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摘要:文章主要对钢结构工程施工中主要构件的加工、基础工程、安装工程的质量控制措施进行了探讨。
关键词:钢结构;施工管理;质量控制
中图分类号:TU37 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
随着钢结构越来越多的运用在当代建筑中,钢结构工程的优越性越来越被人们所认同,同时质量问题也越来越引起人们的重视,加强钢结构工程施工的质量控制,有现实意义和必要性。文章主要对钢结构工程施工中主要构件的加工、基础工程、安装工程的质量控制措施进行了探讨。
钢结构施工前期管理
在钢结构施工前期,作为管理人员首先要清楚钢结构施工的基本流程,熟悉钢结构工程施工质量验收规范,按照钢结构施工质量要求与验收规范严格检查施工流程的每个环节。在施工前的准备阶段,这些检查事项主要包括:①熟悉相关技术验收规范、各工序操作要点,通过工序分析掌握重点;②审阅并熟悉施工设计图纸,填写《图纸自审记录》,编写施工组织设计或施工方案、冬雨季施工技术措施,报送上级及有关部门审批;③督促各级技术负责人进行技术交底,务必使操作人员掌握工艺技术要领和质量标准;④材料、构件、半成品进场后按规定取样、送检并反馈质量检验状况。
三、抓好钢结构主要构件加工的质量控制
在建筑施工中钢结构主要构件的加工工艺由放样、切割、矫正和成型、制孔、焊接、钢结构除锈及涂装工程、预拼装七个主要部分组成,在施工中要严格按要求施工,具体为:
放样。放样是钢结构加工工艺中第一道工序,也是实施加工过程中质量管理的重要环节。放样前要熟悉施工图纸,并逐个核对图纸之间的尺寸和相互关系。以1:1的比例放出实样,制成样板作为下料、成型、边缘加工和制孔的依据。
(2)切割。钢结构材料切割方法有剪切、冲切、锯切、气割。因这一环节直接影响后续工序的质量好坏,所以要对这一环节实行主动控制。切割前保证钢材的平直,没有表面弯曲或起伏波浪。钢材切割面或剪切面应不裂痕、夹渣、分层和不大于1mm的缺棱。零件的宽度、长度允许偏差为±3mm。
(3)矫正和成型。钢材切割后,如表面有弯曲、不平、尺寸超过允许偏差时,均应对缺陷构件进行矫正,以保证构件质量。当构件采用热处理矫正时,加热温度应不超过900℃;碳素钢和低合金钢在温度分别下降到700℃和800℃之前时,应结束加工,并且采用自然冷却,不能用水冷却。矫正后的钢材表面不应有明显的凹面或裂痕,划痕不得大于0.5mm,且不应大于钢材厚度的1/2。
(4)制孔。A级、B级螺栓孔(即I类孔)应具有H12的精度,孔壁表面粗糙度Ra不应大于12.5μm,如果螺栓孔超过允许偏差,应采用与母材性质匹配的焊条补焊,再重新制孔。为提高效率,亦可將同种规格的板件叠合在一起钻孔,但必须卡牢或电焊固定;成对或成副的构件,宜成对或成副钻孔,以便构件组装。
(5)焊接。焊接工程是钢结构制作和安装工程最重要的分项之一,我们需事前准备,从施焊过程到成品要认真检验各个环节,切实做好焊接工程质量控制工作。目前,钢结构施工单位多为自动埋弧焊、半自动气体保护焊和手工施焊。焊接质量问题较多存在于手工焊缝,这些问题有:焊瘤、夹渣、气孔、没焊透、咬边、错边、焊缝尺寸偏差大、不用引弧板、焊接变形不矫正、飞溅物清理不净等。鉴于这种情况,在焊接过程中必须做好以下各项工作:①检查焊接原材料出厂质量证明书;②检查焊工上岗证;③督促进行必要的焊接工艺试验;④施焊过程中加强巡视检查,监督落实各项技术措施;⑤严格进行焊缝质量外观检查和焊缝尺寸实测;⑥督促进行无损检测工作。
(6)钢结构除锈及涂装工程。钢结构的除锈和涂装是目前钢结构承包单位较易忽视的一项工作,也是钢结构工程施工的薄弱环节。因为除锈和涂装质量的合格与否直接影响钢结构今后使用期间的维护费用,还影响钢结构工程的使用寿命、结构安全及发生火灾时的耐火时间(防火涂装)。因此,必须对除锈和涂装工作给予高度重视,并抓好以下工作:①对钢构件的除锈质量按照设计要求的等级进行严格的验收;②检查涂装原材料的出厂质量证明书,防火涂料还要检查消防部门的认可证明;③涂装前彻底清除构件表面的浮土、砂、灰浆、油污、锈斑、焊渣、毛刺等杂物;④涂装施工应在无尘、干燥的环境中进行,且温度、湿度符合规范要求;⑤涂刷遍数及涂层厚度要符合设计要求;⑥对涂层损坏处要做细致处理,保证该处涂装质量;⑦认真检查涂层附着力;⑧严格进行外观检查验收,保证涂装质量符合规范及标准要求。
