關于土木工程施工中鋼結構技術的探討

李存榮

(山西潞安工程有限公司， 山西 長治 046204）

1 鋼結構施工技術應用優勢

1.1 穩定環保

鋼結構通過組裝可以成為立體式框架結構， 整個結構的穩定性和安全性提升顯著。 鋼結構施工的拼接速度更快、 精度更高， 對現場施工環境的要求相對較。 在鋼結構施工完畢后可以進行快速拆除， 具有重復使用的特點， 能夠顯著提高鋼結構施工的整體效果。 鋼結構體系所有材料均為可再生材料， 即使鋼結構廢棄后也能夠進行回收再利用， 符合國家的環保要求， 有效減少企業的成本費用， 可以減少資源的消耗。

1.2 經濟性強

鋼結構施工的初次采購成本投入較大， 但是后續無需增加額外的投入成本， 整個鋼結構堅固耐用， 不容易變形， 具有非常長的使用壽命， 可以多次循環利用。 材料廢棄后具有非常高的殘值回收價值。 鋼結構具有非常良好的經濟效益， 可以減少企業的成本消耗。 在鋼結構實際澆筑中， 其表面光滑細膩， 能滿足清水混凝土施工要求， 無需對墻面施工就可快速安裝。

2 土木工程鋼結構施工重點難點分析

2.1 深化設計

深化設計是復雜高層建筑鋼結構施工的重難點，主要表現在兩個方面： 1） 高層建筑鋼結構規模大，鋼結構分布面廣， 交叉作業頻繁， 對鋼結構與其他專業碰撞的處理難度大， 深化設計過程中與各專業的協調管理及確保鋼結構與其他相關專業的交叉作業的順利實施， 是施工重難點之一； 2） 外框柱截面大， 連接節點構造復雜、 形式多樣， 對此類復雜構件、 節點的深化設計同樣是深化設計重難點。 因此必須完善設計組織， 做好各專業間的信息溝通和技術交底， 完善圖紙審核制度和流程， 并通過三維實體模型提前進行模擬驗證。

2.2 鋼結構復雜節點的制作加工

該項目鋼柱大多為圓管柱， 且柱上部牛腿較多，同一柱與梁的連接節點最多有六個牛腿， 這就要求嚴格控制鋼結構的制作精度， 以便后續安裝焊接。 對此， 需要抓好兩個關鍵控制點： 1） 從源頭工序上進行嚴格把關， 下料時控制好尺寸， 特別是零件坡口尺寸， 組立時要控制好定位和坡口間隙的精度； 2） 采取合理的工藝措施， 控制組對精度， 并利用BIM進行三維模擬。

2.3 鋼結構吊裝

吊裝區域附近臨近其他超高層建筑， 如果施工場地狹小， 而且存在超長構件， 最長構件達到33.6m。這就給吊裝工作帶來很大的難度。 因此， 必須在施工前做好充足的裝備： 1） 吊裝前做好構件的進場、 驗收與堆放順序安排； 2） 起重機械選型以及吊裝方案結合現場實際情況， 并采用BIM技術進行三維模擬吊裝， 避免出現卡桿現象以及吊車超負荷狀況； 3） 對超長構件， 采取合理分段并經設計單位審核； 4） 為保障吊裝的安全性和安裝的穩定性， 局部大跨度簡支梁和懸挑梁在吊裝前需搭設臨時支撐， 待支撐及次梁安裝完畢， 結構具有一定的強度、 整體性后方可拆除。

3 土木工程建設中鋼結構技術的應用

3.1 鋼結構全焊型連接技術的應用

在土木工程建設中， 鋼結構全焊型連接技術的應用常見于工民建鋼結構的施工中。 鋼結構全焊型連接技術的應用也需要以下主要幾方面。 第一， 在應用該技術的時候， 不僅要明確標示出節點板的厚度， 還要保證節點板設計的科學合理性。 如果節點板過強， 不僅會造成施工材料的不必要浪費， 還會出現節點區變形情況， 無法承受住地震的破壞力。 如果節點板過弱， 即便是其塑性再強， 也無法保證梁翼緣的正常塑性。 這樣就會因為節點耗能被制約、 節點域塑性轉動較大而使框架出現水平位移， 進而導致框架出現受力不均勻的現象。 第二， 在具體的施工過程中， 只有確保焊縫焊接完全， 才能夠保證焊接縫的施工質量。 所以， 必須要加強梁上、 蓋板、 柱等對接焊縫的質量控制， 避免影響梁柱剛性連接滯回性。 第三， 針對焊縫以及柱翼緣的連接面， 必須要進行除油初漆處理， 保證施工進度的順利推進。 第四， 如果構件上存在下翼緣的焊接引弧板， 那么就要進行柱的焊接以及梁翼緣的焊接， 避免對接焊縫施工不到位而影響梁柱連接處的受力。

3.2 對高強度螺栓的安裝施工

高強度螺栓和地腳螺栓一樣是保證鋼結構建筑穩定性及安全性的關鍵部件。 施工人員在進行高強螺栓安裝施工的時候， 首先需要做好產品的質量檢測， 確保高強螺栓的型號、 孔徑等各方面的指標符合工程需要； 對殘次品、 損傷品等進行剔除。 其次， 要做好高強螺栓的接觸面管理。 比如螺栓與面板接觸的空隙大于3mm， 則需要在螺栓和面板之間添加墊片并進行噴砂處理， 以提高螺栓的緊固質量， 避免出現接觸不緊實而產生晃動。 而對于間隙不足1mm的情況， 一般情況下不做處理。 高強螺栓在進行安裝使用過程中，也需要做到輕拿輕放， 保證螺栓的完好度， 避免磕碰以及散亂堆放。 在拆卸或者擰緊螺栓的作業中， 要做好螺栓和螺孔的對位， 保證螺栓的穿入順暢自如， 避免強硬穿入損傷螺栓。

