對(duì)鋼結(jié)構(gòu)大跨度施工工藝的探討

【摘 要】 文章對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠(chǎng)房工程中鋼結(jié)構(gòu)的制作、包裝運(yùn)輸、施工測(cè)量、安裝方案和技術(shù)措施作了較為詳細(xì)的介紹，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝、施工要點(diǎn)作了重點(diǎn)闡述。

【關(guān)鍵詞】 鋼結(jié)構(gòu)；大跨度；施工技術(shù)

輕鋼結(jié)構(gòu)工程因其結(jié)構(gòu)跨度大、自重輕、安裝便捷等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠(chǎng)房、大型公共建筑，本文根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范要求，結(jié)合某工業(yè)園廠(chǎng)房：長(zhǎng)：200M；寬：60M；柱距：7.5M；檐高：7.5M；頂高：10.8M雙坡輕鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房，本文就鋼結(jié)構(gòu)工程施工對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)簡(jiǎn)要闡述。

1 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要制作工藝

本工程的鋼柱，制作工藝流程為：放樣一下料—電腦編程—拼板—CNC切割—組立—埋弧焊接—鉆孔—組裝—矯正成型—鉚工零配件下料—制作組裝—焊接和焊接檢驗(yàn)—防銹處理、涂裝、編號(hào)—構(gòu)件驗(yàn)收出廠(chǎng)。

1.1 制作放樣

放樣是鋼結(jié)構(gòu)制作工藝中的第一道工序，只有放樣尺寸精確，方可避免以后各加工工序的累積誤差，才能保證整個(gè)工程的質(zhì)量，因此對(duì)放樣工作，必須注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：放樣前必須熟悉圖紙，并核對(duì)圖紙各部尺寸有無(wú)不符之處，與土建和其他安裝工程有無(wú)矛盾，核對(duì)無(wú)誤后方可按施工圖紙上的幾何尺寸、技術(shù)要求，按照1：1的比例畫(huà)出構(gòu)件相互之間的尺寸及真實(shí)圖形。

樣板制出后，必須在上面注上圖號(hào)、零件名稱(chēng)、件數(shù)、位置、材料牌號(hào)、規(guī)格及加工符號(hào)等內(nèi)容，使下料工作不致發(fā)生混亂，同時(shí)必須妥善保管樣板防止折疊和銹蝕，以便進(jìn)行校核。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，防止由于下料不當(dāng)造成廢品，樣板應(yīng)注意適當(dāng)增加余量。

1.2 拼板

拼板時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：拼板時(shí)應(yīng)考慮下料切割焊縫的收縮量，適當(dāng)放出余量，自動(dòng)切割縫為2MM，手工切割縫為3MM，焊縫收縮量視構(gòu)件長(zhǎng)度一般應(yīng)放2O-30mm拼板焊應(yīng)按圖紙對(duì)焊縫等級(jí)的質(zhì)量要求進(jìn)行，焊接前應(yīng)清除焊縫口銹蝕、油跡、毛刺等，按要求開(kāi)好坡口，單面坡口55+5，純邊高度1.5—2MM采用焊縫清根，焊劑烘潮，焊絲清潔等措施，以保焊縫質(zhì)量。

1.3 CNC切割

CNC切割時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：按下料圖要求制作角度樣板，經(jīng)檢查無(wú)誤后方可使用。切割時(shí)應(yīng)考慮害4切、焊接的收縮余量及組裝誤差，長(zhǎng)度一般應(yīng)放2O～30mm，切割寬度誤差土lmm。編程后，切割機(jī)應(yīng)空機(jī)運(yùn)行。記錄運(yùn)行軌跡是否與下料尺寸相符，無(wú)誤后即可切割。割切時(shí)，根據(jù)板厚隨時(shí)調(diào)節(jié)火焰大小、氧氣壓力、切割速度，確保切口光順平滑。

1.4 組立

組立時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：翼腹板有對(duì)接焊縫時(shí)，組立應(yīng)注意翼腹板焊縫錯(cuò)開(kāi)200mm以上。組立時(shí)確保腹板對(duì)翼板的中心線(xiàn)垂直度偏差為b/100且≤2mm，中心線(xiàn)偏移≤1mm。翼腹板間隙應(yīng)≤O.8mm，以滿(mǎn)足埋弧焊的需要。定位焊間距一般為300—400mm，焊縫高度不超過(guò)設(shè)計(jì)縫厚度的2/3，焊條型號(hào)應(yīng)與構(gòu)件材質(zhì)相匹配。

