鋼結構在土木工程施工技術中的應用探索

石義星

（廣西路橋工程集團有限公司路面分公司，廣西 南寧 530222）

0 引言

新時期“以人為本”理念加持下，土木工程建設質量和安全問題，一直是社會大眾廣泛關注的重點問題。尤其在新時期城市化建設時代驅動下，隨著土木工程建設規模和建設面積的持續性增大，土木工程安全與質量控制中，鋼結構技術應用范圍越來越廣、應用頻率越來越高。在強大的市場競爭壓力下，部分土木工程建設單位，在經濟利益誘導下會在土木工程建設質量方面存在各種問題。唯有強化土木工程鋼結構設計與應用，才可以對各種土木工程建設問題進行處理，保證土木工程建設健康安全和可持續發展，發揮土木工程強大的社會和經濟效益。

1 土木工程中鋼結構工程基本特征

在日常土木工程建設施工中，鋼結構工程施工是重要組成和內容。與其他工程建設環節不同，鋼結構工程施工，主要是利用各種鋼材為原材料，通過鋼材之間的組裝和連接，進而搭建出安全性高、使用方便的工程結構項目。與傳統的鋼筋混凝土結構相比，鋼結構工程施工中，最為突出的特點是，對鋼材、鋼件、連接件有著大量的需求。但是與鋼筋混凝土結構相比，鋼結構工程強度更高、性能更好且成本投資更低，而且工程建設施工進度和效率更高。與此同時，鋼結構工程施工建設具有極強的靈活性，無論高層重型土木工程、大跨度土木工程，還是輕鋼土木工程等，都可以實現更為廣泛性應用[1]。尤其在多元化空間打造方面，鋼結構工程可以充分發揮出自身優勢，極大提高鋼結構工程社會效益經濟效益。

2 土木工程施工中鋼結構技術優勢

近些年來，在城鎮化時代發展背景下，土木工程建設如火如荼進行中。土木工程建設中的鋼結構工程類型，在現代化市場發展中，應用越來越廣泛普及。與傳統的鋼筋混凝土工程結構相比，土木工程項目施工中，鋼結構技術應用，具有明顯的優勢和特色。

（1）鋼結構技術應用性能極為優越。鋼結構是多元化元素的組合體，如鐵、錳、硅等元素，都是鋼結構的重要組成。加之水泥、混凝土等材料優勢配合，使得鋼結構呈現出強度高、硬度大的特點。而且鋼結構還具有承受能力強、容納能力高的特色。甚至在抗震性方面，鋼結構項目同樣具有極強的優勢。土木工程建設過程中，可以根據工程建設需要，鍛制出具有特殊功能的鋼材，如專用鋼、不銹鋼、耐熱鋼等，可以很好的適用于各類工程建設中。

（2）鋼結構技術應用可塑性較好。鋼材的塑性一般指應力超過屈服點后，具有顯著的塑性變形而不斷烈的性質[2]。衡量鋼材型性變形能力的主要指標，是伸長率和斷面收縮率。鋼結構中具有一定的碳元素，因而提高了其韌性與可塑性，只要超過鋼材自身所能承受最大壓力范圍外，鋼結構可以按照設計要求進行造型上的改變。也正是因如此，使得土木工程施工中，鋼結構技術優勢得以充分的展現出來。

3 土木工程施工中鋼結構技術要點

3.1 提前做好鋼結構施工準備工作

在進行土木工程施工中鋼結構技術應用時，要提前對整個土木工程項目進行全面化且系統化認知，尤其要提前做好鋼結構施工準備性工作。

（1）相關鋼結構技術人員，要對工程設計圖紙及鋼結構施工圖紙進行審核，結合圖紙設計與工程現場地理和環境進行對應了解，保證工程設計圖紙及鋼結構施工圖紙，可以實現與工程現場環境和施工條件的一一對應。對于發現的工程圖紙及鋼結構設計問題，要第一時間進行上報給設計院，根據現場實際情況提出審核性和完善性意見[3]。

