淺談鋼結(jié)構(gòu)施工中的常見問題

張杰

（山西建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，山西 太原 030001）

0 引言

近年來，我國建筑施工水平的提升十分顯著，不僅實(shí)現(xiàn)了舒適安全居住環(huán)境的營造，同時也為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了巨大推動力。建筑施工環(huán)節(jié)，廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)形式就是鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)不僅不會嚴(yán)重污染環(huán)境，同時也能夠達(dá)到高效施工目的，且具備十分良好的抗震性能，能為建筑工程施工質(zhì)量提供保障，切實(shí)減少施工安全隱患。但從當(dāng)下鋼結(jié)構(gòu)施工實(shí)際情況來看，質(zhì)量控制不當(dāng)問題已然存在，致使在工程施工中埋下嚴(yán)重的安全隱患。面對此種情況，必須要將鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制工作做好，使施工安全事故的發(fā)生切實(shí)規(guī)避。對此，相關(guān)質(zhì)量監(jiān)管人員要將施工隊(duì)伍建設(shè)工作做好，基于鋼結(jié)構(gòu)工程施工環(huán)節(jié)各要點(diǎn)的熟練掌握，進(jìn)而以工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)開展施工操作，如此才能為鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量提供保障，切實(shí)規(guī)避施工中的各種常見問題。

1 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分析

鋼結(jié)構(gòu)就是使用鋼材制作的結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)代建筑中的主要建筑結(jié)構(gòu)類型之一，鋼材具有高強(qiáng)度和自重輕、剛度大等特征，在超高及超重型的建筑物施工中十分適用[1]。鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)具體如下：鋼材具有良好的均質(zhì)性，是一種較為理想的彈性體，且材料具有較好的塑性及韌性，變形較大，在動力荷載方面可達(dá)到良好承受目的；鋼結(jié)構(gòu)施工效率高，也具有較高的工業(yè)化程度，且機(jī)械化程度較高的專業(yè)化生產(chǎn)目標(biāo)也能順利達(dá)成；鋼結(jié)構(gòu)的加工具備較高精度和高效化特征，具備良好密閉性，能在氣罐及油管、變壓器等建造中應(yīng)用。對比來看，鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)為不具備良好的耐火性及耐腐蝕性。

2 鋼結(jié)構(gòu)施工工藝

2.1 鋼結(jié)構(gòu)選材

鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢十分顯著，但也有一定不足存在，其不足具體如下：存在較大的導(dǎo)熱系統(tǒng)，不具備良好的耐火性[2]。實(shí)際選材環(huán)節(jié)，要明確國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的常用鋼材分類，如以化學(xué)成分為依據(jù)，鋼材一般會分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼等；再如，以屈服強(qiáng)度為依據(jù)，鋼種具體有4 個等級。具體要與鋼結(jié)構(gòu)施工的具體要求相結(jié)合針對性選擇型材及鋼板，進(jìn)而從選材方面為鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

2.2 箱型柱制作組裝

（1）放樣號料。具體放樣的過程中，留出5mm 加工余料的工件為進(jìn)行銑、刨加工的工件，在進(jìn)行號料時應(yīng)注意材料的節(jié)約，并為切割、零件質(zhì)量提供保障，取料過程應(yīng)以規(guī)定方向?yàn)橐罁?jù)。

（2）下料切割。采用多頭自動切割機(jī)的方式進(jìn)行下料，下料對象為箱體4 塊主板，同時打坡口時要以機(jī)械形式為主，具體可選用滾剪倒角機(jī)，在此基礎(chǔ)上針對性矯正所下板件，該環(huán)節(jié)應(yīng)選用立式液壓調(diào)直方式及矯正機(jī)等，為板件平整度提供保證。

（3）箱體組裝。組裝內(nèi)隔板的過程中，需要先將工藝隔板及加勁板在裝配平臺上進(jìn)行裝配，具體是裝配上一箱體主板上，一般來說，工藝隔板和主板兩端頭的間距應(yīng)為200mm，而工藝隔板間距應(yīng)控制在1000~1500mm 的范圍內(nèi)；進(jìn)行u 型組裝時，先焊工藝隔板和加勁板、主板，之后進(jìn)行組裝；焊接內(nèi)隔板和主板時，要以焊接工藝要求為參照依據(jù)，進(jìn)而選擇針對性焊接方式，即具體選用手工電弧焊或二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊[3]。

