吊索和吊鉤，判斷是否有失穩(wěn)的情況，同時開啟回轉(zhuǎn)剎車系統(tǒng)，繼續(xù)后續(xù)的吊裝。隨著承重鋼柱吊裝進程的推進，及時檢查其與安裝作業(yè)面的位置關(guān)系，相距約40mm～100mm時，注重對被吊構(gòu)件的調(diào)整，需要瞄準基準線，由專員謹慎操作吊裝機械，準確地將承重柱插至錨固螺栓處，確認位置無誤后，采取有效的固定措施。在對承重鋼柱做校正時，及時觀察底部和標高控制塊，目的在于判斷是否存在脫空的情況，若有則需處理。校正后，安排起重機脫鉤。

（3）在現(xiàn)場配套經(jīng)緯儀，用該裝置完成承重柱的豎向校準，具體如圖2所示。

圖2 鋼柱垂直校正測量示意圖

5.4 鋼梁的吊裝與校正

（1）鋼構(gòu)件到場后，先根據(jù)要求拼裝成型，再組織吊裝作業(yè)，使鋼構(gòu)件準確到位。承重鋼梁翻身起板時，采取兩點平衡法，以維持結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性，期間可由人工輔助操作。

（2）承載鋼梁翻身后，先安排試吊，檢查各吊點的受力情況，合理狀態(tài)是吊點受力具有均勻性；此后，人工輔助拉動調(diào)控繩索，使承載鋼梁轉(zhuǎn)動預(yù)位，再對承載梁孔道做有效的固定處理；而考慮到孔道的穩(wěn)定性要求，可用高強螺栓予以固定。起吊示意圖如圖3所示。

圖3 鋼梁的起吊示意圖

（3）在吊裝首榀承載鋼梁時，為了保證吊裝的穩(wěn)定性，增設(shè)四道臨時支撐攬風(fēng)繩；對于后續(xù)的各榀承載梁，采取屋面檁條和橫向連系梁補強的處理方法。而具體至本工程中，橫向跨徑達到24m，為此臨時加固構(gòu)件的數(shù)量需達到5道或適當(dāng)增加。以吊線法檢測垂直度，確保無誤。

（4）鋼梁吊裝期間協(xié)同開展校核工作，保證承重鋼柱所處位置的準確性，主梁設(shè)置到位后，在確認無異常狀況的前提下，方可松開纜索。

5.5 柱底板墊塊安裝及二次灌漿

（1）承重鋼柱安裝時，在底部端頭設(shè)墊板，以便更為靈活地調(diào)整承重柱的高程。

（2）測定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)表面高程、承重柱底板高程，求得兩項數(shù)值的差值，由于該結(jié)果與墊板厚度一致，因此可以根據(jù)差值確定墊板的合適數(shù)量。材料方面，以鍥鐵和墊鐵為主，共同組成墊板。

（3）鋼結(jié)構(gòu)主體吊裝到位后，對其位置、穩(wěn)定性做詳細地檢查，若無誤則安排注漿，此處施工所用的砼比柱結(jié)構(gòu)砼標號高一級。

5.6 高強度螺栓施工

連接采用到高強度螺栓，先清理接觸面的雜物，再將該螺栓安裝到位。從中間開始緊固，逐步向邊緣推進，并優(yōu)先完成主體結(jié)構(gòu)的緊固作業(yè)，在此前提下方可緊固次要構(gòu)件。梁柱連接點緊固時，按照上、中、下節(jié)點的順序依次進行。

