鋼結構在土木工程施工技術中的應用

張君媛 汾西礦業集團孝義公司工程部

1 前言

在土木工程的施工過程中采用鋼結構技術，通常情況在建設過程中施工人員應用的鋼結構形式分為外框鋼結構和勁性核心筒這兩種，同時，鋼結構在施工過程中主要分布在建筑鋼梁、建筑外框鋼柱以及核心勁性鋼柱等結構之中。在土木工程鋼結構的實際應用過程中，施工人員需根據實際的施工情況注意許多事項。主要包括施工人員在施工過程中需要嚴格把控鋼結構的加工制作過程、進行鋼結構的安裝與焊接工序時需要工作人員做好相應的測量以及控制工作，同時在實際的施工過程中需要進行嚴格的管理保證工作人員和施工材料的安全，這樣才能確保在土木工程施工過程中鋼結構技術的施工質量與施工效率。

2 土木工程施工過程中鋼結構技術的基本概念

土木工程施工過程中鋼結構的應用主要是進行鋼材料的組成，鋼結構通常情況下是由型鋼和鋼板等材料進行拼裝而成。隨著施工技術的不斷發展，逐漸將傳統的較為復雜的鋼結構工藝轉化為更加簡單便捷的模式，同時也大幅度降低鋼結構整體的重量，這種技術進步能夠讓大型的體育場館、高層建筑和工業廠房等工程更好的應用鋼結構設施。施工方在土木工程的建設過程中使用鋼結構進行施工能夠有效地提升建筑物整體的穩定性。

混凝土結構與鋼結構結合使用，能夠形成一種更為牢固的結構，使用這種結合技術能夠有效地提升建筑物整體的質量，這種施工技術統稱為層壓密注漿技術。實際操作就是將混凝土和鋼材按照規定的比例結合起來，通過內外壓力使得兩種材料結合得更為緊密，這項工藝的主要施工流程是將鋼結構進行準確定位鉆孔以及注漿，施工完成之后對水泥的固化程度和珠江口結構的穩定性進行檢查。另外在土木工程的施工過程中還有一種較為常見的鋼結構技術，是將鋼結構進行焊接固定，用這種方式提升鋼結構的質量。這種工藝需要施工人員在施工過程中嚴格執行焊接的操作流程，在進行焊接之前對相應設備進行檢查、預熱除銹以及加裝焊接板等，特別注意在焊接過程中詳細檢查鋼結構的孔隙、角度錯口量以及鈍邊。除此之外，在實際的施工過程中還需要工程管理方對現場施工人員進行全面的安全教育，建立一整套科學有效的管理體系，確保整體工程的施工安全和施工質量。

3 鋼結構的技術特點

3.1 可塑性強

鋼結構可塑性強主要體現在預應力比較大，同時在超過屈服點之后能夠產生一定的塑性形變，有效防止結構出現斷裂。這是其他材料在實際的使用過程中所不具備的特點。在鋼結構的應用過程中，需要全面分析鋼結構在應力作用下的斷面收縮率和伸長率，通過這種方式能夠準確獲得鋼結構可塑性的大小。鋼結構可塑性較強的主要原因是鋼結構內部含有大量的碳元素，能夠有效地提升鋼材的韌性，在使用過程中不必過于擔心應力超出材料能夠承受的范圍。技術人員能夠按照設計的需求對鋼結構的造型進行相應的調整，這樣可以有效地提升土木工程的施工質量，還可以確保建筑的美觀性。

3.2 性能優越

鋼結構主要由鐵和錳等材料構成，這些元素促使鋼結構具有非常優越的性能。在一定程度上鋼結構具備混凝土和水泥等材料的優勢，還可以發揮出這些材料所不具備的作用。鋼結構的硬度較大，在土木工程的使用過程中具有良好的承載性，可以用來抵御地震等類型的災害。除此之外，鋼結構還具備良好的韌性和延展性，普通材料在這方面與鋼結構沒有可比性。

伴隨科學技術的快速發展，鋼結構的技術也在不斷提升，在工程建設中的使用效果也更加優秀。鋼結構可以滿足不同工程項目的特點和要求，這一方面體現了鋼結構具備的特定性能。在利用鋼結構時，因其重量較輕，降低了施工人員的操作以及組裝難度，因此鋼結構在土木工程建設中具有廣闊的利用空間。鋼結構的使用能夠有效地提升土木工程建設的施工效率和施工質量。

3.3 節能環保

節能環保符合土木工程建設未來的發展趨勢，能夠降低工程建設所造成的環境污染。在土木工程中采用鋼結構，還能夠降低傳統的土木工程對于林業資源的消耗，進而提升了對于林業資源的保護力度。在我國社會經濟現代化的發展進程中，加強生態環境的控制力度，避免因過度開發資源導致自然生態失衡。使用鋼結構還能夠提升土木工程結構的環保型，有效降低施工過程中產生的噪音和粉塵，從而進行節能環保。

4 鋼結構在土木工程施工中的應用

4.1 科學選擇鋼結構材料

在選擇鋼結構材料時，主要是為了確保鋼結構具備相應的承載力，避免鋼結構施工完成之后，受到外部條件影響，造成脆性破壞，對土木工程整體的質量造成影響。在實際的選材過程中，還應充分考慮鋼結構的工作環境、鋼結構的荷載特征、鋼結構應力狀態以及結構形式等因素，以此為基礎，嚴格執行《鋼結構設計規范》中的相關規定，確保合理選擇鋼結構材料。針對土木工程施工，在選擇鋼結構材料時，主要選擇低合金鋼和碳素鋼。針對土木工程施工柱面結構，應選擇箱型截面鋼結構或者工字鋼，針對具有一些特殊要求的工程，會適當選用復合型鋼截面。在實際的土木工程鋼結構選擇時，需要針對不同鋼截面的要求，做出合理選擇。

