钢结构厂房施工过程中应注意的技术要点探讨

2014-12-15雷桂兰

中国科技纵横 2014年22期

关键词：钢柱吊车厂房

雷桂兰

(西北电力建设新能源工程公司,甘肃兰州 730070)

钢结构厂房施工过程中应注意的技术要点探讨

雷桂兰

(西北电力建设新能源工程公司,甘肃兰州 730070)

随着经济和科学技术的发展,国内的钢结构厂房如雨后春笋般涌现了出来,与一般厂房相比,钢结构厂房具有建设周期短、空间容量大、建设成本低的特点,因而深得企业的青睐。尽管钢结构厂房有如此多的优点,但其对施工技术的要求却比一般厂房高得多,而且在实际施工中还要注意许多技术方面的问题。鉴于此,本文将针对钢结构厂房施工技术的特点,对施工中应该注意的技术要点进行论述,以期提升钢结构厂房的施工质量。

钢结构工程安装施工

自改革开放以来，我国钢材的品种开始日益增多，质量也越来越有保证，加之还有大量的国外钢材产品涌入国内市场，因而我国的钢材产品完全能满足大多数钢结构工程的发展需要。在厂房施工建设中，钢结构厂房所创造的投资收益远比传统砖混结构厂房高的多，更重要的是，这是一种成本可控、施工周期短、结构性能好的结构，所以其在技术方面的要求比普通厂房高的多，如果在施工过程中没有把握好关键的技术要点，就会严重影响钢结构厂房的质量，所以本文将对钢结构厂房在施工过程中所要注意的技术要点进行系统的论述。

1 钢结构的发展历程概述

在我国制造业中，钢结构行业扮演着极其重要的角色。钢结构行业是一个典型的金属制造业，其产品主要由铝、铁等金属构成，这类金属制品对安装、装配没有过高的要求，且十分便于运输。目前，为了进一步规范钢结构行业市场的发展，我国还专门针对该行业出台了相关的管理措施以及行业分类划分标准。从此之后，钢结构设计、钢结构材料、钢结构连接技术等概念开始走进建筑界视野，并引起了业内人士的高度重视，这使在很大程度上带动了工程建设领域的发展，同时也为深加工企业、大型方矩管、高强螺栓、彩涂板及成型机械、铝板、冷弯型钢等钢铁产品的创造了有利的发展空间。自改革开放以来，我国建筑行业对国外钢材产品的依赖程度日益增加，加之国外施工企业承包了我国大部分建筑施工项目，这给我国本土的施工企业的发展造成了巨大的压力，要打破这一格局，就必须清楚的了解钢结构厂房在施工中需要注意的技术问题，这样才能推动我国钢结构行业的健康发展。

早在上世纪四十年代末，我国的厂房钢结构主要是以钢柱和钢屋架组成的单层钢框架为主。随着科学技术的发展与经济的腾飞，国内的钢结构厂房如雨后春笋般涌现了出来，这为我国重工业的发展创造了相当有利的条件。不久之后，钢结构就被广泛应用到了大型公共建筑、工业厂房建设中。我国的钢产量自建国以来就开始呈几何倍数增长，尤其是改革开放之后，我国的钢产量首次超过了1亿吨，这为钢结构产业的发展奠定了坚实的基础，但我们也不能盲目的乐观，我国的钢结构用量还未达到总用钢量的3%，其中建筑钢结构的用钢量仅占总用钢量的一成，众所周知，我国是闻名世界的钢铁生产大国，这种用钢量与该称号是完全不符的。所以，为了支持、鼓励建筑工程采用钢结构形式，国家外经贸委会与冶金部针对钢结构的推广和应用出台了若干政策和方针，为的就是进一步提升建筑钢结构用钢总量在总用钢量中的比重。

2 钢结构厂房施工过程中常见问题

2.1 施工技巧

钢结构厂房施工的技巧直接关系到了钢结构厂房的质量，所谓施工技巧，即施工方法的选择、施工方案的合理性、施工流程的规范性以及施工工艺的科学性，在实际作业中，有些施工工程往往会存在施工水平低、施工质量缺乏保障的问题，这与施工单位不肯转变思维，固守传统有关。所以，要保证钢结构厂房的施工质量，就必须保证施工方案、施工流程的规范性和合理性。

