大跨度空间钢结构施工技术和危险源检测技术研究

许小英

（厦门南强建筑工程有限公司，福建 厦门 361000）

1 工程概况

某钢结构单层厂房车间采用门式钢架结构，合同造价为8 200万元，建筑面积为4 032m2，轴线尺寸长度为84m，宽度为48m，轴距为6m，建筑高度为17m，最大跨度为48m（详见图1中间及边跨剖面图），工程东西向为横轴1～15轴，南北向为纵轴A～G轴，工程西侧将1～15轴作为连接整体组成（详见图2屋面结构布置图），横轴上两根钢柱需设置一道钢梁，由竖向钢柱、水平钢梁、水平支撑、系杆和柱间支撑材料共同组成稳定的门式钢架结构体系。本工程的关键工序和关键技术都要采取工程质量保障措施，以保证工程质量合格。由于空气湿度大、风大，对焊接影响较大；由于腐蚀性严重，对防腐要求较高，计划工期6个月。

图1 中间及边跨剖面图

图2 屋面结构布置图

2 大跨度空间钢结构施工技术

本工程最大跨度48m，属于危险性较高的分部分项工程。工程施工前，项目部需要结合项目条件、图纸和相关规范要求，编制切实可行的专项方案，经企业内部自审、监理和建设单位审查、专家论证合格后，方可组织施工。

2.1 钢结构整体安装顺序

（1）工程项目施工前，需要进行专项方案技术交底，保证技术人员和施工班组熟悉、明确方案内容，并在施工过程中跟踪检查方案的执行情况。

（2）按照专项施工方案进行钢结构施工。首先安装钢柱，钢柱安装完成后，及时设置柱间支撑体系，再吊装钢梁，待钢梁安装完成后，安装钢梁间的连接杆件，同时做好临时固定系统（缆风绳），保证钢结构安全、稳定。

（3）钢结构基础混凝土施工要保证地脚螺栓的预埋位置正确，避免错位导致钢柱安装困难。

（4）应用综合吊装法吊装钢构件。吊车需按事先设计好的行走路线施工，钢构件的吊点要牢固可靠，两点或者多点起吊，确保安全作业。

（5）钢柱、第一道屋架梁和支撑体系安装完成后，核验、调整钢构件标高、垂直度和位置，确保其准确无误后，使用螺栓固定好，待整体钢构件校正完成后，使用细石混凝土密实钢柱和基础顶面。

（6）钢柱、第一道屋架梁和梁间支撑体系安装完成后，依次按照前面的施工顺序安装第二道、第三道屋架梁和支撑体系。

（7）重复上述工序，依次安装屋面檩条和隅撑。

2.2 钢柱校正施工技术

（1）钢柱安装前，需事先核实、校正地脚螺栓预埋位置，确保其准确无误。钢柱安装完成后需检查、校正钢柱标高，核查钢柱脚中心位置，最后测量和校正钢柱垂直度。

（2）若钢柱的垂直度出现偏差需要校正时，应避开中午或者太阳直射点较高的时间段，最好在阴天进行，以保证施工质量和校正的准确性。

2.3 钢梁吊装施工技术

（1）吊装钢梁时，为防止吊车钢丝绳在空中缠绕在一起影响吊装，需使用缆风绳固定，保证安全。

（2）钢构件安装完成后，必须保证空间体系稳定。不得出现非正常程序安装，使整个钢构件体系松散，导致钢构件不稳定或在风力的作用下出现脱落、倒塌等现象。

（3）钢构件应对称焊接，减小焊接产生的应力。屋架梁上禁止超载堆放材料，以保证安全。

（4）安装柱间钢架梁时，应及时观察和检测柱子的垂直度，出现偏差及时调整。

2.4 屋架安装施工技术

（1）屋架安装时，应按照顺序先安装柱间山墙屋架，山墙屋架安装完成后，及时调整、固定屋架之间的水平系杆和支撑体系，并锁定支撑，确保体系稳定后，再安装其他屋架。

（2）安装钢架、檩条时应先进行校准，合格后方可拧紧螺栓。

（3）可采用全站仪或者经纬仪校正屋架，主要校正屋架的垂直度，在出现偏差时，可采用工具支撑进行纠偏。

（4）在安装檩条前，应保证钢屋架结构定位准确、安全，并采用拉杆调整檩条的平直度。

（5）整个钢屋架体系完工后，应严格检查油漆面层是否有擦伤，并对有擦伤部位进行补漆，检查所有螺栓的紧固程度，防止松动。

（6）钢屋架完工后，不得在其上面堆载材料，严格按照图纸要求施工，尤其在焊接时，不得私自增加钢板等作为焊接增强材料。

2.5 高强螺栓施工技术

（1）大跨度钢结构螺栓进场后，应及时按照规范要求取样送检，送至有资质的检测单位检测，检测合格后方可使用。

（2）钢构件螺栓孔应确保螺栓能自由插入，如果因开孔位置错误，螺栓无法自由插入，不得采用气割扩孔，应与设计人员沟通制定方案，再按照方案施工。

（3）考虑钢构件应力因素，在安装高强度螺栓时应从中间向两侧进行，防止应力集中，影响整个结构体系安全。

（4）应采取初拧、终拧的顺序安装高强度螺栓，初拧时应在螺栓头上涂刷标记，防止漏拧和重复拧的现象，初拧采用小锤敲击检查，待终拧完成4h后且24h以内完成终拧扭矩检查。

