淺談鋼框架結(jié)構(gòu)施工工藝

陶若文　解林興

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)自重輕、施工周期短、抗震性能好，可應(yīng)用于大跨度、高聳、重載工程，如大跨度橋梁、展覽館、體育中心等，拓展了應(yīng)用范圍。鋼框架結(jié)構(gòu)的施工必須要與土建等其它單位進行密切配合，做到統(tǒng)籌兼顧，才能高效、高質(zhì)地完成施工任務(wù)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；施工，

1 鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計

1.1 鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計概述

鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計是指導(dǎo)構(gòu)件制造和安裝的技術(shù)文件。鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計是繼鋼結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計之后的設(shè)計階段，在此階段中，設(shè)計人員根據(jù)施工圖提供的構(gòu)件布局、構(gòu)件形式、構(gòu)件截面及各種有關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)要求，嚴格遵守現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定，對構(gòu)件的構(gòu)造予以完善，同時通過焊縫連接或螺栓的計算，以確定某些構(gòu)件焊縫的長度和連接板的尺寸。

鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計還應(yīng)準確地編制構(gòu)件表和材料表，以便施工預(yù)算人員根據(jù)表中提供的各種數(shù)據(jù)和詳圖表達的構(gòu)件加工難易程度，迅速地編制施工圖預(yù)算。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計工作流程

詳圖設(shè)計包括布置圖設(shè)計和詳圖繪制兩個內(nèi)容:

布置圖設(shè)計可分為6個部分。

①繪制布置圖的平、立面圖形;

②繪制節(jié)點詳圖;

③每一個構(gòu)件分別編號并標注在布置圖的平面圖或立面圖上;

④編制構(gòu)件表;

⑤繪制圖例;

⑥編寫總說明，對制造和安裝施工人員強調(diào)技術(shù)條件和提出施工要求。

詳圖繪制主要有以下內(nèi)容

①放大樣。與鋼筋混凝土工程不同，鋼結(jié)構(gòu)工程是由零部件組合成構(gòu)件，目構(gòu)件與構(gòu)件之間的連接精度要求較高，這就需要在繪制詳圖前，通過放大樣來確定零部件的精確尺寸和構(gòu)件的詳細尺寸。

②繪制構(gòu)件圖形。繪圖前要根據(jù)構(gòu)件表確定繪制構(gòu)件圖形的多少。將那些有“相反”、“圖形相同”、“圖形相反”關(guān)系的構(gòu)件挑出，采用“二合一”的辦法，將兩個構(gòu)件用一個圖形描述，以節(jié)省時間和減少繪圖量。

③零部件編號。

④繪制材料表。

⑤說明。對鋼結(jié)構(gòu)詳圖中某些鋼構(gòu)件加工吊裝、加工要求的文字描述，主要闡述每類構(gòu)件加工制造方面的工藝要求。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)詳圖連接設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)中構(gòu)件一般都是由若干零部件連接而成的，其連接方式的設(shè)計是否合理直接影響到結(jié)構(gòu)的使用壽命、施工工藝和工程造價，連接節(jié)點的設(shè)計同構(gòu)件本身的設(shè)計一樣重要。

繪制鋼結(jié)構(gòu)詳圖前，首先應(yīng)根據(jù)施工圖所示的節(jié)點形式和節(jié)點內(nèi)力，通過計算確定所需焊縫的長度或螺栓數(shù)量，再根據(jù)連接構(gòu)造要求，決定節(jié)點板的尺寸。連接節(jié)點的計算是鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計的一項重要內(nèi)容。

建筑鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點，可采用焊接、高強度螺栓連接，或?qū)⒑附雍透邚姸嚷菟ㄟB接混合應(yīng)用，即在一個連接節(jié)點的幾個連接面分別采用焊接連接和高強度螺栓連接。

2 鋼結(jié)構(gòu)的連接

鋼構(gòu)件的連接方式通常有焊接和螺栓連接。

焊接是將需要連接的鋼板，在接合處用高溫熔合在一起。焊接連接靈活方便，構(gòu)造簡單，不削弱桿件截面，節(jié)省鋼材，剛度大，密封性好，在工廠易于采用自動化操作，焊接質(zhì)量有保障，可以得到較為美觀和簡潔的結(jié)構(gòu)外形，造價也較低。但焊接易產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余變形，對受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定有影響，此外，現(xiàn)場焊接一般需人工施焊，工作強度大，對疲勞和脆斷較為敏感，施工質(zhì)量較難控制。為此，工程師應(yīng)根據(jù)節(jié)點是在工地焊接還是在現(xiàn)場焊接，選擇焊接的接頭型式并采用合理的構(gòu)造措施。鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝制作單位在焊接前，應(yīng)制定合理的焊接工藝，保證焊接的質(zhì)量，并對焊縫進行探傷檢查。

螺栓連接是鋼結(jié)構(gòu)建筑中另一種主要的連接方式，分為普通螺栓連接和高強度螺栓連接兩種形式。

隨著高強螺栓連接和焊接連接的大量采用，對被連接件的要求愈來愈嚴格。如構(gòu)件位移、水平度、垂直度、磨平頂緊的密貼程度、板疊摩擦面的處理、連接間隙、孔的同心度、未焊表面處理等，都應(yīng)經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督部門檢查認可，方能進行緊固和焊接，以免留下難以處理的隱患。焊接和高強度螺栓并用的連接，當(dāng)設(shè)計無特殊要求時，應(yīng)按先栓后焊的順序施工。

