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【摘 要】 当前,城市化水平在不断提高,土建工程项目也变得越来越多,但是工程质量的控制问题仍需加以重视。本文主要对土建工程中钢框架结构的施工技术进行了简要分析。
【关键词】 土建工程;钢框架;施工技术
引言:
随着钢结构建筑在全球范围内,特别是在发达国家和地区钢结构建筑工程领域中得到更合理、广泛的应用。特别是工业厂房、净化车间、仓储库房、超市、会馆展厅等。所以工程质量问题越来越受到重视,就要求钢结构的施工企业和施工技术人员有高度的工作责任心,坚持不间断的进行专业知识的学习,并在实际时间中不断摸索新的管理模式并切实应用于钢结构施工工程中。
一、钢框架结构施工的特点
1、测量、定位、放线精度要求高。测量、定位、放线是贯穿制作和安装阶段的控制重点。构件微小的偏移会造成上部很大的变位,极大地改变结构的受力,影响设计效果,甚至造成工程事故。
2、钢框架结构安装中,由于钢材热胀冷缩现象突出,天气、温度等条件影响大,温度变化会对安装精度产生较大影响。应采取人工措施给焊接创造条件,如焊条的预热、钢板的预热加温等。
3、钢结构安装对起重、运输等机械的性能要求高。由于钢构件重量大、体型大,高层钢框架结构安装中高空作业多,对吊装过程中的技术要求高,钢构件在运输、堆放、起吊、就位及安装过程中,要按事先模拟设计的条件进行。
4、高层钢框架结构安装工程量大,构件多。现场往往必须设置临时堆放场地及相应的中转堆场才能满足安装需要。
二、安装工艺
1、施工前期准备
钢框架结构安装前,除了一般性的准备工作,还包括:钢结构构件预检和配套、钢柱基础检查、安装流水段的划分、安装机械的选择等。
很多高层钢结构建筑都位于城市繁华地带,建筑四周多为交通要道,施工场地狭小,构件堆场的布置、临时车道布置以及现场临建的布置非常重要。
钢构件在加工厂的制作程序为:首先进行编制构件制作指示书和原材料的矫正;然后进行放样、下料、切割等施工;制孔并进行边缘加工;经过组装和焊接,仔细对端部加工和磨擦面处理并严格执行除锈和涂装步骤,最后验收和发运。
2、构件运输与堆放
钢构件的安装应按照安装顺序,分单元进行成套供应。钢构件的运输主要要根据钢构件的自身特点选择适合运输车辆,在对钢结构进行绑扎时要测量好两边的伸出长度,保证钢结构运输过程中的质量完整性。
运输钢构件宜采用平运;堆放场地应平整、坚实、排水良好无积水;构件应满足按类型、单元、型号、安装顺序分区存放的要求。构件底层垫枕应有足够的支承面,并应防止支点下沉。相同型号的钢构件叠放时,各层钢构件的支点应在同一垂直线上,并应防止钢构件被压坏和变形。
按照安装流水顺序由中转堆场配套运入现场的钢构件,利用现场的装卸机械尽量将其就位到安装机械的回转半径内。由运输造成的构件变形,在施工现场要加以矫正。现场用地虽然紧张,但在结构安装阶段必要的用地还是必须安排的,例如,构件运输道路、地面起重机行走路线、辅助材料堆放、工作棚、部分构件堆放等。
高层钢结构项目一般处于城市的繁华地带,白天构件运输车辆不能进场,只能在晚上12点~早6点之间进场,这就为构件的卸车提出了较高的要求。要在六个小时内卸完一天要安装的构件,这就要求加强和制作厂的协调和联系。要求制作厂对小梁进行打包发运以便于卸车,钢柱在车内要摆放整齐,需要两层叠放在一起的时候中间要垫枕木,防止因运输原因破坏构件上的栓钉和构件外表。
3、钢结构安装
(1)施工机械选择