（5）高强螺栓不同批号螺母、垫圈不能混用，同一批号的螺栓、螺母、垫圈应在同一个部位使用。

（6）高强度螺栓完成初拧和终拧检查后，应标记合格与不合格的螺栓，并按照事先制定的处理方案处理、改正不合格螺栓。

2.6 钢构件焊接施工技术

（1）钢构件焊接应制定焊接方案，在施焊前做好焊接工艺评定，合格后方可施焊。

（2）焊前应检查钢构件坡口尺寸、平整度、角度，焊接方法应得当，焊接人员应持证上岗，并严格检查焊接质量。

（3）一般钢构件焊接采用气体保护焊，防止氧化；焊接完成后，及时处理焊渣、焊瘤，并检查焊缝的宽度和厚度，严格控制焊接质量。

（4）可采用目测、尺量、超声波、射线探伤等方法检查钢构件焊缝。

2.7 钢构件防火、防腐施工技术

（1）钢构件喷漆时，环境温度、湿度应满足要求，避免钢构件结露。油漆作业应观察天气，如遇雨天，涂刷作业完成后，应及时采取保护措施，不得雨淋；大风天气，出于安全考虑一般禁止涂刷作业。

（2）喷涂作业应先进行焊缝、边角等施工，避免这些部位的漆膜厚度不足。同时，需调整好喷枪嘴与钢构件表面的距离，保证均匀喷涂，控制喷涂速度，不得出现喷涂不到位、流坠、露底等现象。

（3）钢构件喷涂作业应严格遵守施工工艺要求，不得平行喷涂上下两层，应互相垂直进行。

（4）钢构件的防腐质量好坏直接影响其使用寿命，必须严格控制漆膜厚度，漆膜固化后，可采用漆膜测厚仪进行检测，不合格应返工重做。

（5）钢构件涂装完成后，应归类存放，做好保护，不得踏踩破坏涂层，若遇风雨天气，应覆盖涂刷好的钢构件。

（6）钢构件使用前，应做好防护，禁止磕碰，避免破坏涂层。

3 大跨度空间钢构件吊装安全技术

（1）吊装作业前应制定吊装方案，做好安全交底，在正式施工前进行试吊，并安排专人指挥。

（2）吊车操作人员和指挥人员等应持证上岗，并进行班前宣讲和安全教育。

（3）吊装作业前应划定警戒区，拉设警戒线，安全人员旁站。吊装作业时，吊车吊臂下不得有人员窜动、走动、站人，指挥人员和操作人员应严格执行安全施工规范要求，不得出现违章操作和违章指挥现象。

（4）常态化检查吊车变幅指示器、力矩限制器、各种行程限位开关等保护装置，确保其安全可靠。检查吊车钢丝绳是否有锈蚀和断丝情况，机械不得带病作业，避免发生安全事故。

（5）吊车作业应严格执行“十不吊”要求，不得违规吊装。

（6）大风和极端天气（6级以上大风、严寒、酷暑天气）应禁止吊装，不得为赶工程进度不考虑安全，导致事故发生。

4 大跨度空间钢结构高空作业安全技术

（1）钢结构高空作业应严格按照建筑施工高空作业安全技术规范、公司制度和项目管理制度执行。

（2）高空作业人员应身体健康、体检合格，由符合健康条件标准的人员从事高空作业，且不得在上岗前饮酒。

（3）高空作业人员应严格按照要求佩戴安全帽、安全带、穿软底胶鞋，做好洞口防护和临边防护，避免人员、物品坠落，防止发生安全事故。

（4）高空作业的梯子、脚手架等设备验收合格方可使用，同时，做好班前、班后检查，有问题及时维修或者更换。

（5）现场应配备急救物品和处置室，如夏季配备预防高温中暑的藿香正气等药品。

（6）高空作业严禁向下抛杂物、配件和其他废旧材料，避免发生伤人事件，应采用钢笼子吊运剩余材料。

（7）不得为方便施工，随意拆除安全防护网、洞口、临边防护钢管栏杆和安全警示标识，以避免发生安全事故。

（8）高空作业必须做好安全防护措施，防护措施不到位，不得开展施工。

5 大跨度空间钢结构危险源检测技术

5.1 检测方案

大跨度空间钢结构变形的主要因素是外部荷载和温度。在施工过程中控制变形量是硬性安全指标，可采用全站仪检测钢结构的变形量，保证钢结构的变形量在控制范围内，并在钢构件施工中受力较大的部位设置观测点，测得三维空间坐标方向的位移数值，计算后与标准值比较，确定其在标准值范围内方可施工，后续继续观察，若超出标准值范围较大需制定整改方案，杜绝安全隐患。

5.2 检测内容

大跨度空间钢结构需要注意检测受力较大部位的应力和变形量，做好钢结构变形量检测和钢构件震动加速度检测，控制施工环境温度、风速和钢构件温度。钢结构投入使用阶段，主要控制钢构件受力较大部位的变形量，这也是大跨度空间钢结构重点检测项目，务必引起重视。

6 结语

在现代建筑中大跨度空间钢结构应用越来越广泛，因其类型不同，在具体施工中采用的施工技术和危险源检测、控制方式也不同。随着科技的不断进步、新设备的出现和知识的更新迭代，施工技术也在改变。本文系统地论述和研究了大跨度空间门式钢架施工工艺和安全控制措施，以期为同行提供借鉴。