金屬結(jié)構(gòu)現(xiàn)場拼裝施工技術(shù)

劉益強(qiáng)

（中國建筑第六工程局有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010）

金屬結(jié)構(gòu)現(xiàn)場拼裝施工技術(shù)

劉益強(qiáng)

（中國建筑第六工程局有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010）

本文主要分析金屬結(jié)構(gòu)現(xiàn)場拼裝施工布置，還分析鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場拼裝施工要點(diǎn)，闡述金屬結(jié)構(gòu)現(xiàn)場拼裝施工過程中存在問題以及解決措施，經(jīng)驗(yàn)淺薄，以供同行進(jìn)行參考。

現(xiàn)場施工；金屬結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)；鋼結(jié)構(gòu)

引言

隨著建筑行業(yè)迅猛發(fā)展以及建筑學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，以“鳥巢”為代表鋼結(jié)構(gòu)建筑形式也不斷在我國快速升溫，這也說明我國建筑鋼結(jié)構(gòu)已進(jìn)入一個(gè)新建筑時(shí)代。建筑行業(yè)新變化也給鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)帶來新機(jī)遇，為更好體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)以及建筑藝術(shù)風(fēng)格，這就不可避免地使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件形狀多變、節(jié)點(diǎn)復(fù)雜等特性，這也對施工人員提出新技術(shù)要求。

1 施工現(xiàn)場布置分析

施工現(xiàn)場布置必須科學(xué)合理，金屬結(jié)構(gòu)多數(shù)構(gòu)件都是運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場然后進(jìn)行組裝，受到運(yùn)輸條件制約，往往是在工廠不能一次性完成整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)，只能在現(xiàn)場進(jìn)行結(jié)構(gòu)重新拼裝和組合。這樣現(xiàn)場結(jié)構(gòu)拼裝構(gòu)件多，占用場地面積大，因此科學(xué)合理有效進(jìn)行施工現(xiàn)場布置與管理非常必要。在保證施工現(xiàn)場順利進(jìn)行條件下，盡量節(jié)省施工占地；在保證現(xiàn)場內(nèi)外運(yùn)輸通暢，同時(shí)滿足現(xiàn)場施工材料需求條件下，盡量減少材料場內(nèi)二次搬運(yùn)；施工場地必須按就近原則布置。

2 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工要點(diǎn)分析

2.1 施工定位放樣

施工控制定位測量工作是鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量基礎(chǔ)條件，定位放樣工作質(zhì)量直接影響整鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量，甚至造成整個(gè)結(jié)構(gòu)體系受力不平衡，導(dǎo)致工程項(xiàng)目失敗。因此，高精度施工放樣對各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行定位安裝測量工作是至關(guān)重要，必須非常嚴(yán)格謹(jǐn)慎，可以采用多臺自動(dòng)跟蹤全站儀進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確定位控制（見圖1）。必要時(shí)可以考慮使用構(gòu)件定位器，這樣可以避免鋼管柱定位偏移，使得各點(diǎn)精確定位進(jìn)而來避免一些現(xiàn)場不必要誤差影響，進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)施工定位精度。

圖1 全站儀對現(xiàn)場構(gòu)件坐標(biāo)定位放樣工作

2.2 金屬結(jié)構(gòu)焊接

金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件放置到位后，先進(jìn)行點(diǎn)焊固定，即所謂定位焊接，定位焊接前必須檢查構(gòu)件相對位置、方向、端頭是否正確，定位焊接必須焊接規(guī)范，包括焊透接縫、焊接長度等。完成定位焊接后就是成型焊接，這要求焊接工藝必須保證鐵水與熔渣很好分離，避免出現(xiàn)接縫缺陷問題。

