論鋼結構在土木工程施工技術中的應用

肖 飛

（中國電建集團湖北工程有限公司，湖北 武漢 430040）

鋼結構本身重量較輕，具有較為明顯的工業(yè)化特征，在土木工程中應用能夠提高工程整體性能，但是鋼結構的耐火性能以及耐腐蝕性能較差，如果出現(xiàn)火災等災害，會導致土木工程中應用的鋼結構出現(xiàn)損傷。土木工程施工中，要利用好施工技術對鋼結構進行處理，避免鋼結構出現(xiàn)問題，從而有效提高土木工程整體質(zhì)量。鋼結構具有較好的抗震性能，并且施工工藝較為簡單，方便施工人員掌握，并能夠縮短施工工期，保證土木工程能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成施工任務。

1 何為土木工程中鋼結構施工技術

鋼結構主要是由鋼材料所組成的結構，在現(xiàn)在工程中應用較為廣泛。土木工程中鋼結構施工技術應用，鋼結構由多個構件組成，將構件按照要求連接后在土木工程中應用。傳統(tǒng)的鋼結構技術工藝較為復雜，但是隨著其發(fā)展工藝逐漸簡化，使施工人員能夠熟練掌握施工工藝。鋼結構整體重量較輕，并且具有較好的質(zhì)量，在高層建筑、場館中應用較多。土木工程中鋼結構技術占據(jù)重要的地位，能夠保證土木工程穩(wěn)定性的同時，還能夠促進土木工程發(fā)展與進步。部分土木工程中對于鋼結構技術應用不夠廣泛，對于土木工程質(zhì)量影響較大，土木工程中應加強對鋼結構技術的應用，發(fā)揮鋼結構的安全性以及穩(wěn)定性，保證土木工程質(zhì)量水平得到提升。土木工程施工過程中應用鋼結構技術，可以配合鋼結構焊接技術、安全施工管理技術等進行應用，主要原因是由于鋼結構自身重量較輕，需要配合其他材料共同使用。土木工程中較為常見的技術為層壓密注漿技術，主要是鋼材和混凝土進行融合，受到內(nèi)部壓力和外部壓力的共同作用，能夠形成較為牢固的鋼結構。進行施工的過程中需要按照定位、鉆孔、注漿順序進行，并在完成施工后，對已經(jīng)施工完畢的土木工程進行養(yǎng)護，使鋼結構更加穩(wěn)固。土木工程鋼結構應用焊接技術也較多，能夠保證鋼結構的穩(wěn)固性，施工人員應能夠熟練掌握鋼結構焊接，避免后續(xù)使用過程中出現(xiàn)鋼結構斷裂的情況。鋼結構安裝時，必須嚴格按照流程進行規(guī)范操作，能夠做好焊前檢查等多種工作，仔細檢查鋼結構的細節(jié)，如角度、空隙等，如果鋼結構上存在油污、水漬等，避免造成鋼結構出現(xiàn)氧化的情況。最后，土木工程中應用鋼結構技術，要能夠加強對施工人員的安全管理工作，建立完善的安全管理體系，并規(guī)范施工人員施工操作，做好施工危險區(qū)域警示標示等。

2 常見的鋼結構技術

2.1 高層鋼結構技術

高層鋼結構主要是由鋼結構框架作為支撐，鋼結構框架整體較輕，可以選擇軋制型鋼和焊接型鋼作鋼結構框架。傳統(tǒng)土木工程施工中應用鋼結構，需要在鋼結構表面涂抹防火涂料，從而提高鋼結構的耐熱性，避免鋼結構直接暴露在火焰當中，影響鋼結構的穩(wěn)定性。防火涂料在吸收火焰熱量后，會產(chǎn)生水蒸氣或者其他不易燃燒的物質(zhì)，如果土木工程發(fā)生火災，能夠有效避免火災的發(fā)生。高層鋼結構能夠保證土木工程整體穩(wěn)定性，能夠延長土木工程的使用壽命。

2.2 空間鋼結構技術

空間鋼結構包括索膜結構和大跨懸索結構，空間結構在土木工程中應用，能夠提高施工效率，并且還能夠隨意調(diào)整土木工程項目造型，加強土木工程剛度。空間鋼結構能夠為土木工程節(jié)約更多的經(jīng)濟成本，并為土木工程施工創(chuàng)造了更多的可能性，能夠激發(fā)土木工程施工創(chuàng)造力，為推動土木工程創(chuàng)新發(fā)展有著重要的作用。

