復雜空間鋼結構曲面肋梁加工及安裝技術分析

弓國濤

（陜西建工機械施工集團有限公司，陜西 西安 710032）

在施工技術體系不斷成熟的背景下，鋼結構應用范圍也在不斷拓寬，該結構具備質量小、強度高等優勢，能夠有效降低建筑工程基礎結構的受壓情況。在鋼結構組成部分中，曲面肋梁屬于加工和安裝難度較高的構件，通過梳理曲面肋梁加工和安裝過程中需要注意的內容，對于提升結構加工和安裝質量有著積極地意義。

1 復雜空間鋼結構曲面肋梁加工要點分析

1.1 模型及編號確定

在進行結構加工之前，首要工作任務便是做好模型和確定編號。在具體應用中，需要保證以下設計資料齊全:原設計圖紙或其他與原設計圖紙性質等同的文件、項目交底文件。交底文件中需包含運輸尺寸、重量、構件分段原則、編號原則、現場吊機起吊量等。起始建立模型的時候，由一位( 唯一性) 建模人員負責添加軸網、新截面和新材質，模型完成后經詳圖審核人員報安裝人員審核。深化設計模型應包括所有結構桿件、構件零件編號、連接節點、細部構造、工藝措施及與其他專業協調的內容等。類似大型多腔體項目，加工及現場施工時不可避免需要開設部分人行孔及排煙孔，人行孔及排煙孔的開設需要與加工人員和現場施工人員溝通確認，建模人員需要在三維模型中按照行走路線漫游是否可行，從而確保加工后構件的實用性。

1.2 臨時措施的設定

在綠色施工理念不斷推行的背景下，為了確保綠色施工工作的順利進行，減少現場施工作業內容，因此在對鋼結構進行加工前，還需做好技術溝通工作，根據《鋼結構設計標準》和《鋼結構設計制圖深度和表示方法》等規范內容，結合設計人員提出的要求，提前確定梁結構上需要安裝的碼板、吊耳、焊接襯板等位置，并且以此為基礎來制作詳細的構件加工圖，參數信息需要滿足現場作業的實際需求，而且在對這些臨時措施進行加工時，應盡量使用結構的邊角料，這樣可以減少鋼材原材料的損耗，降低鋼結構加工時成本的支出。

1.3 復雜節點加工

在不同的建筑工程項目中，對于曲面肋梁的尺寸要求也不同。例如，在橋梁工程施工過程中，所需要的肋梁結構尺寸相對較大，如4500mm×3000mm ×1500mm都是常見的尺寸結構。而且這些結構內部隔板數量較多，需要在結構不同位置處進行加強肋設計，為了滿足后續運輸實際要求，在對其進行處理時，也需要根據實際情況將節點劃分為若干段，如一些大尺寸曲面肋梁，可以將其分為三到五段，然后進行加工，確保每個銜接節點之間能夠順利連接在一起。并且在加工過程中，對于這些復雜節點，在處理過程中還要控制好焊接順序，尤其是一些隱蔽位置處，需要做好隱蔽焊縫處理工作，焊接質量滿足要求之后，做好防腐涂裝工作，從而確保材料運輸環境的安全性。

1.4 鋼結構焊接操作

在曲面肋梁加工過程中，還需要注意結構焊接的相關內容，在具體焊接中，首要工作便是隱蔽焊縫的處理工作，隨后再對焊接其他結構位置。而且在焊接過程中要注意焊接順序、焊接速度、焊接材料等工作，確保鋼結構能夠順利完成焊接，同時可以達到指定的焊接要求。另外，在鋼結構完成焊接操作之后，進行質量校驗，目前經常使用到的探測方法為超聲波探傷技術，具體探傷范圍、技術要求需要根據相應的技術規范來控制，待材料焊接質量滿足要求之后，可以進入到防腐處理環節，提高材料的焊接質量。

1.5 防腐涂裝設計

鋼結構內部含有的鐵元素，在與外界空氣長期接觸的情況下，會發生氧化反應，這也會降低結構承載力，威脅到結構使用的安全性。因此在實際施工過程中，需要做好鋼結構防腐涂裝的相關設計。在傳統處理過程中，經常使用到的處理方法為熱噴鋁鋅技術，但是該工藝具備較強的污染性，不滿足綠色施工的相關要求。因此目前在做防腐處理時，常用的技術為冷噴鋅防腐技術。在應用此技術時，需要嚴格按照相關要求操作，而且在實際應用中，還需要做好防腐操作后的質量檢查，對于漏涂部位及時進行返工，確保曲面肋梁出廠前的加工質量。