鋼結(jié)構(gòu)安裝中還要經(jīng)常使用臨時螺栓。臨時螺栓除了起臨時連接作用之外，還應(yīng)有足夠承受構(gòu)件自重和抵抗校正時來自外力的作用。安裝使用的臨時螺栓和沖釘?shù)臄?shù)量應(yīng)滿足如下要求：臨時螺栓不應(yīng)少于2個且不應(yīng)少于安裝孔總數(shù)的1/3；沖釘不宜多于臨時螺栓的30%，擴鉆后的A、B級螺栓孔不得使用沖釘。

施工單位對首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊后熱處理等，應(yīng)按國家現(xiàn)行的《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》和《鋼制壓力容器焊接工藝評定》的規(guī)定進行焊接工藝評定，并確定出焊接工藝。焊工要經(jīng)過考試并取得合格證后方可從事焊接工作，焊工應(yīng)遵守焊接工藝，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。焊絲、焊條、焊釘、焊劑的使用應(yīng)符合規(guī)范要求。安裝定位焊縫需考慮工地安裝的特點，如構(gòu)件的自重、所承受的外力、氣候影響等，其焊點數(shù)量、高度、長度均應(yīng)由計算確定。

3 鋼結(jié)構(gòu)的安裝

鋼結(jié)構(gòu)安裝是從鋼結(jié)構(gòu)組裝、吊裝、調(diào)整、固定、涂漆、檢驗評定等施工階段的全過程管理工作。這是實施施工合同、工程計劃、施工技術(shù)計劃、工程質(zhì)量措施計劃、安全技術(shù)措施及降低成本措施計劃的關(guān)鍵階段。鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量好壞，除材料合格、制作精度高之外，還要依靠合理的安裝工藝，總結(jié)目前國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)，可以分為機械安裝法、土法安裝和土、洋結(jié)合安裝法三大類。

鋼結(jié)構(gòu)安裝施工程序。鋼結(jié)構(gòu)安裝施工程序可分為三大步驟，即安裝施工準備、安裝及安裝竣工驗收。

鋼結(jié)構(gòu)成品檢驗。成品是指工廠的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，可根據(jù)起重能力、運輸工具、道路情況、結(jié)構(gòu)剛性等因素選擇最大重量和最大外廓尺寸出廠。鋼結(jié)構(gòu)成品檢驗包括構(gòu)件的成品檢驗和工廠預(yù)組裝檢驗。

鋼結(jié)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)形式是各種各樣的，形狀也是千變?nèi)f化的，但其基本特征是用各種板材、型材、管材等組合而成的，其成品檢驗的依據(jù)是材料質(zhì)量保證書、工藝措施、各道工序的自檢記錄等。檢驗項目基本按產(chǎn)品的國家標準或行業(yè)標準、設(shè)計要求的技術(shù)條件及使用狀態(tài)決定，主要內(nèi)容是外型尺寸、連接相關(guān)位置及變形量、各部位的細節(jié)等。

對于大型鋼結(jié)構(gòu)件，為確保鋼結(jié)構(gòu)總體安裝精度，在制造廠內(nèi)預(yù)組裝結(jié)束后，按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205-2001)或相應(yīng)的設(shè)計文件、技術(shù)條件進行檢驗，預(yù)組裝檢驗完畢后，可以請設(shè)計單位、安裝單位、甲方或業(yè)主、監(jiān)理單位等共同驗收。

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的運輸。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形狀、重量及運輸條件，現(xiàn)場安裝條件，運輸可采取總體制造、拆成單元運輸或分段制造、分段運輸形式。為避免在運輸、裝卸車和起吊過程中造成自重變形而影響安裝，一些鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件要設(shè)置局部加固的臨時支撐，待總體鋼結(jié)構(gòu)安裝完畢后，再拆除臨時加固件。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的運輸一般是陸路車輛運輸或者鐵路包車皮運輸，或者利用船運輸。運輸之前要充分了解運輸路線方面的情況并取得各個方面的聯(lián)系與認可，包括與公路、橋梁、電力及地下管線等諸方面，還要查看運輸線路、轉(zhuǎn)彎道、施工現(xiàn)場等有無障礙物。

施工測量。測量工作的好壞，是關(guān)系整體鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量和進度的大問題，為此鋼結(jié)構(gòu)安裝應(yīng)重點做好以下工作:設(shè)計圖紙的審核;測量定位依據(jù)點的校核與校測；測量器具的檢定與檢校;測量方案的編制與數(shù)據(jù)準備;建筑物測量驗線;高層鋼結(jié)構(gòu)安裝階段的測量放線工作。包括控制網(wǎng)的建立，平面軸線控制點的豎向投遞，柱頂平面放線，懸吊鋼尺傳遞高程、鋼結(jié)構(gòu)安裝測控等。

鋼結(jié)構(gòu)拼裝。大型鋼構(gòu)件由于構(gòu)件運輸條件和現(xiàn)場起重設(shè)備的起重能力限制，在制造廠必須將大構(gòu)件按需要長度及重量變短，運到施工現(xiàn)場進行二次拼裝。

參考文獻

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