2.3 輕鋼結構技術

輕鋼結構具有自重輕以及造價低廉等優(yōu)點。輕型鋼結構主要是用在不承受大載荷的承重建筑。采用輕型結構可以制作門形鋼架支承，壓型鋼板或輕質(zhì)夾芯板作屋面、墻面圍護結構，將各類構件和材料進行融合，從而形成低層和多層裝配式鋼結構房屋體系。輕鋼結構具有較好坑震性、抗風性、耐久性、節(jié)能性等優(yōu)點，并且安裝過程較為簡單，能夠為土木工程施工提供更多的便利。

2.4 虛擬預拼裝技術

利用三維設計軟件，分段對鋼結構進行控制，并定位鋼結構的不同控制點，從而形成真實的三維坐標。三維設計軟件需要配合計算機設備進行使用，通過計算機能夠顯示鋼結構構件模型，并可以保證鋼結構構件的精度，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不符合也可以手動進行調(diào)整，直到鋼結構符合拼裝要求，能夠為施工提供便利性。

3 鋼結構技術應用的優(yōu)勢

3.1 具有較強的可塑性

鋼結構具有較強的可塑性，能夠按照土木工程需求，在較大的預應力條件下對鋼結構進行塑型，鋼結構在彎曲后不會出現(xiàn)斷裂等情況，能夠保證土木工程整體的穩(wěn)定性。土木工程施工中對于鋼結構需求較多，鋼結構的可塑性特點能夠使鋼結構按照土木工程要求進行變化，保證鋼結構能夠符合土木工程要求，從而保證土木工程質(zhì)量。鋼結構中含有較多的元素，其中碳元素能夠保證鋼結構的可塑性，提高鋼結構的承載能力，保證土木工程的穩(wěn)定性。

3.2 落實節(jié)能環(huán)保理念

鋼結構在土木工程中應用，能夠?qū)h(huán)保節(jié)能理念落實到實際土木工程施工當中。在傳統(tǒng)的土木工程施工中，會使用較多的木材結構，如果使用不當，會造成較多林業(yè)資源的浪費，不可利于林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在土木工程中應用鋼結構，能夠降低施工木材的使用量，保證土木工程能夠可持續(xù)發(fā)展。鋼結構的應用，能夠延長土木工程的使用壽命，并且部分鋼結構能夠重復進行使用，有效避免了施工材料的浪費，符合節(jié)能環(huán)保的理念。

3.3 鋼結構的性能優(yōu)越

鋼結構與傳統(tǒng)土木工程中混凝土材料相比，鋼結構本身的硬度較大，具有較強的承載能力，能夠發(fā)揮出土木工程的優(yōu)勢。土木工程在施工過程中需要保證工程整體的安全性，鋼結構的性能較為優(yōu)越，不僅具有較好的抗震能力，還能夠抵御氣象災害，保證土木工程整體的穩(wěn)定性，減少外界因素對土木工程的影響。鋼結構的延伸性以及韌性與其他結構相比都具有較強的優(yōu)勢，能夠根據(jù)土木工程需求不斷進行創(chuàng)新。

4 鋼結構在土木工程施工技術中的應用

4.1 吊裝技術

鋼結構在土木工程施工中應用，需要借助機械設備完成施工作業(yè)。吊裝技術是鋼結構施工中常用的技術，鋼結構雖然本身重量較強，但是在進行高空作業(yè)時，依靠人力無法進行鋼結構的安裝，因此就需要吊裝設備進行輔助施工。利用吊裝技術進行鋼結構安裝，能夠降低人力、時間成本，還能夠使整個施工過程較為簡單，最大程度上降低施工難度，從而提高土木工程施工效率。施工人員在采取吊裝技術進行施工的過程中，需要能夠熟練掌握吊裝設備的操作流程，并做好安全防護措施，保證施工過程中的安全性。

4.2 塔吊技術

塔吊技術也是鋼結構在土木工程中應用的常見技術，塔吊技術與吊裝技術相比，具有更大的優(yōu)勢，能夠?qū)Σ煌亓夸摻Y構進行運輸。在施工過程中，施工人員利用塔吊技術進行施工，能夠有效縮短施工時間，節(jié)約土木工程施工成本。進行土木工程施工過程中，主要使用內(nèi)爬式吊塔作為塔吊施工的主要工具，部分土木工程施工過程中為了滿足施工需求，會將自升式吊塔進行改造，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)爬式吊塔，從而使土木工程鋼結構施工更加便利。

