【摘要】本文通過(guò)介紹鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),分析高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制要點(diǎn),查找出了在鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的操作工藝重難點(diǎn)地方,給出了科學(xué)管理安排,強(qiáng)化施工工藝技術(shù)水平才能使鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量提高的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)、施工工藝、質(zhì)量
鋼結(jié)構(gòu)工藝技術(shù)在現(xiàn)代建筑業(yè)中的高層建筑已廣泛運(yùn)用,包括828米高的世界第一高樓阿聯(lián)酋迪拜塔,還有正在興建的中國(guó)第一高樓632米的上海中心大廈,華中區(qū)域第一高樓的606米武漢綠地中心等鋼結(jié)構(gòu)工程,其綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益高、工業(yè)化進(jìn)程深、抗震性佳、自重較輕等特點(diǎn)均為鋼結(jié)構(gòu)工藝技術(shù)的運(yùn)用創(chuàng)造了條件。與此同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)工程的工藝技術(shù)及施工質(zhì)量也較難控制,其需要針對(duì)重難點(diǎn)工藝采用科學(xué)措施,以對(duì)工程質(zhì)量和安全加以保障。
1、鋼結(jié)構(gòu)主要優(yōu)勢(shì)與缺陷
1.1優(yōu)勢(shì)方面
第一,鋼結(jié)構(gòu)工程的施工周期較短。由于鋼結(jié)構(gòu)所用的零構(gòu)件為工廠化批量產(chǎn)出,在現(xiàn)場(chǎng)直接安裝即可,這樣便能使施工周期大幅縮短。第二,加大可利用空間。鋼材材料的抗扭、抗壓強(qiáng)度是砼的1.5倍,那么在同強(qiáng)度條件里,鋼結(jié)構(gòu)相比于鋼筋砼結(jié)構(gòu)就能使構(gòu)件截面減小,并且使有效空間增大。第三,資源循環(huán)利用。鋼結(jié)構(gòu)工程中的鋼材廢料能夠循環(huán)運(yùn)用,這比其他結(jié)構(gòu)的高層建筑所產(chǎn)生的建筑垃圾都要少,實(shí)現(xiàn)綠色建筑的理念。
1.2缺陷方面
由于鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)要比鋼筋砼的大得多,那么其耐火性能就要差得多,當(dāng)高溫600攝氏度時(shí),高層建筑鋼結(jié)構(gòu)就會(huì)失去所有的強(qiáng)度與剛度,所以高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的防火環(huán)節(jié)尤為重要。另外,鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能也較差,這主要是因?yàn)殇摬淖詭У蔫F原子會(huì)在空氣中被氧化而產(chǎn)生氧化鐵銹,破壞鋼結(jié)構(gòu)的安全性能。
2、高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制
2.1測(cè)量放線控制
定位軸線準(zhǔn)確性對(duì)于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)體系非常重要,尤其是基礎(chǔ)軸線位置的準(zhǔn)確程度,細(xì)微的偏差都有可能對(duì)鋼構(gòu)件的安裝質(zhì)量造成不良后果,因此要盡量減少鋼構(gòu)件的摩擦與碰撞,提高測(cè)量放線過(guò)程中的精細(xì)程度,對(duì)放線整個(gè)過(guò)程要隨時(shí)監(jiān)測(cè)。
2.2焊接過(guò)程控制
