鋼結構網架施工技術及質量控制研究

劉 磊 湖南長順項目管理有限公司工程師

張建良 湖南長順項目管理有限公司

隨著我國城市化建設的不斷推進，建筑結構設計以及建筑施工技術也得到了逐步提升。鋼結構作為建筑結構設計中的常見應用，其網架施工技術是確保鋼結構施工質量的重要因素。因此，建筑業(yè)企業(yè)應加強對鋼結構網架施工技術的研究與應用，提升建筑工程項目的施工質量，提高建筑的穩(wěn)定性與安全性。

1 鋼結構網架施工技術特點

鋼結構屬于特殊的立體結構，主要作用于施工跨度比較大的屋面結構中，且結構的重量比較輕，可以滿足相應的建設要求。在進行網架結構建設時，主要存在斜交和正交的建設形式，如圖1所示。其中，正交是指將鋼材通過正放的形式搭建為“井”字狀的網架結構，這是目前建筑行業(yè)較為常見的施工結構，施工技術相對簡單。而斜交是指將鋼材以相互交叉的桁架形式進行搭建，這種方式主要應用于跨度較大的雙向桁架中，使得建筑結構的受力變得均勻，進而有效提升建筑的穩(wěn)定性和承重能力。

圖1 網架結構圖

2 常見鋼結構網架施工技術

2.1 吊裝與螺栓基礎技術分析

目前，我國絕大部分的建筑工程項目中，吊裝工作被統(tǒng)一化分成兩種類型，一是鋼梁吊裝，二是鋼柱吊裝。這兩種工作類型在實際工作中也存在著較大的區(qū)別。在鋼梁吊裝的工作過程中，其對于工作人員的專業(yè)技能要求水平不高，只要保證在前期的施工過程中按照施工方案有序進行即可。而在鋼柱吊裝的過程中，不僅需要施工過程與施工方案及圖紙之間不能存在偏差，還需要相關工作人員做好相應的保護措施與保護工作。這是因為在鋼柱吊裝環(huán)節(jié)中，存在個別環(huán)節(jié)可以對鋼柱的連接吊裝產生直接影響的現(xiàn)象。例如，鋼柱底部的螺栓以及地腳的螺栓，若這部分不及時做好相應的保護工作，則很可能導致在鋼柱吊裝過程中使鋼柱的連接出現(xiàn)鈍澀感，從而對鋼結構的功能發(fā)揮產生負面影響。

在我國現(xiàn)有的工程建筑施工要求中，要求螺栓預埋標高的誤差應處于5 mm的范圍內，而位移誤差應控制在2 mm的范圍內。總結預埋工作經驗，當相關工作人員將相應施工材料進行預埋后，需要對預埋數(shù)值進行反復測量，只有這樣才可以有效減少因預埋工作不合理而導致對其他施工環(huán)節(jié)造成影響。同時，在具體安裝螺栓的過程中，要嚴格規(guī)范相關工作人員的操作，保證所有螺栓在同一方向穿入并使所有螺栓都被有效固緊，從而減少安全隱患的發(fā)生。

2.2 焊接技術分析

隨著我國經濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)所應用的技術也逐漸優(yōu)化與完善，焊接領域中的焊接技術也隨之進步。在目前的建筑鋼結構工程中，焊接工藝已經被廣泛運用到鋼結構工程內的各個連接工作中。因使用焊接技術而被廣泛運用的焊接方法十分靈活，其可以有效滿足各種連接條件，如延性、剛性以及強度，通過專業(yè)的焊接方法所連接的質量也是極易被保障的，所以在目前絕大多數(shù)的建筑鋼結構工程中，焊接已經成為施工中使用頻率較高的連接方法。

在建筑鋼結構施工的實際工程中，較為常見的電焊方式有很多，如埋弧焊、氣體保護焊以及手工電弧焊等。由于焊接過程中極易產生高溫，而在高溫環(huán)境下會導致鋼材內部分子結構的排列順序與密度發(fā)生變化，這一系列變化會使焊接部位的鋼材塑性降低，增加該部位鋼材的脆性，進而極大程度上提高了該部位鋼材斷裂的可能性。因在焊接過程中可以有效變動的焊接條件只有焊接次數(shù)，所以想要有效防止鋼材出現(xiàn)以上情況，則需嚴格要求相關焊接人員在鋼材的同一位置減少焊接次數(shù)，最好不要超過兩次，以有效保證剛材的自身性能不被破壞[1]。

