大型文體中心鋼結(jié)構(gòu)冬期施工管理概述

尚文彪 劉紅磊 張宏杰

1. 鄭州寶冶鋼結(jié)構(gòu)有限公司 河南 鄭州 450000；2. 安陽市財政局預(yù)算評審中心 河南 安陽 455000

1 工程概況及冬期施工

一般情況下，當(dāng)室外的日平均氣溫連續(xù)5天低于5℃即標(biāo)志著進入了冬期施工[1]。對于大型文體中心項目的施工周期長，在不利的冬期進行施工，更需要嚴(yán)格的施工管理。安陽市文體中心項目位于河南省安陽市文峰區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)工程主要包括體育場、游泳館、體育館、文化中心四座單體的管桁架以及型鋼骨柱，工程總用鋼量約1.6萬噸。項目位于河南省的最北部，每年進入十一月份以來，氣溫變化加劇，而冬期室外平均氣溫較低，目前有大量的鋼結(jié)構(gòu)施工需要在冬期完成，焊接操作難度大，焊縫質(zhì)量控制要求高。

本工程管桁架采用分段吊裝，冬期需要進行的焊接施工包含了大量焊接接頭以及高空焊接，且主桁架與支座、鑄鋼件等位置處的厚板焊接。涉及冬期施工的部分鋼結(jié)構(gòu)體量約5000噸。鋼構(gòu)件直接暴露在寒冷的空氣當(dāng)中，外部的溫差能夠使得鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件發(fā)生一定程度的收縮以及膨脹，進而會讓焊接的應(yīng)力產(chǎn)生，讓結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，如果控制不當(dāng)非常容易產(chǎn)生質(zhì)量問題。這些不利因素對現(xiàn)場焊接的技術(shù)措施、安全管理都提出了較高的要求。

2 技術(shù)保障措施

2.1 管桁架地面拼裝

首先應(yīng)注意用于管桁架拼裝的材料保護，本工程的鋼結(jié)構(gòu)管桁架需要在地面進行拼裝工作，受到溫度變化的影響，現(xiàn)場的鋼構(gòu)件會有不同程度的伸縮。在現(xiàn)場拼裝時，應(yīng)特別注意溫度在5度以下時構(gòu)件尺寸和安裝精度，避免對安裝造成嚴(yán)重的不良影響。拼裝過程中，若溫度降至零下時，不可進行敲打和切割構(gòu)件，若需進行切割作業(yè)，需事先進行預(yù)熱工作。

拼裝過程中在進行測量時，應(yīng)當(dāng)注意測量時間和環(huán)境溫度造成的誤差。尤其是溫度低于0℃時，溫差將引起拼裝精度的誤差加大。鋼結(jié)構(gòu)拼裝胎架上所用到的措施材料應(yīng)嚴(yán)格控制，要求使用在低溫條件下可以合格使用的鋼材、焊材等[2]。

2.2 現(xiàn)場焊接溫度的控制

現(xiàn)場焊接溫度的控制為冬期施工把握的重點。本工程現(xiàn)場安裝存在大量高空焊接，冬天高空風(fēng)大溫度不便于控制，首先在施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置防風(fēng)圍護棚，防風(fēng)圍護棚應(yīng)具有較強的抗風(fēng)性能，并在上部保持一定的空氣進入量，整體需要進行嚴(yán)密的包裹，以免有強風(fēng)從底部進入。

焊接溫度取決于鋼材的化學(xué)成分、焊接熱輸入的大小以及熔敷金屬含氫量等綜合因素，可通過焊接工藝評定來確定[3]。本工程中管桁架所用鋼材為Q355C和Q355B屬于Ⅱ類鋼，厚度在8mm至30mm之間，對于大于20mm的管材焊接時應(yīng)進行預(yù)熱，最低預(yù)熱溫度為20℃。

鑄鋼件材質(zhì)為G20Mn5QT屬于Ⅰ類鋼，與支座相連，板厚一般為40mm，預(yù)熱溫度控制在150℃。預(yù)熱方式可選擇電阻器或火焰，根據(jù)現(xiàn)場的焊接工藝評定，當(dāng)溫度在負溫時，對于板厚t≤36mm的鋼板，施焊前應(yīng)在始焊點周邊板厚1.5 倍并且不小于100mm區(qū)域加熱，當(dāng)溫度達到36℃以上時可進行焊接，為避免焊接應(yīng)力導(dǎo)致焊接裂紋產(chǎn)生，連續(xù)施焊工程中不應(yīng)低于36℃， 焊后也應(yīng)該進行保溫處理。當(dāng)板厚t＞36mm時，通過采用電加熱片或火焰預(yù)熱。利用火焰以及電加熱的形式進行處理，同時也可以采用大功率烤槍，100mm之內(nèi)加熱到76～87℃。其中電加熱的方式是現(xiàn)階段對金屬材料加熱速率最快的方式，同時也是一種綠色環(huán)保式的加熱方式，能有效地將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，起到加熱的功效。因此，本工程?dāng)中的加熱方式采用電加熱的方式進行施工。

