大跨度空間鋼結構施工技術和危險源檢測技術研究

許小英

（廈門南強建筑工程有限公司，福建 廈門 361000）

1 工程概況

某鋼結構單層廠房車間采用門式鋼架結構，合同造價為8 200萬元，建筑面積為4 032m2，軸線尺寸長度為84m，寬度為48m，軸距為6m，建筑高度為17m，最大跨度為48m（詳見圖1中間及邊跨剖面圖），工程東西向為橫軸1～15軸，南北向為縱軸A～G軸，工程西側將1～15軸作為連接整體組成（詳見圖2屋面結構布置圖），橫軸上兩根鋼柱需設置一道鋼梁，由豎向鋼柱、水平鋼梁、水平支撐、系桿和柱間支撐材料共同組成穩定的門式鋼架結構體系。本工程的關鍵工序和關鍵技術都要采取工程質量保障措施，以保證工程質量合格。由于空氣濕度大、風大，對焊接影響較大；由于腐蝕性嚴重，對防腐要求較高，計劃工期6個月。

圖1 中間及邊跨剖面圖

圖2 屋面結構布置圖

2 大跨度空間鋼結構施工技術

本工程最大跨度48m，屬于危險性較高的分部分項工程。工程施工前，項目部需要結合項目條件、圖紙和相關規范要求，編制切實可行的專項方案，經企業內部自審、監理和建設單位審查、專家論證合格后，方可組織施工。

2.1 鋼結構整體安裝順序

（1）工程項目施工前，需要進行專項方案技術交底，保證技術人員和施工班組熟悉、明確方案內容，并在施工過程中跟蹤檢查方案的執行情況。

（2）按照專項施工方案進行鋼結構施工。首先安裝鋼柱，鋼柱安裝完成后，及時設置柱間支撐體系，再吊裝鋼梁，待鋼梁安裝完成后，安裝鋼梁間的連接桿件，同時做好臨時固定系統（纜風繩），保證鋼結構安全、穩定。

（3）鋼結構基礎混凝土施工要保證地腳螺栓的預埋位置正確，避免錯位導致鋼柱安裝困難。

（4）應用綜合吊裝法吊裝鋼構件。吊車需按事先設計好的行走路線施工，鋼構件的吊點要牢固可靠，兩點或者多點起吊，確保安全作業。

（5）鋼柱、第一道屋架梁和支撐體系安裝完成后，核驗、調整鋼構件標高、垂直度和位置，確保其準確無誤后，使用螺栓固定好，待整體鋼構件校正完成后，使用細石混凝土密實鋼柱和基礎頂面。

（6）鋼柱、第一道屋架梁和梁間支撐體系安裝完成后，依次按照前面的施工順序安裝第二道、第三道屋架梁和支撐體系。

（7）重復上述工序，依次安裝屋面檁條和隅撐。

2.2 鋼柱校正施工技術

（1）鋼柱安裝前，需事先核實、校正地腳螺栓預埋位置，確保其準確無誤。鋼柱安裝完成后需檢查、校正鋼柱標高，核查鋼柱腳中心位置，最后測量和校正鋼柱垂直度。

（2）若鋼柱的垂直度出現偏差需要校正時，應避開中午或者太陽直射點較高的時間段，最好在陰天進行，以保證施工質量和校正的準確性。

2.3 鋼梁吊裝施工技術

（1）吊裝鋼梁時，為防止吊車鋼絲繩在空中纏繞在一起影響吊裝，需使用纜風繩固定，保證安全。

（2）鋼構件安裝完成后，必須保證空間體系穩定。不得出現非正常程序安裝，使整個鋼構件體系松散，導致鋼構件不穩定或在風力的作用下出現脫落、倒塌等現象。

（3）鋼構件應對稱焊接，減小焊接產生的應力。屋架梁上禁止超載堆放材料，以保證安全。

（4）安裝柱間鋼架梁時，應及時觀察和檢測柱子的垂直度，出現偏差及時調整。

2.4 屋架安裝施工技術

（1）屋架安裝時，應按照順序先安裝柱間山墻屋架，山墻屋架安裝完成后，及時調整、固定屋架之間的水平系桿和支撐體系，并鎖定支撐，確保體系穩定后，再安裝其他屋架。

（2）安裝鋼架、檁條時應先進行校準，合格后方可擰緊螺栓。

（3）可采用全站儀或者經緯儀校正屋架，主要校正屋架的垂直度，在出現偏差時，可采用工具支撐進行糾偏。

（4）在安裝檁條前，應保證鋼屋架結構定位準確、安全，并采用拉桿調整檁條的平直度。

（5）整個鋼屋架體系完工后，應嚴格檢查油漆面層是否有擦傷，并對有擦傷部位進行補漆，檢查所有螺栓的緊固程度，防止松動。

（6）鋼屋架完工后，不得在其上面堆載材料，嚴格按照圖紙要求施工，尤其在焊接時，不得私自增加鋼板等作為焊接增強材料。

2.5 高強螺栓施工技術

（1）大跨度鋼結構螺栓進場后，應及時按照規范要求取樣送檢，送至有資質的檢測單位檢測，檢測合格后方可使用。

（2）鋼構件螺栓孔應確保螺栓能自由插入，如果因開孔位置錯誤，螺栓無法自由插入，不得采用氣割擴孔，應與設計人員溝通制定方案，再按照方案施工。

（3）考慮鋼構件應力因素，在安裝高強度螺栓時應從中間向兩側進行，防止應力集中，影響整個結構體系安全。

（4）應采取初擰、終擰的順序安裝高強度螺栓，初擰時應在螺栓頭上涂刷標記，防止漏擰和重復擰的現象，初擰采用小錘敲擊檢查，待終擰完成4h后且24h以內完成終擰扭矩檢查。