1.5 埋弧焊應(yīng)注意的問(wèn)題

焊接所采用的焊絲、焊劑應(yīng)與構(gòu)件的材質(zhì)相匹配。焊前應(yīng)對(duì)焊絲、焊縫進(jìn)行清潔，除去油漬、銹跡，焊劑等。焊接時(shí)應(yīng)加引弧板和收弧板，引弧和引出的焊縫長(zhǎng)度應(yīng)大于50mm，焊后應(yīng)切割。選擇合適的焊接電流、電壓、焊接速度及合理的焊接程序，確保焊接質(zhì)量，減小焊接變形。

1.6 制孔

鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)所留A、B級(jí)螺栓孔應(yīng)具有HI2的精度，孔壁表面的粗糙度Ra不應(yīng)大于12.5urn，螺栓孔的允許偏差超過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)，不得用鋼塊填塞，可采用與母材料性質(zhì)匹配的焊條補(bǔ)焊，再重新制孔。制孔方法采用鋼模鉆孔，各種鉆孔全部采用鉆床鉆孔以提高工作效率，保證構(gòu)件的質(zhì)量。

1.7 矯正

鋼材切割或焊接成型后，均應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行平直矯正：好的零件在加熱矯正時(shí)，加熱溫度應(yīng)根據(jù)Q345性能選定不得超過(guò)900℃。鋼結(jié)構(gòu)在加熱矯正后應(yīng)緩慢冷卻，不能用水冷卻。矯正的鋼材表面不應(yīng)有明顯的裂縫或損傷。

2 現(xiàn)場(chǎng)施工方案及技術(shù)措施

2.1 案例簡(jiǎn)述

某鋼結(jié)構(gòu)工程內(nèi)容包括：鋼柱、鋼梁安裝和其他構(gòu)件安裝。由于該工程跨度大、面積大經(jīng)多種方案比較，鋼柱用1臺(tái)50t汽車(chē)式起重機(jī)整體吊裝，兩支鋼梁在地面上拼裝后采用2臺(tái)50t汽車(chē)式起重機(jī)同時(shí)起吊，輔以2臺(tái)曲臂車(chē)進(jìn)行就位安裝。

2.2 設(shè)備選擇

綜合考慮工程特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況、工期等因素，經(jīng)過(guò)反復(fù)比較各種方案，從吊裝設(shè)備、與土建交叉配合要求及本企業(yè)的施工實(shí)踐，鋼結(jié)構(gòu)吊裝選擇2臺(tái)50t汽車(chē)式起重機(jī)，作為鋼結(jié)構(gòu)安裝的主要設(shè)備。

2.3 地腳螺栓埋設(shè)

地腳螺栓的精度關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)定位，地腳螺栓的埋設(shè)須嚴(yán)格保證其精度，地腳螺栓的埋設(shè)精度，軸線(xiàn)位移±2.0Inn，標(biāo)高±5.0mm。在柱地腳螺栓安裝前，將平面控制網(wǎng)的每一條軸線(xiàn)投測(cè)到柱基礎(chǔ)面上，全部閉合，以保證螺栓的安裝精度，然后根據(jù)軸線(xiàn)放出柱子外邊線(xiàn)，待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺(tái)架子搭設(shè)好以后，將所需標(biāo)高抄測(cè)到鋼管架子上。

2.4 鋼架安裝順序

按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合甲方的施工進(jìn)度要求，采用合理的安裝順序。安裝順序按內(nèi)容分為：鋼柱—鋼梁—吊車(chē)梁—連系梁—水平支撐—檁條—拉桿—隅撐。

2.5 鋼柱吊裝

鋼柱吊裝包括如下幾方面：鋼柱就位軸線(xiàn)調(diào)整：鋼柱就位采用專(zhuān)用角尺檢查，調(diào)整時(shí)需3人操作：一人移動(dòng)鋼柱；一人協(xié)助穩(wěn)定；另一人進(jìn)行檢測(cè)。就位誤差應(yīng)控制在3mm以?xún)?nèi)。

