建筑工程施工中鋼結(jié)構(gòu)安裝的技術研究

杜鑫 殷靈秀

中信建設有限責任公司 北京 100027

引言

鋼結(jié)構(gòu)建筑在具體建設中具有良好的穩(wěn)定性，同時在價格和性能方面有顯著優(yōu)勢，因而在建筑行業(yè)中得到廣泛應用，但是在安裝方面會有一定的復雜性。為充分發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)的作用，相關人員必須要嚴格按照要求做好對鋼結(jié)構(gòu)的安裝。

1 工程建設中鋼結(jié)構(gòu)技術的應用優(yōu)勢

1.1 性能較為突出

相較于其他類型的材料，鋼結(jié)構(gòu)在應用中最為顯著的優(yōu)勢體現(xiàn)在其性能方面。如與傳統(tǒng)使用的木料或石材料進行比較分析后，鋼結(jié)構(gòu)無論是在強度、抗壓性能，還是韌性方面優(yōu)勢更為突出。在整個工程項目建設中，對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求極高。若結(jié)構(gòu)的材料具有理想的強度和韌性，則能夠進一步提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這在保證工程項目質(zhì)量方面具有重要意義[1]。

1.2 耐久性較為理想

在整個鋼結(jié)構(gòu)技術工程項目建設過程中，若能夠?qū)︿摬牧细g性和銹蝕進行較好的控制，則能夠進一步提升其耐久性。對大多數(shù)工程項目來說，使用的時間會比較長，因而保障其較長的服役期則十分重要。與混凝土結(jié)構(gòu)和石材料使用相比，鋼結(jié)構(gòu)在后期使用中并不會出現(xiàn)不規(guī)則沉降或裂縫等問題。

1.3 經(jīng)濟性較為突出

結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)技術實際應用，經(jīng)濟價值和效果較為理想，因而使得該技術應用范圍不斷拓展。與混凝土結(jié)構(gòu)施工比較復雜的施工程序及養(yǎng)護操作相比，鋼結(jié)構(gòu)只需要根據(jù)相應的設計完成對鋼材料的搭設，而在施工工作量方面也比較小，進而減少施工單位的成本[2]。

2 建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)安裝前的設計要求

2.1 鋼結(jié)構(gòu)的設計原則

眾所周知，鋼材料在工程建設中可對建筑物起到重要的定型和支撐作用。施工單位在工程建設中要想切實保障工程的穩(wěn)定性與堅固性，則需要注重鋼結(jié)構(gòu)的設計，并遵循相應的原則，具體有三點：一是適當減少對高密度鋼材料的應用。鋼材料主要是由碳、鐵為組成部分，而鎳、釩、錳等金屬則是根據(jù)鋼材料實際用途適量摻入其中，因而不同型號的鋼材密度是不同的。在工程建設期間，施工單位可在確保工程結(jié)構(gòu)達到要求的基礎上，適當減少對高密度鋼材的使用。二是結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)安裝方式與塑性系數(shù)，在進行結(jié)構(gòu)設計時，要留有相應的縫隙。在當前工程施工中，鋼結(jié)構(gòu)擺放方式主要是為橫向水平設或縱向豎直。因受物質(zhì)熱脹冷縮和分子運動理論的影響，鋼結(jié)構(gòu)大小會發(fā)生一定的變化，進而影響其穩(wěn)定性。為此，相關人員在設計期間，可采用安裝滾輪裝置或涂防護涂料方式，以此能夠在最大程度上減少鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化。三是在開始設計鋼結(jié)構(gòu)前，相關人員需按照要求對鋼結(jié)構(gòu)的稱重力進行測量，從而選擇合適的鋼材制作結(jié)構(gòu)組件，確保工程建設的穩(wěn)定性[3]。

2.2 鋼材料的選擇

結(jié)合實際，鋼材料是由混合金屬所制成的，因組成金屬元素 比例不同，所以鋼材料會分為不同的型號。相關設計人員在進行鋼結(jié)構(gòu)設計中，則要根據(jù)具體型號的鋼材性質(zhì)進行。一般來說，鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)主要有普通鋼、高錳鋼、高速鋼等。施工人員在安裝鋼結(jié)構(gòu)前，需做好對主體結(jié)構(gòu)的情況做好調(diào)查，接著在此基礎上選擇最為合適的鋼結(jié)構(gòu)施工類型和鋼結(jié)構(gòu)安裝方式，如對縱向豎直的稱重結(jié)構(gòu)，應選擇塑性系數(shù)比較低的鋼材進行制作。另外，在具體制作鋼結(jié)構(gòu)這一環(huán)節(jié)中，施工單位應采用全鋼邊框結(jié)構(gòu)。若是處于地質(zhì)災害頻發(fā)地區(qū)，可選擇鋼筋管支撐方式，從而更好保證建筑的防震性[4]。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)預設位置的規(guī)劃以及吊裝方式的選擇

