某閱覽觀光大廳鋼結構工程施工工藝探究

摘 要：文章依據實際的工程概況，分析了某閱覽觀光大廳鋼結構工程的項目施工工作要點，探討了鋼構件的制作工藝和鋼結構安裝工藝。

關鍵詞：觀光大廳；鋼結構；剛性單元；安裝；施工工藝

1 工程概況

該工程項目為某建筑工程學院新校區圖書信息中心閱覽觀光大廳。結構平面承“扇形”展開布置，跨度方向的主受力鋼梁根據建筑要求必須按軸線彎曲施工。“觀光大廳”為兩層鋼結構框架，上下兩層主梁之間由型鋼立柱及型鋼斜撐組成“鋼桁架”，柱距為3.1～5.1米不等；主梁桁架跨距為中對中34.08～41.75米不等，主梁桁架與主梁桁架也是采用型鋼梁及型鋼梁支撐連接。樓面鋼梁上翼緣高度為+15.800米，結構總長度為17.6米。用雙坡有組織排水方式，排水坡度為5%；鋼結構工程面積兩層共1114平方米。

2 項目工程質量關鍵施工點分析

3 鋼構件的制作工藝探究

鋼柱、鋼梁制作工藝及流程分析：

制作工藝流程：放樣——號料——切割——矯正、彎曲和邊緣加工——制孔——組裝——焊接——探傷檢查——外觀檢查——除銹——涂裝——涂裝編號——構件驗收。主要分項技術施工工藝如下：

3.1 放樣

3.1.1 對圖紙的安裝尺寸和孔距，以1：1的大樣放出節點，核對各部分尺寸。

3.1.2 制作樣板和樣桿作為下料、彎制、銑、刨、制孔等加工藝依據。

3.1.3 放樣時，銑、刨的工件要考慮加工余量，焊接構件要按工藝要求預留焊接收縮余量。斷面高小于等于1000mm，且板厚小于等于25mm，四條縱焊縫每米收縮0.6mm，焊透梁高收縮1.0mm，每對加勁板焊縫，梁長度收縮0.3mm。

3.2 號料

3.2.1 檢查核對材料，在材料上劃出切割、銑、刨、制孔等加工位置，打沖孔及標出零件編號。

3.2.2 號料時應盡量做到合理用材。

3.3 切割

3.3.1 鋼材下料時，柱、梁的板材用料采用數控多頭直條切割機設備自動切割，加勁板等零件采用機剪，支撐用料采用鋸切，材料的切割線與號料線的允許偏差應符合下列規定。手工切割±2mm，自動、半自動切割±1.5mm，精密切割±1.0mm。

3.3.2 切割前應將鋼板材表面切割區內的鐵銹、油污等清除干凈，切割后，斷面上不得有裂紋和大于1mm的鐵棱，并應清除邊緣上的熔瘤和飛濺物等。

3.3.3 切割截面與鋼材表面不垂直度應不大于鋼板厚度的10%，且不大于2.0mm。

3.3.4 機械剪切的零件，其剪切線與號料的允許偏差不得大于2.0mm；斷面上不得有裂紋和大于1mm的缺棱，并應清除毛刺。機械剪切的斜度不得大于2.0mm。

3.4 矯正彎曲和邊緣加工

3.4.1 普通碳素結構鋼在高于-16攝氏度，可用冷矯正和冷彎曲。

3.4.2 矯正后的鋼材表面不應有明顯的凹面和損傷，表面劃痕深度不能大于0.5mm。

3.4.3 鋼材矯正后的允許偏差應符合規范要求。

3.4.4 普通碳素鋼，允許加熱矯正，其加熱溫度嚴禁超過正火溫度。

3.4.5 邊緣加工按需要可采用下列方法：

（1）刨邊機加工；

（2）半自動、自動氣割機坡口加工；

（3）電弧氣割。

3.5 制孔

螺栓孔加工時，應嚴格按基準劃線或樣板找正，加工完成后去除毛刺。螺栓孔的允許偏差應符合有關規范要求的規定。螺栓孔的允許偏差超過規范規定時，不得采用鋼板填塞，可采用與材材質相匹配的焊條補焊后重新制孔。加工螺栓孔前，應制作專用的夾具和模具。