2.3 金屬結(jié)構(gòu)吊裝

在科學(xué)合理布置、定出各類構(gòu)件堆放位置和范圍后，根據(jù)各種構(gòu)件位置就可以確定吊裝先后順序、吊車具體位置以及吊車各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)要求。一個(gè)作業(yè)過程必須完成每個(gè)區(qū)間全部構(gòu)件吊裝任務(wù)，然后才可進(jìn)行下一個(gè)吊裝區(qū)間吊裝工作，這樣就可以一區(qū)間一區(qū)間完成整個(gè)金屬結(jié)構(gòu)吊裝任務(wù)。

2.4 典型工程現(xiàn)場分析

某工程項(xiàng)目中基礎(chǔ)工程采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁和方樁設(shè)計(jì)，屋面結(jié)構(gòu)主要采用鋼結(jié)構(gòu)形式。包括有管桁架鋼梁結(jié)構(gòu)，該工程建筑核心部分是大跨度拱鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼。在施工時(shí)將整個(gè)大拱鋼構(gòu)網(wǎng)架分6個(gè)拼裝區(qū)域，在各部分分區(qū)域構(gòu)件安裝時(shí)，可以采用各不相同施工技術(shù)工藝進(jìn)行，有些是地面拼接整體吊裝，有些是構(gòu)件吊起空中定位焊接安裝（見圖2）。因此，鋼結(jié)構(gòu)施工也是靈活多樣，應(yīng)該是根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，現(xiàn)在適合具體工程施工方法。

圖2 采用支架進(jìn)行拼裝以及網(wǎng)殼就位后示意

3 鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工存在問題

3.1 環(huán)境因素問題

3.1.1 風(fēng)力因素是指施工環(huán)境區(qū)域空氣流速

主要是影響工程吊裝、定位、作業(yè)人員安全、材料安全等。另外，對構(gòu)件焊接可靠性能有直接影響，進(jìn)而影響焊接結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)。因此，風(fēng)力因素對鋼結(jié)構(gòu)施工比較大，一般風(fēng)力較大時(shí)必須停止鋼結(jié)構(gòu)施工。

3.1.2 空氣溫度和濕度直接影響鋼結(jié)構(gòu)施工焊接過程

主要影響焊接設(shè)備性能指標(biāo)，焊接接頭質(zhì)量、性能、脆性轉(zhuǎn)變以及延遲裂紋發(fā)展等。這對焊接結(jié)構(gòu)體系質(zhì)量以及安全危害非常大。另外，使得較大時(shí)對鋼結(jié)構(gòu)本身也會有很大影響，容易發(fā)生銹蝕等病害。

3.1.3 焊接縫隙處如有油漆或鐵銹等雜質(zhì)

在焊接時(shí)這些雜質(zhì)有可能參與化學(xué)反應(yīng)，這些雜質(zhì)成分或元素會改變正常冶金化學(xué)反應(yīng)，這也會提高焊接接頭發(fā)生缺陷問題幾率。

3.2 焊接存在問題

3.2.1 焊接中局部變形問題

構(gòu)件加工人員操作不當(dāng)，使得構(gòu)件變形；焊接電流和方向不一致，必然會造成構(gòu)件局部變形；當(dāng)焊接時(shí)咬肉過量造成應(yīng)力集中釋放而引起形變；在焊接時(shí)構(gòu)件位置不正確或錯(cuò)位，當(dāng)應(yīng)力釋放后會引起焊接局部變形。處理焊接中局部變形主要方法有：可以采用分步焊接、分段間斷進(jìn)行焊接，同時(shí)必須控制焊接時(shí)電流大小以及方向等措施。

