鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

摘要：鋼結(jié)構(gòu)是指以鋼材為材料做成受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，強度高，自重輕、施工速度快、抗震性能好、節(jié)能環(huán)保及工業(yè)化程度高這些特點都是鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點，因此其成為了我國十五期間重點推廣項目之一。因此，如何精確地確定鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工順序和采用多種措施提高施工安裝的質(zhì)量便是鋼結(jié)構(gòu)工程施工的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

1 工程概況

某項目總建筑面積5489m2，建筑高度95m，大樓主體采用鋼結(jié)構(gòu)。工程設(shè)計耐久年限50年，結(jié)構(gòu)安全等級為一級，基礎(chǔ)采用1.2m厚筏板式鋼筋混凝土基礎(chǔ)，強度等級C35。內(nèi)為地下三層，地上十四層。工程施工中遇到了很多困難，鋼管柱承插施工關(guān)鍵技術(shù)就是其中之一。

1.1 鋼管柱承插施工關(guān)鍵技術(shù)

1.1.1 技術(shù)特點及難點

該建筑主體為鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式采用鋼框架一支撐體系。其中鋼柱為直徑600mm，厚度為30mm、25mm、20mm 的焊接直縫鋼管，用鋼量2380余噸。材質(zhì)除鋼柱Q345C外，其余均為Q345B。每個樓層在明層外框的角柱上沿著45度角平分線向內(nèi)收縮，內(nèi)收200-300mm不等，該承插節(jié)點鋼柱共計96根。

在施工技術(shù)的應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)逐層內(nèi)收式的鋼管柱承插應(yīng)用率較低。但是在該項工程施工中主體鋼結(jié)構(gòu)所采用的便是該技術(shù)。該技術(shù)又被稱作“移位法”，也就是說伴隨著每一層高度的不斷提升，柱子會向內(nèi)以一定的比例發(fā)生位移，從而導(dǎo)致柱向一側(cè)出現(xiàn)“內(nèi)收”。

通過分析可以知道，鋼管柱承插施工技術(shù)在施工過程中其難點主要內(nèi)容如下：

a.鋼管柱節(jié)點的組對：該節(jié)點處不但是上下鋼管互相承插，同時還通過牛腿把上下鋼管柱一級周邊框架梁連接為整體的結(jié)構(gòu)。也就是說，鋼管的承插軸線、多個框架梁連接節(jié)點板所具有的標高以及方位控制都對結(jié)構(gòu)標高、安裝質(zhì)量以及安全性有著直接的影響。正因為如此，該節(jié)點組對是作為關(guān)鍵控制點存在的，其也是施工過程中最難的技術(shù)點。

b.焊接難度大：該節(jié)點處的零部件不但多，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時由于受空間的限制，在進行多方位焊接是對焊接質(zhì)量的要求較高。

c.鋼管柱的安裝：鋼柱標高、軸線以及垂直度在方向控制上也是技術(shù)難點。

1.1.2 解決方案

在起始階段先把牛腿分開，在完成鋼管承插連接的基礎(chǔ)上，后組對牛腿的上下翼緣與連接腹板，導(dǎo)致鋼管柱的收縮量與軸線出現(xiàn)嚴重的超差，因而對質(zhì)量造成極大惡劣的影響；后從確保樓層鋼管柱所具有的收縮量與軸線的要求出發(fā)，將下柱與牛腿部分組對好通過焊接完成成型，上柱是通過高空安裝時將其直接插入牛腿上翼緣與下柱的承插口，這種操作方式存在的難度是不易操作，同時還要求搭設(shè)高空操作平臺，也就是說需要支付較高的成本。經(jīng)過研究分析，將技術(shù)確定為：先對牛腿部分進行提前制作，然后上柱、下柱、牛腿在1：1的胎具上組對成整體，在此基礎(chǔ)上進行焊接，經(jīng)過檢測質(zhì)量指標滿足施工的各項要求，可以將其作為施工方案對施工進行指導(dǎo)。