2.3 冬期噴涂工藝

本工程涂料采用環(huán)氧富鋅底漆，環(huán)氧云鐵中間漆，聚氨酯面漆。涂裝工作的適宜溫度在10到60度間，相對濕度不能大于85%。在涂裝過程中，如果鋼板表面結(jié)露，將導(dǎo)致漆膜同原材結(jié)合較差，因此露點溫度在涂裝時應(yīng)嚴(yán)格控制。露點溫度受空氣溫度和相對濕度影響，可根據(jù)《建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》選取，鋼材表面溫度應(yīng)高于露點3度以上。此外，在雨雪天氣不能進行涂裝和底材的處理作業(yè)。

2.4 冬期吊裝措施

降雪天氣，大型構(gòu)件的吊裝工作應(yīng)暫停，并及時清理機械以及管桁架作業(yè)處的積雪，防止結(jié)冰。拉索、手拉葫蘆等器具應(yīng)注意保養(yǎng)和維護，保障使用時可以正常發(fā)揮作用。

進行構(gòu)件起吊前，檢查支撐胎架的底部和頂部固定措施，尤其是與混凝土看臺處的轉(zhuǎn)換梁，纜風(fēng)繩預(yù)埋件等措施是否有效，確保構(gòu)件安裝后的穩(wěn)定性。當(dāng)風(fēng)力大于4級時，應(yīng)停止構(gòu)件吊裝作業(yè)，風(fēng)停止時，對拉撐、纜風(fēng)繩等固定措施進行復(fù)檢，在確保安全的基礎(chǔ)上，對有變化的構(gòu)件進行校正并盡快與相鄰結(jié)構(gòu)連成空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定體系。

3 安全管理措施

3.1 安全保障措施

鋼結(jié)構(gòu)使用了大量的措施材料用于搭設(shè)安全平臺、安全爬梯、吊籠、生命線安全立柱等，材料必須嚴(yán)格的選取，確保低溫下質(zhì)量合格。尤其是用于高空中的安全措施，要采用有效的防滑措施。同時，應(yīng)收集天氣變化的信息，并重視雨、雪及大風(fēng)天氣的預(yù)警。在每次惡劣天氣到來前，應(yīng)及時進行安全檢查，以防止臨時措施出現(xiàn)問題。

3.2 冬期施工用電管理

在編制冬期施工方案和臨時用電專項方案時應(yīng)充分考慮冬期施工電焊機、加熱設(shè)備的功率和數(shù)量，選用合適的電箱和相應(yīng)截面的導(dǎo)線，防止超負荷。要定期檢查線路和用電設(shè)備，針對各項大功率用電點在使用前檢查接頭，導(dǎo)線防止發(fā)生短路、發(fā)熱和漏電現(xiàn)象。在工作結(jié)束時應(yīng)及時切斷電源。

3.4 安全管理措施

（1）安全檢查。成立冬期施工管理小組對冬期施工進行安全管理和檢查工作，通過貫徹安全生產(chǎn)的各類法規(guī)和安全生產(chǎn)制度，提高操作人員的安全生產(chǎn)思想意識及自我保護能力。重點要注意涉及危大工程的設(shè)備和機械，確保正確安全的使用設(shè)備，正確執(zhí)行施工安全技術(shù)交底要求。

冬期管理小組應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的平面布局，設(shè)置安全檢查線路，對重點要害部位和關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)進行巡查及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患，并及時對安全隱患問題進行整改。

（2）現(xiàn)場防火措施。保暖棚內(nèi)應(yīng)放置足夠數(shù)量的滅火器，在動火作業(yè)前，應(yīng)持有動火作業(yè)證明，并設(shè)置動火區(qū)域安全巡查人員。冬期施工使用的電熱器，須有產(chǎn)品合格證并經(jīng)過檢驗。冬期施工須定期檢查消防器材，確保能正常工作。對焊接使用的氣瓶應(yīng)進行重點檢查，如果氣瓶閥門發(fā)生凍結(jié)無法擰動，嚴(yán)禁用火加熱，可使用熱布進行加熱處理。對于冬期因防風(fēng)、保暖等需要進行局部封閉的區(qū)域，其維護材料必須采用不可燃材料，如金屬薄板或三防布等。

（3）大型吊車安全管理。注重施工機械及設(shè)備低溫的保養(yǎng)，尤其是機械使用的潤滑劑和冷卻液等。在遇到大風(fēng)以及降雪等惡劣天氣時，大型構(gòu)件的吊裝應(yīng)該立即停止，并在雪后及時清除積雪，避免結(jié)冰。預(yù)報有大風(fēng)前，應(yīng)注意大型吊裝機械的各項性能指標(biāo)是否可靠。在正常使用時，應(yīng)認(rèn)真檢查吊機的性能，吊裝時，復(fù)核吊裝構(gòu)件的重量和距離等，當(dāng)?shù)跹b負載率大于85%時需增加試吊工藝，吊機起重能力滿足要求時方可起吊。

4 結(jié)束語

安陽文體項目冬期施工期間正是鋼結(jié)構(gòu)施工高峰期。期間鋼結(jié)構(gòu)拼裝、吊裝、焊接、涂裝難度加大，風(fēng)險因素多。在技術(shù)策劃上，應(yīng)重點注意管桁架地面拼裝、焊接工藝、現(xiàn)場噴涂以及吊裝的質(zhì)量控制，在安全方面應(yīng)成立領(lǐng)導(dǎo)小組，制定保障措施，重點對用電、防火、大型吊車等危險源進行有效控制。