试论钢结构施工技术

　　摘要:近几年来，钢结构在我国的高耸结构以及超高层结构中的应用变得非常广泛。建筑工程中的一个比较特殊的部分就是钢结构施工，其施工时要求有专业化的加工机械和熟练操作的的专业技术工人施工作为保障，才能保证施工施工质量。在钢结构施工的同时还常常穿插土建、设备等安装的施工。本文从钢结构施工中存在的问题出发，简述了钢结构的施工流程，并详细介绍了钢结构在高层建筑钢结构的施工技术。
　　关键词：钢结构；施工技术；高层建筑
　　1.钢结构建筑简介
　　钢结构是指以钢材为材料做成受力构件的结构，强度高，自重轻、施工速度快、抗震性能好、节能环保及工业化程度高这些特点都是钢结构建筑的优点，因此其成为了我国十五期间重点推广项目之一。最近几年里，建筑业蓬勃发展尤其是在城市建筑上，由于城市的地理条件所限制，高层钢结构工程便开始成为了城市建筑业的主流。在这种背景下，钢结构安装的施工顺序的精确确定、施工安装质量的提高便成为了保证整个工程质量的工期的重点工作对象。钢结构的安装要是在施工过程中出现了问题，轻者会影响工期，破坏结构外观，浪费材料等；重者则可能会造成人员的伤亡，甚至给社会带来严重的不良影响。因此，如何精确地确定钢结构安装的施工顺序和采用多种措施提高施工安装的质量便是钢结构工程施工的关键。
　　2.钢结构施工中存在的问题
　　目前，钢结构工程施工中存在的主要问题是由于操作人员的失误操作或过失操作引起的。其主要体现在以下四个方面：
　　(1)对施工图纸不熟悉，并且在图纸未经会审的情况下，盲目仓促地施工；或者审核后施工单位未经主管部门的同意擅自修改图纸酿成大祸。
　　(2)没有按照相关规定和标准验收钢结构工程。
　　(3)施工过程中未曾按照相关规范施工标准进行操作。
　　(4)设计的施工方案不周全，施工单位管理系统紊乱。
　　3.钢结构施工的工序流程
　　3.1钢柱安装
　　钢柱在运输到位后，其摆放安装过程中需要按照以下五点要求：
　　3.1.1定位轴线：
　　用水墨线在钢柱摆放的基础混凝土平面上标记出钢柱就位的十字线，并且相应地在钢柱柱身上标记出定线。
　　3.1.2钢柱吊装：
　　采用临时吊装耳板进行钢柱吊装，同时在钢柱吊装就位后进行切割磨平的工作。考虑到钢柱的长度，其吊装过程中采用斜拉起吊，同时将柱脚用木板垫高。
　　3.1.3柱就位轴线调整：
　　运用专用角尺检查钢柱就位的情况并进行适当的调整。调整工程中需要三人同时操作，一人移动钢柱，一人协助稳定，另一人进行检测。钢柱就位的标准是：基础平面上标记的定位线与钢柱柱身的定位线相吻合，其误差必须控制在2毫米之内。
　　3.1.4柱顶标高调整：
　　钢柱就位轴线调整完毕后，需进行钢柱标高调整。其操作方法为：先将标高基准点于柱身上标记，然后用水准仪测定其差值，适当以增加垫片(垫片最多不得超过2片)来调整钢柱的柱顶标高。
　　3.1.5钢柱垂直度校正：
　　a．初步校正：对钢柱的垂直角度进行初步调整和校正，可利用水平尺完成此项工作。b．精确校正：同时利用2台经纬仪从钢柱的2个侧面进行观测，运用缆风绳的摆动进行精确调整和校正，并注意在柱脚下垫铁。待精确校正完毕后，紧固钢柱的脚螺丝，并将其柱脚与垫铁牢固焊接。
　　3.2钢梁安装
　　3.2.1起吊准备：
　　在对钢梁吊装前，需要仔细检查其型号、编号、几何尺寸、承剪板位置与方向以及焊缝质量和螺栓连接面。另外在起吊钢梁之前，要对钢梁身上的浮锈和污物进行清除摩擦，并将梁与柱对接的定位线标记于梁身。
　　3.2.2吊装过程：
　　运用两点绑匝吊装法对钢梁进行吊装。当吊装基本就位时，仔细调整钢梁的位置使得梁身上的定位线与钢柱身上的定位线基本吻合，随机进行点焊操作加固。
　　3.2.3焊接钢梁
　　3.2.4次梁安装:
　　部分次梁的安装可以采用人工用棕绳吊至就位点进行焊接安装。
　　3.3焊接操作标准
