鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)分析

劉曉玲 甘肅第四建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司工程師

我國(guó)建筑工程結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)施工技術(shù)存在較大的安全隱患，已無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求。鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)間比較短，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)直接安裝，整體施工周期較短。與混凝土施工相比，鋼結(jié)構(gòu)施工具有更高的抗側(cè)彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，因此在關(guān)鍵部位利用鋼結(jié)構(gòu)有利于優(yōu)化建筑性能。此外，鋼結(jié)構(gòu)施工材料可以循環(huán)再利用，利用鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)有利于保護(hù)環(huán)境。

1 鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢(shì)

1.1 材質(zhì)具有均勻性

建筑施工質(zhì)量關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此施工單位需要合理選擇建筑材料。而鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)具有均勻性，并具有較高的彈性和耐受力，在外力的沖擊下不易變形。在建筑工程施工中，不同的建筑結(jié)構(gòu)需要利用不同的建筑材料，而利用不同類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)可以?xún)?yōu)化整體建筑施工效果[1]。

1.2 塑性和韌性較好

自然災(zāi)害會(huì)影響建筑工程，例如發(fā)生地震災(zāi)害，要求建筑材料的變形和波動(dòng)較小，而鋼結(jié)構(gòu)在這一方面存在優(yōu)勢(shì)，與其他建筑材料相比，在相同壓力的影響下，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有較好的塑性和韌性，可以保障建筑結(jié)構(gòu)不發(fā)生變形問(wèn)題。鋼結(jié)構(gòu)在受到壓力時(shí)可以向整個(gè)建筑的其他部分傳送壓力，保障整體受力平衡，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

1.3 鋼材重量較輕

鋼結(jié)構(gòu)具有較高的密度，整體重量較輕，因此鋼結(jié)構(gòu)符合建筑工程施工要求，尤其適合應(yīng)用在高層建筑中[2]。

1.4 穩(wěn)定性較高

鋼結(jié)構(gòu)建筑的荷載性和強(qiáng)度比較高，不僅可以承擔(dān)建筑水泥混凝土的重量，而且可以節(jié)省材料用量和建筑空間。此外，利用鋼結(jié)構(gòu)可以減少構(gòu)件橫截面積，同時(shí)可以有效擴(kuò)大建筑空間。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)較輕，可以降低整體建筑的重量，如果發(fā)生地震等自然災(zāi)害，可以控制建筑材料之間的相互作用力，提高整體建筑的穩(wěn)定性。

2 鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中的問(wèn)題

2.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝中的安全問(wèn)題

（1）高空作業(yè)安全問(wèn)題。在鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中涉及高空作業(yè)，因此需要保障施工人員的安全。近年來(lái)，高空墜落引發(fā)的安全事故比較多，主要是因?yàn)槭┕と藛T沒(méi)有按照要求佩戴安全帽、安全帶以及安全繩索等[3]。

（2）構(gòu)件起吊安全問(wèn)題。在安裝鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，安裝構(gòu)件需要利用起重機(jī)起吊，而在起吊過(guò)程中存在安全隱患，例如可能會(huì)產(chǎn)生翻車(chē)問(wèn)題，起吊鋼絲和鋼繩可能會(huì)斷裂。這些問(wèn)題會(huì)影響吊裝過(guò)程的安全，因此在起吊過(guò)程中需要采取安全措施。

（3）支撐體系的安全問(wèn)題。在安裝大跨度鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，需要設(shè)置支撐系統(tǒng)，如果在施工過(guò)程中不能保證支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將會(huì)影響施工安全。如果在安裝鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，支撐系統(tǒng)發(fā)生倒塌問(wèn)題，就會(huì)引發(fā)安全事故[4]。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝中的質(zhì)量問(wèn)題

（1）軸線(xiàn)精確度問(wèn)題。在安裝鋼結(jié)構(gòu)之前，需要準(zhǔn)確設(shè)置軸線(xiàn)，否則將會(huì)出現(xiàn)施工誤差。因此在安裝鋼結(jié)構(gòu)柱之前，需要復(fù)核施工軸線(xiàn)繪制結(jié)果，嚴(yán)格控制軸線(xiàn)誤差。如果軸線(xiàn)誤差較大，需要重新開(kāi)展測(cè)量工作，并且再次復(fù)核。如果因?yàn)檩S線(xiàn)測(cè)量問(wèn)題引發(fā)較大的結(jié)構(gòu)誤差，導(dǎo)致不符合整體安裝規(guī)范，不僅會(huì)耗費(fèi)較多的時(shí)間和人力資源，還會(huì)增加預(yù)算負(fù)擔(dān)。

