對鋼結構大跨度施工工藝的探討

【摘 要】 文章對輕鋼結構工業廠房工程中鋼結構的制作、包裝運輸、施工測量、安裝方案和技術措施作了較為詳細的介紹，并對鋼結構的制作工藝、施工要點作了重點闡述。

【關鍵詞】 鋼結構；大跨度；施工技術

輕鋼結構工程因其結構跨度大、自重輕、安裝便捷等優點被廣泛應用于工業廠房、大型公共建筑，本文根據鋼結構施工規范要求，結合某工業園廠房：長：200M；寬：60M；柱距：7.5M；檐高：7.5M；頂高：10.8M雙坡輕鋼結構廠房，本文就鋼結構工程施工對鋼結構工程施工技術簡要闡述。

1 鋼結構構件主要制作工藝

本工程的鋼柱，制作工藝流程為：放樣一下料—電腦編程—拼板—CNC切割—組立—埋弧焊接—鉆孔—組裝—矯正成型—鉚工零配件下料—制作組裝—焊接和焊接檢驗—防銹處理、涂裝、編號—構件驗收出廠。

1.1 制作放樣

放樣是鋼結構制作工藝中的第一道工序，只有放樣尺寸精確，方可避免以后各加工工序的累積誤差，才能保證整個工程的質量，因此對放樣工作，必須注意以下幾個環節：放樣前必須熟悉圖紙，并核對圖紙各部尺寸有無不符之處，與土建和其他安裝工程有無矛盾，核對無誤后方可按施工圖紙上的幾何尺寸、技術要求，按照1：1的比例畫出構件相互之間的尺寸及真實圖形。

樣板制出后，必須在上面注上圖號、零件名稱、件數、位置、材料牌號、規格及加工符號等內容，使下料工作不致發生混亂，同時必須妥善保管樣板防止折疊和銹蝕，以便進行校核。為了保證產品質量，防止由于下料不當造成廢品，樣板應注意適當增加余量。

1.2 拼板

拼板時應注意的問題：拼板時應考慮下料切割焊縫的收縮量，適當放出余量，自動切割縫為2MM，手工切割縫為3MM，焊縫收縮量視構件長度一般應放2O-30mm拼板焊應按圖紙對焊縫等級的質量要求進行，焊接前應清除焊縫口銹蝕、油跡、毛刺等，按要求開好坡口，單面坡口55+5，純邊高度1.5—2MM采用焊縫清根，焊劑烘潮，焊絲清潔等措施，以保焊縫質量。

1.3 CNC切割

CNC切割時應注意的問題：按下料圖要求制作角度樣板，經檢查無誤后方可使用。切割時應考慮害4切、焊接的收縮余量及組裝誤差，長度一般應放2O～30mm，切割寬度誤差土lmm。編程后，切割機應空機運行。記錄運行軌跡是否與下料尺寸相符，無誤后即可切割。割切時，根據板厚隨時調節火焰大小、氧氣壓力、切割速度，確保切口光順平滑。

1.4 組立

組立時應注意的問題：翼腹板有對接焊縫時，組立應注意翼腹板焊縫錯開200mm以上。組立時確保腹板對翼板的中心線垂直度偏差為b/100且≤2mm，中心線偏移≤1mm。翼腹板間隙應≤O.8mm，以滿足埋弧焊的需要。定位焊間距一般為300—400mm，焊縫高度不超過設計縫厚度的2/3，焊條型號應與構件材質相匹配。

1.5 埋弧焊應注意的問題

焊接所采用的焊絲、焊劑應與構件的材質相匹配。焊前應對焊絲、焊縫進行清潔，除去油漬、銹跡，焊劑等。焊接時應加引弧板和收弧板，引弧和引出的焊縫長度應大于50mm，焊后應切割。選擇合適的焊接電流、電壓、焊接速度及合理的焊接程序，確保焊接質量，減小焊接變形。

1.6 制孔

鋼結構安裝時所留A、B級螺栓孔應具有HI2的精度，孔壁表面的粗糙度Ra不應大于12.5urn，螺栓孔的允許偏差超過上述標準，不得用鋼塊填塞，可采用與母材料性質匹配的焊條補焊，再重新制孔。制孔方法采用鋼模鉆孔，各種鉆孔全部采用鉆床鉆孔以提高工作效率，保證構件的質量。

1.7 矯正

鋼材切割或焊接成型后，均應按實際情況進行平直矯正：好的零件在加熱矯正時，加熱溫度應根據Q345性能選定不得超過900℃。鋼結構在加熱矯正后應緩慢冷卻，不能用水冷卻。矯正的鋼材表面不應有明顯的裂縫或損傷。