　　(1)待焊接部位表面和边缘应清洁、整齐、无毛刺、裂纹、氧化皮、油污等杂质。
　　(2)焊缝区以外的母材上，应避免电弧击痕。电弧击痕留下的裂纹或伤斑，应打磨并做检查。
　　(3)完工焊缝应清除熔渣，焊缝以及其附近母材用钢丝刷、清除于净，在焊接结束和验收前，施焊接头不得油漆。
　　(4)用角焊缝连接的工件，应尽可能的密贴，如果该间隙超过1．6mm，应增加焊缝的焊角，其增加的值等于其根部间隙值。严禁使用填充物填此间隙。
　　(5)正式焊接过程中，如发现定位焊有裂纹则应将之铲除以免造成隐患。
　　(6)制作使用的焊条应符合经设计批准的焊接工艺规定使用的焊条。
　　(7)选用合格的焊接人员从事焊接操作。
　　(8)焊接材料、工具、机械及其他辅助材料必须有产品合格证，并按技术要求使用。
　　(9)焊接前必须检查焊口尺寸及其清理情况，合格后方可施焊。
　　(10)原则上焊缝应一次施焊完毕。
　　3.4防火喷涂
　　3.4.1喷涂工艺流程
　　利用搅拌机进行拌料——对拌料进行振动筛过滤一—将过滤后的料倒入料斗一—利用喷涂工具将料喷涂在结构表面一—加覆防火涂料，并进行固化。需注意的是：流程中，重点重复4、5两道工序若干遍，达到标准要求厚度。
　　3.4.2注意事项
　　（1）拌料过程中需严格按照涂料的配比进行配料。搅拌时间不能低于20分钟，搅拌合格标准：涂料内无结块、稠度均匀，流动性达到施工要求，涂料以用手抓起掌心向下，涂料不落下。
　　（2）喷涂过程中，第一遍为防止涂料在固化过程中产生裂纹，厚度达到4到8毫米之间。喷枪操作时，距工作墙面的距离必须小于0.3米。
　　（3）喷涂完成后，需检查喷涂效果，尤其是角落和缝隙处。厚度不够处进行补涂。
　　4.高层建筑钢结构的施工技术
　　自改革开放以来，城市建筑业的迅速发展，使得我国的高层与超高层钢结构建筑的实际操作得到了锻炼，并在国际上得到了认同，同时在此过程中，我国高层建筑钢结构工程理论上也得到了发展和进步。根据设计和施工中积累的众多经验，在不久前，我国建筑业机构已经自行编制了《高层民用建筑钢结构技术规程》。该规程针对高层建筑钢结构安装构件数量多和施工技术复杂的特点，对关键工序进行了深入的研究，并通过编制各种专项施工技术方案及质量控制措施，对高层建筑钢结构工程的施工过程实现了高精度安装的目标，同时使得施工工期得以快速完成。
　　4.1高层建筑钢结构的施工技术
　　高层建筑钢结构的施工技术主要包括以下5点：
　　4.1.1地脚螺栓预埋：
　　（1）方法：
　　在土建施工的时候，只要同时穿插地脚螺栓的埋设或插入钢柱的安装，并在钢柱埋设或地脚螺栓就位后土建单位才进行相关施工。也就是说钢结构施工的时候，钢结构先行，土建、安装等单位随后跟上，但钢结构的施工过程中必须要与土建单位密切配合，只有钢结构施工楼层数目与砼楼板浇注的楼层数目相差不是太多，这样才有利于整体结构的稳定性以及整体施工工程的机动配合性。
　　钢柱一般在埋设的地脚螺栓上固定或者直接将其在钢梁上安装好。每一根钢柱一般由6根或8根螺栓组成。只有每组螺栓组合在一起才可以进行安装，钢柱安装时必须对整体进行埋设。埋设的基本步骤是：1.放线测量：首先利用原始轴线和标高控制点的原有位置对现场进行轴线和标高控制点的延引，然后顺着控制线测放出的轴线再测放出每一个埋件的中心十字交叉线和至少两个标高控制点.2.整体就位：每一根钢柱预埋螺栓的框架全部预先进行加工制作，采用角钢将预埋螺栓固定为一个整体。埋螺栓在底板钢筋绑扎过程中，根据测放出的轴线，将预埋螺栓整体就位。首先找准埋件上边四根固定角钢的纵横向中心线，使其与测量定位的基准线吻合，然后用水准仪测出埋件四个角上螺栓顶面的标高，高度不够时在埋件下四个角用钢筋或者角钢抄平。3.复核确认：地脚螺栓在砼浇灌前应再次复核，确认其位置及标高准确、固定牢靠后方可进入.
