淺談鋼結構施工中的常見問題

張杰

（山西建設投資集團有限公司，山西 太原 030001）

0 引言

近年來，我國建筑施工水平的提升十分顯著，不僅實現了舒適安全居住環境的營造，同時也為社會經濟發展提供了巨大推動力。建筑施工環節，廣泛應用的一種結構形式就是鋼結構，鋼結構不僅不會嚴重污染環境，同時也能夠達到高效施工目的，且具備十分良好的抗震性能，能為建筑工程施工質量提供保障，切實減少施工安全隱患。但從當下鋼結構施工實際情況來看，質量控制不當問題已然存在，致使在工程施工中埋下嚴重的安全隱患。面對此種情況，必須要將鋼結構施工的質量控制工作做好，使施工安全事故的發生切實規避。對此，相關質量監管人員要將施工隊伍建設工作做好，基于鋼結構工程施工環節各要點的熟練掌握，進而以工程質量驗收標準為依據開展施工操作，如此才能為鋼結構施工質量提供保障，切實規避施工中的各種常見問題。

1 鋼結構的特點分析

鋼結構就是使用鋼材制作的結構，是現代建筑中的主要建筑結構類型之一，鋼材具有高強度和自重輕、剛度大等特征，在超高及超重型的建筑物施工中十分適用[1]。鋼結構優點具體如下：鋼材具有良好的均質性，是一種較為理想的彈性體，且材料具有較好的塑性及韌性，變形較大，在動力荷載方面可達到良好承受目的；鋼結構施工效率高，也具有較高的工業化程度，且機械化程度較高的專業化生產目標也能順利達成；鋼結構的加工具備較高精度和高效化特征，具備良好密閉性，能在氣罐及油管、變壓器等建造中應用。對比來看，鋼結構的缺點為不具備良好的耐火性及耐腐蝕性。

2 鋼結構施工工藝

2.1 鋼結構選材

鋼結構的優勢十分顯著，但也有一定不足存在，其不足具體如下：存在較大的導熱系統，不具備良好的耐火性[2]。實際選材環節，要明確國內鋼結構的常用鋼材分類，如以化學成分為依據，鋼材一般會分為碳素結構鋼、低合金高強度結構鋼等；再如，以屈服強度為依據，鋼種具體有4 個等級。具體要與鋼結構施工的具體要求相結合針對性選擇型材及鋼板，進而從選材方面為鋼結構施工質量奠定基礎。

2.2 箱型柱制作組裝

（1）放樣號料。具體放樣的過程中，留出5mm 加工余料的工件為進行銑、刨加工的工件，在進行號料時應注意材料的節約，并為切割、零件質量提供保障，取料過程應以規定方向為依據。

（2）下料切割。采用多頭自動切割機的方式進行下料，下料對象為箱體4 塊主板，同時打坡口時要以機械形式為主，具體可選用滾剪倒角機，在此基礎上針對性矯正所下板件，該環節應選用立式液壓調直方式及矯正機等，為板件平整度提供保證。

（3）箱體組裝。組裝內隔板的過程中，需要先將工藝隔板及加勁板在裝配平臺上進行裝配，具體是裝配上一箱體主板上，一般來說，工藝隔板和主板兩端頭的間距應為200mm，而工藝隔板間距應控制在1000~1500mm 的范圍內；進行u 型組裝時，先焊工藝隔板和加勁板、主板，之后進行組裝；焊接內隔板和主板時，要以焊接工藝要求為參照依據，進而選擇針對性焊接方式，即具體選用手工電弧焊或二氧化碳氣體保護焊[3]。

（4）焊接箱體4 條主焊縫。該環節的焊接要先進行打底，打底焊接法可選用二氧化碳氣體保護焊的方式，之后蓋面填充時可選用埋弧自動焊方式。焊縫兩端應注意引弧、引出板的設置，并保障其材質及坡口形式等同于焊件；完成焊接操作的后期，需進行打磨平整。

2.3 鋼柱制作安裝

超高層建筑中，豎向構件鋼柱在一定程度上決定著對層高及建筑總高度，具體加工和制造鋼柱的環節，需符合現行規范驗收標準。鋼柱為100m 時，構件一般分為8~12 節，鋼柱翻樣下料制作中，要注意焊縫收縮變形、壓縮變形等情況。控制鋼柱標高時，方式一般有兩種：①以相對標高為依據，鋼柱制作安裝長度誤差為3mm 內，無須考慮焊縫收縮變形、豎向荷載所引發壓縮變形等問題，該環節僅保障建筑物總高度滿足各節柱子制作允許偏差總和等即可[4]。②12 層以上且精度要求較高的層高中，應根據土建標高進行安裝，這一過程要統一每節鋼柱累加尺寸和設計要求總尺寸。針對每節柱接的收縮變形、壓縮變形等來說，需在每節鋼柱加工長度中計入，不論選擇的安裝方式為哪一種，都需要在翻樣下料制作環節進行充分表達，同時需要與設計要求總高度相符。