3 我國鋼結構網架施工技術在應用中存在的問題

3.1 鋼結構網架施工技術有待創(chuàng)新

在進行鋼結構網架施工技術的應用時，雖然技術的發(fā)展時間較短，與其他發(fā)達國家相比較，技術的應用還存在一定的差距。但我國在進行實際建設時，也根據(jù)工程的建設要求對技術進行了創(chuàng)新性研究，其使用存在更加顯著的效果。但鋼結構網架施工技術在應用時還存在一定的缺陷問題，例如在進行實際建設時，一旦存在安裝誤差或者節(jié)點缺陷問題，都會對鋼結構的應用產生不良影響。因此，施工企業(yè)必須做好施工現(xiàn)場的技術管理，還要引進更加專業(yè)的復合型技術人才，對現(xiàn)場作業(yè)情況進行全方位的追蹤和管理[2]。

3.2 安裝誤差

安裝誤差是目前我國建筑鋼結構網架施工過程中常見的問題之一，主要體現(xiàn)在鋼結構初步安裝完成后的整體位形與建筑結構設計方案的設計效果有所偏差，其主要的原因包括鋼結構自重、荷載以及施工精確度等，受這些實際因素的影響，建筑鋼結構在初步安裝完成后會出現(xiàn)一定程度的結構偏差。

3.3 杠桿初始彎曲

杠桿初始彎曲也是建筑鋼結構網架施工技術中容易出現(xiàn)的問題，主要原因是單根杠桿的自身彎曲，而造成單根杠桿彎曲的原因可能是施工安裝精度或杠桿運輸過程中的碰撞等[3]。

3.4 節(jié)點缺陷

施工過程中較為常見的節(jié)點為焊接節(jié)點與螺栓球節(jié)點，而在焊接節(jié)點中可能會存在各種形式的焊接缺陷，如多次焊接、焊接方法不正確導致的接縫處連接不完全等，螺栓球節(jié)點同樣可能會存在不同形式的缺陷，如個別球空未封閉以及緊固螺釘缺失等[4]。

3.5 支座缺陷

支座是網架結構的核心組成部分，在實際施工中分為兩種，一種是普通固定支座，而另一種是特殊功能支座。對于普通支座而言，可能存在缺陷的方面是螺母固定不完全或著支座的焊接質量出現(xiàn)缺陷等。而特殊功能支座可能出現(xiàn)的缺陷則是不確定的，每種特殊功能支座存在的缺陷各不相同，所以在使用時要嚴格按照相應要求進行缺陷檢查工作[5]。

4 鋼結構網架施工技術應用質量控制措施

4.1 加強安裝技術的管理

目前，在進行鋼結構網架施工技術應用時，主要有3 種安裝方法。其中的高空散裝施工技術在應用時，主要是借助鋼結構網架結構中的鋼桿件，與節(jié)點進行有效連接。這種技術在實施時可以組成一個整體的結構，要采用懸挑施工方法或全支架施工方法。施工企業(yè)需要根據(jù)工程的實際情況，結合施工要求，選擇正確的作業(yè)形式，還要提高鋼結構的應用安全性和穩(wěn)定性，避免在進行結構安裝的過程中，因為某一個環(huán)節(jié)存在問題，對后續(xù)各個環(huán)節(jié)產生不良影響，從而引發(fā)嚴重的質量問題。運用高空滑移技術時，需要將網架單元從建筑物的一端移到另一端，確保所有的單元都能拼接成有機整體。技術實施前，施工企業(yè)需要選擇更加專業(yè)的技術人員，從整體層面上對各個單元的施工位置進行科學規(guī)劃和設計，避免某一個單元的位置存在問題，導致各個單元無法形成統(tǒng)一的整體[6]。

在對零部件進行移動的過程中，施工人員要嚴格按照設計要求進行科學移動，避免因為各個構件的移動存在問題，導致主體結構的應用穩(wěn)固性下降。結構安裝過程中還存在一些比較小的零部件，這些零部件存在于多邊形的網架結構中，施工人員在進行結構安裝時要對其進行重點管理，避免出現(xiàn)遺失等現(xiàn)象。如果在進行結構建設時的施工規(guī)模比較大，那么施工人員可以應用一些比較先進的機械設備或者建立滑軌對各個構件進行有效移動，同時還要提高滑軌的應用穩(wěn)定性。而在進行滑軌建設的過程中，要做好各個區(qū)域的有效焊接，避免在對零部件進行移動時，因為滑軌出現(xiàn)問題，降低工程的建設質量，延誤工程的施工時間。實際上，應用滑軌主要是為了提高零部件移動的平穩(wěn)性，避免部件在移動期間受到周邊環(huán)境因素或者施工人員操作失誤的影響，出現(xiàn)材料損壞等問題[7]。