施工人員在進行鋼結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)中，首先需做好鋼結(jié)構(gòu)預設位置的規(guī)劃。在開工前，施工人員是需通過對AR測量技術的有效利用對鋼結(jié)構(gòu)部件尺寸進行測量，接著還要結(jié)合工程施工規(guī)模和時長，對鋼材的需求進行估算。在這環(huán)節(jié)中，為準確獲取鋼結(jié)構(gòu)部件的預設位置，相關人員則可借助3D技術對施工建模進行繪制，從而能夠有效確定每個鋼結(jié)構(gòu)組件的位置，同時還要利用AR技術得出組件的安裝位置。為了進一步提升預設位置的精確性，施工人員可采用多次測量取平均值的方式進行。

3 建筑工程施工中鋼結(jié)構(gòu)安裝的技術研究

3.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝的準備階段

3.1.1 圖紙會審和設計變更。施工單位在進行鋼結(jié)構(gòu)安裝前需做好圖紙會審，從而能夠深入掌握設計內(nèi)容，及時發(fā)現(xiàn)影響構(gòu)件安裝的問題并進行處理?；诖耍嚓P人員在工程建設管理期間，必須要注重對圖紙會審工作的控制。結(jié)合實際，圖紙在使用期間難免會因單位變更發(fā)生變化，這就需要及時辦理相應的變更手續(xù)。

3.1.2 中轉(zhuǎn)場地的準備。對高層進行鋼結(jié)構(gòu)安裝中，需按照相關程序進行，同樣鋼結(jié)構(gòu)的供應也要按照程序順序進行，但是從實際現(xiàn)場施工情況看，因受各方面條件限制，施工單位需適當調(diào)節(jié)鋼結(jié)構(gòu)到的中轉(zhuǎn)場地，從而不斷擴大鋼構(gòu)件的存儲空間。對于中轉(zhuǎn)場地，需要具有良好的排水性能，不可堆放其他雜物，對不同類型的構(gòu)件要分開放置。

3.1.3 鋼構(gòu)件的核查、編號、彈線。相關人員需對鋼構(gòu)件的具體數(shù)量、外形、型號及強度等進行定期的清點，若發(fā)現(xiàn)有不符合要求的要及時處理。在進行鋼構(gòu)件編號時，必須要標記清楚，以免在吊裝環(huán)節(jié)中出現(xiàn)錯誤。另外，在具體構(gòu)件上還要做好對就位線和校正線的調(diào)整，之后在基礎杯口彈出縱橫軸線等。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝技術

3.2.1 準備工作。

（1）鋼結(jié)構(gòu)工程施工組織文件編制的內(nèi)容。首先需確定鋼構(gòu)件的數(shù)量，根據(jù)工程施工情況和需求，選擇合適型號的吊裝機械，并制定計劃，具體而言就是根據(jù)設計要求，制定合適的吊裝方法，確保工程建設進度。其次，在實際施工過程中，還要注重對質(zhì)量的把控，確保施工技術有效應用在作業(yè)中。

（2）鋼柱基礎。在這環(huán)節(jié)中，需要相關人員通過地腳螺栓連接鋼柱和基礎，將鋼柱基地頂面設計為平面，期間需要特別注意的是在施工過程中要確?；A標高精度。針對軸線、支座、基礎支撐面等測量環(huán)節(jié)，必須要達到精準要求。只有做好這些才可開始進行混凝土澆筑。

（3）鋼構(gòu)件的檢查。針對鋼構(gòu)件數(shù)量、外形及幾何尺寸等，對精準有較高的要求。為此，施工單位在工程建設中需遵循《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》中的有關要求進行。在施工前，為避免出現(xiàn)錯誤，施工人員需在鋼柱底部和上部標出軸線，同時還要標注綁扎點的位置，這樣做可為后續(xù)垂直度檢查、吊車梁等提供便利。

3.2.2 構(gòu)件的吊裝工藝。

（1）鋼柱的吊裝。一般針對單層廠房鋼柱吊梁，主要采用的是自軌道式起重機或吊裝行式起重機。在具體應用中，單機吊裝可選用旋轉(zhuǎn)法或滑行法，而若是重型，則需借助雙機抬吊方法。

（2）吊車梁的校正。結(jié)合實際，吊車梁吊車主要使用的是自行桿式起重機開展相關吊裝作業(yè)。相關人員在進行吊裝工作前，需拉住支座，且邊吊邊放松。之所以這樣做，主要目的是為了避支座出現(xiàn)搖擺現(xiàn)象。另外，在這環(huán)節(jié)中，施工人員需要確保吊裝的穩(wěn)定性，可選用組合吊裝，這樣既能夠保證穩(wěn)定性，還可切實提高工作效率。

3.3 鋼網(wǎng)架安裝技術

通過深入了解，鋼網(wǎng)架可結(jié)合其形式、施工條件等選擇最為合適的安裝方法，具體包括把桿提升法、多機抬吊法、高空滑移法等。

3.3.1 把桿提升法。首先需要施工人員在地面上按照要求做好對網(wǎng)架的錯位拼裝，接著將網(wǎng)架逐漸提升到柱頂上部，之后開始在空中進行安裝。在這過程中，施工人員需要注意對把桿時需對起重量和吊點進行合理布置，確保每根桿配不少于6根的繩子，從而在最大程度上增強其穩(wěn)定性。

