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[摘 要]钢结构作为建筑工程中使用的最为普遍的一种结构，其制作安装技术要求比较高，尤其是在钢构件连接环节中要求更高，因为这一环节无论是采用焊接方式连接，还是采用螺栓方式来连接，都必须要保证其连接质量。本文主要以哈尔滨东站货物仓库钢结构施工实例，探讨大型钢结构库房的门式钢架、系杆、檩条等钢结构制作与安装施工技术及其安装工艺，以此作为参考。
[关键词]钢结构；门式刚架；工程质量；施工技术
中图分类号：TU393 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0196-01
1 引言
目前，钢结构普遍被应用在各类建筑施工中，其之所以能够得到人们的认可，主要是因为钢结构施工速度比较快，在规定的时间内能够按时完成施工任务，另外，其抗震性能也突出。除此之外，钢结构节能环保，这与国家倡导的低碳发展理念正好相符。钢结构工程的制作与安装是施工过程中最为重要的步骤，因此需要重点注意制作安装施工过程中的质量的控制。以下本文通过哈尔滨东站货物仓库工程实例来分析钢结构制作安装施工中的技术要点。
2 工程概况
哈尔滨东站货物仓库工程为一层轻钢结构，局部办公房屋为二层钢结构，建筑总长186.62m，宽为34m，层高11.94m，仓库两侧为悬挑钢结构雨棚，建筑面积：6549.08 m2，以变形缝为界分为三个防火区。基础形式为钢筋混凝土独立基础，主体形式为轻钢型门式刚架结构，刚架结构柱为焊接H型钢钢柱（H550×300×10×16mm），刚架梁为焊接H型钢钢梁（H700×250×8×10mm），屋面檩条为C180×70×20×3.0mm，屋面形式采用蓝色轻钢复合型彩钢板。围护结构为370厚粘土空心砖砌体。
3 钢结构制作安装工艺流程
3.1 工艺流程：原材料检验—钢构件制作—构件運输—钢柱安装—钢柱校正—斜梁地拼装—斜梁安装及螺栓固定—钢柱重校—高强度螺栓紧固—复校—安装屋面檩条、系杆、拉杆、隅撑等—屋面板安装—结构验收。
3.2 钢构件的制作质量检查验收内容包括编号 、中心点标高线、长度、宽度、弯曲、扭曲、孔距、柱底面不平度、连接摩擦面、 出场合格证等。
4 钢结构加工制作技术要求
4.1 原材料检验：
材料在进场前须提供合格的质量证明文件及进行二次检查验收合格后方可使用。
辅助材料应具有相应的质量检查验收合格证，并应该满足设计的要求和现行的相应国家技术标准的规定。
4.2 H型钢制作：
4.2.1 平板：下料前先把弯曲和不平整的钢板用钢板压平机进行矫正，矫正后钢材表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不大于0.5mm。以便于下料。
4.2.2 下料：H型钢腹板和翼缘板下料的板条采用火焰数控切割机切割，若板料不够长时，采用焊接接长，焊接方法选用埋弧自动焊或手工电弧焊，检验合格后方能转入下道工序。H型钢腹板坡口加工采用龙门刨床，双面坡口，坡口角度45±5°，钝边2±1mm。
4.2.3 组对：采用H型钢组对机组对H型钢，如腹板和翼缘板有拼接时，腹板和翼缘板的拼接焊缝之间的距离应大于200mm。翼缘板与腹板连接处，翼缘板侧的焊缝用砂轮机打磨至与母材平齐，保证两者之间间隙为0～1mm。
4.2.4 焊接：为减小产生焊接变形及焊接残余应力，采用埋弧自动焊焊接，以保证焊缝质量。H型钢腹板、翼缘板对接焊缝按二级检验。H型型钢使用船形位置（使用V型支架）埋弧自动焊，焊剂自动回收。
4.2.5 矫正：H型钢因焊接产生变形，焊后的H型钢采用采用H型钢矫正机校直。