（4）焊接箱體4 條主焊縫。該環(huán)節(jié)的焊接要先進(jìn)行打底，打底焊接法可選用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的方式，之后蓋面填充時可選用埋弧自動焊方式。焊縫兩端應(yīng)注意引弧、引出板的設(shè)置，并保障其材質(zhì)及坡口形式等同于焊件；完成焊接操作的后期，需進(jìn)行打磨平整。

2.3 鋼柱制作安裝

超高層建筑中，豎向構(gòu)件鋼柱在一定程度上決定著對層高及建筑總高度，具體加工和制造鋼柱的環(huán)節(jié)，需符合現(xiàn)行規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。鋼柱為100m 時，構(gòu)件一般分為8~12 節(jié)，鋼柱翻樣下料制作中，要注意焊縫收縮變形、壓縮變形等情況?？刂其撝鶚?biāo)高時，方式一般有兩種：①以相對標(biāo)高為依據(jù)，鋼柱制作安裝長度誤差為3mm 內(nèi)，無須考慮焊縫收縮變形、豎向荷載所引發(fā)壓縮變形等問題，該環(huán)節(jié)僅保障建筑物總高度滿足各節(jié)柱子制作允許偏差總和等即可[4]。②12 層以上且精度要求較高的層高中，應(yīng)根據(jù)土建標(biāo)高進(jìn)行安裝，這一過程要統(tǒng)一每節(jié)鋼柱累加尺寸和設(shè)計要求總尺寸。針對每節(jié)柱接的收縮變形、壓縮變形等來說，需在每節(jié)鋼柱加工長度中計入，不論選擇的安裝方式為哪一種，都需要在翻樣下料制作環(huán)節(jié)進(jìn)行充分表達(dá)，同時需要與設(shè)計要求總高度相符。

2.4 框架梁制作安裝

H 型鋼主要是應(yīng)用在高層及超高層框架梁中，而連接框架梁和鋼柱時，最好是選用剛性連接方法，鋼柱以貫通型為主，將橫向加勁肋設(shè)置在框架梁上下翼緣處。連接框架梁和鋼柱時，為確保連接處節(jié)點(diǎn)具備良好延性且能夠可靠連接等，工廠制造環(huán)節(jié)，就應(yīng)在懸臂梁的設(shè)置方面提高注重程度，如將其設(shè)置在框架梁處，與此同時，懸臂梁上下翼緣和鋼柱具體連接操作環(huán)節(jié)，也應(yīng)注意環(huán)節(jié)方式的可續(xù)選擇，該環(huán)節(jié)一般為剖口熔透焊縫法，并配合貼角焊縫科學(xué)開展腹板的處理。連接框架梁和鋼柱懸臂梁短牛腿時，要在上下翼緣連接方面予以重點(diǎn)關(guān)注，該環(huán)節(jié)的連接最好選用襯板全熔透焊縫法，副板則借助高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。借助高強(qiáng)螺栓群進(jìn)行連接時，需注意孔位精度，只有為孔位精度提供保障，才能實(shí)現(xiàn)可靠、預(yù)期的連接目標(biāo)。目前，制孔形式一般為模板制孔、多軸數(shù)控鉆孔等，二者相比后者具備較高精度，所以應(yīng)對后者進(jìn)行優(yōu)先考慮[5]。選擇模板制孔方式應(yīng)用的過程中，要保障模板精度，切實(shí)滿足高強(qiáng)螺栓組裝孔等對精度的實(shí)際需求；在孔位存在局部偏差現(xiàn)象的情況下，閘刀擴(kuò)孔是僅允許使用的方法，該環(huán)節(jié)氣割擴(kuò)孔的方式應(yīng)嚴(yán)禁使用。

2.5 梁及連接板的加工與組焊

①下料。型鋼下料時，要選用型鋼切割機(jī)，且鋼板下料時，要選用半自動切割機(jī)，在進(jìn)行下料的后期，清渣修磨應(yīng)積極開展，且在歸類放置的過程中要進(jìn)行編號。②鉆孔。鉆孔環(huán)節(jié)要先在構(gòu)件上使用劃針、鋼尺等工具，將孔中心、直徑劃出，并將4 只沖孔打在孔的四周，在鉆孔后要及時開展相應(yīng)的檢查工作。③處理高強(qiáng)度螺栓摩擦面。該環(huán)節(jié)要借助噴砂處理方法，具體可利用電動砂輪機(jī)在鋼板表面開展打磨操作，這一過程要確保砂輪打磨方向和受力方向呈現(xiàn)出垂直狀態(tài)。