2.2 安装问题

钢结构厂房施工最容易遇到安装方面的问题，这些问题主要表现在两个方面:一是操作不够规范二是没有按照国家标准进行安装。据了解，个别施工企业在安装支柱时显得过于随便，这种作业方式存在很大的安全隐患，而且会拖慢整个工程的进度，这在无形增加了企业的施工成本。在安装过程中，钢结构厂房的质量会因为标记模糊、螺丝没拧紧、焊接口有锈迹、焊接不严密等问题而大打折扣。

2.3 钢结构体系中存在的若干问题

目前，在钢结构设计工作中，设计人员最关心的问题就是如何保证整体和局部的稳定性，一般而言，为了准确的反映钢结构整体稳定性与局部稳定性之间的关系，设计师通常都会制定一个较为稳定的安全系数。当然，这个系数也不一定就能保证钢结构的稳定性，因为钢结构的稳定性还受各方面因素的影响，而我们所能做的，就是利用现有的结构参数或是随机输入荷载来降低这些因素对钢结构稳定性的影响。

3 落实好钢结构安装准备工作

安装准备工作在钢结构厂房施工中占据着举足轻重的地位。在实际施工中，施工作业质量的好坏往往都是由安装准备工作决定的。这项工作要求技术管理人员，一方面要开展技术经济调查工作，另一方面要结合工程的实际需要搜集各方面的资料、数据。同时，施工方要仔细检查设计图纸、建筑图纸、结构图纸、安装图纸的完整性，以免有所遗漏；检查设计图纸中的各项数据(如管线走向、坐标、图纸尺寸等)有无不妥之处，采用的技术有无达到国家技术标准；检查地基处理工作，确保当前场地满足施工要求；仔细核对单位工程建筑平面图与建筑物坐标位置；检查现场施工设备是否能完全满足整个施工要求；检查现场操作有无存在与图纸设计不符的地方，发现问题要第一时间上报上级领导，并给出具体的解决措施；检查工程所在地现有的原材料是否与图纸设计中规定使用的原材料(或半成品)相符，若不符，要尽快找出替代品；积极与施工人员沟通，了解其对施工工艺、施工技术的要求，并征询其对设计图纸的看法和建议；准备好施工所需的各种机械设备、物资；选择一只专业技术水平过硬的施工队伍，成立专项领导组织。

3.1 制定科学、合理的施工组织计划

在具体落实施工准备工作前，施工单位要对钢结构的构件和连接数量进行点算，并以此为依据确定起重机械的种类，然后严格按照钢结构厂房的项目技术设计要求和原则对具体的吊装方法和步骤进行明确。除此以外，施工单位还要明确各位施工人员的职责、义务，以免施工项目出现质量问题后，各单位出现相互推诿责任的现象。

3.2 检查构件的外形及尺寸

施工单位在安装钢结构之前必须按《钢结构工程施工及验收规范》检查构件与设计要求的匹配程度，尤其是尺寸和外形，以确保整个施工工作的顺利展开。一旦发现钢结构尺寸和外形与设计不符，就要立即进行校正。为了保证校正和安装质量，施工人员必须在钢柱的底部以及上部分别标出轴线和标高准线。

4 构件吊装工艺

钢结构厂房的构建种类繁多，常见的有天窗架、吊车梁、柱、支撑等，考虑到这些构件在尺寸、形状、重量方面的差异，因而施工单位通常会根据构件的特性选择与之匹配的吊装方法以及起重机械。钢结构厂房钢结构安装施工与传统厂房施工建设有着明显区别，不能一概而论，钢结构厂房施工，就是将经过加工的钢构件运至施工现场，按照施工图纸和施工方案的具体要求，采用吊装机械将施工所学的构建进行吊装，同时完成连接、固定等一系列后续工作。钢结构厂房具有施工工艺复杂、工程庞大、施工周期长的特点，因此施工企业必须严格按照国家的相关要求做好施工测量量工作，比如，对钢构件的尺寸、重量、数量、规格与类型进行测量与检查，除此以外，还要梳理和把握钢结构总体安装流程，仔细分析各个构吊装工序之间的关系，对构件的安装顺序进行明确。总而言之，在施工过程中，施工单位必须结合工程项目的特点，实事求是、与时俱进地制定施工方案，组建技术知识水平过硬的人才队伍，这样才能按质按量的完成施工目标。下文将对钢柱、吊车梁等构件的安装、连接、测量以及校正方法进行简要的论述。