4.2 做好構件安裝和焊接的質量控制

進行結構安裝的過程中，還存在分塊或分層安裝施工技術，應用這項技術可以將網架結構劃分成不同的單元。對每個單元進行有效的拼接后，借助起重機設備對其進行吊裝處理，將單元移動到標準的施工位置，實現(xiàn)主體結構的拼接處理。在對各個單元進行拼裝時，需要在地面上對構件進行有效的組裝，還要提高組裝質量，避免部件在移動的過程中出現(xiàn)散落等問題。

但在實際建設時，因為條塊單元的移動，受到高空散裝等影響，會降低單元的應用性能，也會對支架拼裝等工作產生一定的影響。施工人員在進行具體建設時，需要嚴格按照單元的移動需求，選擇合適的起重設備。同時也要對作業(yè)速度進行嚴格控制，確保各個單元能夠準確移動到標準的施工地點，避免因為移速過快或過慢對單元的使用產生不良影響。而對結構安裝施工技術進行質量控制時，要制定科學合理的施工計劃，還要對計劃的應用經濟性進行全面評估[8]。

4.3 加大節(jié)點施工的控制

在進行鋼結構網架施工技術應用時，節(jié)點區(qū)域的建設會對主體結構的應用產生一定的影響。對節(jié)點施工環(huán)節(jié)進行控制和管理時，施工企業(yè)需要根據(jù)主體結構的抗震需求對鋼結構進行具體設計，必須選擇合理的施工技術，對各個節(jié)點區(qū)域進行有效加固。從設計環(huán)節(jié)開始，就要對節(jié)點施工進行重點關注，為鋼結構的應用穩(wěn)固性提供更加積極的動力基礎。因此，進行節(jié)點設計時，設計人員需要對主體結構的承載力和抗震力進行全面分析，提高主體結構的抗震等級。

此外，在進行具體施工時，施工企業(yè)還要選擇更加合理的焊接技術，對各個節(jié)點進行有效焊接，確保所有的點能夠連接成一個主體。在進行結構應用時，還要避免某一個階段產生缺陷問題，對整個結構的應用產生不良影響。施工人員在進行節(jié)點建設時，還需要做好螺栓連接質量的檢測，并且應該按照設計要求進行標準建設。避免因為自身的失誤問題，導致某一個節(jié)點的連接不夠緊固，增加主體結構的應用隱患[9]。

4.4 做好結構應用穩(wěn)定性的計算

計算結構應用穩(wěn)定性時，要根據(jù)結構簡圖的設計要求選擇正確的計算方式。一般情況下，設計鋼結構時，設計人員需要深入到施工現(xiàn)場，對區(qū)域內的環(huán)境特點和地形情況進行全面勘察，對歷史數(shù)據(jù)資料進行深入研究，并在此基礎上制作科學合理的設計方案。特別是在對一些多層結構或單層結構進行設計時，設計人員會借助框架柱開展計算工作，但不會對框架的應用穩(wěn)定性進行分析。因為當前在進行鋼結構建設時，對各個區(qū)域的應用穩(wěn)定性提出了更高的要求，所以設計人員要采用更加科學的方式開展計算工作，確保主體結構和局部結構的應用穩(wěn)定性。

同時，在開展計算工作時要做好柱計算長度系數(shù)的提取，還要對綜合系數(shù)等進行全面分析。如果設計人員需要根據(jù)框架整體穩(wěn)定性要求開展計算工作，并且對關鍵數(shù)據(jù)信息進行有效獲取，那么必須保證假設條件能夠得到充分滿足，還要對最終的計算結果進行反復驗證，避免因為最終的計算結果不夠精確，對結構的設計和實際建設產生不良影響。此外，在開展應用穩(wěn)定性計算工作時，設計人員還需要聯(lián)合技術人員以及施工人員對影響鋼結構建設穩(wěn)定性的各項因素進行全面分析和探討，制定科學有效的控制措施，對問題進行全面解決[10]。

5 結語

在市場經濟不斷發(fā)展的過程中，建筑工程的應用質量和外形的美觀性引起了社會各界的廣泛關注。市場經濟的高速發(fā)展為施工企業(yè)帶來了更多的發(fā)展機遇，也增加了企業(yè)的考驗。目前，在進行建筑工程施工時，主體結構已經向著多元化等方向進行發(fā)展，鋼結構的網架施工技術應用范圍也在不斷擴大。但因為這些技術在實施的過程中受到多種因素的影響，所以容易出現(xiàn)質量問題。施工企業(yè)必須對技術實施的各個環(huán)節(jié)實行精細化管理，才能提高鋼結構的應用穩(wěn)固性，確保工程能夠順利投入使用。