4.3 门式刚架梁、柱、系杆的预制
4.3.1 放样：
杆件的放样应在钢平台上进行，采用的平台必须平整稳固。在放样时首先应在钢平台上弹线，依次放出构件各节点的实样。柱脚板、柱脚加劲板、柱顶板、柱顶加劲板、梁加劲板、高强度螺栓连接板，水平支撑、柱间支撑连接件、钢柱、钢梁制作时在钢平台上按1：1比例放样，放样用钢尺（必须经法定计量检验单位校验合格），放出钢构件轴线、节点实际尺寸，按轴线确定构件尺寸；样板上必须标记好切线、孔径、上下、左右、反正的工作线和加工符号（如弯曲、铲、刨等），并注明规格、数量及编号，标记应细小清晰。
4.3.2 下料：
按样板与图纸核对无误后再下料，并相应加上切割的损耗、焊接收缩的余量，并根据钢材的来料规格，结合施工图统筹安排，合理下料。下好的半成品按图纸编号分类堆放。
4.3.3 钻孔：
构件的钻孔应采用摇臂钻床加工，高强度螺栓连接板采用组对钻孔，并在构件上打钢印编号。所有钻孔的质量应该符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的规定。
4.3.4 焊接：
严禁采用药皮脱落或焊芯生锈的焊条、受潮结块的焊剂；焊接钢梁采用门式自动埋弧焊进行焊接；柱梁连接板加肋板采用手工焊接。使用门式自动焊时，焊接后必须将边缘30-50mm范围内的铁锈、毛刺和污垢等必须清除干净，以减少焊接气孔等缺陷；引弧板板材应与母材材质一致，焊接坡口形式相同，长度应满足要求。焊条必须经过烘干后使用。
梁、柱的端板与翼缘板使用CO2气体保护焊，CO2气体保护焊的电流密度大，电弧热量集中，加热面积小，以及二氧化碳气流的冷却作用，因而工作变形小，更能够保持结构尺寸。在进行梁端头板焊接时，必须连续进行，如因故中断，再焊时应对以焊的焊缝局部做预热处理。且将前一道焊缝表面用磨光机清理干净后再继续施焊端头板只允许有0～3mm的凹进。
5 钢结构安装施工技术要点
5.1 施工准备工作：基础验收— 轴线复测— 锚栓检查与核对—划基础和底板安装位置线 5.1.1 构件出厂前的检验：
在钢结构制作加工完后并验收合格后方可进行编号装车及运输。制作完的门式刚架梁、柱用钢尺检查梁、柱的长度是否超出规范要求。用焊缝检查尺检查焊角尺寸是否符合图纸要求，并据图纸和规范要求进行焊缝探伤检查。在吊装和运输过程中，应采取措施防止预制件变形和预制件表面油漆损坏。
5.1.2 基础验收：
门式刚架吊装前首先检查基础轴线、标高以及预埋地脚螺栓的轴线、标高、间距，并及时做好检查记录。检查基础混凝土强度合格后在基础短柱上弹出安装线，然后利用水准仪将柱底调平螺母调整到设计标高-0.640m处。
5.3 钢构件的安装注意事项
这是钢结构安装最为基础的一项内容，无论哪种钢结构都是由各个不同的钢构件连接构成。本工程中各个钢构件之间的连接主要采用了螺栓连接、高强度螺栓连接和焊接等施工技术。在焊接作业时，必须遵循施工要求，严格依照安装流程，以此来保证焊接质量。构建连接完成之后会形成一个框架单元，这个框架单元整体上并不牢固，因此需要依据需求选择使用加固方法，以此来保护成品不受破坏。再加上本工程在施工时处于多风季节，更需要注意利用加揽风绳来固定框架单元，防止框架散架，引发安全事故。
5.4 钢结构之间的连接施工技术要点
5.4.1 螺栓安装施工
在本工程中，钢柱与钢梁、钢梁与钢梁之间的连接均为高强度螺栓链接，其他为普通螺栓连接，螺栓的安装应在构件中心位置调整符合要求后再进行安装。螺栓连接应该注意以下问题：第一，螺栓尺寸适宜，不宜过大或者过小，过大会影响连接的效果，而过小会影响螺栓的使用；第二，找准安装位置，安装位置正确才能保证连接效果，在连接期间，螺栓拧紧，坚决不允许出现松动的情况，另外，一部分安裝人员可能会出现错帽的情况，这也需要相关人员注意，因为螺栓经过长时间的使用，与空气接触，因此经常会产生锈蚀情况，螺栓安装完成之后，需要涂刷防锈剂。
