土木工程施工中鋼結構技術應用的問題思考

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

1 土木工程施工中鋼結構優勢

1.1 優化抗壓能力

土木工程鋼結構施工需要應用的鋼材型號較多，通過結合應用不同材料的優勢能夠將整體結構力學性能改善。作為衡量鋼材質量的關鍵指標，鋼材的韌性越優越說明其能夠承受越高的外部沖擊形變，避免發生開裂、斷裂等問題。鋼結構的韌性較高，所以抗外界打擊能力和抗交變壓力的能力較強，可以優化抗壓性能。

1.2 施工速度快

在土木工程中應用鋼結構能夠顯著提升施工速度和施工效率。首先，鋼結構中許多構件需要集中在廠家提前預制生產，在確定其質量達標后方在施工現場組裝，這就大量減少了施工現場的工作內容，有效縮短施工時間。其次，在土木工程施工中往往需要交叉開展混凝土樓板和鋼結構施工技術，這樣能夠在外部裝修的同時安裝內部鋼結構，可以更加合理地配置資源，能夠提升施工的速率[1]。

1.3 提高安全性

傳統的土木工程建設中需要應用大量的混凝土，混凝土結構容易出現裂縫等不良問題導致對整體工程的安全性產生威脅。而鋼結構技術的應用提高了土木工程的延性，能夠改變建筑物在抗震中的參數，加上鋼材本身具有較強的堅韌性和延展性，有效彌補了混凝土結構的不足。通常要根據原材料和結構特點合理設計延性，提高土木工程的穩定性，進而提高土木工程的質量。

1.4 良好的環保性

砂石和水泥是當前混凝土施工中占比較大的材料，而土木工程需要應用到大量的材料，如果采用傳統混凝土結構那么會導致大量的原料消耗，需要進一步開發自然資源，這樣容易破壞環境，甚至在原材料開發地發生水土流失等嚴重問題。鋼結構采用的是鋼材，在搭建過程中基本不會影響周圍環境，同時可以二次回收利用鋼材，達到了循環利用的效果，從而將土木工程的成本降低，也滿足了工程項目朝著節能環保方向發展的要求[2]。

1.5 優良的經濟性

我國經過多年經驗的積累和生產技術的改進，在鋼材產量和質量上都得到了進一步的提升，當前已經具有較為完整的鋼材生產、加工、分段組裝、質量檢測體系，這位土木工程鋼結構施工技術創造了有利條件，可以保證土木工程鋼結構具有充足的原材料。同時，通過研究表明，在相同荷載的建筑物中，鋼結構可以同時達到減少構件總量和降低成本的效果。可見，鋼結構具有良好的經濟性。

2 土木工程中鋼結構施工技術難點及問題

2.1 鋼結構技術復雜

土木工程鋼結構雖然比傳統施工方式更加便捷，但是仍然有著復雜的過程，其中設計階段和鋼結構施工技術是兩個容易出現問題的環節。首先，土木工程鋼結構施工容易受到外界因素干擾導致鋼結構質量降低，無法保障具體施工中的質量，為此，需要在施工中對施工過程加強控制，采取有效的方法措施將外界因素產生的干擾降低，確保順利地完成鋼結構施工。其次，鋼結構的承載力較強可以提升整個工程的質量和效率，但是承載力的范圍也是有限的，如果設計人員沒有仔細地計算鋼結構的承載力那么會導致鋼結構在實際使用中或者施工中由于受到超載影響而發生性變問題，嚴重影響鋼結構的穩定性。可見，需要合理設計鋼結構，加強施工精度的控制[3]。

2.2 安全技術保障不足

土木工程鋼結構施工現場不但需要應用到大量大型設備，還要設置大量的臨時用電等，雖然能夠提升施工現場的施工效率但是同時也增加了安全隱患，尤其是鋼結構安裝階段，所用吊裝等設備規模較大，鋼結構構件大且重，如果沒有采取有效的現場監管、仔細控制每個施工步驟，很容易發生機械傷人等事故。此外，鋼結構安裝階段對構件安裝的精確度要求很高，如果出現偏差會導致整個工程項目的安全風險大大增加。當前土木工程鋼結構安全控制方面仍然存在一定的不足，有的單位沒有配備足夠的安全設施，有的單位安全管理體系不健全，諸多問題都嚴重威脅著施工人員的生命財產安全。同時一旦發生事故施工單位也要給予一定的經濟賠償，同樣會增加企業的經濟損失，可見，需要加強鋼結構施工安全控制[4]。

2 土木工程施工中鋼結構技術

2.1 鋼結構施工前期準備

第一，嚴格審查施工圖。精密嚴謹的設計施工圖紙是保證高效開展土木工程鋼結構施工的前提。技術人員在開展鋼結構施工前應當合理地評審鋼結構是哦工設計圖，明確設計內容是否和土木工程質量標準相符合。同時，應當根據設計圖紙做好施工工藝的合理確定，從而保證安全地開展鋼結構施工作業。此外，技術人員還要合理規劃施工進度，確保滿足工期要求。