3.6 組裝

3.6.1 組裝必須按工藝要求的次序進行，組裝前，連接表面及沿焊縫每邊30-50mm范圍內的鐵繡、毛刺和油污等必須清除干凈。

3.6.2 為減小變形，盡量采取小件組焊，經矯正后在大件上組裝，裝出的首件必須經邊嚴格檢驗，方可大批進行裝配工作。

3.6.3 裝配好的構件應立即用油漆在明顯部位編號，寫明圖號，構件號和件數，以便查找。

3.6.4 焊接構件組裝時采用大型H型鋼組立機。

3.6.5 焊接連接組裝的允許偏差不得超過施工規范規定。

3.7 焊接

本工程主體結構采用鋼板焊接而成，且梁、柱截面形式采用H型，根據工程特點，鋼梁、鋼柱的H型鋼材選用自動埋弧焊焊接；附屬零件（節點板、加勁板等）的焊接采用CO2氣體保護焊及手工電弧焊。具體焊接參數、焊接工藝按相應的有關規范和設計要求進行施工。

4 鋼結構安裝施工工藝探究

鋼結構安裝流程：吊裝場地清理及錨栓復檢——鋼構件運輸——主次桁架拼裝——整體吊裝安裝——外挑桁架的吊裝——檁條及支撐安裝——防火涂料的涂刷——天溝和屋面板的安裝——竣工清理。

吊裝方案的選擇：該工程的鋼結構平面承“扇形”展開，“簡支”的受力方式固定在8根混凝土柱頂上，砼柱頂標高即樓面鋼梁（下層鋼梁梁底標高）的安裝標高+15.300m。因該工程受力的四榀主鋼梁需按造型要求加工成“弧形”，弧形主鋼梁的弦高最大1.25米，且跨度較大。如不采取臨時固定措施，鋼梁安裝就位后會造成側翻或下垂，無法保證結構的安全吊裝及施工質量，且承重的8根混凝土柱也可能因此而受到破壞。因現場條件限制臨時固定措施困難，經與多位專家會審后采用“整體吊裝方案”，即在地面進行鋼構件的拼裝。考慮到整體重量太大（總重約300噸），將該工程分成兩個獨立的吊裝單元安裝就位后，再用50噸的汽車吊依次吊裝連接的次鋼梁，使之成為一個均勻受力、穩定的整體框架結構。

4.1 鋼桁架的安裝

4.1.1 鋼桁架安裝前準備

基礎施工質量的好壞直接影響鋼桁架的安裝質量，鋼桁架安裝前必須用混凝土澆制安裝平臺，在安裝平臺驗收合格后方可進行。安裝前應根據基礎驗收資料復核各項數據，并注在基礎表面上。支承面、支座面，地腳螺栓的位置、標高等偏差應符合規范規定。復核安裝定位使用的軸線控制點和測量標高的基準點。

4.1.2 鋼構件的拼裝與校正

鋼構件的拼裝采用小型吊車在地面進行。鋼構件拼裝時，經初步校正并臨時固定固牢后才松開吊鉤。垂直度校正采用兩臺經緯儀設在縱橫軸線上，先校正偏差大的一面，后校正偏差小的一面。采用千斤頂校正時，先松動一邊螺栓，頂緊千斤頂，再松動另一端螺栓直至校正。已拼裝完的鋼構件，在檢測調整時，應考慮外界環境影響（風力、溫度、日照等）對柱子垂直偏差影響，盡量在早上或傍晚1-2小時校正完。該工程分為兩個獨立的拼裝單元，每一拼裝單元的全部構件拼裝完成后，均具有足夠的空間剛度和可靠的穩定性。已拼裝完成的結構，在檢測調整時，還應考慮外界環境影響（如風力、溫差、日照等）出現的自然變形，安裝時要加以注意復核。