5.7 檁條及支撐系統(tǒng)的安裝

（1）主體鋼結(jié)構(gòu)吊裝期間，同步組織檁條、橫向支撐系統(tǒng)的吊裝作業(yè)。

（2）承重柱間距為6m，配套滑輪裝置，以便更為輕松地完成檁條的安裝；檢測螺栓孔的位置并予以校正，合理控制好緊固力，避免過大或過小。

（3）吊裝作業(yè)落實到位后，檢測構(gòu)件在水平度、垂直度方面的實際情況，根據(jù)實測結(jié)果予以靈活調(diào)整；向承載柱間配套水平支撐系。以微調(diào)的方式對橫向連接系做靈活的調(diào)整，在不影響結(jié)構(gòu)位置和穩(wěn)定性的前提下，適當(dāng)放松一側(cè)連接強度，經(jīng)過對豎向柱的有效調(diào)整后，使其達到垂直狀態(tài)，此時可以對連接系做緊固處理，但依然需要加強對緊固力的有效控制，既要保證穩(wěn)定性，又要避免局部應(yīng)力過于集中。

（4）梁隅撐由地面連至頂梁，先組織吊裝作業(yè)，到位后再與屋面的檁條連接。

（5）在屋墻面系桿和拉桿安裝期間，根據(jù)實際情況靈活地對檁條的水平度做合理的調(diào)整，對彎曲變形的檁條，要及時糾正，使其恢復(fù)正常形態(tài)。

6 施工技術(shù)控制要點

6.1 吊裝技術(shù)控制要點

（1）吊裝前，加強對設(shè)備、材料的全方位檢查，排除安全隱患。操作掛籃、爬梯所處位置應(yīng)準確，吊裝條件良好，不可出現(xiàn)安全事故。鋼柱吊裝時可能與地腳螺絲碰撞，為此需采取有效的防護措施，以免構(gòu)件因碰撞而受損。安排專員檢測吊裝高度和垂直度，予以有效的控制，最大限度減小偏差。在埋件安裝前，測設(shè)中心線，于指定位置將埋件安裝到位，必須確保構(gòu)件對準中心線與埋件，此時有利于后續(xù)測量、校正工作的高效開展。在對埋件做固定處理前，先予以校正，盡可能提高精度，而后再采取固定措施，以免埋件在混凝土振搗作用下發(fā)生移位現(xiàn)象。

（2）埋件精度會直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的安裝和定位效果，因此有必要加強控制。在基礎(chǔ)面中投放軸線并閉合，最大限度減小對埋件安裝精度的影響。準確確定具體的型號，將埋件放置在指定位置，經(jīng)過對軸線的檢查后，若無誤，則對埋件采取固定措施；若偏移量較大，需要先糾正至許可偏差以內(nèi)，再予以固定。柱底面可能存在渣土、浮銹，為此需將該部分清理干凈，更有利于下節(jié)鋼柱與上節(jié)的重合。

（3）合理選擇吊裝綁扎點，于指定位置準確完成綁扎作業(yè)。吊裝時，加強對鋼結(jié)構(gòu)垂直狀態(tài)的檢查與控制。為確保在旋轉(zhuǎn)、交替移動等操作中無明顯的擺動現(xiàn)象，向墊木中放置鋼構(gòu)件。在鋼柱中綁扎爬梯，確保其有足夠的穩(wěn)定性，以滿足施工期間臨時垂直交通要求。合理拉設(shè)纜風(fēng)繩，起到輔助調(diào)控的作用，避免鋼柱吊裝時出現(xiàn)大幅度晃動乃至安全事故。在鋼梁吊裝環(huán)節(jié)，要全面清理該處附著的污物、浮銹等雜物。加強對標高與鋼梁軸線的檢測，根據(jù)實測結(jié)果靈活調(diào)控，有效提高鋼梁吊裝精度。為給鋼梁安裝創(chuàng)設(shè)便捷的條件，需按照特定的順序依次吊裝，每次吊裝時均要檢測框架的垂直度，采取針對性的控制措施。鋼梁安裝時加強檢測，以免出現(xiàn)較大的偏差，臨邊鋼梁安裝時潛在諸多安全隱患，為此需用安全繩輔助操作，切實保證吊裝安全。在現(xiàn)場配套移動式操作平臺，以滿足鋼梁的吊裝施工要求。局部需焊接，為此加強質(zhì)量檢驗與控制。所構(gòu)建的移動式操作平臺要能夠滿足高空作業(yè)的要求，例如鋼梁翼緣的焊接則可以在該平臺上完成，一方面給施工創(chuàng)設(shè)了便捷的條件，另一方面有效保障作業(yè)人員的人身安全。

