关于土木工程施工中钢结构技术的探讨

李存荣

(山西潞安工程有限公司， 山西 长治 046204）

1 钢结构施工技术应用优势

1.1 稳定环保

钢结构通过组装可以成为立体式框架结构， 整个结构的稳定性和安全性提升显著。 钢结构施工的拼接速度更快、 精度更高， 对现场施工环境的要求相对较。 在钢结构施工完毕后可以进行快速拆除， 具有重复使用的特点， 能够显著提高钢结构施工的整体效果。 钢结构体系所有材料均为可再生材料， 即使钢结构废弃后也能够进行回收再利用， 符合国家的环保要求， 有效减少企业的成本费用， 可以减少资源的消耗。

1.2 经济性强

钢结构施工的初次采购成本投入较大， 但是后续无需增加额外的投入成本， 整个钢结构坚固耐用， 不容易变形， 具有非常长的使用寿命， 可以多次循环利用。 材料废弃后具有非常高的残值回收价值。 钢结构具有非常良好的经济效益， 可以减少企业的成本消耗。 在钢结构实际浇筑中， 其表面光滑细腻， 能满足清水混凝土施工要求， 无需对墙面施工就可快速安装。

2 土木工程钢结构施工重点难点分析

2.1 深化设计

深化设计是复杂高层建筑钢结构施工的重难点，主要表现在两个方面： 1） 高层建筑钢结构规模大，钢结构分布面广， 交叉作业频繁， 对钢结构与其他专业碰撞的处理难度大， 深化设计过程中与各专业的协调管理及确保钢结构与其他相关专业的交叉作业的顺利实施， 是施工重难点之一； 2） 外框柱截面大， 连接节点构造复杂、 形式多样， 对此类复杂构件、 节点的深化设计同样是深化设计重难点。 因此必须完善设计组织， 做好各专业间的信息沟通和技术交底， 完善图纸审核制度和流程， 并通过三维实体模型提前进行模拟验证。

2.2 钢结构复杂节点的制作加工

该项目钢柱大多为圆管柱， 且柱上部牛腿较多，同一柱与梁的连接节点最多有六个牛腿， 这就要求严格控制钢结构的制作精度， 以便后续安装焊接。 对此， 需要抓好两个关键控制点： 1） 从源头工序上进行严格把关， 下料时控制好尺寸， 特别是零件坡口尺寸， 组立时要控制好定位和坡口间隙的精度； 2） 采取合理的工艺措施， 控制组对精度， 并利用BIM进行三维模拟。

2.3 钢结构吊装

吊装区域附近临近其他超高层建筑， 如果施工场地狭小， 而且存在超长构件， 最长构件达到33.6m。这就给吊装工作带来很大的难度。 因此， 必须在施工前做好充足的装备： 1） 吊装前做好构件的进场、 验收与堆放顺序安排； 2） 起重机械选型以及吊装方案结合现场实际情况， 并采用BIM技术进行三维模拟吊装， 避免出现卡杆现象以及吊车超负荷状况； 3） 对超长构件， 采取合理分段并经设计单位审核； 4） 为保障吊装的安全性和安装的稳定性， 局部大跨度简支梁和悬挑梁在吊装前需搭设临时支撑， 待支撑及次梁安装完毕， 结构具有一定的强度、 整体性后方可拆除。

3 土木工程建设中钢结构技术的应用

3.1 钢结构全焊型连接技术的应用

在土木工程建设中， 钢结构全焊型连接技术的应用常见于工民建钢结构的施工中。 钢结构全焊型连接技术的应用也需要以下主要几方面。 第一， 在应用该技术的时候， 不仅要明确标示出节点板的厚度， 还要保证节点板设计的科学合理性。 如果节点板过强， 不仅会造成施工材料的不必要浪费， 还会出现节点区变形情况， 无法承受住地震的破坏力。 如果节点板过弱， 即便是其塑性再强， 也无法保证梁翼缘的正常塑性。 这样就会因为节点耗能被制约、 节点域塑性转动较大而使框架出现水平位移， 进而导致框架出现受力不均匀的现象。 第二， 在具体的施工过程中， 只有确保焊缝焊接完全， 才能够保证焊接缝的施工质量。 所以， 必须要加强梁上、 盖板、 柱等对接焊缝的质量控制， 避免影响梁柱刚性连接滞回性。 第三， 针对焊缝以及柱翼缘的连接面， 必须要进行除油初漆处理， 保证施工进度的顺利推进。 第四， 如果构件上存在下翼缘的焊接引弧板， 那么就要进行柱的焊接以及梁翼缘的焊接， 避免对接焊缝施工不到位而影响梁柱连接处的受力。

3.2 对高强度螺栓的安装施工

高强度螺栓和地脚螺栓一样是保证钢结构建筑稳定性及安全性的关键部件。 施工人员在进行高强螺栓安装施工的时候， 首先需要做好产品的质量检测， 确保高强螺栓的型号、 孔径等各方面的指标符合工程需要； 对残次品、 损伤品等进行剔除。 其次， 要做好高强螺栓的接触面管理。 比如螺栓与面板接触的空隙大于3mm， 则需要在螺栓和面板之间添加垫片并进行喷砂处理， 以提高螺栓的紧固质量， 避免出现接触不紧实而产生晃动。 而对于间隙不足1mm的情况， 一般情况下不做处理。 高强螺栓在进行安装使用过程中，也需要做到轻拿轻放， 保证螺栓的完好度， 避免磕碰以及散乱堆放。 在拆卸或者拧紧螺栓的作业中， 要做好螺栓和螺孔的对位， 保证螺栓的穿入顺畅自如， 避免强硬穿入损伤螺栓。

