論鋼結(jié)構(gòu)在土木工程施工技術(shù)中的應(yīng)用

肖 飛

（中國電建集團(tuán)湖北工程有限公司，湖北 武漢 430040）

鋼結(jié)構(gòu)本身重量較輕，具有較為明顯的工業(yè)化特征，在土木工程中應(yīng)用能夠提高工程整體性能，但是鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能以及耐腐蝕性能較差，如果出現(xiàn)火災(zāi)等災(zāi)害，會導(dǎo)致土木工程中應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷。土木工程施工中，要利用好施工技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，避免鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，從而有效提高土木工程整體質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能，并且施工工藝較為簡單，方便施工人員掌握，并能夠縮短施工工期，保證土木工程能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成施工任務(wù)。

1 何為土木工程中鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼材料所組成的結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)在工程中應(yīng)用較為廣泛。土木工程中鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)由多個構(gòu)件組成，將構(gòu)件按照要求連接后在土木工程中應(yīng)用。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)工藝較為復(fù)雜，但是隨著其發(fā)展工藝逐漸簡化，使施工人員能夠熟練掌握施工工藝。鋼結(jié)構(gòu)整體重量較輕，并且具有較好的質(zhì)量，在高層建筑、場館中應(yīng)用較多。土木工程中鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)占據(jù)重要的地位，能夠保證土木工程穩(wěn)定性的同時，還能夠促進(jìn)土木工程發(fā)展與進(jìn)步。部分土木工程中對于鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛，對于土木工程質(zhì)量影響較大，土木工程中應(yīng)加強對鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的安全性以及穩(wěn)定性，保證土木工程質(zhì)量水平得到提升。土木工程施工過程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，可以配合鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)、安全施工管理技術(shù)等進(jìn)行應(yīng)用，主要原因是由于鋼結(jié)構(gòu)自身重量較輕，需要配合其他材料共同使用。土木工程中較為常見的技術(shù)為層壓密注漿技術(shù)，主要是鋼材和混凝土進(jìn)行融合，受到內(nèi)部壓力和外部壓力的共同作用，能夠形成較為牢固的鋼結(jié)構(gòu)。進(jìn)行施工的過程中需要按照定位、鉆孔、注漿順序進(jìn)行，并在完成施工后，對已經(jīng)施工完畢的土木工程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使鋼結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。土木工程鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用焊接技術(shù)也較多，能夠保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，施工人員應(yīng)能夠熟練掌握鋼結(jié)構(gòu)焊接，避免后續(xù)使用過程中出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)斷裂的情況。鋼結(jié)構(gòu)安裝時，必須嚴(yán)格按照流程進(jìn)行規(guī)范操作，能夠做好焊前檢查等多種工作，仔細(xì)檢查鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，如角度、空隙等，如果鋼結(jié)構(gòu)上存在油污、水漬等，避免造成鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)氧化的情況。最后，土木工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，要能夠加強對施工人員的安全管理工作，建立完善的安全管理體系，并規(guī)范施工人員施工操作，做好施工危險區(qū)域警示標(biāo)示等。

2 常見的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

2.1 高層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

高層鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼結(jié)構(gòu)框架作為支撐，鋼結(jié)構(gòu)框架整體較輕，可以選擇軋制型鋼和焊接型鋼作鋼結(jié)構(gòu)框架。傳統(tǒng)土木工程施工中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，需要在鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹防火涂料，從而提高鋼結(jié)構(gòu)的耐熱性，避免鋼結(jié)構(gòu)直接暴露在火焰當(dāng)中，影響鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。防火涂料在吸收火焰熱量后，會產(chǎn)生水蒸氣或者其他不易燃燒的物質(zhì)，如果土木工程發(fā)生火災(zāi)，能夠有效避免火災(zāi)的發(fā)生。高層鋼結(jié)構(gòu)能夠保證土木工程整體穩(wěn)定性，能夠延長土木工程的使用壽命。

2.2 空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

空間鋼結(jié)構(gòu)包括索膜結(jié)構(gòu)和大跨懸索結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)在土木工程中應(yīng)用，能夠提高施工效率，并且還能夠隨意調(diào)整土木工程項目造型，加強土木工程剛度?？臻g鋼結(jié)構(gòu)能夠為土木工程節(jié)約更多的經(jīng)濟(jì)成本，并為土木工程施工創(chuàng)造了更多的可能性，能夠激發(fā)土木工程施工創(chuàng)造力，為推動土木工程創(chuàng)新發(fā)展有著重要的作用。

2.3 輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

輕鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕以及造價低廉等優(yōu)點。輕型鋼結(jié)構(gòu)主要是用在不承受大載荷的承重建筑。采用輕型結(jié)構(gòu)可以制作門形鋼架支承，壓型鋼板或輕質(zhì)夾芯板作屋面、墻面圍護(hù)結(jié)構(gòu)，將各類構(gòu)件和材料進(jìn)行融合，從而形成低層和多層裝配式鋼結(jié)構(gòu)房屋體系。輕鋼結(jié)構(gòu)具有較好坑震性、抗風(fēng)性、耐久性、節(jié)能性等優(yōu)點，并且安裝過程較為簡單，能夠為土木工程施工提供更多的便利。