3 鋼結(jié)構(gòu)施工中的常見問題與解決對策

3.1 構(gòu)件生產(chǎn)制作問題與解決對策

門式鋼架往往是以薄板件為主，且最薄可達(dá)到4mm，薄板下料環(huán)節(jié)，剪切方式為首選，火焰切割方式應(yīng)積極避免，原因在于火焰切割會導(dǎo)致板邊有較大的波浪變形產(chǎn)生。目前，H 型鋼焊接多以埋弧自動焊或者半自動焊的形式為主，但在控制不當(dāng)?shù)那闆r下焊接變形極易發(fā)生，最終導(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)彎曲或者扭曲問題。

該方面鋼結(jié)構(gòu)施工常見問題的應(yīng)對措施具體如下：嚴(yán)格把控整個過程施工質(zhì)量。首先，下料前要開展針對性的檢驗(yàn)工作，具體是圍繞鋼板尺寸及材質(zhì)是否與設(shè)計要求相符等進(jìn)行檢查，同時要觀察外觀是否存在缺陷，是否具備齊全的質(zhì)保單，也要檢查焊劑是否匹配所焊鋼板等[6]。具體下料環(huán)節(jié)，要清除切割表面鐵銹及污染物，為切割件干凈、平整提供保障，而在切割后，要將熔渣、飛濺物及時清除。

3.2 柱腳安裝問題和解決對策

（1）預(yù)埋件問題。該方面問題具體有如下表現(xiàn)：預(yù)埋件的整體或局部存在偏移現(xiàn)象，標(biāo)高不當(dāng)，未采取保護(hù)措施處理絲扣等。問題處理過程，需要鋼結(jié)構(gòu)施工單位和土建施工單位協(xié)同配合，將預(yù)埋件工作完成；澆搗混凝土前，應(yīng)注意相關(guān)尺寸的積極復(fù)核。

（2）錨栓不垂直問題。該方面問題具體表現(xiàn)為框架柱柱腳底板不具備良好的水平度，錨栓并未呈現(xiàn)出垂直狀態(tài)，在基礎(chǔ)施工后預(yù)埋錨栓水平存在較大的偏差；安裝柱子后并未在一條直線上，有東倒西歪的現(xiàn)象，導(dǎo)致房屋外觀不具備美觀性，也會致使鋼柱安裝存在誤差現(xiàn)象，影響結(jié)構(gòu)受力的同時，也與施工驗(yàn)收規(guī)范要求不符[7]。應(yīng)對處理過程，措施具體如下：安裝錨栓的過程中，堅(jiān)持使用下部調(diào)整螺栓來調(diào)平底板，之后使用無收縮砂漿開展二次的灌漿填實(shí)操作（國外施工方法）。對此，錨栓施工環(huán)節(jié)，要固定錨栓，固定過程要選用鋼筋或角鋼，之后焊接成籠狀，并在支撐方面進(jìn)行完善，或者是基于其他有效措施應(yīng)用，使?jié)补嗷A(chǔ)混凝土?xí)r可能會出現(xiàn)的錨栓移位現(xiàn)象有效規(guī)避。

（3）錨栓連接問題。問題有如下表現(xiàn)：柱腳螺栓的擰緊度不夠，墊板和底板之間并未開展焊接操作；部分錨栓未露2~3 個絲扣。問題的對應(yīng)處理方式為將錨桿和螺帽進(jìn)行焊接處理；化學(xué)錨栓外部應(yīng)進(jìn)行防火隔熱處理，有效避免發(fā)生火災(zāi)時對錨固性能的影響；注意基礎(chǔ)沉降觀測資料的積極補(bǔ)測。

3.3 連接問題和解決對策

（1）高強(qiáng)螺栓連接問題。螺栓裝配面與要求不符，導(dǎo)致螺栓安裝難度增加，或螺栓緊固度與設(shè)計要求不符。此種問題產(chǎn)生的原因?yàn)槁菟ū砻娲嬖陔s質(zhì)，如浮銹及油污等，加之螺栓孔壁存在毛刺及焊瘤等雜物時也會出現(xiàn)該方面問題；此外，經(jīng)過處理的螺栓安裝面仍有不足、缺陷的情況下也會出現(xiàn)連接問題[8]。處理措施如下：逐個清理高強(qiáng)螺栓表面浮銹及油污、螺栓孔壁不足等，具體使用前，要開展防銹處理操作，且對于拼裝所用螺栓來說，正式拼裝時要嚴(yán)禁使用不符合要求的螺栓。安排專人保管、發(fā)放螺栓；裝配面處理的過程中，要注意施工安裝順序的考慮，使重復(fù)現(xiàn)象有效避免，同時要盡可能在吊裝前開展針對性處理操作。