（2）要在工程設計圖紙及鋼結構施工圖紙研究時，不斷增強與設計單位及相關設計人員的交流和溝通，要對各種設計意見和問題進行詳細化闡述和交流。

（3）要確保工程現場核心技術人員，掌握并了解到鋼結構施工重點和難點，提前對核心鋼結構問題進行摸底，積極做好攻克難關的準備，保證鋼結構施工質量合格化。

3.2 精準化進行鋼結構原材料選擇和連接

對于鋼結構工程建設而言，鋼結構的原材料主要以鋼筋為主。目前工程市面上的鋼筋主要分為4 種，即板材、型材、金屬制品和管材等主要分類。在進行土木工程鋼結構施工設計時，要根據工程建設需要，科學化合理化進行鋼結構原材料選擇。例如，對于一般性的土木工程建設項目而言，應用最多的是碳素鋼材或者是優質碳素鋼材。在進行土木工程鋼結構技術應用時，鋼結構的立柱結構更多是采取“十”字型結構或者“工”字型結構[4]。無論“十”字型結構或“工”字型結構，都要保證兩種柱子的結構橫面是箱型結構。在特殊性的土木工程建設項目中，鋼結構施工會采用特殊性的結構形式，如“H”型鋼型結構或者“M”型鋼型結構。在進行土木工程鋼結構正式安裝之前，施工人員需要對各個鋼結構接頭部位進行詳細查詢和檢驗，從而選擇出更加科學合理的鋼結構連接方式和方案。

3.3 加強鋼結構基層施工人員的組織與管理

當前階段土木工程建設中，基層施工人員往往存在著，年齡大、素質低、技術差、進度效率慢的特點。對于鋼結構工程施工人員來講亦是如此。鋼結構基層施工人員文化知識普遍不高，雖然吃苦耐勞但質量意識和安全意識普遍較差。加強鋼結構基層施工人員組織與管理，在現代化土木工程建設中，有著重要的現實價值和意義。土木工程建設單位，要對現有鋼結構基層施工人員，進行統一化技術和安全質量培訓，積極做好各項土木工程施工進度管理。要重點強化鋼結構工程施工安全和品質培訓，不斷強化安全監督管理力度，將存在的鋼結構施工安全與質量問題扼殺在搖籃里[5]。最后，土木工程建設單位，要做好鋼結構施工機械設備及儀器設備管理工作，要從細節入手強化施工工具管理，保障機械操作安全。

4 土木工程施工中常用的鋼結構技術

在實際的土木工程建設中，常用的鋼結構技術較多。例如，塔吊技術、焊接技術、吊裝技術等都屬于常用的鋼結構技術。下文筆者就此3 類鋼結構技術應用要點和注意事項進行闡述。

（1）塔吊技術。在現代化土木工程建設過程中，尤其在鋼結構技術應用中，塔吊設備及塔吊技術，可謂是發揮著十分重要的作用和價值。塔吊技術的功能發揮強大，且自身具有極好的適用性，可以很好的滿足土木工程建設強度需要。而且塔吊技術應用時，還可以很好的降低工程造價及成本。塔吊技術應用和施工，需要采取內爬式塔吊，對塔吊設備及機械進行操作，進而保障塔吊使用安全性。

（2）焊接技術。土木工程建設項目中鋼結構，基本上都是采取鋼板焊接形式進行塑造。所以，工程項目鋼結構施工中，對于鋼結構的要求是極高的。具體化的焊接技術應用時，需要注意如下兩點：①要保證鋼結構應用的安全性。鋼結構中的焊接技術，具有極強的危險性，一旦操作失誤，便會造成皮膚燒傷，嚴重者甚至會對眼睛造成危害。②要提升焊接操作人員的技術水平。鋼結構作業屬于特種作業，對于人員技術的要求極高。土木工程鋼結構焊接技術應用時，要求相關技術人員持證上崗。要科學化適宜化選擇焊條類型，要保證焊條的高質量選擇，進而實現鋼結構質量的穩固效果發揮[6]。