2.4 框架梁制作安裝

H 型鋼主要是應用在高層及超高層框架梁中，而連接框架梁和鋼柱時，最好是選用剛性連接方法，鋼柱以貫通型為主，將橫向加勁肋設置在框架梁上下翼緣處。連接框架梁和鋼柱時，為確保連接處節點具備良好延性且能夠可靠連接等，工廠制造環節，就應在懸臂梁的設置方面提高注重程度，如將其設置在框架梁處，與此同時，懸臂梁上下翼緣和鋼柱具體連接操作環節，也應注意環節方式的可續選擇，該環節一般為剖口熔透焊縫法，并配合貼角焊縫科學開展腹板的處理。連接框架梁和鋼柱懸臂梁短牛腿時，要在上下翼緣連接方面予以重點關注，該環節的連接最好選用襯板全熔透焊縫法，副板則借助高強螺栓進行連接。借助高強螺栓群進行連接時，需注意孔位精度，只有為孔位精度提供保障，才能實現可靠、預期的連接目標。目前，制孔形式一般為模板制孔、多軸數控鉆孔等，二者相比后者具備較高精度，所以應對后者進行優先考慮[5]。選擇模板制孔方式應用的過程中，要保障模板精度，切實滿足高強螺栓組裝孔等對精度的實際需求；在孔位存在局部偏差現象的情況下，閘刀擴孔是僅允許使用的方法，該環節氣割擴孔的方式應嚴禁使用。

2.5 梁及連接板的加工與組焊

①下料。型鋼下料時，要選用型鋼切割機，且鋼板下料時，要選用半自動切割機，在進行下料的后期，清渣修磨應積極開展，且在歸類放置的過程中要進行編號。②鉆孔。鉆孔環節要先在構件上使用劃針、鋼尺等工具，將孔中心、直徑劃出，并將4 只沖孔打在孔的四周，在鉆孔后要及時開展相應的檢查工作。③處理高強度螺栓摩擦面。該環節要借助噴砂處理方法，具體可利用電動砂輪機在鋼板表面開展打磨操作，這一過程要確保砂輪打磨方向和受力方向呈現出垂直狀態。

3 鋼結構施工中的常見問題與解決對策

3.1 構件生產制作問題與解決對策

門式鋼架往往是以薄板件為主，且最薄可達到4mm，薄板下料環節，剪切方式為首選，火焰切割方式應積極避免，原因在于火焰切割會導致板邊有較大的波浪變形產生。目前，H 型鋼焊接多以埋弧自動焊或者半自動焊的形式為主，但在控制不當的情況下焊接變形極易發生，最終導致構件出現彎曲或者扭曲問題。

該方面鋼結構施工常見問題的應對措施具體如下：嚴格把控整個過程施工質量。首先，下料前要開展針對性的檢驗工作，具體是圍繞鋼板尺寸及材質是否與設計要求相符等進行檢查，同時要觀察外觀是否存在缺陷，是否具備齊全的質保單，也要檢查焊劑是否匹配所焊鋼板等[6]。具體下料環節，要清除切割表面鐵銹及污染物，為切割件干凈、平整提供保障，而在切割后，要將熔渣、飛濺物及時清除。

3.2 柱腳安裝問題和解決對策

（1）預埋件問題。該方面問題具體有如下表現：預埋件的整體或局部存在偏移現象，標高不當，未采取保護措施處理絲扣等。問題處理過程，需要鋼結構施工單位和土建施工單位協同配合，將預埋件工作完成；澆搗混凝土前，應注意相關尺寸的積極復核。