2.4 虛擬預(yù)拼裝技術(shù)

利用三維設(shè)計軟件，分段對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，并定位鋼結(jié)構(gòu)的不同控制點，從而形成真實的三維坐標(biāo)。三維設(shè)計軟件需要配合計算機設(shè)備進(jìn)行使用，通過計算機能夠顯示鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型，并可以保證鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的精度，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不符合也可以手動進(jìn)行調(diào)整，直到鋼結(jié)構(gòu)符合拼裝要求，能夠為施工提供便利性。

3 鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢

3.1 具有較強的可塑性

鋼結(jié)構(gòu)具有較強的可塑性，能夠按照土木工程需求，在較大的預(yù)應(yīng)力條件下對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行塑型，鋼結(jié)構(gòu)在彎曲后不會出現(xiàn)斷裂等情況，能夠保證土木工程整體的穩(wěn)定性。土木工程施工中對于鋼結(jié)構(gòu)需求較多，鋼結(jié)構(gòu)的可塑性特點能夠使鋼結(jié)構(gòu)按照土木工程要求進(jìn)行變化，保證鋼結(jié)構(gòu)能夠符合土木工程要求，從而保證土木工程質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)中含有較多的元素，其中碳元素能夠保證鋼結(jié)構(gòu)的可塑性，提高鋼結(jié)構(gòu)的承載能力，保證土木工程的穩(wěn)定性。

3.2 落實節(jié)能環(huán)保理念

鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中應(yīng)用，能夠?qū)h(huán)保節(jié)能理念落實到實際土木工程施工當(dāng)中。在傳統(tǒng)的土木工程施工中，會使用較多的木材結(jié)構(gòu)，如果使用不當(dāng)，會造成較多林業(yè)資源的浪費，不可利于林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在土木工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，能夠降低施工木材的使用量，保證土木工程能夠可持續(xù)發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，能夠延長土木工程的使用壽命，并且部分鋼結(jié)構(gòu)能夠重復(fù)進(jìn)行使用，有效避免了施工材料的浪費，符合節(jié)能環(huán)保的理念。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)越

鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)土木工程中混凝土材料相比，鋼結(jié)構(gòu)本身的硬度較大，具有較強的承載能力，能夠發(fā)揮出土木工程的優(yōu)勢。土木工程在施工過程中需要保證工程整體的安全性，鋼結(jié)構(gòu)的性能較為優(yōu)越，不僅具有較好的抗震能力，還能夠抵御氣象災(zāi)害，保證土木工程整體的穩(wěn)定性，減少外界因素對土木工程的影響。鋼結(jié)構(gòu)的延伸性以及韌性與其他結(jié)構(gòu)相比都具有較強的優(yōu)勢，能夠根據(jù)土木工程需求不斷進(jìn)行創(chuàng)新。

4 鋼結(jié)構(gòu)在土木工程施工技術(shù)中的應(yīng)用

4.1 吊裝技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)在土木工程施工中應(yīng)用，需要借助機械設(shè)備完成施工作業(yè)。吊裝技術(shù)是鋼結(jié)構(gòu)施工中常用的技術(shù)，鋼結(jié)構(gòu)雖然本身重量較強，但是在進(jìn)行高空作業(yè)時，依靠人力無法進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的安裝，因此就需要吊裝設(shè)備進(jìn)行輔助施工。利用吊裝技術(shù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝，能夠降低人力、時間成本，還能夠使整個施工過程較為簡單，最大程度上降低施工難度，從而提高土木工程施工效率。施工人員在采取吊裝技術(shù)進(jìn)行施工的過程中，需要能夠熟練掌握吊裝設(shè)備的操作流程，并做好安全防護(hù)措施，保證施工過程中的安全性。

4.2 塔吊技術(shù)

塔吊技術(shù)也是鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中應(yīng)用的常見技術(shù)，塔吊技術(shù)與吊裝技術(shù)相比，具有更大的優(yōu)勢，能夠?qū)Σ煌亓夸摻Y(jié)構(gòu)進(jìn)行運輸。在施工過程中，施工人員利用塔吊技術(shù)進(jìn)行施工，能夠有效縮短施工時間，節(jié)約土木工程施工成本。進(jìn)行土木工程施工過程中，主要使用內(nèi)爬式吊塔作為塔吊施工的主要工具，部分土木工程施工過程中為了滿足施工需求，會將自升式吊塔進(jìn)行改造，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)爬式吊塔，從而使土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工更加便利。