5.4.2 高强度螺栓紧固技术要求
高强度螺栓的紧固顺序依据钢结构连接的不同情况而不同，但是总体上来说，都是首先紧固节点刚度比较大的部位，之后再紧固接点比较小的部位，以本工程的工字钢为例，其紧固的顺序应该首先为上翼缘，之后是下翼缘，最后是腹板，紧固时要采取对称的方式，如果需要对两个钢构件进行连接，则首先需要明确哪一个构件是主要的构件，之后对其进行紧固处理，最后对另一个构件进行紧固。高强度螺栓一经安装，应立即进行初拧、终拧，严禁使用一步到位的方法直接终拧。初拧扭矩值为终拧力矩值的50%，初拧、终拧在同一天完成。高强度螺栓终拧力矩值计算公式为：Tc=K×Pc×d ，其中Tc为终拧力矩值（N.m）；K为扭矩系数；Pc为施工预拉力（KN），数值见《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》中表3.4.10；d为螺栓直径（mm）。为了保证螺栓的紧固程度，必须采用经效验合格的扭矩扳手，施加到计算出来的相应扭矩值。安装前作好外观检查，不允许有毛刺、铁屑、油污，同时对螺栓、螺母进行裂纹检查。
高强度螺栓连接时应注意螺栓连接板接触面和螺栓的紧固程度能否满足设计要求。所以连接前用钢丝刷将接触面的浮锈清除干净，本工程连接板摩擦面在制作工厂采用机械喷丸方法进行处理。在连接板摩擦面出厂前，经抗滑移试验（按我国有关规范要求，摩擦面抗滑移系数要达到u=0.45～0.55，本工程试验u=0.51）合格后方可出厂。
5.4.3 焊接工艺
此工程局部办二层公房屋钢结构构件的连接方式为焊接，根据此工程钢结构构件安装的特点选择使用短弧焊最佳，因为短弧焊的方式能够防止钢结构构件出现咬肉的情况，而且短弧焊的焊式方式也能够保证钢构件全部焊透也不会出现气孔等问题。焊接期间注意速度，不应该过慢，厚度要保持在4mm以下，速度也应该过快，否则会影响焊接的效果，非常容易出现未熔合的情况，也有可能会出现未焊透的现象。有些钢构件对整个工程建设来说都十分重要，针对这种重要的构建，焊接时要进行预热处理，焊接完成之后，要缓冷，以此来防止钢构件出现冷裂纹。焊缝的焊接是一项技术性要求非常高的工作，因此必须有专业的人士来完成该项任务，以免影响整个焊接效果。焊接期间既需要做好施工管理工作也需要做好技术管理工作，两者相结合共同以此避免发生质量问题。
焊接完成之后，往往会出现构件变形的现象，这主要就是因为焊接期间，焊接人员没有根据施工要求来焊接，尤其焊接顺序错乱，所以在焊接之前，焊接人员就需要从多方面来考虑，以此保证焊接成品能够与设计图纸一致，之后依据钢结构焊接的具体要求来选择合适焊接方法以及相应的焊接工具，尤其是焊接缝的焊接尤为重要，因为如果过厚或者厚薄不均，都会最终引起钢结构变形。但是需要注意的是，能够引起钢结构变形不仅仅只有焊接这一环节，螺栓连接焊接也有可能会产生这种情况，这是必须拧紧螺栓的重要目的。
6 结语
结构的制作安装质量直接影响工程的质量，所以在选择钢结构施工技术时，要根据建筑工程的特点而定，本工程施工前充分做好施工准备、原材料质量、构件制作、高强度螺栓连接、焊接处理等几个关键环节的质量控制，在钢结构分项工程的质量检查验收中一次验交合格率达到100%，得到了建设单位、使用单位的肯定，不仅给我公司带来了收益又带来了良好的声誉。希望本文可以为同类工程施工提供一些借鉴。
参考文献
[1] 《建筑施工手册》（第四版）编写组.建筑施工手册：（第四版）缩印本.北京：中国建筑工业出版社，2003.
