復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)曲面肋梁加工及安裝技術(shù)分析

弓國(guó)濤

（陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710032）

在施工技術(shù)體系不斷成熟的背景下，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍也在不斷拓寬，該結(jié)構(gòu)具備質(zhì)量小、強(qiáng)度高等優(yōu)勢(shì)，能夠有效降低建筑工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的受壓情況。在鋼結(jié)構(gòu)組成部分中，曲面肋梁屬于加工和安裝難度較高的構(gòu)件，通過(guò)梳理曲面肋梁加工和安裝過(guò)程中需要注意的內(nèi)容，對(duì)于提升結(jié)構(gòu)加工和安裝質(zhì)量有著積極地意義。

1 復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)曲面肋梁加工要點(diǎn)分析

1.1 模型及編號(hào)確定

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加工之前，首要工作任務(wù)便是做好模型和確定編號(hào)。在具體應(yīng)用中，需要保證以下設(shè)計(jì)資料齊全:原設(shè)計(jì)圖紙或其他與原設(shè)計(jì)圖紙性質(zhì)等同的文件、項(xiàng)目交底文件。交底文件中需包含運(yùn)輸尺寸、重量、構(gòu)件分段原則、編號(hào)原則、現(xiàn)場(chǎng)吊機(jī)起吊量等。起始建立模型的時(shí)候，由一位( 唯一性) 建模人員負(fù)責(zé)添加軸網(wǎng)、新截面和新材質(zhì)，模型完成后經(jīng)詳圖審核人員報(bào)安裝人員審核。深化設(shè)計(jì)模型應(yīng)包括所有結(jié)構(gòu)桿件、構(gòu)件零件編號(hào)、連接節(jié)點(diǎn)、細(xì)部構(gòu)造、工藝措施及與其他專業(yè)協(xié)調(diào)的內(nèi)容等。類似大型多腔體項(xiàng)目，加工及現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)不可避免需要開(kāi)設(shè)部分人行孔及排煙孔，人行孔及排煙孔的開(kāi)設(shè)需要與加工人員和現(xiàn)場(chǎng)施工人員溝通確認(rèn)，建模人員需要在三維模型中按照行走路線漫游是否可行，從而確保加工后構(gòu)件的實(shí)用性。

1.2 臨時(shí)措施的設(shè)定

在綠色施工理念不斷推行的背景下，為了確保綠色施工工作的順利進(jìn)行，減少現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)內(nèi)容，因此在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工前，還需做好技術(shù)溝通工作，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制圖深度和表示方法》等規(guī)范內(nèi)容，結(jié)合設(shè)計(jì)人員提出的要求，提前確定梁結(jié)構(gòu)上需要安裝的碼板、吊耳、焊接襯板等位置，并且以此為基礎(chǔ)來(lái)制作詳細(xì)的構(gòu)件加工圖，參數(shù)信息需要滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的實(shí)際需求，而且在對(duì)這些臨時(shí)措施進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)盡量使用結(jié)構(gòu)的邊角料，這樣可以減少鋼材原材料的損耗，降低鋼結(jié)構(gòu)加工時(shí)成本的支出。

1.3 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)加工

在不同的建筑工程項(xiàng)目中，對(duì)于曲面肋梁的尺寸要求也不同。例如，在橋梁工程施工過(guò)程中，所需要的肋梁結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，如4500mm×3000mm ×1500mm都是常見(jiàn)的尺寸結(jié)構(gòu)。而且這些結(jié)構(gòu)內(nèi)部隔板數(shù)量較多，需要在結(jié)構(gòu)不同位置處進(jìn)行加強(qiáng)肋設(shè)計(jì)，為了滿足后續(xù)運(yùn)輸實(shí)際要求，在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)，也需要根據(jù)實(shí)際情況將節(jié)點(diǎn)劃分為若干段，如一些大尺寸曲面肋梁，可以將其分為三到五段，然后進(jìn)行加工，確保每個(gè)銜接節(jié)點(diǎn)之間能夠順利連接在一起。并且在加工過(guò)程中，對(duì)于這些復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，在處理過(guò)程中還要控制好焊接順序，尤其是一些隱蔽位置處，需要做好隱蔽焊縫處理工作，焊接質(zhì)量滿足要求之后，做好防腐涂裝工作，從而確保材料運(yùn)輸環(huán)境的安全性。