2 現場施工方案及技術措施

2.1 案例簡述

某鋼結構工程內容包括：鋼柱、鋼梁安裝和其他構件安裝。由于該工程跨度大、面積大經多種方案比較，鋼柱用1臺50t汽車式起重機整體吊裝，兩支鋼梁在地面上拼裝后采用2臺50t汽車式起重機同時起吊，輔以2臺曲臂車進行就位安裝。

2.2 設備選擇

綜合考慮工程特點、現場的實際情況、工期等因素，經過反復比較各種方案，從吊裝設備、與土建交叉配合要求及本企業的施工實踐，鋼結構吊裝選擇2臺50t汽車式起重機，作為鋼結構安裝的主要設備。

2.3 地腳螺栓埋設

地腳螺栓的精度關系到鋼結構定位，地腳螺栓的埋設須嚴格保證其精度，地腳螺栓的埋設精度，軸線位移±2.0Inn，標高±5.0mm。在柱地腳螺栓安裝前，將平面控制網的每一條軸線投測到柱基礎面上，全部閉合，以保證螺栓的安裝精度，然后根據軸線放出柱子外邊線，待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好以后，將所需標高抄測到鋼管架子上。

2.4 鋼架安裝順序

按照現場實際情況，結合甲方的施工進度要求，采用合理的安裝順序。安裝順序按內容分為：鋼柱—鋼梁—吊車梁—連系梁—水平支撐—檁條—拉桿—隅撐。

2.5 鋼柱吊裝

鋼柱吊裝包括如下幾方面：鋼柱就位軸線調整：鋼柱就位采用專用角尺檢查，調整時需3人操作：一人移動鋼柱；一人協助穩定；另一人進行檢測。就位誤差應控制在3mm以內。

2.6 鋼梁安裝

由于本工程結構廠房的跨度較大，鋼架梁吊裝采用“雙機抬吊法”裝鋼梁的主要方法如下：鋼梁首先在地面胎架上拼接成整體，同時在鋼梁上架設好生命線，安裝檁條時可以在鋼梁上來回走動，吊裝就位后在鋼梁的兩側用纜風繩將鋼梁固定，保證鋼梁的平面外的穩定，然后吊裝下一跨間鋼梁，待下一跨間鋼梁安裝完成后。在此跨間安裝檁條，固定鋼梁，保證鋼梁不會傾斜扭曲。安裝人員以曲臂車為安裝平臺，對高強螺栓進行緊固。

3 施工測量

3.1 軸線方格網測設

全面復核土建施工測量控制網、軸線、標高。根據前期施工單位提供的控制點及主軸線，在±0.00處分測設多個控制點組成矩形，在這些點上架設儀器觀測邊長和水平角，經平差計算和改正，得到4個控制點的精確坐標。根據測量規范要求，量邊精度為1/30000，測角中的誤差為±3.5。距離采用往返觀測，角度觀察3測回，在矩形方格網的四邊，按鋼柱間距設置距離指標樁加密方格網，便于鋼柱軸線的測設。

3.2 水準基點組建立

根據土建用水準點，選3～4個水準點均勻地布置在施工現場四周，建立水準基點組。水準點采用（16mm，L=lm）的鋼筋打人地下作為標志，其頂部周圍用水泥砂漿圍護。將水準點和水準基點組成附合或閉合路線，兩已知點間的高程必須往返觀測，往返觀測高差較差，附合或閉合路線的閉合差應滿足規范要求。

3.3 軸線控制

做好豎向與平面測量控制是保證鋼結構吊裝順利進行的首要環節，也是確保鋼結構工程質量的重要工序。平面軸線位置控制采用內控法。

3.4 測量精度控制保證措施

測量精度控制保證措施如下：根據本工程施工質量要求高的特點，特制定高于規范要求的內部質量控制目標，允許偏差的減少對測量精度提出了更高的要求，因此預配置整體流動式三維測量系統TOPCON—221D全站儀，該儀器測角精度為±2，測距精度為±（2mm+2*1O）用于鋼結構安裝過程的監控。標高和軸線基準點的向上投測，一定要從起始基準點開始量測并組成幾何圖形，多點間相互閉合，滿足精度要求并將誤差調正。

4 結束語

總之，隨著工程計算和施工技術水平的不斷提高和理論研究的不斷進步，以及新型更高強度鋼材的不斷研制，相信鋼結構大跨度施工會凝聚更多的高科技，以更好地滿足各種建筑在適用性能、環境性能、經濟性能、安全性能、耐久性能方面的綜合要求，從而得以更廣泛應用。