(7)预拼装。预拼装的方法包括:平装法、立拼拼装法、利用模具拼装法。平装法操作方便,不需要稳定加固措施,也不需要搭设脚手架,因多为平焊,不需要技术很高的焊工,焊缝质量易于保证,校正方便、准确;立拼拼装法可一次拼装多榀,占地面积小,不用铺设拼装操作平台,节省材料和公式,省去翻身工序,质量易于保证,缩短工期,因多为立焊,故焊接操作的难度大于平装法;模具拼装法具有产品质量好、生产效率高等特点,对成批的型钢结构,应优先考虑此方法预拼装钢结构。
四、钢结构基础工程的质量控制
根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)的要求,建筑物定位轴线、基础上柱的定位轴线和标高、地脚螺栓的允许偏差分别为3mm、1mm、±2.0mm、2.0mm。我们在质量控制过程中,应采取以下措施:
(1)制作定型模具。取与钢柱底板同规格尺寸的钢板3块(其中2块厚20mm,1块厚8~20mm),将20mm厚的2块钢板按钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔,将3块钢板组装,把1组螺栓插入螺孔,用φ14~φ16的钢筋将螺栓焊接成整体,上下各一道,可多次重复使用,这样螺栓间距及高低便可控制在允许的偏差范围内。
(2)螺栓组的固定。在浇筑混凝土前,用经纬仪将螺栓组准确定位,再用φ14~φ16的钢筋焊接在柱子的主筋上,将固定螺栓端头顶在模板上,上下各一道,这样每组螺栓之间的间距、高低可控制在允许的误差范围内。同时,保护好螺栓丝扣,在浇筑混凝土时不被损坏。
(3)做好中间交接。土建工程完工后,将螺栓组间的间距(轴线间距)、高低和每个柱身浇筑的高度用经纬仪进行测量,经复测验收后,组织土建和钢结构安装单位进行中间交接验收,验收后要求钢结构安装单位进行复测。
五、钢结构安装工程的质量控制
在钢结构安装过程中,要严格按照图纸要求严谨施工,主要应注意四个方面:
(1)对于单层钢结构工程可按变形缝或空间刚度单元等方法分成若干个检验批,多层钢结构工程可以按楼层或施工段划分检验批。检验批应在焊接连接和进场验收、紧固件连接、制作等分项工程合格的基础上进行验收。检测安装偏差,应在结构形成空间刚度单元并连接固定后进行。安装时需注意施工荷载,不得超出梁、楼面板、屋面板等的设计承载。当已经形成空间刚度单元之后,应及时对柱底板和基础的缝隙进行二次浇筑。
(2)钢结构安装过程中易出现的质量通病及控制方法
①地脚螺栓螺纹损坏。造成螺栓损坏的原因有很多种,如:运输过程中受到撞击或保管不当;埋设之后未采取有效措施保护,受到外界损伤;利用地脚螺栓作牵引绳的绑扎点。螺栓损坏会导致螺母不能旋入和紧固,影响结构力的传递和稳定性。防治的方法:螺栓的运输过程中,应加强对螺栓的保护。出厂时用工业凡士林油涂抹后,再在外部绑扎一层保护膜,可有效防治螺栓损坏和锈蚀。单独存放,以免相互撞击损坏螺栓。地脚螺栓预埋后,不得用以作牵引绳的绑扎点。吊装构件时要防治水平撞击损坏螺栓。
②构件拼装偏差。造成此问题的原因有:起吊后产生扭曲变形;安装时累计误差;构件在运输及堆放时产生变形。对于大型构件,在起吊过程中要对起吊位置准确计算确认,如条件允许可多台吊机同步作业,统一指挥,平稳起吊。为尽量消除累计误差,构件在拼装时应从中间往两边分,并加强过程测量,发现问题,及时解决。如安装过程中发现偏差较大,不得强行校正或扩孔,应由设计提出补救措施。构件在装车运输途中要采取有效保护措施,降低构件间相互碰撞损坏,卸车堆放必须垫平稳。
六、结论
综上所述,钢结构施工过程中只要对主要环节加强控制和检查,做到精细化、规范化管理;不断提高施工人员的技术素质,对每一道工序、环节进行严格把关,按规范标准施工,钢结构工程施工质量问题的复杂性、多发性是完全可以克服的,工程质量也是完全可以得到保证的。