4.2 合理選擇鋼結構連接技術

在土木工程建設中，主要有三種鋼結構連接技術可供選擇，每一種連接技術都有其各自的優缺點，需要結合實際的土木工程施工情況選擇合理的連接技術：

4.2.1 鉚釘連接

鉚釘連接是一種使用一段制作成半圓形丁頭的鉚釘，通過高溫加熱至釘桿變紅之后，將鉚釘快速地插入到連接件的釘孔內，使用鉚釘槍將另一端也打鉚成釘頭，從而達到緊固鋼結構連接的目的，這種連接技術具有可塑性好、韌性強以及鉚接傳力可靠等優點，能夠有效地保證鋼結構連接的質量，這種連接方式可以用在直接承受動力荷載鋼結構和重型鋼結構的連接。該連接技術的缺陷在于鉚接工藝在實際的施工過程中較為復雜，對于鋼材的消耗也比較多，施工過程中的工作量相對較大，所以在實際的土木工程施工中使用的較少。

4.2.2 螺栓連接技術

螺栓連接技術是通過使用螺栓零件將鋼結構進行連接，主要有高強度螺栓和普通螺栓兩種。這種鋼結構連接技術在實際的施工應用中較為簡單，安裝也非常方便，所以非常適合進行現場安裝，拆卸起來也是非常的方便，在臨時鋼結構連接的場景以及需要經常裝拆的鋼結構中得到廣泛使用。

這項連接技術在實際的使用過程中也具有一定的缺點，在連接之前需要對鋼結構的表面打孔，在拼裝的過程中需要精確地對準每一個孔道，這種情況增加了一定的工作量，同時對于鋼結構的制造精度具有很高的要求，螺栓孔在一定程度上還會對鋼構件的截面造成削弱，對于鋼材的損耗也比較多，從而導致材料的成本過高。

4.2.3 焊縫連接

焊縫連接是利用電弧焊所產生的熱量，對局部鋼結構進行融化，經過凝結之后形成焊縫，從而對鋼結構起到連接作用。該項技術的主要優點是不會削弱鋼結構的截面，連接構造也相對接單，實際操作起來也非常方便，同時具有良好的密封性和連接剛度，實際的施工效率也是非常得高，在一定程度上還可以節約鋼材。 這項連接技術的缺點是由于高溫會對焊縫附近的鋼結構造成影響，容易導致鋼材變脆，與此同時會產生一定的殘余變形和焊接殘余應力，對于鋼結構的剛度和承載力具有一定的負面影響。一部分焊縫連接的位置剛度過大，導致原有的部分局部裂縫快速擴大，處在低溫環境中，出現脆斷的概率更大。焊縫連接部位的韌性和塑性降低時，還可能會導致鋼結構的疲勞強度有所降低。

4.3 油漆涂抹養護

在土木工程施工過程中使用鋼結構，由于鋼材自身所具備的特性以及外部環境造成的影響，銹蝕問題時有發生，這對鋼結構的承載能力造成非常嚴重的影響，同時不利于鋼結構安全穩定性的提高。所以在施工過程中需要專業的施工人員進行油漆涂抹，加強鋼結構的表面防護措施。涂抹油漆之前，工作人員需要對鋼結構進行基礎性的處理，保證鋼結構的表面干凈平整，將之前產生的銹蝕的位置刷磨干凈，再使用粗砂布打磨，確保鋼結構的表面符合油漆涂抹要求。除此之外，在進行油漆涂抹工作時，需注意保持均勻始終，在涂抹完成之后，需要做好相應的防護措施，避免人為導致漆面出現剮蹭，對油漆干燥的效果造成影響。

4.4 鋼結構吊裝

在土木工程的施工期間，鋼結構技術使用非常關鍵的一個環節就是吊裝施工，這個環節安裝速度的快慢和安裝質量的好壞，對于工程項目的施工質量和施工效果具有重大的影響。所以，在土木工程施工前，相關工作人員需要制定詳細的規劃，針對吊裝結構的安裝區以及詳細的吊裝流程進行全面的檢查。在施工前做好所需的施工規劃，根據整個土木工程施工的設計圖紙和平面示意圖，對工程的內部結構、外部結構以及塔吊的數量進行科學的分析研究，促使吊裝技術充分發揮最佳的使用效果，進而提升土木工程施工中鋼結構技術的應用效果。

4.5 嚴格監督鋼結構施工

在每一個施工環節內，對于施工現場需要進行嚴格的監督，避免因對施工監督的力度不足導致工程出現質量問題，因此，在進行鋼結構施工時，一方面，要嚴格要求管理人員，因為相關管理人員距離施工現場最近，相關的職業素養和技術能力也比較高，當發現施工過程中出現細節上的問題，能夠及時準確地發現并整改；另一方面，高層管理人員也要行使自己的監督職能，高層管理人員需要對土木工程的施工進行把握，因為現場管理人員只能著眼局部的施工，而高層管理人員需要從全局的角度進行土木工程施工的管理。

5 結束語

在土木工程施工過程中采用鋼結構技術能夠有效地保證工程的施工效率和施工質量，但是在實際的使用過程當中需要完善工作人員的安全管理制度、保證選用材料的質量、提升施工人員的職業技能，才能充分發揮鋼結構技術在土木工程施工中的實質性作用。