（2）錨栓不垂直問題。該方面問題具體表現為框架柱柱腳底板不具備良好的水平度，錨栓并未呈現出垂直狀態，在基礎施工后預埋錨栓水平存在較大的偏差；安裝柱子后并未在一條直線上，有東倒西歪的現象，導致房屋外觀不具備美觀性，也會致使鋼柱安裝存在誤差現象，影響結構受力的同時，也與施工驗收規范要求不符[7]。應對處理過程，措施具體如下：安裝錨栓的過程中，堅持使用下部調整螺栓來調平底板，之后使用無收縮砂漿開展二次的灌漿填實操作（國外施工方法）。對此，錨栓施工環節，要固定錨栓，固定過程要選用鋼筋或角鋼，之后焊接成籠狀，并在支撐方面進行完善，或者是基于其他有效措施應用，使澆灌基礎混凝土時可能會出現的錨栓移位現象有效規避。

（3）錨栓連接問題。問題有如下表現：柱腳螺栓的擰緊度不夠，墊板和底板之間并未開展焊接操作；部分錨栓未露2~3 個絲扣。問題的對應處理方式為將錨桿和螺帽進行焊接處理；化學錨栓外部應進行防火隔熱處理，有效避免發生火災時對錨固性能的影響；注意基礎沉降觀測資料的積極補測。

3.3 連接問題和解決對策

（1）高強螺栓連接問題。螺栓裝配面與要求不符，導致螺栓安裝難度增加，或螺栓緊固度與設計要求不符。此種問題產生的原因為螺栓表面存在雜質，如浮銹及油污等，加之螺栓孔壁存在毛刺及焊瘤等雜物時也會出現該方面問題；此外，經過處理的螺栓安裝面仍有不足、缺陷的情況下也會出現連接問題[8]。處理措施如下：逐個清理高強螺栓表面浮銹及油污、螺栓孔壁不足等，具體使用前，要開展防銹處理操作，且對于拼裝所用螺栓來說，正式拼裝時要嚴禁使用不符合要求的螺栓。安排專人保管、發放螺栓；裝配面處理的過程中，要注意施工安裝順序的考慮，使重復現象有效避免，同時要盡可能在吊裝前開展針對性處理操作。

（2）螺栓絲扣損傷問題。該方面問題會導致螺桿向螺母中的自由旋入受到影響，給螺栓裝配帶來阻礙，此類問題產生的主要原因為絲扣嚴重銹蝕所致。問題處理過程，在螺栓使用前要注意仔細挑選，并進行清洗除銹操作；螺栓存在絲扣損傷問題時，不可當作臨時螺栓進行應用，且強行打進螺孔的行為應嚴格禁止；要按套存放預先選配的螺栓組件，且在具體使用過程隨意互換現象應避免。

3.4 構件變形問題和解決對策

（1）運輸過程構件有變形現象發生，導致構件死彎或緩彎問題由此產生，最終難以安裝構件。該方面問題產生的原因為制作構件過程，受焊接影響導致變形出現，一般該方面變形是以緩彎為主；在構件處在待運狀態時，并未設置合理的支墊點，如在上下墊木并未呈現垂直狀態、堆放場地有沉陷發生時，構件死彎或緩變形問題就會隨之產生；運輸構件時，受碰撞因素影響導致變形問題產生，該方面變形通常為死彎[9]。問題處理對策如下：前期要選擇減小焊接變形的措施進行應用；組裝焊接環節，采用的措施為反方向變形等，并服從焊接順序規劃組裝順序，具體組裝過程要使用組裝胎具，并注意足夠多支架的設置，使變形得到切實防止；構件待運和具體運輸環節，在墊點的合理配置方面提高注意程度。后期處理環節，在面對出現死彎變形的構件時，治理方法一般為機械矯正。

（2）在拼裝完鋼梁構件后，全長扭曲比允許值大，難以保障鋼梁安裝質量。該方面問題產生的原因如下：使用了不合理的拼接工藝；拼裝節點尺寸與設計要求不符。問題處理對策為構件拼裝環節，注意拼裝工作臺的設置，定位焊的工程中，要找平構件底面，使翹曲現象有效避免[10]。梁端或梯道最后組裝時，需在定位焊后開展變形調整處理，并為節點尺寸與設計要求相符提供保障，避免構件扭曲現象產生；在構件自身不具備良好剛性時，進行翻身施焊之前，要注意開展加固處理，且在構件翻身后找平應立即開展，使構件焊后無法矯正的現象切實規避。

4 結語

在現代建筑中，鋼結構的大規模應用，為現代施工技術的發展提供了促進作用，與此同時，也使得現有施工工藝的革新步伐隨之加快。鋼結構施工中，要想切實規避一些常見問題，必須要在鋼結構施工的各個環節加強管控力度，基于常見問題的提前預防和有效應對，確保在施工中有效消除各種質量隱患，為鋼結構施工質量提供保障。