1.4 鋼結(jié)構(gòu)焊接操作

在曲面肋梁加工過(guò)程中，還需要注意結(jié)構(gòu)焊接的相關(guān)內(nèi)容，在具體焊接中，首要工作便是隱蔽焊縫的處理工作，隨后再對(duì)焊接其他結(jié)構(gòu)位置。而且在焊接過(guò)程中要注意焊接順序、焊接速度、焊接材料等工作，確保鋼結(jié)構(gòu)能夠順利完成焊接，同時(shí)可以達(dá)到指定的焊接要求。另外，在鋼結(jié)構(gòu)完成焊接操作之后，進(jìn)行質(zhì)量校驗(yàn)，目前經(jīng)常使用到的探測(cè)方法為超聲波探傷技術(shù)，具體探傷范圍、技術(shù)要求需要根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范來(lái)控制，待材料焊接質(zhì)量滿足要求之后，可以進(jìn)入到防腐處理環(huán)節(jié)，提高材料的焊接質(zhì)量。

1.5 防腐涂裝設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部含有的鐵元素，在與外界空氣長(zhǎng)期接觸的情況下，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，這也會(huì)降低結(jié)構(gòu)承載力，威脅到結(jié)構(gòu)使用的安全性。因此在實(shí)際施工過(guò)程中，需要做好鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝的相關(guān)設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)處理過(guò)程中，經(jīng)常使用到的處理方法為熱噴鋁鋅技術(shù)，但是該工藝具備較強(qiáng)的污染性，不滿足綠色施工的相關(guān)要求。因此目前在做防腐處理時(shí)，常用的技術(shù)為冷噴鋅防腐技術(shù)。在應(yīng)用此技術(shù)時(shí)，需要嚴(yán)格按照相關(guān)要求操作，而且在實(shí)際應(yīng)用中，還需要做好防腐操作后的質(zhì)量檢查，對(duì)于漏涂部位及時(shí)進(jìn)行返工，確保曲面肋梁出廠前的加工質(zhì)量。

2 復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)曲面肋梁安裝技術(shù)分析

2.1 進(jìn)行結(jié)構(gòu)組裝

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)組裝過(guò)程中，需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，梳理具體的安裝順序，在曲面肋梁施工過(guò)程中，需要依次完成翼緣板組裝、橫隔板組裝、定位卡板組裝、腹板組裝、腹板焊接、肋梁牛腿組裝等工作，從而得到穩(wěn)定的曲面肋梁結(jié)構(gòu)。第二，做好復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的處理工作，施工過(guò)程中日字形截面肋梁縱向加勁肋的拼接難度相對(duì)較高，同時(shí)直接進(jìn)行焊接難度較大，而且肋梁結(jié)構(gòu)的下腹板在焊接時(shí)需要仰焊，困難程度相對(duì)較高，通常情況下對(duì)其處理時(shí)，會(huì)先完成結(jié)構(gòu)切割工作，隨后再進(jìn)行全熔透焊，以此來(lái)完成結(jié)構(gòu)焊接，確保肋梁最終的施工質(zhì)量。

2.2 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)清理

在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)清理過(guò)程中，需要注意以下幾部分內(nèi)容：第一，將作業(yè)區(qū)域的雜物清理干凈，肋梁一般都會(huì)通過(guò)吊車來(lái)輔助施工，對(duì)此作業(yè)區(qū)域內(nèi)應(yīng)提前清理完雜物，而且對(duì)于基礎(chǔ)面進(jìn)行平整處理。如果基層硬度相對(duì)較低，做好基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)工作后再搭設(shè)支架，以便滿足后續(xù)肋梁安裝要求。第二，對(duì)于肋梁組裝區(qū)域進(jìn)行清理，將區(qū)域內(nèi)雜物清理出去，而且基礎(chǔ)面做平整處理，這樣有助于肋梁結(jié)構(gòu)在組裝過(guò)程中，可以順利驗(yàn)收肋梁角度、接縫處理等工作質(zhì)量，這也是曲面肋梁施工質(zhì)量的重要保障措施。