4.1 钢柱吊装

(1)钢柱的吊升。在钢结构厂房施工过程中，施工单位会经常使用塔式起重机或自行式起重机，加之钢结构厂房的占地面积比普通厂房大，为便于施工，人们往往会采用滑行吊装和螺旋吊装相结合的方法。在安装重型钢柱时，施工单位将使用两台起重机械将钢柱吊起来，当钢柱被吊至规定位置时，再平派车将钢柱运输到目标位置，这就是双机抬吊法。在抬吊过程中，其中垂直度的偏差不得超过20毫米，而且还要根据国家设计要求和标准，控制好立柱脚底座的位置，以免发生错位，立柱找正之后要立即对钢柱进行固定。

(2)钢柱的校正与固定。在施工过程中，垂直度发生偏差是钢柱吊装常见的问题之一，解决该问题的办法就是采用油压千斤顶和螺旋千斤顶进行校正，在校正时要保证标高控制块与柱底部是相连的，以免再次出现误差，增加工作量。

4.2 吊车梁的吊装

钢柱吊装完毕后方可吊装吊车梁，在施工过程中，常见的吊车梁按重量可分为重、中、轻三种级别，所在选择吊装方法和流程方面还需视具体情况而定。

(1)钢吊车梁的吊升。施工单位通常会采用自行式起重机来吊升钢吊车梁，特殊情况下也会采用塔式起重机。如果钢吊车梁较重，体积较大，则使用双吊车进行抬升，质量较轻则只需一台吊车，特殊情况会加设临时的支架。

(2)钢吊车梁的校正与固定。在安装吊车梁时，施工单位必须严格按照国家规范和设计要求调整其相关数据，由于整个吊车梁承载了所有的动力荷载，一旦规定数值与国家规定有所偏差的话，就会影响整个安装作业的质量，从而增加施工单位的运作成本，严重的甚至造成酿成事故。

一般情况下，屋盖吊装完成之后便可对标高进行校正，随后再按要求开展其它校正工作，以保证整个安装作业的质量。在检验吊车梁轴线时，施工单位可以用弹簧秤拉和钢皮尺拉测吊车梁的跨距，以达到校正目的，特殊情况下也可采用起重机或是千斤顶进行校正。由于钢屋架的侧向稳定性较弱，若条件允许的话，施工方可以先在地面上将屋架及其自身的构件(如支撑、天窗架等)连成一个整体之后再进行吊装，这不但能增强吊装的稳定性，而且还能节省许多的时间。

5 构件的连接与固定

在施工过程中，施工单位通常会采用螺栓连接(包括高强螺栓连接、普通螺栓连接)、铆接、焊接这三种方式来连接钢结构，施工人员要严格按照设计图纸的要求来选择合适的连接方式。在以上三种连接方式中，数焊接和高强螺栓连接对技艺的要求最高，在运用这两种连接方式时，通常要注意以下几点事项。

5.1 高强螺栓连接副

高强螺栓连接对钢材的要求比焊接和铆接要高的多，在连接过程中，施工单位一定要严格按照国家GB3633-83标准进行焊接，为了保证高强度螺栓具有理想的拉深度、强度、硬度以及质量，施工单位必须采用规格分别为15MnVB、20MnTiB、45的钢材来制作螺母、螺栓以及垫圈。

5.2 施工工艺要点

(1)处理好摩擦面。在使用高强度螺栓时，施工单位要采用喷(抛)丸、砂轮打磨、酸洗、喷砂等方式来处理构件的摩擦面，以达到国家规定的要求。处理完摩擦面之后，为保证构件在安装时完全符合国家标准，施工单位还要对螺栓进行防锈、防潮处理。

(2)做好连接板安装。连接板的安装是一项复杂而繁琐的工艺，而且要不停的进行校正工作，以免连接板出现挠曲变形的现象。为了避免高强度螺栓板面出现弯曲现象，施工单位必须采用各种各样有效的措施来处理连接面的间隙问题。

5.3 焊接质量控制

施工单位要保证焊条的质量达到国家相关标准之后才能焊接钢结构。在焊接钢结构时，为避免焊接面出现裂隙、裂纹、焊瘤等现象，施工单位必须严格按照国家焊接标准进行施工。其中，一级、二级焊接工作结束之后要严格检查焊接面，看焊缝及相关部位是否达到了要求，一般而言，一级、二级焊缝禁止出现夹渣、气孔、咬边、弧坑裂纹、漏焊等现象。如果焊缝未达到国家相关标准的话，施工人员在施工单位尚未出台相关解决措施之前不得私自处理不合格的焊缝，相同的焊缝的焊接次数禁止超过两次，若超过次数，则要换新的构件进行焊接。