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間是靠焊接進(jìn)行連接,因此焊接施工的質(zhì)量和技術(shù)會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命與構(gòu)件強(qiáng)度造成直接影響。要做好焊接施工,第一步是要選擇自覺(jué)性好、責(zé)任心強(qiáng)、工作素質(zhì)好、技術(shù)水平佳的焊接施工團(tuán)隊(duì)。第二步要優(yōu)化焊接環(huán)境,因?yàn)榄h(huán)境溫度過(guò)低、過(guò)高,或是焊接表面油污、潮濕,這均會(huì)使得焊接出現(xiàn)裂紋等不良質(zhì)量問(wèn)題,同時(shí),焊接過(guò)程里也要依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加熱工作與后熱工作。
2.3安裝過(guò)程控制
鋼構(gòu)件的安裝過(guò)程是高層建筑鋼結(jié)構(gòu)體系中的核心階段,涵蓋了鋼構(gòu)件的檢驗(yàn)、油漆、固定、調(diào)整、吊裝、組裝等一系列施工過(guò)程。首先,安裝鋼結(jié)構(gòu)前,需要嚴(yán)格檢查鋼構(gòu)件的設(shè)計(jì)文件以及產(chǎn)品合格證書(shū)等,同時(shí)準(zhǔn)確記錄相關(guān)構(gòu)件的實(shí)際尺寸。如果構(gòu)件殘缺或變形程度超出了允許范圍,那么需要針對(duì)性處理,并編制科學(xué)矯正方案和測(cè)量技術(shù)交底。其次,鋼構(gòu)件在全部吊裝完后,即要復(fù)測(cè)鋼構(gòu)件的軸線控制點(diǎn),這是在焊接施工之前對(duì)吊裝對(duì)接部位準(zhǔn)確性的查驗(yàn),同時(shí)要確保臨時(shí)支架的穩(wěn)定性,以保障施工過(guò)程的安全。再次,鋼結(jié)構(gòu)的安裝過(guò)程中,對(duì)鋼構(gòu)件施工的焊接過(guò)程、吊裝尺寸及高度均需要由監(jiān)理部門(mén)審批驗(yàn)收[1]。
3、鋼結(jié)構(gòu)施工工藝重難點(diǎn)
3.1鋼柱吊裝
高層建筑的鋼柱是建筑總高度與總層數(shù)的首要決定性豎向構(gòu)件,那么在加工與制作時(shí)務(wù)必要符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)于鋼柱下料和放樣時(shí)需要注意其豎向荷載導(dǎo)致的焊縫變形收縮,那么其實(shí)際下料長(zhǎng)度就會(huì)大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度,盡管這種差別有時(shí)不足一厘米,但仍需計(jì)算考慮,即使上節(jié)與下節(jié)的鋼柱截面是一樣的也不能隨意互換使用,通過(guò)對(duì)各節(jié)鋼柱進(jìn)行編號(hào)正確區(qū)分,這樣才可以有效安裝到位。
3.2鋼梁吊裝
高層建筑的鋼梁進(jìn)行吊裝施工前,需要檢查柱子間距與牛腿標(biāo)高,在吊裝主梁前,需要安裝完成扶手繩及扶手桿,在其安裝完成后,仍要使鋼柱和扶手繩系牢,這樣才能確保操作人員的安全。吊點(diǎn)通常在鋼梁的翼緣邊,具體位置和鋼梁跨度。通過(guò)運(yùn)用多頭吊索來(lái)一次性對(duì)重量輕的小梁及次梁進(jìn)行吊裝,可以使施工速度加快。通過(guò)把鋼柱和鋼梁先在地面組裝為排架之后再整體吊裝也要吧使吊裝速度增快,同時(shí)還能確保施工質(zhì)量,減少高空操作。
3.3螺栓預(yù)埋
為了使鋼柱能夠準(zhǔn)確定位并安裝,前提是柱腳螺栓預(yù)埋過(guò)程的高精確度,這也是整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量的前提。在高層建筑施工過(guò)程中,務(wù)必要嚴(yán)格控制預(yù)埋螺栓的位置,準(zhǔn)確定位標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)以及基礎(chǔ)軸線,在螺栓預(yù)埋之后還要展開(kāi)不低于兩次的復(fù)檢,分別在螺栓埋設(shè)定位之后以及澆筑基礎(chǔ)混凝土且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后復(fù)檢,倘若在復(fù)檢時(shí)出現(xiàn)螺栓位移偏差過(guò)大則需要重新預(yù)埋,依據(jù)規(guī)范要求,其定位軸線允許偏差為±2mm,標(biāo)高允許偏差為±5mm。
3.4高強(qiáng)螺栓連接
3.4.1細(xì)部節(jié)點(diǎn)處理