圖1 內(nèi)爬式吊塔

4.3 焊接技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中應(yīng)用，需要利用焊接技術(shù)將鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。鋼結(jié)構(gòu)焊接的過程中，主要是從中間向兩邊進(jìn)行焊接，這樣能夠保證鋼結(jié)構(gòu)焊接較為平整。施工人員在焊接的過程中還要注意焊接順序，保證鋼結(jié)構(gòu)中的節(jié)點對稱，維護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的平衡性。鋼結(jié)構(gòu)中還包含較多的異形鋼板，在焊接的過程中需要遵循先下后上的順序進(jìn)行焊接，下部鋼板應(yīng)該作為焊接的基準(zhǔn)點。如果鋼結(jié)構(gòu)的板材較厚，需要施工人員能夠根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的特點、工程要求等選擇不同的焊接方式，保證鋼結(jié)構(gòu)的焊接效果，維護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

鋼結(jié)構(gòu)焊接穩(wěn)技術(shù)主要包括機器人焊接技術(shù)、絲埋弧焊技術(shù)、免清根焊接技術(shù)、免開坡口熔透焊技術(shù)。

利用焊接機器人技術(shù)開展鋼結(jié)構(gòu)焊接的過程中，能夠解決人工焊接存在的勞動強度過大以及焊接效率較低的問題，并可以結(jié)合其焊接技術(shù)完成鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作，能夠?qū)崿F(xiàn)大電流、高速、低熱輸入連續(xù)焊接，有利于加快焊接速度，加快整體施工進(jìn)度。絲埋弧焊技術(shù)具有熔敷量大、熱輸入小、速度快等特點，應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行焊接工作，能夠使焊接效率和質(zhì)量獲得較為明顯的提升。免清根焊接技術(shù)主要是對坡口進(jìn)行優(yōu)化，可以省略原本復(fù)雜的焊接工序，能夠縮短焊接工作所應(yīng)用的時間，也能夠達(dá)到不影響鋼結(jié)構(gòu)性能的目的。免開坡口熔透焊技術(shù)采用單絲可實現(xiàn)較厚鋼板的焊接，并可以簡化焊接程序，為鋼結(jié)構(gòu)焊接工作提供便利。

4.4 構(gòu)件分段技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)分段技術(shù)的應(yīng)用，施工人員需要對分段過程中可能會影響構(gòu)件分段結(jié)果的影響因素，如構(gòu)件運輸、構(gòu)件吊裝過程中對構(gòu)件的影響。施工人員在應(yīng)用分段技術(shù)的過程中，需要保證分段參數(shù)與分段運輸參數(shù)一致，如果出現(xiàn)變化，施工人員要了解變化的原因，并采取合適的措施對其進(jìn)行處理。施工人員盡量不使用焊接的方式連接鋼構(gòu)件，制定科學(xué)合理的分段方案。分段的過程中還要保證工作過程中的安全性，選擇承載能力較弱的區(qū)域進(jìn)行構(gòu)件分段。

4.5 螺栓連接技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)中含有較多的螺栓部件，施工人員要利用螺栓部件對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。螺栓部件主要分為兩種，一種是普通螺栓，另一種是高強度螺栓。螺栓是鋼結(jié)構(gòu)連接的主要方式，螺栓在連接鋼結(jié)構(gòu)的過程中具有便利性，能夠有效提高施工效率。螺栓連接過程中需要施工人員，對鋼結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行開孔處理，并做好對孔拼裝工作。這一操作較為復(fù)雜，會給施工人員的增加工作量，對施工人員的螺栓連接技術(shù)掌握程度也有較高的要求。

4.6 鉚釘連接技術(shù)

鉚釘連接技術(shù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)連接，施工人員要將鉚釘?shù)捻敆U進(jìn)行燒制，直到呈現(xiàn)出頂桿燒紅為止，之后將帶有半圓形鉚釘插入到鋼結(jié)構(gòu)的釘孔當(dāng)中，施工人員可以采用鉚釘槍等設(shè)備輔助進(jìn)行施工，保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鉚釘連接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)中進(jìn)行應(yīng)用，能夠提高鋼結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，并且保證鋼結(jié)構(gòu)具有較強的韌性以及可塑性，避免鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂的情況，但是鉚釘連接技術(shù)在使用的過程中工藝較為復(fù)雜，需要消耗的鋼結(jié)構(gòu)材料較大，也會給施工人員造成較大的工作壓力，在土木工程中使用的頻率較低，一般都是采取螺栓連接技術(shù)以及焊接連接技術(shù)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)連接。

圖2 螺栓連接技術(shù)

5 結(jié)束語

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)在土木工程施工技術(shù)中應(yīng)用，能夠充分發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，提高土木工程施工效率，保證土木工程施工質(zhì)量以及土木工程整體穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)具有防火性強、抗震性能好等多種優(yōu)勢，施工人員在施工中可以根據(jù)工程需求選擇合適的鋼結(jié)構(gòu)連接方式，提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。