　　（2）注意事项
　　1.螺纹上涂黄油并包上塑料纸，浇灌过程中，要派专人对其进行监控，对浇注过程中出现位移和偏差的埋件，用倒链或千斤顶在砼初凝前及时纠正.
　　2.埋设前后必须对预埋螺栓的轴线、标高及螺栓的伸出长度进行认真的核查、验收，以防地脚螺栓的埋设精度影响到结构的安装质量。
　　3.对已安装就位的地脚螺栓，严禁碰撞和损坏，钢柱安装前要将螺纹清理干净，对已损伤的螺牙要进行修复。施工完成后一定要对每一个螺栓进行检查，以免松动。
　　（3）加固措施
　　预埋螺栓埋设质量不仅要保证埋件埋设位置准确，更重要的是固定支架牢固。因此为了防止在浇灌砼时埋件产生位移和变形，除了事先保证埋件整体框架有一定的强度以外，还必须采取相应的加固措施。
　　1.把支架底部与底板钢筋绑扎固定，四边加设刚性支撑，一端连接整体框架，另一端绑扎在底板的钢筋上
　　2.待底板钢筋绑扎完毕，再把预埋件与底板构造钢筋焊接为一个整体，在螺栓固定后对埋件的位置及标高进行复测。
　　4.1.2钢柱的安装：
　　钢柱的安装时间一般安排在埋设地脚螺栓并浇灌完砼之后。安装钢柱时预留部分后浇灌砼，最后固定。钢柱安装前应测出钢柱牛腿面的标高，以此标高反算到柱脚及基础支承面的标高，并以此调整支承面。安装前要对预埋件进行复测，并在基础混凝土上进行放线。根据钢柱的底标高调整好螺杆上的螺帽，并在钢柱上打好冲眼，以方便校正。然后钢柱直接安装就位。钢柱的起吊，采用单机回转法。起吊前，钢柱应横放在垫木上，柱脚板位置垫好方木，起吊时，不得使柱子在地面拖拉，必须边起钩、边转臂使钢柱垂直离地。
　　4.1.3钢梁的安装：
　　钢梁安装的基本步骤和注意事项如上文中所述。其重点主要在于控制钢梁与钢柱连接形成整体后的轴线位置及垂直度，可通过限位钢板临时固定、多次反复校正逐步完成。
　　4.1.4焊接工作：
　　高层钢结构的现场焊接顺序应按照力求减少焊接变形和降低焊接应力的原则加以确定。在平面上，从中心框架向四周扩展焊接。焊接时需要严格按照焊接要求进行操作。
　　4.1.5高强螺栓连接
　　（1）在进行高强螺栓连接时，应确保孔位的精确度。
　　（2）每个螺栓一端不得垫2个以上垫片。高强螺栓应自由穿入，不得敲打和强行穿入螺栓当螺孔出现局部偏差时，只允许使用绞刀进行修整。严禁用气割扩孔，若使用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。
　　（3）绞孔修整前应保证其四周的螺栓全部拧紧，使板叠密贴后再进行。
　　（4）高强度螺栓的安装在节点全部处理好后进行，应按同一方向插入螺栓孔内。
　　（5）钢梁安装过程中，板叠接触面间应平整，接触面必须大于75%，边缘缝隙不得大于0.8mm。高强螺栓不得作为临时安装螺栓。
　　
　　参考文献：
　　1.路克宽.钢结构工程便携手册.2003
　　2.顾纪清.实用钢结构施工手册.2005
　　3.鲍广鉴.钢结构施工技术及实例.2005
　　4.崔晓强.胡玉银.吴欣之.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施.建筑机械.2009

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