钢结构施工具有工业预制化、装配式的特点,对起重、运输等机械的性能要求高。而且钢构件往往重量大、体型大,在高层框架施工中高空作业多,对吊装技术要求高,钢构件在运输、堆放、起吊、就位及安装过程中,均要按设计荷载进行可行性模拟。高层钢结构安装普遍采用塔式起重机,要求其臂杆长度具有足够的覆盖面;要求有足够的起重能力,满足不同部位构件起吊要求;钢丝绳容量要满足起吊高度要求;起吊速度要有足够档次,满足安装需要;多机作业时,臂杆要有足够的高差,避免碰撞。各机之间要有足够的安全距离,避免臂杆与塔身相碰。
(2)安装工艺
钢结构安装在垂直方向上的目标状态是:钢结构一节安装完成后,土建单位立即将此节每一楼层的压型钢板吊运到位,并立即把最上面一层的压型钢板铺好,从而使上部的钢结构吊装和下部的压型钢板铺设和土建施工过程有效隔离。
(3)钢梁的安装
①吊装顺序:总体随钢柱的安装顺序进行,相邻钢柱安装完毕后用钢梁及时连接,使安装的构件形成稳定的框架,每天安装完的钢柱必须用钢梁连接起来,不能及时连接的应拉设缆风绳进行临时稳固。按先主梁后次梁,先下层后上层的安装顺序进行安装。
②吊点的选择:钢梁的吊点一般在离钢梁两端1/3处设置吊耳。
③钢梁吊装、就位。
4、连接工艺
随着高强螺栓、焊接连接方式的大量采用,工程中对被连接件的要求越来越严格。如构件位移、垂直度、水平度、磨平顶紧的密贴程度、连接间隙、孔的同心度、板叠摩擦面的处理等,都必须经过质量监督部门检查认可,方能进行下一步的紧固和焊接,以免留下难以处理的隐患。
(1)高强度螺栓
高强度螺栓是用优质碳素钢或低合金钢材料制作而成的,具有强度高,施工方便、安装速度快、受力性能好、安全可靠等特点,已广泛地应用于大跨度结构、工业厂房、桥梁结构、高层钢框架结构等的钢结构工程中。
(2)焊接施工技术
钢构件的连接方式通常有焊接和螺栓连接。焊接是将需要连接的钢板,在接合处用高温熔合在一起。焊接连接灵活方便,构造简单,不削弱杆件截面,节省钢材,刚度大,密封性好,在工厂易于采用自动化操作,焊接质量有保障,可以得到较为美观和简洁的结构外形,造价也较低。但焊接易产生残余应力和残余变形,对受压构件的局部稳定和整体稳定有影响。此外,现场焊接一般需人工施焊,工作强度大,对疲劳和脆断较为敏感,施工质量较难控制。为此,工程师应根据节点是在工地焊接还是在现场焊接,选择焊接的接头型式并采用合理的构造措施。钢结构制作与安装制作单位在焊接前,应制定合理的焊接工艺,保证焊接的质量,并对焊缝进行探伤检查。螺栓连接是钢结构建筑中另一种主要的连接方式,分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种形式。 ①CO2气体保护焊操作工艺
施工操作中要注意的有:焊接参数的选择,焊丝的选择和焊接电弧电压与电流的选择,电流要根据工件的厚度、施焊位置和焊丝直径和熔滴过渡形式来选择,电弧电压的选择要与电流恰好配合;不同位置的选择不同的焊接方式,平焊多选择左向焊法,能清楚地看到焊缝和熔池,便于控制焊缝的成型,横焊大多采用右向焊法,立焊分为向上立焊和向下立焊,中厚板的细丝焊接使用向上立焊,薄板可使用向下立焊。
②电渣焊的操作工艺
电渣焊是一种自动焊,用户高强度结构钢在竖直位置上的对接焊接。在进行操作时首先要选择焊接的电流和电压,根据计算公式选择计算出的电流,电压与熔缝的熔宽成正比,起弧阶段电压会高一点,在焊透的情况下,电压尽可能底,焊接过程随时注意调整电压;其次要适当掌握好焊接的速度(1.5~3m/h范围内),送丝速度在200~300m/h的范围以内,造渣过程中最好选择200m/h;还有就是要随时检查焊件的炽热状态,适当调整焊接工艺参数,当翼缘板较薄时,相应的焊接部位要安装水冷却装置。
③自动埋弧焊操作工艺