（2）構(gòu)件連接施工問(wèn)題。在安裝鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，構(gòu)件連接方式主要有焊接連接、螺栓連接以及鉚釘連接。其中，鉚釘連接方式非常復(fù)雜，因此在鋼結(jié)構(gòu)中很少利用。在焊接過(guò)程中，因?yàn)楹缚p溫度比較高，會(huì)損害鋼材的機(jī)械性能，引發(fā)脆性問(wèn)題。此外，在焊接部位可能會(huì)產(chǎn)生缺焊、漏焊以及焊接不均勻等問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)降低結(jié)構(gòu)整體性。而螺栓連接方式缺乏整體性和剛性，如果構(gòu)件對(duì)于整體性要求比較高，不適合選擇螺栓連接方式[5]。

3 鋼結(jié)構(gòu)建筑施工前的準(zhǔn)備工作

在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工前，施工單位需要做好準(zhǔn)備工作。在施工安裝前需要根據(jù)工程實(shí)際情況，保障設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性，同時(shí)需要根據(jù)安全規(guī)定和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等選擇施工技術(shù)和施工方法等。

3.1 做好物資準(zhǔn)備工作

完成鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝工程組織設(shè)計(jì)工作后，在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工前，需要全面檢驗(yàn)安裝工程的材料、人員以及施工進(jìn)度計(jì)劃等[6]。

3.2 合理配置人力資源

施工團(tuán)隊(duì)的整體素質(zhì)會(huì)影響鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的質(zhì)量，因此在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工階段，需要堅(jiān)持科學(xué)的施工理念，根據(jù)施工規(guī)劃配置不同的工種。在入場(chǎng)前，需要對(duì)整個(gè)施工團(tuán)隊(duì)進(jìn)行培訓(xùn)。此外，在實(shí)際施工中需要制定完善的規(guī)章制度，嚴(yán)格考核每一名安裝人員。

3.3 做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作

配備施工材料和人力資源后，施工方需要有效測(cè)量施工現(xiàn)場(chǎng)，保障測(cè)量?jī)?nèi)容符合施工圖紙。在測(cè)量階段如果發(fā)現(xiàn)二者不同，需要多次組織測(cè)量工作，計(jì)算測(cè)量平均值。如果發(fā)現(xiàn)施工圖紙存在問(wèn)題，需要及時(shí)向設(shè)計(jì)人員匯報(bào)實(shí)際情況，組織施工單位和設(shè)計(jì)人員共同修改圖紙。在施工前需要規(guī)劃?rùn)C(jī)械運(yùn)輸?shù)缆?，配置水利設(shè)備和電力設(shè)施等，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況調(diào)試相關(guān)設(shè)備，保證在施工階段能夠快速投入使用[7]。

4 鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 預(yù)埋件施工技術(shù)

一些預(yù)埋件具有較大的重量，會(huì)直接影響鋼柱安裝質(zhì)量，因此需要開(kāi)展全面檢查。在安裝預(yù)埋件的過(guò)程中，需要精確埋設(shè)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地腳螺栓，校正產(chǎn)生彎曲或者變形問(wèn)題的地腳螺栓，及時(shí)修理出現(xiàn)損傷的螺牙。同時(shí)，將標(biāo)高墊塊布設(shè)在柱底板加勁肋下方，焊接固定墊塊，然后再有序澆筑混凝土。在混凝土澆筑過(guò)程中，采用分層澆筑方式，避免因?yàn)榛炷亮鲃?dòng)偏移錨栓。在混凝土移搗階段，在鋼筋上卡住振搗器，避免錨柱發(fā)生跑位問(wèn)題。

4.2 鋼柱施工技術(shù)