第二，合理選擇鋼結構材料。現代建材市場發展較快，增加了鋼結構材料的類型，工作人員要根據土木工程承載力要求合理選擇鋼結構施工材料，確保材料能夠達到承載力方面的要求，只有鋼材剛度和韌性滿足要求方可使用。傳統的鋼結構材料缺乏足夠的耐火性，現代土木工程中，技術人員還要考慮材料的耐火性，提高土木工程的整體安全性。當前土木工程采用較多的是耐火鋼材料。

2.2 預埋螺栓技術

在土木工程鋼結構施工中需要應用剛性柱腳螺栓牢固地連接柱腳和鋼筋混凝土。柱腳螺栓在第一節鋼柱安裝過程中發揮的主要作用是臨時標高、控制平面大小。工作人員在埋設柱腳螺栓過程中應當控制要基礎軸線和標高基準點，按照＜2mm 的標準控制軸線誤差，按照＜5mm 的標準控制標高偏差。此外，工作人員在預埋好螺栓之后需要檢查其質量。在埋設定位后進行第一次檢查，在澆筑混凝土之后需要第二次確認其位置是否發生偏差。如果發現埋設位置不合格那么需要重新埋設直到滿足工程要求。

2.3 安裝鋼柱

作為土木工程鋼結構中的基礎部分，鋼柱的安裝從很大程度上影響著整體結構的承重性，具體來講在施工中需要做好如下技術方面的孔控制：

第一，以牛腿支撐面為基準設置標高觀察點，如果沒有牛腿，基準點看做是桁架最后一個安裝孔。

第二，在安裝多柱節時應當先牢固地組裝好各個柱節然后再進行鋼柱的吊裝。

第三，在完成鋼柱吊裝后需要檢查其安裝質量，做好尺寸調整，盡量降低誤差，確保誤差在標準范圍中。

第四，如果是又大又細的構件，可以通過補強等特殊處理方式將其可靠性提高。比如在梯形屋架下旋桿安裝時可以采取抗壓補強的方式提高側方向的應力[5]。

圖1 鋼柱吊裝就位

2.4 吊車梁安裝技術

作為支撐橋式起重機運行的梁結構，吊車梁的形式包括多種類型，比如懸掛式、巖錨式、巖臺式等。無論采用何種安裝方式都需要做好細節的控制。在具體安裝中需要加強如下環節的控制：

第一，在第一次柱間安裝校準之后開始從有支撐的跨間安裝吊車梁。

第二，在完成吊車梁安裝后需要采取臨時性加固措施處理各個節點吊車梁。

第三，在安裝完成屋間系統后需要校準吊車梁，加強誤差控制。

第四，在常規情況下需要用調味螺母校準吊車梁的標高，如果存在特殊情況應當增加墊板保證吊車梁與牛腿柱精度。

第五，在組裝完吊車梁與輔助性桁架后整體吊裝，按照規定的標準控制彎曲度、扭曲度以及垂直度。

圖2 吊車梁荷載

2.5 結構焊接技術

電弧焊是土木工程鋼結構常用的焊接方式。在焊接鋼結構之前需要嚴格審查焊條材料是否存在腐蝕、剝落等質量缺陷，確保所用材料質量達標，保證焊縫力學性能比母材標準規定性能的下限要高。根據材料抗張強度等級確定焊絲的抗張強度等級，可以將焊絲的抗張強度適當降低從而協調好金屬焊縫和母材。在焊接鋼結構之前，應當客觀地分析評估施工方案，將焊接工藝、材料、熱處理等可行性進行明確。作為鋼結構系統關鍵節點，焊縫的質量要達標，不得出現裂紋、焊瘤、咬邊等問題[6]。

2.6 除銹技術

機械拋光、噴砂、手動電摩等都是鋼結構施工中常用的除銹方式。如果鋼材外部銹痕較多那么會導致銹蝕問題惡化甚至對整體鋼結構性能產生不良影響。在除銹后需要及時涂刷防銹漆，做好防腐處理[7]。如圖3為高空除銹現場作業圖。

圖3 高空除銹

3 結束語

鋼結構作為當前土木工程施工中較為常見的一種技術，有著較高的經濟性、環保性，備受土木建筑行業青睞。但是當前我國土木工程鋼結構施工中仍然存在一些不足，比如安全技術水平有待提升。相關工作人員應當加強總結施工經驗教訓，不但改進創新，提高鋼結構施工技術水平，加強各個環節的技術控制，從而優化施工效果，確保土木工程整體建設質量。