3.3 预埋件安装

预埋件安装主要包括柱脚锚栓预埋测量校正与核心筒预埋件安装两个部分。 1） 柱脚锚栓预埋测量校正。 钢结构安装施工的第一道工序就是柱脚锚栓的预埋安装， 质量控制的重点就是安装的牢固程度和定位的精度。 通过计算得出安装坐标， 在土建钢筋捆扎完成后， 借助全站仪测量放线轴线位置， 把定位环板与锚栓安装好， 然后进行混凝土浇筑。 浇筑中要防止锚栓发生位移， 及时做好纠偏处理； 2） 核心筒预埋件安装。 钢筋混凝土核心筒钢梁埋件主要为楼层钢梁与钢筋混凝土结构连接的埋件。 为保证预埋件的安装精度， 受剪连接板待埋件板安装定位且混凝土浇筑后，再放线定位焊接。

4 钢结构施工质量管理与控制工作的措施

4.1 做好施工设备管理工作

设备投资力度要不断加大， 通过先进的设备为施工提供保证， 对于落后设备及时回收， 在保证耗能和效率的前提下尽量选择节能设备。 设备内部和外部的清洁以及保养工作要做好， 使机电设备运行环境得以保证。 机电设备换油加油以及日常保养必须高度重视， 油压必须控制在正常范围内。 掌握所有设备的磨损情况， 并对实际运转情况掌握。 如果设备运转过程出现问题， 必须立刻停机， 存在故障的设备严禁投入工作， 避免发生问题。

4.2 合理调整施工进度计划的措施

在实际施工过程中可能因为各种因素的影响导致施工无法按照甚至违背原计划进行施工的情况发生。这就需要对导致这样情况发生的原因进行深入探究，并通过相应方案来挽救这种局面， 尽可能将施工重新走向正轨， 可以应用的方案主要包括： 1） 利用阶段审核方式保证施工有序开展， 并对符合要求的人员和部门采取相应激励措施； 2） 积极引入先进的施工技术和方法来提升施工水平； 3） 资源投入适当加大力度， 规划要科学合理， 作业次数不断优化； 4） 施工合同以及有关规范都是具有法律效力的， 要以此来要求施工人员严格按照规定执行， 确保施工质量符合有关规定， 保证各个部门效率的提升。

4.3 加强操作人员的技术培训

在钢结构施工过程中， 由于操作人员自身受教育水平比较低， 对于施工的专业技术没有全面掌握， 很容易引发安全事故。 对施工人员、 检测人员资格和能力要进行全面认证， 查验相关证书。 其次， 要加强对操作人员的技术培训， 严格按照相关质量标准体系进行训练， 掌握相应的焊工考试内容， 并且通过考试才能够进行施工操作。 在钢结构施工开展之前， 必须由专人进行恰当的技术交流， 针对整个建筑结构的图纸说明书、 施工工序进行全面分析， 明确钢结构施工的整体设计要求， 同时要对设计意图详细说明， 帮助施工人员更好掌握钢结构施工的操作规范。 在对设计内容完全审核之后， 需按照设计标准选择专业的生产厂家统一生产， 钢结构的预拼装和预验收都需要做到统一编号， 并且按照设计进行分类， 对钢结构的标准版进行严格管理， 在钢结构生产完毕后， 需要及时运输到施工现场。 在钢结构施工前需要加强对施工人员的技术培训， 让施工人员充分掌握钢结构安装的具体技法， 提高施工熟练效果， 确保整个钢结构安装施工质量更高， 确保施工中钢结构安装能够稳定运行。

4.4 建立健全管理制度

任何行业都离不开科学有效的管理制度， 因此管理部门的作用必须得到高度重视， 首先要做到管理部门功能完善且保证功能能够发挥出来， 其次是管理要结合具体情况落实， 做到科学有效的管理， 施工进度得到保障。 针对钢结构施工管理方面， 我国相关制度和规范还不够健全， 需要引入国外成熟先进的管理方法， 结合我国施工实际情况， 由经验丰富的专业人员深入讨论共同制定钢结构施工管理制度体系。

5 结语

钢结构作为现代建筑以及工程项目施工的重要组成部分， 其优势显而易见， 但其缺点也同样明显。 我们在进行钢结构建筑施工的时候， 不仅要考虑钢结构建筑本身的设计的合理性， 同时也要注意到材料质量、 隔热性能、 螺栓使用、 结构探伤等细节内容， 并严格做好细节环节的把控， 从而保证钢结构的质量。施工人员需要严格按照标准进行操作， 在相关材料、设备、 工艺、 程序等各方面严格把关、 合理应对， 如此才能真正发挥钢结构的优势， 保障国民生产生活的正常进行， 并为国家经济发展做出应有的贡献。