在安裝前需要檢查鋼構(gòu)件的設(shè)計(jì)文件和合格證，并提前取樣，根據(jù)實(shí)際情況確定長(zhǎng)度和尺寸等。同時(shí)，要嚴(yán)格檢查鋼柱的標(biāo)高和軸線(xiàn)，及時(shí)修正發(fā)現(xiàn)的偏差。此外，在安裝鋼梁的過(guò)程中，要注意預(yù)檢鋼柱結(jié)構(gòu)連接件和混凝土核心筒上的預(yù)埋件[8]。

4.3 吊裝施工技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)吊裝工作主要包括平面吊裝和豎向立體吊裝，不同的吊裝方法其吊裝順序也存在差異。在吊裝過(guò)程中，需要確定鋼結(jié)構(gòu)的吊裝重心，保障吊裝過(guò)程的平衡性。工作人員需要結(jié)合繩索受力情況確定平衡點(diǎn)，要提前確定吊裝結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度等。在平面吊裝過(guò)程中，首先需要確定安裝中心核心筒的位置，隨后再吊裝和固定周?chē)Y(jié)構(gòu)。在豎向立體吊裝階段，首先需要吊裝下層框架梁，然后再有序吊裝中層和上層。在吊裝過(guò)程中，要同時(shí)開(kāi)展固定和測(cè)量工作。針對(duì)特殊鋼結(jié)構(gòu)需要利用多樣化的組合方式，同時(shí)需要提高連接要求。工作人員根據(jù)要求進(jìn)行拼裝，再根據(jù)建筑實(shí)際情況制定科學(xué)的安裝方案，最后有序開(kāi)展吊裝工作。

4.4 焊接技術(shù)

加固鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中要利用焊接方式，焊接前首先需要清理鋼結(jié)構(gòu)材料表面的銹斑和油污等，以保障焊接質(zhì)量。其次要根據(jù)規(guī)定檢查焊條和焊劑等材料，提前處理發(fā)生變形的鋼構(gòu)件，同時(shí)需要利用加熱方法矯正鋼結(jié)構(gòu)。在焊接厚鋼板前，首先需要做好預(yù)熱工作，避免在焊接過(guò)程中鋼材產(chǎn)生裂紋，降低焊接應(yīng)力。在完成焊接工作后要開(kāi)展后熱工作，全面消除殘余的應(yīng)力[9]。以下是具體的焊接施工技術(shù)。

4.4.1 高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)

高強(qiáng)鋼是一種合金鋼，屈服強(qiáng)度通常在460 MPa 以上，同時(shí)還具有較強(qiáng)的韌性和焊接性。以合金化程度和纖維組織作為劃分基礎(chǔ)，高強(qiáng)鋼可以劃分為低合金、中合金以及高合金3 種類(lèi)型。與普通鋼材相比，高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)要求更高，同時(shí)具有較大的焊接難度，在實(shí)際工作中要求工作人員嚴(yán)格遵守工作規(guī)范。首先，在選擇焊材的過(guò)程中，需要檢測(cè)焊材性能是否滿(mǎn)足母材標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要確保焊材韌性強(qiáng)度符合沖擊韌性要求。其次，在焊接高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)之前，需要做好準(zhǔn)備工作，全面清除待焊部位和焊縫表面的雜質(zhì)，避免焊接表面出現(xiàn)扭曲和毛刺等，同時(shí)需要保證鍍鋅層的完好性。

施工單位在焊接前需要檢查焊縫長(zhǎng)度和寬度等，確定沒(méi)有任何偏差后即可開(kāi)展焊接工作。工作人員要注意焊接方向，注意不能在拐角部位設(shè)置焊接起點(diǎn)，并且需要嚴(yán)格遵守焊接順序。針對(duì)長(zhǎng)焊縫，可以采用分段退焊、跳焊以及交替焊等方式。針對(duì)雙面非對(duì)稱(chēng)坡口，工作人員應(yīng)首先焊接深坡口側(cè)的焊縫，然后焊接淺坡口側(cè)的焊縫。如果高強(qiáng)鋼焊接板的厚度在8 mm 以上，應(yīng)采用多層多道焊接方式。在第一層打底焊的過(guò)程中焊接低強(qiáng)度焊材，利用小電流和高焊接速度完成焊接工作，以減少焊縫厚度。在第二層之后，需要焊接規(guī)定的焊絲，注意錯(cuò)開(kāi)每一道焊縫的接口，同時(shí)不能處于同一垂直線(xiàn)上。在連續(xù)施焊過(guò)程中，完成第一道焊接工作后需要及時(shí)清理焊渣，如果發(fā)現(xiàn)焊接問(wèn)題需要立即處理，確定符合質(zhì)量要求之后再繼續(xù)焊接。