2 復雜空間鋼結構曲面肋梁安裝技術分析

2.1 進行結構組裝

在進行結構組裝過程中，需要注意以下幾點內容：第一，梳理具體的安裝順序，在曲面肋梁施工過程中，需要依次完成翼緣板組裝、橫隔板組裝、定位卡板組裝、腹板組裝、腹板焊接、肋梁牛腿組裝等工作，從而得到穩定的曲面肋梁結構。第二，做好復雜節點的處理工作，施工過程中日字形截面肋梁縱向加勁肋的拼接難度相對較高，同時直接進行焊接難度較大，而且肋梁結構的下腹板在焊接時需要仰焊，困難程度相對較高，通常情況下對其處理時，會先完成結構切割工作，隨后再進行全熔透焊，以此來完成結構焊接，確保肋梁最終的施工質量。

2.2 作業現場清理

在作業現場清理過程中，需要注意以下幾部分內容：第一，將作業區域的雜物清理干凈，肋梁一般都會通過吊車來輔助施工，對此作業區域內應提前清理完雜物，而且對于基礎面進行平整處理。如果基層硬度相對較低，做好基礎補強工作后再搭設支架，以便滿足后續肋梁安裝要求。第二，對于肋梁組裝區域進行清理，將區域內雜物清理出去，而且基礎面做平整處理，這樣有助于肋梁結構在組裝過程中，可以順利驗收肋梁角度、接縫處理等工作質量，這也是曲面肋梁施工質量的重要保障措施。

2.3 吊車起吊構件

肋梁一般都會通過吊車來輔助施工，在吊車正式起吊肋梁之前，先選擇吊車，根據需要起吊肋梁重量，可以選擇不同重量級的吊車參與到安裝過程中。同時采用兩點起吊或三點起吊來穩定肋梁施工過程。另外在安裝過程中還需要注意以下幾點內容：第一，做好試吊動作，在肋梁起吊離開地面30到50厘米時懸停，檢查起吊時各位置是否存在松動，如果存在異常情況，需放回地面進處理后再起吊。第二，起吊后還需要減少移動距離，一般都選擇先向上提升，在達到指定標高后再平移，控制好平移速度，確保肋梁移動的穩定性。

2.4 位移誤差控制

在位移誤差控制環節中，需要注意：第一，在吊車將肋梁移動到待安裝位置附近時，此時放低移動速度。考慮到結構質量較大，突然停止會具備較大的慣性，因此在待安裝位置處會提前布置一些木板，起到緩沖作用。第二，在安裝過程中，需要遵循先粗調整后精細調整的順序，粗調是對肋梁的標高、相對位置進行誤差控制，而精調則是在結構馬上達到指定安裝位置前，校正肋梁中軸線、中位線等內容，將誤差控制在容差范圍內，確保安裝結果的可靠性。

2.5 安裝過程監測

在肋梁安裝期間，做好監測工作也屬于非常重要的內容之一。需要注意以下幾點：第一，做好監測點的合理布設，結合之前借助BIM技術得到的仿真實驗數據可以了解到，肋梁在安裝過程中，結構上、中、下三個位置屬于應力較為集中位置，因此在布設監測點時，需要在該位置布置若干監測點，確保采集數據的準確性。第二，做好監測設備的選擇工作，利用振弦式傳感器來完成應力數據的采集工作，傳感器采集到的數據也會統一在計算機系統中進行處理。第三，數據處理過程需要滿足要求，而且還需要對最大、最小應力數值進行統計，評估數值合理性，如果不滿足要求，則需及時做好分流或者補強工作，從而提高曲面肋梁結構的安裝質量。

2.6 安裝質量驗收

完成上述操作之后，進入到安裝質量的驗收工作中，在具體驗收過程中，主要分為兩部分內容：一部分是做好焊縫質量的驗收工作，可以利用超聲波探傷技術來完成該環節，具體探傷范圍、技術要求需要根據相應的技術規范來控制。另一部分則是做好防腐質量的檢查，在吊裝過程中難免會存在磕碰的情況，需要統計防腐涂層掉落情況，對于漏涂部位及時返工，確保曲面肋梁的安裝質量。

3 結語

綜上所述，曲面肋梁結構在使用時，多采用拼接的方式來完成施工，這也要求前期對曲面肋梁進行加工時，需要滿足較高的精準度要求。并且在曲面肋梁安裝過程中還需要做好節點處理工作，從而確保曲面肋梁的施工質量，提升基礎結構的施工強度。