3.2.2 鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋問題

鋼結(jié)構(gòu)焊接裂紋主要存在熱、冷兩種裂紋形式。焊接熱裂紋就是在高溫下焊接縫內(nèi)部產(chǎn)生縱橫向等裂紋。其主要是因?yàn)槿鄢卦诮Y(jié)晶過程中具有偏析問題，當(dāng)焊接應(yīng)力較大時(shí)，它會將會使剛凝固固態(tài)金屬拉伸而產(chǎn)生熱裂紋。焊接過程產(chǎn)生熱裂紋是多種作用共同作用所產(chǎn)生結(jié)果包括力學(xué)作用以及冶金化學(xué)作用。其主要防范措施是：可以采用合理焊接順序；使用較小焊接線，對構(gòu)件整體預(yù)熱法，在收弧時(shí)弧坑必須填滿等焊接工藝；焊接冷裂紋是焊接縫在冷卻過程中，當(dāng)溫度降至200℃以下時(shí)產(chǎn)生，往往在焊接后馬上呈現(xiàn)出來。預(yù)防措施：可以通過提高鋼材質(zhì)量，減少鋼材中夾雜物；采用降低焊接應(yīng)力各種焊接工藝方法等，可以避免或減少冷裂紋產(chǎn)生。

3.2.3 鋼結(jié)構(gòu)焊接檢驗(yàn)中問題

鋼結(jié)構(gòu)最終質(zhì)量合格與否必須進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)（見圖3），對于檢驗(yàn)過程檢驗(yàn)員素質(zhì)不高或者經(jīng)驗(yàn)不多，勢必造成檢驗(yàn)存在問題。另外，焊接檢驗(yàn)不合格處的處理質(zhì)量，往往被忽視，這是在質(zhì)檢過程中存在的問題。主要措施就是選擇技術(shù)過硬，具有多年質(zhì)檢或監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)高級工程師進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，并可以采用現(xiàn)場跟蹤方式進(jìn)行監(jiān)控。

圖3 鋼架垂直檢驗(yàn)以及現(xiàn)場焊接接口圖

3.3 施工現(xiàn)場安全問題

3.3.1 現(xiàn)場安全管理問題

一方面由于現(xiàn)場施工管理人員、技術(shù)操作人員素質(zhì)不高，這也是施工單位現(xiàn)場安全管理難題，部分安全管理者對規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)不熟悉，只憑以往經(jīng)驗(yàn)，往往會導(dǎo)致嚴(yán)重后果。此外，農(nóng)民工缺乏安全意識、組織紀(jì)律渙散、冒險(xiǎn)違章蠻干等特殊性，這也都是安全管理重大隱患。另一方面安全管理不合理、不規(guī)范，建筑企業(yè)盲目追求經(jīng)濟(jì)利益，忽視安全管理現(xiàn)象非常普遍。

3.3.2 鋼結(jié)構(gòu)吊裝安全問題

鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工過程非常復(fù)雜，高空作業(yè)危險(xiǎn)性非常高，必須成立吊裝施工管理指揮部，指揮鋼結(jié)構(gòu)吊裝安全作業(yè)，對現(xiàn)場作業(yè)人員必須進(jìn)行進(jìn)場安全教育、上崗培訓(xùn)、相關(guān)知識考試，只有通過相關(guān)培訓(xùn)和考試作業(yè)人員，才能有資格從事吊裝高空作業(yè)，確保每位作業(yè)人員處于正常工作狀態(tài)。

4 結(jié)語

在建筑鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場，必須精心布置構(gòu)件存放位置與范圍，合理布設(shè)吊裝車位置，對各個(gè)吊裝構(gòu)件進(jìn)行精確測量與定位，以及避免在施工過程中眾多影響因素，減少多種安全事故生產(chǎn)。有針對性地實(shí)施安全防護(hù)措施，以避免鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場發(fā)生不必要施工事故。

[1]趙建強(qiáng)，朱丹暉.煙臺火車站大跨度拱架固定鉸支座設(shè)計(jì)[J].房屋建筑，2012（6）.

[2]趙建忠.鋼結(jié)構(gòu)施工應(yīng)注意事項(xiàng)[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（10）.

[3]李冬.探討鋼結(jié)構(gòu)施工中質(zhì)量控制[J].商品與質(zhì)量：建筑與發(fā)展，2012（4）.

TU391

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1671-3362（2013）07-0028-02