（3）吊裝技術。土木工程項目鋼結構施工中，吊裝技術應用極為廣泛。吊裝技術高低好壞，將會直接影響到土木工程施工進度和質量，甚至還會對土木工程效益發揮起到關重要的影響。在進行吊裝技術應用時，要嚴格按照現場工程施工需求進行吊裝方案的合理選擇和設計。要對土木工程內外結構，進行詳細化和精準化掌握，保證吊裝技術的應用水準和應用效率[7]。

5 不同類型土木工程項目中鋼結構技術應用事項

5.1 高層重型土木工程鋼結構技術應用

在新型城市化建設時代背景下，尤其在社會經濟可持續發展背景下，各地區城市建設及工業發展水平越來越高。對于高層重型土木工程建設項目需求越來越高。許多高層重型土木工程，在各地區如火如荼進行中。此類高層重型土木工程項目，大多采取重型鋼結構類型，且主要以型鋼材料為主。通過基礎錨固工藝、焊接工藝及螺栓連接工藝，對高層重型土木工程鋼結構進行施工作業。在高層重型土木工程項目品質性和安全性影響因素中，鋼結構在其中扮演者極為重要的價值和作用[8]。現代化高層重型土木工程項目，要將鋼筋混凝土結構和鋼結構進行有機融合，充分發揮出兩者的優勢保障土木工程建設安全性。借助高層重型鋼結構的結構強度優勢、穩定性優勢及受力均勻優勢，做好高層重型土木工程基礎支撐。

5.2 大跨度土木工程鋼結構應用

隨著社會經濟的快速發展以及各行各業演化的多元化，除了傳統化的居民建筑以外，一些大跨度土木工程建設項目逐漸出現。例如，體育館、博物館等都屬于大跨度土木工程鋼結構類型。此類大跨度土木工程，對于內部空間的要求極高，這也就意味著，對于鋼結構的設計，要充分注重大跨度空間結構設計。大跨度空間結構設計中，鋼結構設計思路尤為重要。此類工程建設中的鋼材，更多使用結構型材料，并結合大跨度土木工程的不同需求，合理化選擇懸索結構、網殼結構等[9]。對于一些具有特殊需求的現代化廠房結構建筑，要將鋼結構設計與合成材料膜工藝緊密結合起來，可以形成具有空間廣闊的封閉式建筑。此類大空間土木工程，可以提高工程建設效率，進而滿足工業生產對空間范圍的合理化需求。大跨度土木工程鋼結構效果應用如圖1所示。

圖1 大跨度土木工程鋼結構效果應用

5.3 輕鋼土木工程鋼結構技術應用

在現代化土木工程建設項目中，除了高層重型土木工程和大跨度土木工程外，新型土木工程建設項目，也在朝著靈活化和輕量化的方向發展。輕鋼結構的土木工程項目，往往利用質量更輕的輕型合金鋼材，打造成具有穩定性高、安全性強、耐用性好的輕型鋼結構工程項目。從整體結構構造角度看，新型輕鋼土木工程，主要包括輕鋼主結構、輔助結構、維護結構等。無論哪個結構環節中，都離不開對輕鋼材質的選擇和使用。輕鋼結構的土木工程，其結構類型主要分為兩大類：第一類，使用斷面較小的型鋼做成骨架結構。通過型鋼與鋼管的配合與連接，形成基礎性的土木工程鋼建筑結構空間。第二類，利用薄鋼板冷軋構成骨架結構。薄鋼板冷軋再配合以其他材質，打造建筑圍護及屋面結構，可以更多應用于臨時性的建筑結構項目當中，比如旅游地產、民宿別墅等建筑項目中[10]。

6 結語

綜上所述，在社會主義現代化市場經濟環境下，土木工程建設行業發展，已經邁入了新的階段。作為土木工程建設品質的重要保證，工程鋼結構技術應用，越來越嚴格且越來越廣泛。工程鋼結構技術是土木工程建設重要組成內容，工程鋼結構技術應用的精準性與可靠性，會直接關系到整個土木工程建設的安全和穩固，關系到整個土木工程建設品質和效益。強化現代化土木工程鋼結構技術工作落實，是現代化土木工程建設的重要目標，更是未來土木工程建設和發展的關鍵。