2.3 吊車起吊構(gòu)件

肋梁一般都會(huì)通過(guò)吊車來(lái)輔助施工，在吊車正式起吊肋梁之前，先選擇吊車，根據(jù)需要起吊肋梁重量，可以選擇不同重量級(jí)的吊車參與到安裝過(guò)程中。同時(shí)采用兩點(diǎn)起吊或三點(diǎn)起吊來(lái)穩(wěn)定肋梁施工過(guò)程。另外在安裝過(guò)程中還需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，做好試吊動(dòng)作，在肋梁起吊離開(kāi)地面30到50厘米時(shí)懸停，檢查起吊時(shí)各位置是否存在松動(dòng)，如果存在異常情況，需放回地面進(jìn)處理后再起吊。第二，起吊后還需要減少移動(dòng)距離，一般都選擇先向上提升，在達(dá)到指定標(biāo)高后再平移，控制好平移速度，確保肋梁移動(dòng)的穩(wěn)定性。

2.4 位移誤差控制

在位移誤差控制環(huán)節(jié)中，需要注意：第一，在吊車將肋梁移動(dòng)到待安裝位置附近時(shí)，此時(shí)放低移動(dòng)速度?？紤]到結(jié)構(gòu)質(zhì)量較大，突然停止會(huì)具備較大的慣性，因此在待安裝位置處會(huì)提前布置一些木板，起到緩沖作用。第二，在安裝過(guò)程中，需要遵循先粗調(diào)整后精細(xì)調(diào)整的順序，粗調(diào)是對(duì)肋梁的標(biāo)高、相對(duì)位置進(jìn)行誤差控制，而精調(diào)則是在結(jié)構(gòu)馬上達(dá)到指定安裝位置前，校正肋梁中軸線、中位線等內(nèi)容，將誤差控制在容差范圍內(nèi)，確保安裝結(jié)果的可靠性。

2.5 安裝過(guò)程監(jiān)測(cè)

在肋梁安裝期間，做好監(jiān)測(cè)工作也屬于非常重要的內(nèi)容之一。需要注意以下幾點(diǎn)：第一，做好監(jiān)測(cè)點(diǎn)的合理布設(shè)，結(jié)合之前借助BIM技術(shù)得到的仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以了解到，肋梁在安裝過(guò)程中，結(jié)構(gòu)上、中、下三個(gè)位置屬于應(yīng)力較為集中位置，因此在布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，需要在該位置布置若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)，確保采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。第二，做好監(jiān)測(cè)設(shè)備的選擇工作，利用振弦式傳感器來(lái)完成應(yīng)力數(shù)據(jù)的采集工作，傳感器采集到的數(shù)據(jù)也會(huì)統(tǒng)一在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行處理。第三，數(shù)據(jù)處理過(guò)程需要滿足要求，而且還需要對(duì)最大、最小應(yīng)力數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，評(píng)估數(shù)值合理性，如果不滿足要求，則需及時(shí)做好分流或者補(bǔ)強(qiáng)工作，從而提高曲面肋梁結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量。

2.6 安裝質(zhì)量驗(yàn)收

完成上述操作之后，進(jìn)入到安裝質(zhì)量的驗(yàn)收工作中，在具體驗(yàn)收過(guò)程中，主要分為兩部分內(nèi)容：一部分是做好焊縫質(zhì)量的驗(yàn)收工作，可以利用超聲波探傷技術(shù)來(lái)完成該環(huán)節(jié)，具體探傷范圍、技術(shù)要求需要根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范來(lái)控制。另一部分則是做好防腐質(zhì)量的檢查，在吊裝過(guò)程中難免會(huì)存在磕碰的情況，需要統(tǒng)計(jì)防腐涂層掉落情況，對(duì)于漏涂部位及時(shí)返工，確保曲面肋梁的安裝質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，曲面肋梁結(jié)構(gòu)在使用時(shí)，多采用拼接的方式來(lái)完成施工，這也要求前期對(duì)曲面肋梁進(jìn)行加工時(shí)，需要滿足較高的精準(zhǔn)度要求。并且在曲面肋梁安裝過(guò)程中還需要做好節(jié)點(diǎn)處理工作，從而確保曲面肋梁的施工質(zhì)量，提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工強(qiáng)度。