[2] GB50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范[s].
[关键词]钢结构；门式刚架；工程质量；施工技术
中图分类号：TU393 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0196-01
1 引言
目前，钢结构普遍被应用在各类建筑施工中，其之所以能够得到人们的认可，主要是因为钢结构施工速度比较快，在规定的时间内能够按时完成施工任务，另外，其抗震性能也突出。除此之外，钢结构节能环保，这与国家倡导的低碳发展理念正好相符。钢结构工程的制作与安装是施工过程中最为重要的步骤，因此需要重点注意制作安装施工过程中的质量的控制。以下本文通过哈尔滨东站货物仓库工程实例来分析钢结构制作安装施工中的技术要点。
2 工程概况
哈尔滨东站货物仓库工程为一层轻钢结构，局部办公房屋为二层钢结构，建筑总长186.62m，宽为34m，层高11.94m，仓库两侧为悬挑钢结构雨棚，建筑面积：6549.08 m2，以变形缝为界分为三个防火区。基础形式为钢筋混凝土独立基础，主体形式为轻钢型门式刚架结构，刚架结构柱为焊接H型钢钢柱（H550×300×10×16mm），刚架梁为焊接H型钢钢梁（H700×250×8×10mm），屋面檩条为C180×70×20×3.0mm，屋面形式采用蓝色轻钢复合型彩钢板。围护结构为370厚粘土空心砖砌体。
3 钢结构制作安装工艺流程
3.1 工艺流程：原材料检验—钢构件制作—构件運输—钢柱安装—钢柱校正—斜梁地拼装—斜梁安装及螺栓固定—钢柱重校—高强度螺栓紧固—复校—安装屋面檩条、系杆、拉杆、隅撑等—屋面板安装—结构验收。
3.2 钢构件的制作质量检查验收内容包括编号 、中心点标高线、长度、宽度、弯曲、扭曲、孔距、柱底面不平度、连接摩擦面、 出场合格证等。
4 钢结构加工制作技术要求
4.1 原材料检验：
材料在进场前须提供合格的质量证明文件及进行二次检查验收合格后方可使用。
辅助材料应具有相应的质量检查验收合格证，并应该满足设计的要求和现行的相应国家技术标准的规定。
4.2 H型钢制作：
4.2.1 平板：下料前先把弯曲和不平整的钢板用钢板压平机进行矫正，矫正后钢材表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不大于0.5mm。以便于下料。
4.2.2 下料：H型钢腹板和翼缘板下料的板条采用火焰数控切割机切割，若板料不够长时，采用焊接接长，焊接方法选用埋弧自动焊或手工电弧焊，检验合格后方能转入下道工序。H型钢腹板坡口加工采用龙门刨床，双面坡口，坡口角度45±5°，钝边2±1mm。
4.2.3 组对：采用H型钢组对机组对H型钢，如腹板和翼缘板有拼接时，腹板和翼缘板的拼接焊缝之间的距离应大于200mm。翼缘板与腹板连接处，翼缘板侧的焊缝用砂轮机打磨至与母材平齐，保证两者之间间隙为0～1mm。
4.2.4 焊接：为减小产生焊接变形及焊接残余应力，采用埋弧自动焊焊接，以保证焊缝质量。H型钢腹板、翼缘板对接焊缝按二级检验。H型型钢使用船形位置（使用V型支架）埋弧自动焊，焊剂自动回收。
4.2.5 矫正：H型钢因焊接产生变形，焊后的H型钢采用采用H型钢矫正机校直。
4.3 门式刚架梁、柱、系杆的预制
4.3.1 放样：