3.3.2 多機抬吊法。施工人員對需在安裝前期，做好錯位安裝，接著將安裝好的網(wǎng)架使用多臺起重機進行提升并固定。網(wǎng)架在地面進行安裝期間，施工人員需要注意的是其與柱軸線錯開一定的距離，同時還要提前準備好臨時支柱，接著可放置在網(wǎng)架軸線的支座處。在這環(huán)節(jié)中，施工人員需嚴格按照要求，進行相關工作。在拼裝網(wǎng)架期間，需將鋼管完全放入后，才可進行校正，接著進行焊接。通過使用多機抬吊設備的有效使用，可在最大程度上避免吊車負荷不均勻現(xiàn)象的發(fā)生。為做好這項工作，施工人員則要注重對吊點數(shù)量和位置的合理控制，確保其與結(jié)構(gòu)支撐情況達到一致。

3.3.3 高空滑移法。關于高空滑移法，就是將網(wǎng)架分成大小相一致的條狀單元后，將其擱置于鋼制滑軌上，同時還要將構(gòu)件滑軌放于混凝土上，以此讓網(wǎng)狀單元逐漸滑移，也就是從一端到另外一端。結(jié)合實際，這種安裝方法多應用在大型建筑施工中，如戲劇院、電影院等。對于平移方法，一般有兩種，分別是滑動平移、滾動平移。其中，滑動平移就是通過對網(wǎng)架與軌道的利用，將網(wǎng)架直接與軌道進行接觸。這種方式在使用中雖然存在一定的局限性，但是在裝置上會比較簡單。而滾動平移，則是通過對網(wǎng)架與滾動輪的利用，將網(wǎng)架支座與滾動輪進行直接接觸，以此降低摩擦力，不斷提升效率。

4 鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝技術的質(zhì)量控制策略

4.1 加強對施工材料的管理

眾所周知，鋼結(jié)構(gòu)是建筑安裝工程中的重要質(zhì)量保證，需要施工單位予以重視，并從施工材料質(zhì)量方面著手，建筑材料質(zhì)量關系到鋼結(jié)構(gòu)安裝效果。因而通過對施工材料的質(zhì)量管理，不僅可保證建筑建設質(zhì)量，還有助于施工單位降低成本。對建設施工單位而言，要想對成本進行有效控制，則可圍繞材料使用、購買、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)適當控制費用，以此達到降低成本的目標，保證經(jīng)濟效益。

4.2 鋼結(jié)構(gòu)主體工程的質(zhì)量控制

針對建設過程中的質(zhì)量控制和驗收，會對鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。相關人員在進行質(zhì)量驗收期間，首先要按照標準要求對構(gòu)件安裝進行驗收工作，在這環(huán)節(jié)中需要重點關注安裝位置、垂直度等，確保安裝位置未出現(xiàn)偏移，接著通過使用相關儀器對安裝后梁柱的垂直度情況進行全面檢驗，待檢驗合格后方可開展后續(xù)工作。另外，相關人員在檢驗中，還要注意螺栓是否擰緊，且位置是否合理以及有無對其他結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響等。若經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)螺栓出現(xiàn)松動現(xiàn)象，會給整個建筑施工質(zhì)量造成影響。結(jié)合有關標準，螺栓邊緣縫隙需控制在0.8mm，若是高強螺栓則不可用打孔或敲打方式進行安裝，若是普通螺栓，不需要墊放較多的墊片，這些錯誤的行為都會在一定程度上影響鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量，為此施工單位在這方面需要特別注意。

4.3 加強人才技術管理

人才技術管理是建筑工程管理中的重要手段之一，對施工單位而言，即使有高質(zhì)量的建筑材料，但若缺少高技能的施工人才，則難以高效完成鋼結(jié)構(gòu)工程施工。基于此，施工單位應深刻認識到培養(yǎng)人才的重要性，加強對施工人員的培訓，從而不斷提升施工人員技術能力，保證鋼結(jié)構(gòu)安裝技術在工程建設中有效應用，確保工程建設整體質(zhì)量。

5 結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)階段建筑工程建設中，鋼結(jié)構(gòu)可有效提升建筑使用空間，減少整體重量，同時還可增強建筑抗震能力，因而在行業(yè)發(fā)展中得到廣泛應用。因建筑技術在不同類型建筑項目中的應用不同，特別是在高層、多層等建筑建設中，鋼結(jié)構(gòu)技術則更為復雜。為此，施工單位在鋼結(jié)構(gòu)安裝中要特別對技術的使用，根據(jù)現(xiàn)場情況以及相關要求，做好對技術的有效把控，以此能夠不斷提升鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定性與可靠性，滿足現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展需求。