2.6 鋼梁安裝

由于本工程結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房的跨度較大，鋼架梁吊裝采用“雙機(jī)抬吊法”裝鋼梁的主要方法如下：鋼梁首先在地面胎架上拼接成整體，同時(shí)在鋼梁上架設(shè)好生命線(xiàn)，安裝檁條時(shí)可以在鋼梁上來(lái)回走動(dòng)，吊裝就位后在鋼梁的兩側(cè)用纜風(fēng)繩將鋼梁固定，保證鋼梁的平面外的穩(wěn)定，然后吊裝下一跨間鋼梁，待下一跨間鋼梁安裝完成后。在此跨間安裝檁條，固定鋼梁，保證鋼梁不會(huì)傾斜扭曲。安裝人員以曲臂車(chē)為安裝平臺(tái)，對(duì)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行緊固。

3 施工測(cè)量

3.1 軸線(xiàn)方格網(wǎng)測(cè)設(shè)

全面復(fù)核土建施工測(cè)量控制網(wǎng)、軸線(xiàn)、標(biāo)高。根據(jù)前期施工單位提供的控制點(diǎn)及主軸線(xiàn)，在±0.00處分測(cè)設(shè)多個(gè)控制點(diǎn)組成矩形，在這些點(diǎn)上架設(shè)儀器觀(guān)測(cè)邊長(zhǎng)和水平角，經(jīng)平差計(jì)算和改正，得到4個(gè)控制點(diǎn)的精確坐標(biāo)。根據(jù)測(cè)量規(guī)范要求，量邊精度為1/30000，測(cè)角中的誤差為±3.5。距離采用往返觀(guān)測(cè)，角度觀(guān)察3測(cè)回，在矩形方格網(wǎng)的四邊，按鋼柱間距設(shè)置距離指標(biāo)樁加密方格網(wǎng)，便于鋼柱軸線(xiàn)的測(cè)設(shè)。

3.2 水準(zhǔn)基點(diǎn)組建立

根據(jù)土建用水準(zhǔn)點(diǎn)，選3～4個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)均勻地布置在施工現(xiàn)場(chǎng)四周，建立水準(zhǔn)基點(diǎn)組。水準(zhǔn)點(diǎn)采用（16mm，L=lm）的鋼筋打人地下作為標(biāo)志，其頂部周?chē)盟嗌皾{圍護(hù)。將水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)基點(diǎn)組成附合或閉合路線(xiàn)，兩已知點(diǎn)間的高程必須往返觀(guān)測(cè)，往返觀(guān)測(cè)高差較差，附合或閉合路線(xiàn)的閉合差應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求。

3.3 軸線(xiàn)控制

做好豎向與平面測(cè)量控制是保證鋼結(jié)構(gòu)吊裝順利進(jìn)行的首要環(huán)節(jié)，也是確保鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的重要工序。平面軸線(xiàn)位置控制采用內(nèi)控法。

3.4 測(cè)量精度控制保證措施

測(cè)量精度控制保證措施如下：根據(jù)本工程施工質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，特制定高于規(guī)范要求的內(nèi)部質(zhì)量控制目標(biāo)，允許偏差的減少對(duì)測(cè)量精度提出了更高的要求，因此預(yù)配置整體流動(dòng)式三維測(cè)量系統(tǒng)TOPCON—221D全站儀，該儀器測(cè)角精度為±2，測(cè)距精度為±（2mm+2*1O）用于鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程的監(jiān)控。標(biāo)高和軸線(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)的向上投測(cè)，一定要從起始基準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始量測(cè)并組成幾何圖形，多點(diǎn)間相互閉合，滿(mǎn)足精度要求并將誤差調(diào)正。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著工程計(jì)算和施工技術(shù)水平的不斷提高和理論研究的不斷進(jìn)步，以及新型更高強(qiáng)度鋼材的不斷研制，相信鋼結(jié)構(gòu)大跨度施工會(huì)凝聚更多的高科技，以更好地滿(mǎn)足各種建筑在適用性能、環(huán)境性能、經(jīng)濟(jì)性能、安全性能、耐久性能方面的綜合要求，從而得以更廣泛應(yīng)用。