杆件的放样应在钢平台上进行，采用的平台必须平整稳固。在放样时首先应在钢平台上弹线，依次放出构件各节点的实样。柱脚板、柱脚加劲板、柱顶板、柱顶加劲板、梁加劲板、高强度螺栓连接板，水平支撑、柱间支撑连接件、钢柱、钢梁制作时在钢平台上按1：1比例放样，放样用钢尺（必须经法定计量检验单位校验合格），放出钢构件轴线、节点实际尺寸，按轴线确定构件尺寸；样板上必须标记好切线、孔径、上下、左右、反正的工作线和加工符号（如弯曲、铲、刨等），并注明规格、数量及编号，标记应细小清晰。
4.3.2 下料：
按样板与图纸核对无误后再下料，并相应加上切割的损耗、焊接收缩的余量，并根据钢材的来料规格，结合施工图统筹安排，合理下料。下好的半成品按图纸编号分类堆放。
4.3.3 钻孔：
构件的钻孔应采用摇臂钻床加工，高强度螺栓连接板采用组对钻孔，并在构件上打钢印编号。所有钻孔的质量应该符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的规定。
4.3.4 焊接：
严禁采用药皮脱落或焊芯生锈的焊条、受潮结块的焊剂；焊接钢梁采用门式自动埋弧焊进行焊接；柱梁连接板加肋板采用手工焊接。使用门式自动焊时，焊接后必须将边缘30-50mm范围内的铁锈、毛刺和污垢等必须清除干净，以减少焊接气孔等缺陷；引弧板板材应与母材材质一致，焊接坡口形式相同，长度应满足要求。焊条必须经过烘干后使用。
梁、柱的端板与翼缘板使用CO2气体保护焊，CO2气体保护焊的电流密度大，电弧热量集中，加热面积小，以及二氧化碳气流的冷却作用，因而工作变形小，更能够保持结构尺寸。在进行梁端头板焊接时，必须连续进行，如因故中断，再焊时应对以焊的焊缝局部做预热处理。且将前一道焊缝表面用磨光机清理干净后再继续施焊端头板只允许有0～3mm的凹进。
5 钢结构安装施工技术要点
5.1 施工准备工作：基础验收— 轴线复测— 锚栓检查与核对—划基础和底板安装位置线 5.1.1 构件出厂前的检验：
在钢结构制作加工完后并验收合格后方可进行编号装车及运输。制作完的门式刚架梁、柱用钢尺检查梁、柱的长度是否超出规范要求。用焊缝检查尺检查焊角尺寸是否符合图纸要求，并据图纸和规范要求进行焊缝探伤检查。在吊装和运输过程中，应采取措施防止预制件变形和预制件表面油漆损坏。
5.1.2 基础验收：
门式刚架吊装前首先检查基础轴线、标高以及预埋地脚螺栓的轴线、标高、间距，并及时做好检查记录。检查基础混凝土强度合格后在基础短柱上弹出安装线，然后利用水准仪将柱底调平螺母调整到设计标高-0.640m处。
5.3 钢构件的安装注意事项
这是钢结构安装最为基础的一项内容，无论哪种钢结构都是由各个不同的钢构件连接构成。本工程中各个钢构件之间的连接主要采用了螺栓连接、高强度螺栓连接和焊接等施工技术。在焊接作业时，必须遵循施工要求，严格依照安装流程，以此来保证焊接质量。构建连接完成之后会形成一个框架单元，这个框架单元整体上并不牢固，因此需要依据需求选择使用加固方法，以此来保护成品不受破坏。再加上本工程在施工时处于多风季节，更需要注意利用加揽风绳来固定框架单元，防止框架散架，引发安全事故。
5.4 钢结构之间的连接施工技术要点
5.4.1 螺栓安装施工
在本工程中，钢柱与钢梁、钢梁与钢梁之间的连接均为高强度螺栓链接，其他为普通螺栓连接，螺栓的安装应在构件中心位置调整符合要求后再进行安装。螺栓连接应该注意以下问题：第一，螺栓尺寸适宜，不宜过大或者过小，过大会影响连接的效果，而过小会影响螺栓的使用；第二，找准安装位置，安装位置正确才能保证连接效果，在连接期间，螺栓拧紧，坚决不允许出现松动的情况，另外，一部分安裝人员可能会出现错帽的情况，这也需要相关人员注意，因为螺栓经过长时间的使用，与空气接触，因此经常会产生锈蚀情况，螺栓安装完成之后，需要涂刷防锈剂。
5.4.2 高强度螺栓紧固技术要求