3.3 預埋件安裝

預埋件安裝主要包括柱腳錨栓預埋測量校正與核心筒預埋件安裝兩個部分。 1） 柱腳錨栓預埋測量校正。 鋼結構安裝施工的第一道工序就是柱腳錨栓的預埋安裝， 質量控制的重點就是安裝的牢固程度和定位的精度。 通過計算得出安裝坐標， 在土建鋼筋捆扎完成后， 借助全站儀測量放線軸線位置， 把定位環板與錨栓安裝好， 然后進行混凝土澆筑。 澆筑中要防止錨栓發生位移， 及時做好糾偏處理； 2） 核心筒預埋件安裝。 鋼筋混凝土核心筒鋼梁埋件主要為樓層鋼梁與鋼筋混凝土結構連接的埋件。 為保證預埋件的安裝精度， 受剪連接板待埋件板安裝定位且混凝土澆筑后，再放線定位焊接。

4 鋼結構施工質量管理與控制工作的措施

4.1 做好施工設備管理工作

設備投資力度要不斷加大， 通過先進的設備為施工提供保證， 對于落后設備及時回收， 在保證耗能和效率的前提下盡量選擇節能設備。 設備內部和外部的清潔以及保養工作要做好， 使機電設備運行環境得以保證。 機電設備換油加油以及日常保養必須高度重視， 油壓必須控制在正常范圍內。 掌握所有設備的磨損情況， 并對實際運轉情況掌握。 如果設備運轉過程出現問題， 必須立刻停機， 存在故障的設備嚴禁投入工作， 避免發生問題。

4.2 合理調整施工進度計劃的措施

在實際施工過程中可能因為各種因素的影響導致施工無法按照甚至違背原計劃進行施工的情況發生。這就需要對導致這樣情況發生的原因進行深入探究，并通過相應方案來挽救這種局面， 盡可能將施工重新走向正軌， 可以應用的方案主要包括： 1） 利用階段審核方式保證施工有序開展， 并對符合要求的人員和部門采取相應激勵措施； 2） 積極引入先進的施工技術和方法來提升施工水平； 3） 資源投入適當加大力度， 規劃要科學合理， 作業次數不斷優化； 4） 施工合同以及有關規范都是具有法律效力的， 要以此來要求施工人員嚴格按照規定執行， 確保施工質量符合有關規定， 保證各個部門效率的提升。

4.3 加強操作人員的技術培訓

在鋼結構施工過程中， 由于操作人員自身受教育水平比較低， 對于施工的專業技術沒有全面掌握， 很容易引發安全事故。 對施工人員、 檢測人員資格和能力要進行全面認證， 查驗相關證書。 其次， 要加強對操作人員的技術培訓， 嚴格按照相關質量標準體系進行訓練， 掌握相應的焊工考試內容， 并且通過考試才能夠進行施工操作。 在鋼結構施工開展之前， 必須由專人進行恰當的技術交流， 針對整個建筑結構的圖紙說明書、 施工工序進行全面分析， 明確鋼結構施工的整體設計要求， 同時要對設計意圖詳細說明， 幫助施工人員更好掌握鋼結構施工的操作規范。 在對設計內容完全審核之后， 需按照設計標準選擇專業的生產廠家統一生產， 鋼結構的預拼裝和預驗收都需要做到統一編號， 并且按照設計進行分類， 對鋼結構的標準版進行嚴格管理， 在鋼結構生產完畢后， 需要及時運輸到施工現場。 在鋼結構施工前需要加強對施工人員的技術培訓， 讓施工人員充分掌握鋼結構安裝的具體技法， 提高施工熟練效果， 確保整個鋼結構安裝施工質量更高， 確保施工中鋼結構安裝能夠穩定運行。

4.4 建立健全管理制度

任何行業都離不開科學有效的管理制度， 因此管理部門的作用必須得到高度重視， 首先要做到管理部門功能完善且保證功能能夠發揮出來， 其次是管理要結合具體情況落實， 做到科學有效的管理， 施工進度得到保障。 針對鋼結構施工管理方面， 我國相關制度和規范還不夠健全， 需要引入國外成熟先進的管理方法， 結合我國施工實際情況， 由經驗豐富的專業人員深入討論共同制定鋼結構施工管理制度體系。

5 結語

鋼結構作為現代建筑以及工程項目施工的重要組成部分， 其優勢顯而易見， 但其缺點也同樣明顯。 我們在進行鋼結構建筑施工的時候， 不僅要考慮鋼結構建筑本身的設計的合理性， 同時也要注意到材料質量、 隔熱性能、 螺栓使用、 結構探傷等細節內容， 并嚴格做好細節環節的把控， 從而保證鋼結構的質量。施工人員需要嚴格按照標準進行操作， 在相關材料、設備、 工藝、 程序等各方面嚴格把關、 合理應對， 如此才能真正發揮鋼結構的優勢， 保障國民生產生活的正常進行， 并為國家經濟發展做出應有的貢獻。