大型文體中心鋼結構冬期施工管理概述

尚文彪 劉紅磊 張宏杰

1. 鄭州寶冶鋼結構有限公司 河南 鄭州 450000；2. 安陽市財政局預算評審中心 河南 安陽 455000

1 工程概況及冬期施工

一般情況下，當室外的日平均氣溫連續5天低于5℃即標志著進入了冬期施工[1]。對于大型文體中心項目的施工周期長，在不利的冬期進行施工，更需要嚴格的施工管理。安陽市文體中心項目位于河南省安陽市文峰區，鋼結構工程主要包括體育場、游泳館、體育館、文化中心四座單體的管桁架以及型鋼骨柱，工程總用鋼量約1.6萬噸。項目位于河南省的最北部，每年進入十一月份以來，氣溫變化加劇，而冬期室外平均氣溫較低，目前有大量的鋼結構施工需要在冬期完成，焊接操作難度大，焊縫質量控制要求高。

本工程管桁架采用分段吊裝，冬期需要進行的焊接施工包含了大量焊接接頭以及高空焊接，且主桁架與支座、鑄鋼件等位置處的厚板焊接。涉及冬期施工的部分鋼結構體量約5000噸。鋼構件直接暴露在寒冷的空氣當中，外部的溫差能夠使得鋼結構的構件發生一定程度的收縮以及膨脹，進而會讓焊接的應力產生，讓結構出現變形的現象，如果控制不當非常容易產生質量問題。這些不利因素對現場焊接的技術措施、安全管理都提出了較高的要求。

2 技術保障措施

2.1 管桁架地面拼裝

首先應注意用于管桁架拼裝的材料保護，本工程的鋼結構管桁架需要在地面進行拼裝工作，受到溫度變化的影響，現場的鋼構件會有不同程度的伸縮。在現場拼裝時，應特別注意溫度在5度以下時構件尺寸和安裝精度，避免對安裝造成嚴重的不良影響。拼裝過程中，若溫度降至零下時，不可進行敲打和切割構件，若需進行切割作業，需事先進行預熱工作。

拼裝過程中在進行測量時，應當注意測量時間和環境溫度造成的誤差。尤其是溫度低于0℃時，溫差將引起拼裝精度的誤差加大。鋼結構拼裝胎架上所用到的措施材料應嚴格控制，要求使用在低溫條件下可以合格使用的鋼材、焊材等[2]。

2.2 現場焊接溫度的控制

現場焊接溫度的控制為冬期施工把握的重點。本工程現場安裝存在大量高空焊接，冬天高空風大溫度不便于控制，首先在施工現場應設置防風圍護棚，防風圍護棚應具有較強的抗風性能，并在上部保持一定的空氣進入量，整體需要進行嚴密的包裹，以免有強風從底部進入。

焊接溫度取決于鋼材的化學成分、焊接熱輸入的大小以及熔敷金屬含氫量等綜合因素，可通過焊接工藝評定來確定[3]。本工程中管桁架所用鋼材為Q355C和Q355B屬于Ⅱ類鋼，厚度在8mm至30mm之間，對于大于20mm的管材焊接時應進行預熱，最低預熱溫度為20℃。

鑄鋼件材質為G20Mn5QT屬于Ⅰ類鋼，與支座相連，板厚一般為40mm，預熱溫度控制在150℃。預熱方式可選擇電阻器或火焰，根據現場的焊接工藝評定，當溫度在負溫時，對于板厚t≤36mm的鋼板，施焊前應在始焊點周邊板厚1.5 倍并且不小于100mm區域加熱，當溫度達到36℃以上時可進行焊接，為避免焊接應力導致焊接裂紋產生，連續施焊工程中不應低于36℃， 焊后也應該進行保溫處理。當板厚t＞36mm時，通過采用電加熱片或火焰預熱。利用火焰以及電加熱的形式進行處理，同時也可以采用大功率烤槍，100mm之內加熱到76～87℃。其中電加熱的方式是現階段對金屬材料加熱速率最快的方式，同時也是一種綠色環保式的加熱方式，能有效地將電能轉變為熱能，起到加熱的功效。因此，本工程當中的加熱方式采用電加熱的方式進行施工。

