淺談鋼框架結構施工工藝

陶若文　解林興

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

關鍵詞：高層建筑；鋼結構；施工，

1 鋼結構的深化設計

1.1 鋼結構詳圖設計概述

鋼結構詳圖設計是指導構件制造和安裝的技術文件。鋼結構詳圖設計是繼鋼結構施工圖設計之后的設計階段，在此階段中，設計人員根據施工圖提供的構件布局、構件形式、構件截面及各種有關數據和技術要求，嚴格遵守現行規范的規定，對構件的構造予以完善，同時通過焊縫連接或螺栓的計算，以確定某些構件焊縫的長度和連接板的尺寸。

鋼結構詳圖設計還應準確地編制構件表和材料表，以便施工預算人員根據表中提供的各種數據和詳圖表達的構件加工難易程度，迅速地編制施工圖預算。

1.2 鋼結構詳圖設計工作流程

詳圖設計包括布置圖設計和詳圖繪制兩個內容:

布置圖設計可分為6個部分。

①繪制布置圖的平、立面圖形;

②繪制節點詳圖;

③每一個構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技術條件和提出施工要求。

詳圖繪制主要有以下內容

①放大樣。與鋼筋混凝土工程不同，鋼結構工程是由零部件組合成構件，目構件與構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件的詳細尺寸。

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

③零部件編號。

④繪制材料表。

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

1.3 鋼結構詳圖連接設計

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

繪制鋼結構詳圖前，首先應根據施工圖所示的節點形式和節點內力，通過計算確定所需焊縫的長度或螺栓數量，再根據連接構造要求，決定節點板的尺寸。連接節點的計算是鋼結構詳圖設計的一項重要內容。

建筑鋼結構連接節點，可采用焊接、高強度螺栓連接，或將焊接和高強度螺栓連接混合應用，即在一個連接節點的幾個連接面分別采用焊接連接和高強度螺栓連接。

2 鋼結構的連接

鋼構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，構造簡單，不削弱桿件截面，節省鋼材，剛度大，密封性好，在工廠易于采用自動化操作，焊接質量有保障，可以得到較為美觀和簡潔的結構外形，造價也較低。但焊接易產生殘余應力和殘余變形，對受壓構件的局部穩定和整體穩定有影響，此外，現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，施工質量較難控制。為此，工程師應根據節點是在工地焊接還是在現場焊接，選擇焊接的接頭型式并采用合理的構造措施。鋼結構制作與安裝制作單位在焊接前，應制定合理的焊接工藝，保證焊接的質量，并對焊縫進行探傷檢查。

螺栓連接是鋼結構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，都應經質量監督部門檢查認可，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，當設計無特殊要求時，應按先栓后焊的順序施工。

鋼結構安裝中還要經常使用臨時螺栓。臨時螺栓除了起臨時連接作用之外，還應有足夠承受構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的數量應滿足如下要求：臨時螺栓不應少于2個且不應少于安裝孔總數的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，應按國家現行的《建筑鋼結構焊接規程》和《鋼制壓力容器焊接工藝評定》的規定進行焊接工藝評定，并確定出焊接工藝。焊工要經過考試并取得合格證后方可從事焊接工作，焊工應遵守焊接工藝，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。焊絲、焊條、焊釘、焊劑的使用應符合規范要求。安裝定位焊縫需考慮工地安裝的特點，如構件的自重、所承受的外力、氣候影響等，其焊點數量、高度、長度均應由計算確定。

3 鋼結構的安裝

鋼結構安裝是從鋼結構組裝、吊裝、調整、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、施工技術計劃、工程質量措施計劃、安全技術措施及降低成本措施計劃的關鍵階段。鋼結構工程質量好壞，除材料合格、制作精度高之外，還要依靠合理的安裝工藝，總結目前國內鋼結構安裝技術，可以分為機械安裝法、土法安裝和土、洋結合安裝法三大類。

鋼結構安裝施工程序。鋼結構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。

鋼結構成品檢驗。成品是指工廠的結構產品，可根據起重能力、運輸工具、道路情況、結構剛性等因素選擇最大重量和最大外廓尺寸出廠。鋼結構成品檢驗包括構件的成品檢驗和工廠預組裝檢驗。

鋼結構雖然結構形式是各種各樣的，形狀也是千變萬化的，但其基本特征是用各種板材、型材、管材等組合而成的，其成品檢驗的依據是材料質量保證書、工藝措施、各道工序的自檢記錄等。檢驗項目基本按產品的國家標準或行業標準、設計要求的技術條件及使用狀態決定，主要內容是外型尺寸、連接相關位置及變形量、各部位的細節等。

對于大型鋼結構件，為確保鋼結構總體安裝精度，在制造廠內預組裝結束后，按《鋼結構工程施工質量驗收規范》(GB50205-2001)或相應的設計文件、技術條件進行檢驗，預組裝檢驗完畢后，可以請設計單位、安裝單位、甲方或業主、監理單位等共同驗收。

鋼結構構件的運輸。根據鋼結構構件的形狀、重量及運輸條件，現場安裝條件，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，一些鋼結構構件要設置局部加固的臨時支撐，待總體鋼結構安裝完畢后，再拆除臨時加固件。鋼結構構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、轉彎道、施工現場等有無障礙物。

施工測量。測量工作的好壞，是關系整體鋼結構安裝質量和進度的大問題，為此鋼結構安裝應重點做好以下工作:設計圖紙的審核;測量定位依據點的校核與校測；測量器具的檢定與檢校;測量方案的編制與數據準備;建筑物測量驗線;高層鋼結構安裝階段的測量放線工作。包括控制網的建立，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、鋼結構安裝測控等。

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

參考文獻

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