关键词:钢结构;施工管理;质量控制
中图分类号:TU37 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
随着钢结构越来越多的运用在当代建筑中,钢结构工程的优越性越来越被人们所认同,同时质量问题也越来越引起人们的重视,加强钢结构工程施工的质量控制,有现实意义和必要性。文章主要对钢结构工程施工中主要构件的加工、基础工程、安装工程的质量控制措施进行了探讨。
钢结构施工前期管理
在钢结构施工前期,作为管理人员首先要清楚钢结构施工的基本流程,熟悉钢结构工程施工质量验收规范,按照钢结构施工质量要求与验收规范严格检查施工流程的每个环节。在施工前的准备阶段,这些检查事项主要包括:①熟悉相关技术验收规范、各工序操作要点,通过工序分析掌握重点;②审阅并熟悉施工设计图纸,填写《图纸自审记录》,编写施工组织设计或施工方案、冬雨季施工技术措施,报送上级及有关部门审批;③督促各级技术负责人进行技术交底,务必使操作人员掌握工艺技术要领和质量标准;④材料、构件、半成品进场后按规定取样、送检并反馈质量检验状况。
三、抓好钢结构主要构件加工的质量控制
在建筑施工中钢结构主要构件的加工工艺由放样、切割、矫正和成型、制孔、焊接、钢结构除锈及涂装工程、预拼装七个主要部分组成,在施工中要严格按要求施工,具体为:
放样。放样是钢结构加工工艺中第一道工序,也是实施加工过程中质量管理的重要环节。放样前要熟悉施工图纸,并逐个核对图纸之间的尺寸和相互关系。以1:1的比例放出实样,制成样板作为下料、成型、边缘加工和制孔的依据。
(2)切割。钢结构材料切割方法有剪切、冲切、锯切、气割。因这一环节直接影响后续工序的质量好坏,所以要对这一环节实行主动控制。切割前保证钢材的平直,没有表面弯曲或起伏波浪。钢材切割面或剪切面应不裂痕、夹渣、分层和不大于1mm的缺棱。零件的宽度、长度允许偏差为±3mm。
(3)矫正和成型。钢材切割后,如表面有弯曲、不平、尺寸超过允许偏差时,均应对缺陷构件进行矫正,以保证构件质量。当构件采用热处理矫正时,加热温度应不超过900℃;碳素钢和低合金钢在温度分别下降到700℃和800℃之前时,应结束加工,并且采用自然冷却,不能用水冷却。矫正后的钢材表面不应有明显的凹面或裂痕,划痕不得大于0.5mm,且不应大于钢材厚度的1/2。
(4)制孔。A级、B级螺栓孔(即I类孔)应具有H12的精度,孔壁表面粗糙度Ra不应大于12.5μm,如果螺栓孔超过允许偏差,应采用与母材性质匹配的焊条补焊,再重新制孔。为提高效率,亦可將同种规格的板件叠合在一起钻孔,但必须卡牢或电焊固定;成对或成副的构件,宜成对或成副钻孔,以便构件组装。
(5)焊接。焊接工程是钢结构制作和安装工程最重要的分项之一,我们需事前准备,从施焊过程到成品要认真检验各个环节,切实做好焊接工程质量控制工作。目前,钢结构施工单位多为自动埋弧焊、半自动气体保护焊和手工施焊。焊接质量问题较多存在于手工焊缝,这些问题有:焊瘤、夹渣、气孔、没焊透、咬边、错边、焊缝尺寸偏差大、不用引弧板、焊接变形不矫正、飞溅物清理不净等。鉴于这种情况,在焊接过程中必须做好以下各项工作:①检查焊接原材料出厂质量证明书;②检查焊工上岗证;③督促进行必要的焊接工艺试验;④施焊过程中加强巡视检查,监督落实各项技术措施;⑤严格进行焊缝质量外观检查和焊缝尺寸实测;⑥督促进行无损检测工作。
(6)钢结构除锈及涂装工程。钢结构的除锈和涂装是目前钢结构承包单位较易忽视的一项工作,也是钢结构工程施工的薄弱环节。因为除锈和涂装质量的合格与否直接影响钢结构今后使用期间的维护费用,还影响钢结构工程的使用寿命、结构安全及发生火灾时的耐火时间(防火涂装)。因此,必须对除锈和涂装工作给予高度重视,并抓好以下工作:①对钢构件的除锈质量按照设计要求的等级进行严格的验收;②检查涂装原材料的出厂质量证明书,防火涂料还要检查消防部门的认可证明;③涂装前彻底清除构件表面的浮土、砂、灰浆、油污、锈斑、焊渣、毛刺等杂物;④涂装施工应在无尘、干燥的环境中进行,且温度、湿度符合规范要求;⑤涂刷遍数及涂层厚度要符合设计要求;⑥对涂层损坏处要做细致处理,保证该处涂装质量;⑦认真检查涂层附着力;⑧严格进行外观检查验收,保证涂装质量符合规范及标准要求。