（2）螺栓絲扣損傷問題。該方面問題會導(dǎo)致螺桿向螺母中的自由旋入受到影響，給螺栓裝配帶來阻礙，此類問題產(chǎn)生的主要原因?yàn)榻z扣嚴(yán)重銹蝕所致。問題處理過程，在螺栓使用前要注意仔細(xì)挑選，并進(jìn)行清洗除銹操作；螺栓存在絲扣損傷問題時，不可當(dāng)作臨時螺栓進(jìn)行應(yīng)用，且強(qiáng)行打進(jìn)螺孔的行為應(yīng)嚴(yán)格禁止；要按套存放預(yù)先選配的螺栓組件，且在具體使用過程隨意互換現(xiàn)象應(yīng)避免。

3.4 構(gòu)件變形問題和解決對策

（1）運(yùn)輸過程構(gòu)件有變形現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致構(gòu)件死彎或緩彎問題由此產(chǎn)生，最終難以安裝構(gòu)件。該方面問題產(chǎn)生的原因?yàn)橹谱鳂?gòu)件過程，受焊接影響導(dǎo)致變形出現(xiàn)，一般該方面變形是以緩彎為主；在構(gòu)件處在待運(yùn)狀態(tài)時，并未設(shè)置合理的支墊點(diǎn)，如在上下墊木并未呈現(xiàn)垂直狀態(tài)、堆放場地有沉陷發(fā)生時，構(gòu)件死彎或緩變形問題就會隨之產(chǎn)生；運(yùn)輸構(gòu)件時，受碰撞因素影響導(dǎo)致變形問題產(chǎn)生，該方面變形通常為死彎[9]。問題處理對策如下：前期要選擇減小焊接變形的措施進(jìn)行應(yīng)用；組裝焊接環(huán)節(jié)，采用的措施為反方向變形等，并服從焊接順序規(guī)劃組裝順序，具體組裝過程要使用組裝胎具，并注意足夠多支架的設(shè)置，使變形得到切實(shí)防止；構(gòu)件待運(yùn)和具體運(yùn)輸環(huán)節(jié)，在墊點(diǎn)的合理配置方面提高注意程度。后期處理環(huán)節(jié)，在面對出現(xiàn)死彎變形的構(gòu)件時，治理方法一般為機(jī)械矯正。

（2）在拼裝完鋼梁構(gòu)件后，全長扭曲比允許值大，難以保障鋼梁安裝質(zhì)量。該方面問題產(chǎn)生的原因如下：使用了不合理的拼接工藝；拼裝節(jié)點(diǎn)尺寸與設(shè)計要求不符。問題處理對策為構(gòu)件拼裝環(huán)節(jié)，注意拼裝工作臺的設(shè)置，定位焊的工程中，要找平構(gòu)件底面，使翹曲現(xiàn)象有效避免[10]。梁端或梯道最后組裝時，需在定位焊后開展變形調(diào)整處理，并為節(jié)點(diǎn)尺寸與設(shè)計要求相符提供保障，避免構(gòu)件扭曲現(xiàn)象產(chǎn)生；在構(gòu)件自身不具備良好剛性時，進(jìn)行翻身施焊之前，要注意開展加固處理，且在構(gòu)件翻身后找平應(yīng)立即開展，使構(gòu)件焊后無法矯正的現(xiàn)象切實(shí)規(guī)避。

4 結(jié)語

在現(xiàn)代建筑中，鋼結(jié)構(gòu)的大規(guī)模應(yīng)用，為現(xiàn)代施工技術(shù)的發(fā)展提供了促進(jìn)作用，與此同時，也使得現(xiàn)有施工工藝的革新步伐隨之加快。鋼結(jié)構(gòu)施工中，要想切實(shí)規(guī)避一些常見問題，必須要在鋼結(jié)構(gòu)施工的各個環(huán)節(jié)加強(qiáng)管控力度，基于常見問題的提前預(yù)防和有效應(yīng)對，確保在施工中有效消除各種質(zhì)量隱患，為鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量提供保障。