6.2 焊接技術(shù)控制要點

（1）焊接是鋼結(jié)構(gòu)施工中的重點環(huán)節(jié)，直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此需要加強對焊接技術(shù)的控制。在鋼梁焊接時，通常選用的是坡口技術(shù)。按特定的流程有序焊接，先將頂梁柱和梁節(jié)點的焊接工作落實到位，再轉(zhuǎn)向梁柱底部，最后將中間區(qū)域的梁柱節(jié)點焊接好。部分構(gòu)件存在對接的要求，例如柱與梁、柱與柱的對接，此時較為合適的是對稱焊接的方法，以免出現(xiàn)變形現(xiàn)象。在對鋼墊板、引出板等部位做坡口焊接處理時，需要先預(yù)熱，確保焊接質(zhì)量能夠達到要求。

（2）鋼結(jié)構(gòu)焊接時，挑選合適型號、質(zhì)量可靠的焊材，要求配套的焊絲、焊條、焊劑均滿足要求。以抽樣檢測的方法判斷焊接材料的質(zhì)量，確認無誤后方可投入使用。為提高焊縫的強韌性，焊材的合理選擇極為關(guān)鍵，需加強對焊材中微合金化程度的有效控制。焊材入場后，妥善保管，以免因受潮或其它原因而出現(xiàn)問題。日常管理工作中，定期檢測庫房的溫度和濕度，確保存放在現(xiàn)場的焊材均能夠滿足質(zhì)量要求。存放時，配套合適的專用貨架，避免焊材直接放置在地面。根據(jù)焊材的規(guī)格，分類存放到位。為減小焊接誤差，合理選擇自由端，同時靈活布置桿件，要求其位置具有合理性。按照特定的順序依次完成各部分的焊接作業(yè)，加強對各道工序的檢查，若有問題則返工，力爭在源頭上處理好問題。

（3）坡口處的處理可采取窄間隙、小角度的方法，從而減小收縮量。此外，多層多道的方法也有利于實現(xiàn)對收縮量的有效控制。合理預(yù)留收縮余量，采取此方法有效避免焊接中拼裝塊變形現(xiàn)象，此外需及時檢查桁架并對其加以矯正。焊縫表面存在缺陷時，用砂輪對其做適當(dāng)?shù)拇蚰ヌ幚?；如有咬邊、焊縫尺寸偏差，則視實際情況補焊。

（4）焊接環(huán)境也會對焊接作業(yè)造成影響，因此需予以高度的重視，具體考慮到風(fēng)速、濕度、溫度等。通常，焊接濕度在90%以下為宜，構(gòu)件的溫度加熱至20℃以上方可組織焊接作業(yè)。焊接時，根據(jù)工程建設(shè)標準，嚴格控制電流值、焊接速度等關(guān)鍵的參數(shù)。

7 結(jié)束語

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)具有輕便化、穩(wěn)定可靠等特點，將其應(yīng)用于建筑工程中是發(fā)展趨勢。鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用水平已經(jīng)有較大提高，應(yīng)用過程中，尚存在一些問題有待解決。本文圍繞鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)施工到主體安裝施工全過程進行總結(jié)分析，并指出各環(huán)節(jié)的施工要點，為現(xiàn)行的鋼結(jié)構(gòu)施工提供全面的參考。在后續(xù)的發(fā)展中，相關(guān)技術(shù)人員仍需加強探索，持續(xù)提高鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用水平，促進建筑事業(yè)的良好發(fā)展。