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中,在調(diào)整完結(jié)構(gòu)架設(shè)后,通過(guò)矯正對(duì)接構(gòu)件使其錯(cuò)孔、錯(cuò)位、變形等現(xiàn)象消除,再展開(kāi)高強(qiáng)度螺栓的安裝工作。鋼結(jié)構(gòu)接合部位板束間摩擦面貼緊且較好結(jié)合,可以借助手動(dòng)扳手及臨時(shí)變通螺栓加緊使之貼緊。各個(gè)細(xì)部節(jié)點(diǎn)需要穿入的臨時(shí)螺栓總數(shù)需要通過(guò)計(jì)算得出,通常多于高強(qiáng)度螺栓總量的三分之一,但最少也不能低于兩個(gè)。另外,沖打穿入螺栓的數(shù)量應(yīng)低于臨時(shí)螺栓總量3%。該過(guò)程里面,嚴(yán)禁臨時(shí)螺栓和高強(qiáng)度螺栓混用,避免螺紋被損傷,從而導(dǎo)致扭矩系數(shù)改變。
3.4.2螺栓安裝
安裝高強(qiáng)度螺栓時(shí)的螺栓穿入方向需要相同,如果接合部為箱形截面,那么需要由內(nèi)往外插入螺栓,并于外側(cè)緊固,該過(guò)程也可使螺栓由反方向插進(jìn),以利于操作方便。安裝大六角高強(qiáng)度螺栓連接過(guò)程中,根部墊圈有倒角形狀的一邊要朝向螺栓頭,安裝于尾部的螺母墊圈需要和扭剪型高強(qiáng)度螺栓的墊圈及螺母安裝一致。不得出現(xiàn)螺栓強(qiáng)行穿入的情況,倘若不方便穿入,則可借助絞刀來(lái)修整螺孔,而修整之前要確保四周螺栓已完全擰緊,在板疊密貼之后再修整。在絞孔之后通過(guò)砂輪去掉螺栓四周的毛刺,并仔細(xì)清理鐵屑,在個(gè)過(guò)程中需防止在縫里面散入鐵屑[2]。
3.4.3螺栓緊固
在緊固高強(qiáng)度螺栓時(shí),通過(guò)包括了初擰、復(fù)擰以及終擰過(guò)程。其中,初擰可以減少鋼板變形對(duì)螺栓緊固的相互影響。復(fù)擰主要是針對(duì)大型節(jié)點(diǎn)的高強(qiáng)度螺栓在進(jìn)行完成初擰工作之后,再重復(fù)進(jìn)行一次初擰緊固的操作,因此這兩次扭矩值相等。終擰則是最后緊固高強(qiáng)度螺栓的操作,其軸力值要符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求,等于或接近標(biāo)準(zhǔn)軸力值[3]。
3.5安全控制
由于高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)施工工藝涉及的高空作業(yè)較多,因此時(shí)常會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題,而在鋼結(jié)構(gòu)的施工中是要杜絕任務(wù)安全傷亡事故發(fā)生,這就需要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目的特點(diǎn),使得施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理工作加以強(qiáng)化。一方面,在鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)常設(shè)持證上崗的專職安全員,同時(shí)編制科學(xué)詳實(shí)的文明施工和安全生產(chǎn)管理相關(guān)條例,還要對(duì)操作工人給予安全教育交底。另一方面,還可以通過(guò)經(jīng)濟(jì)措施來(lái)強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)操作人員的安裝意識(shí),以全面保障施工現(xiàn)場(chǎng)與工人的各項(xiàng)安全。
4、結(jié)束語(yǔ)
高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工工藝較為復(fù)雜,需要嚴(yán)格把控關(guān)鍵工序的質(zhì)量,對(duì)于結(jié)構(gòu)形式不規(guī)則的工程,施工過(guò)程的工藝難度更大,精度要求更高,這就要求鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)能夠結(jié)合工程實(shí)際,編制有效施工計(jì)劃與方案,從根本上加強(qiáng)鋼構(gòu)件加工精度,并有計(jì)劃的安排柱、梁吊裝施工,注意安全環(huán)節(jié),使鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量得以較好控制。
參考文獻(xiàn):
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[3] 李春芳.試論鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量控制[J].科技與企業(yè),2013,3