（5）高強螺栓不同批號螺母、墊圈不能混用，同一批號的螺栓、螺母、墊圈應在同一個部位使用。

（6）高強度螺栓完成初擰和終擰檢查后，應標記合格與不合格的螺栓，并按照事先制定的處理方案處理、改正不合格螺栓。

2.6 鋼構件焊接施工技術

（1）鋼構件焊接應制定焊接方案，在施焊前做好焊接工藝評定，合格后方可施焊。

（2）焊前應檢查鋼構件坡口尺寸、平整度、角度，焊接方法應得當，焊接人員應持證上崗，并嚴格檢查焊接質量。

（3）一般鋼構件焊接采用氣體保護焊，防止氧化；焊接完成后，及時處理焊渣、焊瘤，并檢查焊縫的寬度和厚度，嚴格控制焊接質量。

（4）可采用目測、尺量、超聲波、射線探傷等方法檢查鋼構件焊縫。

2.7 鋼構件防火、防腐施工技術

（1）鋼構件噴漆時，環境溫度、濕度應滿足要求，避免鋼構件結露。油漆作業應觀察天氣，如遇雨天，涂刷作業完成后，應及時采取保護措施，不得雨淋；大風天氣，出于安全考慮一般禁止涂刷作業。

（2）噴涂作業應先進行焊縫、邊角等施工，避免這些部位的漆膜厚度不足。同時，需調整好噴槍嘴與鋼構件表面的距離，保證均勻噴涂，控制噴涂速度，不得出現噴涂不到位、流墜、露底等現象。

（3）鋼構件噴涂作業應嚴格遵守施工工藝要求，不得平行噴涂上下兩層，應互相垂直進行。

（4）鋼構件的防腐質量好壞直接影響其使用壽命，必須嚴格控制漆膜厚度，漆膜固化后，可采用漆膜測厚儀進行檢測，不合格應返工重做。

（5）鋼構件涂裝完成后，應歸類存放，做好保護，不得踏踩破壞涂層，若遇風雨天氣，應覆蓋涂刷好的鋼構件。

（6）鋼構件使用前，應做好防護，禁止磕碰，避免破壞涂層。

3 大跨度空間鋼構件吊裝安全技術

（1）吊裝作業前應制定吊裝方案，做好安全交底，在正式施工前進行試吊，并安排專人指揮。

（2）吊車操作人員和指揮人員等應持證上崗，并進行班前宣講和安全教育。

（3）吊裝作業前應劃定警戒區，拉設警戒線，安全人員旁站。吊裝作業時，吊車吊臂下不得有人員竄動、走動、站人，指揮人員和操作人員應嚴格執行安全施工規范要求，不得出現違章操作和違章指揮現象。

（4）常態化檢查吊車變幅指示器、力矩限制器、各種行程限位開關等保護裝置，確保其安全可靠。檢查吊車鋼絲繩是否有銹蝕和斷絲情況，機械不得帶病作業，避免發生安全事故。

（5）吊車作業應嚴格執行“十不吊”要求，不得違規吊裝。

（6）大風和極端天氣（6級以上大風、嚴寒、酷暑天氣）應禁止吊裝，不得為趕工程進度不考慮安全，導致事故發生。

4 大跨度空間鋼結構高空作業安全技術

（1）鋼結構高空作業應嚴格按照建筑施工高空作業安全技術規范、公司制度和項目管理制度執行。

（2）高空作業人員應身體健康、體檢合格，由符合健康條件標準的人員從事高空作業，且不得在上崗前飲酒。

（3）高空作業人員應嚴格按照要求佩戴安全帽、安全帶、穿軟底膠鞋，做好洞口防護和臨邊防護，避免人員、物品墜落，防止發生安全事故。

（4）高空作業的梯子、腳手架等設備驗收合格方可使用，同時，做好班前、班后檢查，有問題及時維修或者更換。

（5）現場應配備急救物品和處置室，如夏季配備預防高溫中暑的藿香正氣等藥品。

（6）高空作業嚴禁向下拋雜物、配件和其他廢舊材料，避免發生傷人事件，應采用鋼籠子吊運剩余材料。

（7）不得為方便施工，隨意拆除安全防護網、洞口、臨邊防護鋼管欄桿和安全警示標識，以避免發生安全事故。

（8）高空作業必須做好安全防護措施，防護措施不到位，不得開展施工。

5 大跨度空間鋼結構危險源檢測技術

5.1 檢測方案

大跨度空間鋼結構變形的主要因素是外部荷載和溫度。在施工過程中控制變形量是硬性安全指標，可采用全站儀檢測鋼結構的變形量，保證鋼結構的變形量在控制范圍內，并在鋼構件施工中受力較大的部位設置觀測點，測得三維空間坐標方向的位移數值，計算后與標準值比較，確定其在標準值范圍內方可施工，后續繼續觀察，若超出標準值范圍較大需制定整改方案，杜絕安全隱患。

5.2 檢測內容

大跨度空間鋼結構需要注意檢測受力較大部位的應力和變形量，做好鋼結構變形量檢測和鋼構件震動加速度檢測，控制施工環境溫度、風速和鋼構件溫度。鋼結構投入使用階段，主要控制鋼構件受力較大部位的變形量，這也是大跨度空間鋼結構重點檢測項目，務必引起重視。

6 結語

在現代建筑中大跨度空間鋼結構應用越來越廣泛，因其類型不同，在具體施工中采用的施工技術和危險源檢測、控制方式也不同。隨著科技的不斷進步、新設備的出現和知識的更新迭代，施工技術也在改變。本文系統地論述和研究了大跨度空間門式鋼架施工工藝和安全控制措施，以期為同行提供借鑒。