圖1 內(nèi)爬式吊塔

4.3 焊接技術

鋼結構在土木工程中應用，需要利用焊接技術將鋼結構進行連接。鋼結構焊接的過程中，主要是從中間向兩邊進行焊接，這樣能夠保證鋼結構焊接較為平整。施工人員在焊接的過程中還要注意焊接順序，保證鋼結構中的節(jié)點對稱，維護鋼結構的平衡性。鋼結構中還包含較多的異形鋼板，在焊接的過程中需要遵循先下后上的順序進行焊接，下部鋼板應該作為焊接的基準點。如果鋼結構的板材較厚，需要施工人員能夠根據(jù)鋼結構的特點、工程要求等選擇不同的焊接方式，保證鋼結構的焊接效果，維護鋼結構的穩(wěn)定性。

鋼結構焊接穩(wěn)技術主要包括機器人焊接技術、絲埋弧焊技術、免清根焊接技術、免開坡口熔透焊技術。

利用焊接機器人技術開展鋼結構焊接的過程中，能夠解決人工焊接存在的勞動強度過大以及焊接效率較低的問題，并可以結合其焊接技術完成鋼結構的焊接工作，能夠?qū)崿F(xiàn)大電流、高速、低熱輸入連續(xù)焊接，有利于加快焊接速度，加快整體施工進度。絲埋弧焊技術具有熔敷量大、熱輸入小、速度快等特點，應用該技術進行焊接工作，能夠使焊接效率和質(zhì)量獲得較為明顯的提升。免清根焊接技術主要是對坡口進行優(yōu)化，可以省略原本復雜的焊接工序，能夠縮短焊接工作所應用的時間，也能夠達到不影響鋼結構性能的目的。免開坡口熔透焊技術采用單絲可實現(xiàn)較厚鋼板的焊接，并可以簡化焊接程序，為鋼結構焊接工作提供便利。

4.4 構件分段技術

鋼結構分段技術的應用，施工人員需要對分段過程中可能會影響構件分段結果的影響因素，如構件運輸、構件吊裝過程中對構件的影響。施工人員在應用分段技術的過程中，需要保證分段參數(shù)與分段運輸參數(shù)一致，如果出現(xiàn)變化，施工人員要了解變化的原因，并采取合適的措施對其進行處理。施工人員盡量不使用焊接的方式連接鋼構件，制定科學合理的分段方案。分段的過程中還要保證工作過程中的安全性，選擇承載能力較弱的區(qū)域進行構件分段。

4.5 螺栓連接技術

鋼結構中含有較多的螺栓部件，施工人員要利用螺栓部件對鋼結構進行連接。螺栓部件主要分為兩種，一種是普通螺栓，另一種是高強度螺栓。螺栓是鋼結構連接的主要方式，螺栓在連接鋼結構的過程中具有便利性，能夠有效提高施工效率。螺栓連接過程中需要施工人員，對鋼結構的表面進行開孔處理，并做好對孔拼裝工作。這一操作較為復雜，會給施工人員的增加工作量，對施工人員的螺栓連接技術掌握程度也有較高的要求。

4.6 鉚釘連接技術

鉚釘連接技術進行鋼結構連接，施工人員要將鉚釘?shù)捻敆U進行燒制，直到呈現(xiàn)出頂桿燒紅為止，之后將帶有半圓形鉚釘插入到鋼結構的釘孔當中，施工人員可以采用鉚釘槍等設備輔助進行施工，保證鋼結構的穩(wěn)定性。鉚釘連接技術在鋼結構中進行應用，能夠提高鋼結構整體的穩(wěn)定性，并且保證鋼結構具有較強的韌性以及可塑性，避免鋼結構出現(xiàn)斷裂的情況，但是鉚釘連接技術在使用的過程中工藝較為復雜，需要消耗的鋼結構材料較大，也會給施工人員造成較大的工作壓力，在土木工程中使用的頻率較低，一般都是采取螺栓連接技術以及焊接連接技術進行鋼結構連接。

圖2 螺栓連接技術

5 結束語

綜上所述，鋼結構在土木工程施工技術中應用，能夠充分發(fā)揮出鋼結構的優(yōu)勢，提高土木工程施工效率，保證土木工程施工質(zhì)量以及土木工程整體穩(wěn)定性。鋼結構具有防火性強、抗震性能好等多種優(yōu)勢，施工人員在施工中可以根據(jù)工程需求選擇合適的鋼結構連接方式，提高鋼結構的穩(wěn)定性。