高强度螺栓的紧固顺序依据钢结构连接的不同情况而不同，但是总体上来说，都是首先紧固节点刚度比较大的部位，之后再紧固接点比较小的部位，以本工程的工字钢为例，其紧固的顺序应该首先为上翼缘，之后是下翼缘，最后是腹板，紧固时要采取对称的方式，如果需要对两个钢构件进行连接，则首先需要明确哪一个构件是主要的构件，之后对其进行紧固处理，最后对另一个构件进行紧固。高强度螺栓一经安装，应立即进行初拧、终拧，严禁使用一步到位的方法直接终拧。初拧扭矩值为终拧力矩值的50%，初拧、终拧在同一天完成。高强度螺栓终拧力矩值计算公式为：Tc=K×Pc×d ，其中Tc为终拧力矩值（N.m）；K为扭矩系数；Pc为施工预拉力（KN），数值见《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》中表3.4.10；d为螺栓直径（mm）。为了保证螺栓的紧固程度，必须采用经效验合格的扭矩扳手，施加到计算出来的相应扭矩值。安装前作好外观检查，不允许有毛刺、铁屑、油污，同时对螺栓、螺母进行裂纹检查。
高强度螺栓连接时应注意螺栓连接板接触面和螺栓的紧固程度能否满足设计要求。所以连接前用钢丝刷将接触面的浮锈清除干净，本工程连接板摩擦面在制作工厂采用机械喷丸方法进行处理。在连接板摩擦面出厂前，经抗滑移试验（按我国有关规范要求，摩擦面抗滑移系数要达到u=0.45～0.55，本工程试验u=0.51）合格后方可出厂。
5.4.3 焊接工艺
此工程局部办二层公房屋钢结构构件的连接方式为焊接，根据此工程钢结构构件安装的特点选择使用短弧焊最佳，因为短弧焊的方式能够防止钢结构构件出现咬肉的情况，而且短弧焊的焊式方式也能够保证钢构件全部焊透也不会出现气孔等问题。焊接期间注意速度，不应该过慢，厚度要保持在4mm以下，速度也应该过快，否则会影响焊接的效果，非常容易出现未熔合的情况，也有可能会出现未焊透的现象。有些钢构件对整个工程建设来说都十分重要，针对这种重要的构建，焊接时要进行预热处理，焊接完成之后，要缓冷，以此来防止钢构件出现冷裂纹。焊缝的焊接是一项技术性要求非常高的工作，因此必须有专业的人士来完成该项任务，以免影响整个焊接效果。焊接期间既需要做好施工管理工作也需要做好技术管理工作，两者相结合共同以此避免发生质量问题。
焊接完成之后，往往会出现构件变形的现象，这主要就是因为焊接期间，焊接人员没有根据施工要求来焊接，尤其焊接顺序错乱，所以在焊接之前，焊接人员就需要从多方面来考虑，以此保证焊接成品能够与设计图纸一致，之后依据钢结构焊接的具体要求来选择合适焊接方法以及相应的焊接工具，尤其是焊接缝的焊接尤为重要，因为如果过厚或者厚薄不均，都会最终引起钢结构变形。但是需要注意的是，能够引起钢结构变形不仅仅只有焊接这一环节，螺栓连接焊接也有可能会产生这种情况，这是必须拧紧螺栓的重要目的。
6 结语
结构的制作安装质量直接影响工程的质量，所以在选择钢结构施工技术时，要根据建筑工程的特点而定，本工程施工前充分做好施工准备、原材料质量、构件制作、高强度螺栓连接、焊接处理等几个关键环节的质量控制，在钢结构分项工程的质量检查验收中一次验交合格率达到100%，得到了建设单位、使用单位的肯定，不仅给我公司带来了收益又带来了良好的声誉。希望本文可以为同类工程施工提供一些借鉴。
参考文献
[1] 《建筑施工手册》（第四版）编写组.建筑施工手册：（第四版）缩印本.北京：中国建筑工业出版社，2003.
[2] GB50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范[s].