4.4.2 低溫焊接技術(shù)

在低溫焊接過(guò)程中需要采取烘焙和保溫措施，一般選擇低氫焊材。在焊接過(guò)程中要注意控制熱量損失，可以搭設(shè)防護(hù)棚，也可以利用氣體保護(hù)焊措施。在預(yù)熱過(guò)程中，要保證預(yù)熱溫度高于常溫環(huán)境的焊接預(yù)熱溫度，同時(shí)要確保木材厚度超過(guò)鋼板厚度的2 倍。完成低溫焊接工作后，要避免因?yàn)榭焖俳档蜏囟仍诤附硬课划a(chǎn)生裂紋問(wèn)題。

4.5 鋼梁的安裝技術(shù)

在鋼結(jié)構(gòu)建筑中需要安裝較多的鋼梁，與鋼柱相比，鋼梁的吊裝重量更輕，因此可以采用高強(qiáng)螺栓連接和栓焊連接方式，以提高整體施工效率。鋼梁就位后，需要利用普通螺栓臨時(shí)固定鋼梁，校正合格后再連接高強(qiáng)螺栓。在安裝鋼梁的過(guò)程中，按照由外向內(nèi)的順序?qū)ΨQ(chēng)性吊裝平面鋼構(gòu)件，并且按照自下而上的順序安裝立面鋼構(gòu)件，有序吊裝柱、主梁、次梁等構(gòu)件。

在實(shí)際吊裝階段，在安裝相鄰鋼柱之后再安裝鋼梁，連接鋼柱的鋼梁之后，可以提高整體框架的穩(wěn)定性。在鋼梁吊裝之前要合理選擇吊點(diǎn)，利用橡膠片保護(hù)吊點(diǎn)。首先在安裝部位水平吊裝鋼梁，對(duì)準(zhǔn)纜繩和安裝軸線(xiàn)后緩慢落鉤，將臨時(shí)螺栓安裝梁兩端，完成校正工作后再固定高強(qiáng)螺栓。建筑工程的核心筒結(jié)構(gòu)主要包括焊機(jī)矩形鋼柱、柱間平面桁架支撐以及內(nèi)外框水平支撐等，可采用分段吊裝施工方案。在安裝完鋼構(gòu)件之后需要立即安裝外框鋼結(jié)構(gòu)，吊裝工藝和上述操作基本一致。

5 鋼結(jié)構(gòu)建筑施工的注意事項(xiàng)

5.1 保障鋼材質(zhì)量

鋼材質(zhì)量不僅關(guān)系鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量，還關(guān)系整體施工的安全性，因此施工單位應(yīng)確保鋼材質(zhì)量和鋼結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量等。施工單位需要合理選擇高質(zhì)量的鋼材，保障選擇的鋼材符合質(zhì)量要求。在制作鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，需要合理選擇加工技術(shù)，以全面滿(mǎn)足施工要求。在焊接各個(gè)構(gòu)件的過(guò)程中，需要根據(jù)焊接要求合理選擇焊接工藝。由于一些部位無(wú)法利用機(jī)器焊機(jī)方式，因此需要安排專(zhuān)業(yè)焊接人員焊接關(guān)鍵部位。在安裝鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中需要開(kāi)展全面檢查工作，要求施工方及時(shí)解決發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。

5.2 做好防腐蝕處理工作

在制作建筑鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，為了保障鋼結(jié)構(gòu)的性能，需要做好防腐蝕處理工作。針對(duì)不同的鋼結(jié)構(gòu)，需要采用不同的防腐蝕處理技術(shù)。在制作鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，施工單位需要根據(jù)要求控制鋼結(jié)構(gòu)的防腐層厚度，充分保障鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕性。

6 結(jié)語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)具有均勻的材質(zhì)，有利于保障整體工程質(zhì)量。因此，施工單位需要切實(shí)把握鋼結(jié)構(gòu)建筑施工的技術(shù)要點(diǎn)，充分發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢(shì)。