4.1.3 主次桁梁連結和固定

連接焊縫的質量標準應符合設計要求和有關規范中焊縫的規定。各連接點通過連接板和高強度螺栓固定，連接接頭應經檢查合格后方可終擰。

4.2 屋面系統結構安裝

屋面檁條采用150*100*3型號的方管，用吊車進行安裝。安裝前先定位檁托，并用水平儀確定各點檁托的高度以達到設計要求的屋面坡度。先點焊，全部安裝完畢統一矯正后再滿焊。由于該觀光大廳屬于弧形結構，屋面板的安裝有中間向兩邊平行并排安裝。

4.2.1 屋面板的施工方法

（1）彩鋼屋面板垂直運輸用吊車吊運，跺運時加工專門吊架，將彩鋼屋面板放置吊架內吊運至屋面后進行安裝。吊運時注意墊平，注意不要重壓、碰撞、沖擊和擦傷。

（2）屋面板定位，由于該觀光大廳屬于弧形結構，屋面板的安裝由中間向兩邊平行并排安裝。將弧度推向兩邊成三角形，再通過測量，根據數據鋸板安裝。以達到平整、對稱的美觀效果。

（3）屋面板的鋪設方向，如圖紙規定時，應與本地風雨的常年主導風向相反，鋪設次序應從檐口開始由下而上進行。

（4）固定屋面板，采用密封型M5.5系列尼龍低合金自攻螺絲，從板峰固定（屋脊除外）。鉆孔時，板與檁條一起鉆穿。在屋脊檁條上固定屋面板采用板谷固定。如設計沒有規定螺絲的數目，每隔一個板峰上安裝一個螺絲，所有屋面板的固定螺絲必須保證上緊在每條檁條上。

（5）根據屋面板的尺寸裁鋸陽脊，在屋面板上沿脊瓦覆蓋邊沿貼上海綿封口條，蓋上脊瓦，用抽芯鉚釘把脊瓦固定在屋面板上，每個板峰上一個鉚釘。

（6）密封墊圈：選用優質乙丙橡膠制品；密封膏：選用聚硫硅酮等優質密封膏。

4.2.2 屋面板施工要點

施工中應避免利器、工具等碰傷彩鋼板表面涂層，現場切割后，須將金屬鐵屑清掃干凈，不可散落鋼板表面上。屋面上人作業時，應盡可能避免集中上人，以免荷載集中作用，使屋面板變形過大撕裂密封材料。不得將油污利器、工具直接置于板面上，務必使板面保持清潔。彩色鋼板涂層若表面已劃傷或有銹斑時，應采用顏色相同的防水涂料噴漆覆蓋。封口條粘貼時千萬不要拉長，否則會影響密封效果。封口條端必須互相搭接，不得對接，搭接長度不得少于25mm。貼封口條的屋面板搭接口必須清掃干凈和保持干燥。上螺絲時，操作人員應站在后鋪的屋面板那一邊，使后鋪板的板端搭接口緊貼先鋪的屋面板。

5 結束語

鋼結構施工的控制要點是最常見的問題集中點，這需要我們施工管理、技術、和具體施工人員的共同重視和關注。這樣才能保證鋼結構工程的安全和質量要求。

參考文獻

[1]李清.鋼結構住宅的發展與推廣[J].安徽建筑，2010（1）.

[2]李成河，等.我國鋼結構住宅發展前景展望[J].交通科技與經濟，2012（2）.

[3]卜德鈺.鋼結構住宅在我國的發展前景[J].房材與應用，2011（3）.

[4]高伊琳.劉巖.淺談鋼結構住宅[J].遼寧建材，2010（3）.