(7)预拼装。预拼装的方法包括:平装法、立拼拼装法、利用模具拼装法。平装法操作方便,不需要稳定加固措施,也不需要搭设脚手架,因多为平焊,不需要技术很高的焊工,焊缝质量易于保证,校正方便、准确;立拼拼装法可一次拼装多榀,占地面积小,不用铺设拼装操作平台,节省材料和公式,省去翻身工序,质量易于保证,缩短工期,因多为立焊,故焊接操作的难度大于平装法;模具拼装法具有产品质量好、生产效率高等特点,对成批的型钢结构,应优先考虑此方法预拼装钢结构。
四、钢结构基础工程的质量控制
根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)的要求,建筑物定位轴线、基础上柱的定位轴线和标高、地脚螺栓的允许偏差分别为3mm、1mm、±2.0mm、2.0mm。我们在质量控制过程中,应采取以下措施:
(1)制作定型模具。取与钢柱底板同规格尺寸的钢板3块(其中2块厚20mm,1块厚8~20mm),将20mm厚的2块钢板按钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔,将3块钢板组装,把1组螺栓插入螺孔,用φ14~φ16的钢筋将螺栓焊接成整体,上下各一道,可多次重复使用,这样螺栓间距及高低便可控制在允许的偏差范围内。
(2)螺栓组的固定。在浇筑混凝土前,用经纬仪将螺栓组准确定位,再用φ14~φ16的钢筋焊接在柱子的主筋上,将固定螺栓端头顶在模板上,上下各一道,这样每组螺栓之间的间距、高低可控制在允许的误差范围内。同时,保护好螺栓丝扣,在浇筑混凝土时不被损坏。
(3)做好中间交接。土建工程完工后,将螺栓组间的间距(轴线间距)、高低和每个柱身浇筑的高度用经纬仪进行测量,经复测验收后,组织土建和钢结构安装单位进行中间交接验收,验收后要求钢结构安装单位进行复测。
五、钢结构安装工程的质量控制
在钢结构安装过程中,要严格按照图纸要求严谨施工,主要应注意四个方面:
(1)对于单层钢结构工程可按变形缝或空间刚度单元等方法分成若干个检验批,多层钢结构工程可以按楼层或施工段划分检验批。检验批应在焊接连接和进场验收、紧固件连接、制作等分项工程合格的基础上进行验收。检测安装偏差,应在结构形成空间刚度单元并连接固定后进行。安装时需注意施工荷载,不得超出梁、楼面板、屋面板等的设计承载。当已经形成空间刚度单元之后,应及时对柱底板和基础的缝隙进行二次浇筑。
(2)钢结构安装过程中易出现的质量通病及控制方法
①地脚螺栓螺纹损坏。造成螺栓损坏的原因有很多种,如:运输过程中受到撞击或保管不当;埋设之后未采取有效措施保护,受到外界损伤;利用地脚螺栓作牵引绳的绑扎点。螺栓损坏会导致螺母不能旋入和紧固,影响结构力的传递和稳定性。防治的方法:螺栓的运输过程中,应加强对螺栓的保护。出厂时用工业凡士林油涂抹后,再在外部绑扎一层保护膜,可有效防治螺栓损坏和锈蚀。单独存放,以免相互撞击损坏螺栓。地脚螺栓预埋后,不得用以作牵引绳的绑扎点。吊装构件时要防治水平撞击损坏螺栓。
②构件拼装偏差。造成此问题的原因有:起吊后产生扭曲变形;安装时累计误差;构件在运输及堆放时产生变形。对于大型构件,在起吊过程中要对起吊位置准确计算确认,如条件允许可多台吊机同步作业,统一指挥,平稳起吊。为尽量消除累计误差,构件在拼装时应从中间往两边分,并加强过程测量,发现问题,及时解决。如安装过程中发现偏差较大,不得强行校正或扩孔,应由设计提出补救措施。构件在装车运输途中要采取有效保护措施,降低构件间相互碰撞损坏,卸车堆放必须垫平稳。
六、结论
综上所述,钢结构施工过程中只要对主要环节加强控制和检查,做到精细化、规范化管理;不断提高施工人员的技术素质,对每一道工序、环节进行严格把关,按规范标准施工,钢结构工程施工质量问题的复杂性、多发性是完全可以克服的,工程质量也是完全可以得到保证的。