1.1.3 工藝的實施過程

a.工藝流程

工藝流程依次為：準備、承插節(jié)點放樣、胎具制作、牛腿部分組對、焊接、上下鋼管柱下料、焊接內(nèi)環(huán)板、開槽、組裝上下鋼柱及牛腿、焊接、探傷檢驗、進行驗收、安裝鋼柱、校正、焊接、探傷檢驗以及驗收。

b.放實樣制作鋼柱承插收縮胎具

從制作質(zhì)量的層面來說，應(yīng)確保牛腿部分零件的放樣所具有的準確度。在具體的工藝流程中應(yīng)用0.5mm的白鐵皮作為基礎(chǔ)進行樣板制作，準確的放出構(gòu)件大樣。牛腿部分應(yīng)提前進行組裝，同時要完成焊接成型，包括穿心腹板也必須提前進行焊接。由于鋼柱重達6.5噸，所以在對場地的要求上是應(yīng)平整堅硬，確定20mm厚的鋼板為制作胎具所用的材料。在制作的1：1胎膜上完成上下鋼柱和牛腿組對，應(yīng)先組對下柱和牛腿，接下來組對上柱。

c.鋼管柱節(jié)點的焊接

當對已經(jīng)組裝好的鋼柱焊接時，應(yīng)在焊接該節(jié)點處由兩個焊工同時進行對稱焊接，通過這種焊接方式來避免由于變形過大而出現(xiàn)很難校正的校正， 焊接中采用的技術(shù)是CO2氣體保護焊與手工電弧焊，在焊接是應(yīng)對坡口處進行打磨清理， 焊接完成后應(yīng)打上焊工鋼印號。鋼管柱承插節(jié)點處焊縫是一級焊縫，牛腿翼緣焊接、腹板焊接以及鋼柱焊縫是二級；鋼管柱承插節(jié)點處焊縫要求100% 探傷檢測， 其余的要求是20%探傷檢測，對所發(fā)現(xiàn)的不合格焊縫處理后重新進行焊接，并重新進行探傷檢測，一直到合格為止。

d.吊裝準備

鋼柱安裝順序為先建筑中部后四周，先下后上進行。鋼柱有箱型與H型兩種，根據(jù)鋼構(gòu)件的重量、長度、吊點選擇的情況，準備足夠的不同長度、不同規(guī)格的鋼絲繩以及卡環(huán)。鋼柱吊裝前，必須對鋼柱的中心線和標高、軸線等進行檢查，并對鋼柱的編號、外形尺寸、螺孔位置及直徑、承剪板的方位等進行全面復(fù)核，確認無誤后辦理交接驗收。起吊前，鋼構(gòu)件應(yīng)橫放在墊木上，鋼柱起吊時不得在地面上有拖拉現(xiàn)象，回轉(zhuǎn)時，需有一定的高度。起鉤、旋轉(zhuǎn)、移動三個動作交替緩慢進行，就位時緩慢下落，防止擦壞螺栓絲口。

1.2 實施效果

承插的鋼管柱制作改為地面進行，牛腿部分提前制作，然后上柱、下柱、牛腿在1：1的胎具上組對成整體，并采用反變形、火焰矯正焊接，整體吊裝等措施，減少高空作業(yè)工作量，確保鋼柱標高、軸線、垂直度、焊接等施工質(zhì)量，提高施工效率。該整套施工工藝，具有結(jié)構(gòu)受力合理，抗震性能好、高空作業(yè)工作量少，施工周期短、工程質(zhì)量易于保證等特點。

2 小結(jié)

鋼材雖然是不燃燒體，但就其本身耐火性來講，遠低于磚石和鋼筋混凝土，鋼結(jié)構(gòu)建筑耐火性能差。因此，針對鋼結(jié)構(gòu)建筑消防安全方面存在的耐火等級先天較低的情況，應(yīng)鼓勵摸索研究鋼結(jié)構(gòu)防火保護新措施，研究耐火性能好、時效長、粘結(jié)力高的鋼結(jié)構(gòu)防火材料以及金屬、非金屬鋼結(jié)構(gòu)復(fù)合防火材料，積極應(yīng)用建筑耐火鋼，進一步提高鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐火性能。綠色建筑，是未來世界建筑業(yè)的發(fā)展方向，中國與世界建筑業(yè)的節(jié)能減排任務(wù)艱巨。鋼結(jié)構(gòu)雖有其獨特的優(yōu)勢，但節(jié)能減排也任重道遠。如何評價和考慮鋼的可再生、可循環(huán)性在節(jié)能減排中的作用仍是學(xué)術(shù)上和政策上的重要課題。

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作者簡介：劉鈺，身份證號碼：411321198901170018endprint