2.3 冬期噴涂工藝

本工程涂料采用環氧富鋅底漆，環氧云鐵中間漆，聚氨酯面漆。涂裝工作的適宜溫度在10到60度間，相對濕度不能大于85%。在涂裝過程中，如果鋼板表面結露，將導致漆膜同原材結合較差，因此露點溫度在涂裝時應嚴格控制。露點溫度受空氣溫度和相對濕度影響，可根據《建筑防腐蝕工程施工及驗收規范》選取，鋼材表面溫度應高于露點3度以上。此外，在雨雪天氣不能進行涂裝和底材的處理作業。

2.4 冬期吊裝措施

降雪天氣，大型構件的吊裝工作應暫停，并及時清理機械以及管桁架作業處的積雪，防止結冰。拉索、手拉葫蘆等器具應注意保養和維護，保障使用時可以正常發揮作用。

進行構件起吊前，檢查支撐胎架的底部和頂部固定措施，尤其是與混凝土看臺處的轉換梁，纜風繩預埋件等措施是否有效，確保構件安裝后的穩定性。當風力大于4級時，應停止構件吊裝作業，風停止時，對拉撐、纜風繩等固定措施進行復檢，在確保安全的基礎上，對有變化的構件進行校正并盡快與相鄰結構連成空間結構穩定體系。

3 安全管理措施

3.1 安全保障措施

鋼結構使用了大量的措施材料用于搭設安全平臺、安全爬梯、吊籠、生命線安全立柱等，材料必須嚴格的選取，確保低溫下質量合格。尤其是用于高空中的安全措施，要采用有效的防滑措施。同時，應收集天氣變化的信息，并重視雨、雪及大風天氣的預警。在每次惡劣天氣到來前，應及時進行安全檢查，以防止臨時措施出現問題。

3.2 冬期施工用電管理

在編制冬期施工方案和臨時用電專項方案時應充分考慮冬期施工電焊機、加熱設備的功率和數量，選用合適的電箱和相應截面的導線，防止超負荷。要定期檢查線路和用電設備，針對各項大功率用電點在使用前檢查接頭，導線防止發生短路、發熱和漏電現象。在工作結束時應及時切斷電源。

3.4 安全管理措施

（1）安全檢查。成立冬期施工管理小組對冬期施工進行安全管理和檢查工作，通過貫徹安全生產的各類法規和安全生產制度，提高操作人員的安全生產思想意識及自我保護能力。重點要注意涉及危大工程的設備和機械，確保正確安全的使用設備，正確執行施工安全技術交底要求。

冬期管理小組應根據現場的平面布局，設置安全檢查線路，對重點要害部位和關鍵施工環節進行巡查及時發現和消除隱患，并及時對安全隱患問題進行整改。

（2）現場防火措施。保暖棚內應放置足夠數量的滅火器，在動火作業前，應持有動火作業證明，并設置動火區域安全巡查人員。冬期施工使用的電熱器，須有產品合格證并經過檢驗。冬期施工須定期檢查消防器材，確保能正常工作。對焊接使用的氣瓶應進行重點檢查，如果氣瓶閥門發生凍結無法擰動，嚴禁用火加熱，可使用熱布進行加熱處理。對于冬期因防風、保暖等需要進行局部封閉的區域，其維護材料必須采用不可燃材料，如金屬薄板或三防布等。

（3）大型吊車安全管理。注重施工機械及設備低溫的保養，尤其是機械使用的潤滑劑和冷卻液等。在遇到大風以及降雪等惡劣天氣時，大型構件的吊裝應該立即停止，并在雪后及時清除積雪，避免結冰。預報有大風前，應注意大型吊裝機械的各項性能指標是否可靠。在正常使用時，應認真檢查吊機的性能，吊裝時，復核吊裝構件的重量和距離等，當吊裝負載率大于85%時需增加試吊工藝，吊機起重能力滿足要求時方可起吊。

4 結束語

安陽文體項目冬期施工期間正是鋼結構施工高峰期。期間鋼結構拼裝、吊裝、焊接、涂裝難度加大，風險因素多。在技術策劃上，應重點注意管桁架地面拼裝、焊接工藝、現場噴涂以及吊裝的質量控制，在安全方面應成立領導小組，制定保障措施，重點對用電、防火、大型吊車等危險源進行有效控制。