在施工操作中要注意的有:首先是焊丝的选择,可参照《钢结构高层建筑设计与施工规程》进行选择;其次是焊丝的数目,可选择双丝焊,可一次得到大量的熔敷金属,焊接变形小同时也能提高焊接速度;其次对于无法使用衬热的焊缝,可先用手工焊封底,再用埋弧焊,对于较厚钢板可采用多层焊,在塔接接头和T形接头中,可以采用斜角焊接和船型焊接的形式。
三、结束语
总之,钢框架结构施工质量控制的是否理想,对其功能的发挥和使用寿命的长短有着重要的影响,钢框架结构施工技术,主要包括钢柱、钢梁、楼梯的吊装、测量校正、连接、压型钢板的铺设等工序,但在钢结构施工的同时往往要穿插土建、机电等部分的施工。钢框架结构的施工必须要与土建等其它单位进行密切配合,做到统筹兼顾,才能高效、高质地完成施工任务。在施工过程中,一定要加强质量控制,做好监督与检测工作,鉴于作者水平有限,在今后的工作中,还需要不断地学习与总结,为工程的发展与进步尽自己的一份力。
参考文献:
[1]龙学彪.浅谈提高土建工程施工质量对策与思考[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011,(12).
[2]朱永新,吕宏标.关于钢筋混凝土框架结构施工中的若干问题[J].科技咨询导报,2009,(14).
[3]张建华.高层框架结构施工存在的现实问题及控制措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,(26).
【关键词】 土建工程;钢框架;施工技术
引言:
随着钢结构建筑在全球范围内,特别是在发达国家和地区钢结构建筑工程领域中得到更合理、广泛的应用。特别是工业厂房、净化车间、仓储库房、超市、会馆展厅等。所以工程质量问题越来越受到重视,就要求钢结构的施工企业和施工技术人员有高度的工作责任心,坚持不间断的进行专业知识的学习,并在实际时间中不断摸索新的管理模式并切实应用于钢结构施工工程中。
一、钢框架结构施工的特点
1、测量、定位、放线精度要求高。测量、定位、放线是贯穿制作和安装阶段的控制重点。构件微小的偏移会造成上部很大的变位,极大地改变结构的受力,影响设计效果,甚至造成工程事故。
2、钢框架结构安装中,由于钢材热胀冷缩现象突出,天气、温度等条件影响大,温度变化会对安装精度产生较大影响。应采取人工措施给焊接创造条件,如焊条的预热、钢板的预热加温等。
3、钢结构安装对起重、运输等机械的性能要求高。由于钢构件重量大、体型大,高层钢框架结构安装中高空作业多,对吊装过程中的技术要求高,钢构件在运输、堆放、起吊、就位及安装过程中,要按事先模拟设计的条件进行。
4、高层钢框架结构安装工程量大,构件多。现场往往必须设置临时堆放场地及相应的中转堆场才能满足安装需要。
二、安装工艺
1、施工前期准备
钢框架结构安装前,除了一般性的准备工作,还包括:钢结构构件预检和配套、钢柱基础检查、安装流水段的划分、安装机械的选择等。
很多高层钢结构建筑都位于城市繁华地带,建筑四周多为交通要道,施工场地狭小,构件堆场的布置、临时车道布置以及现场临建的布置非常重要。
钢构件在加工厂的制作程序为:首先进行编制构件制作指示书和原材料的矫正;然后进行放样、下料、切割等施工;制孔并进行边缘加工;经过组装和焊接,仔细对端部加工和磨擦面处理并严格执行除锈和涂装步骤,最后验收和发运。
2、构件运输与堆放
钢构件的安装应按照安装顺序,分单元进行成套供应。钢构件的运输主要要根据钢构件的自身特点选择适合运输车辆,在对钢结构进行绑扎时要测量好两边的伸出长度,保证钢结构运输过程中的质量完整性。
运输钢构件宜采用平运;堆放场地应平整、坚实、排水良好无积水;构件应满足按类型、单元、型号、安装顺序分区存放的要求。构件底层垫枕应有足够的支承面,并应防止支点下沉。相同型号的钢构件叠放时,各层钢构件的支点应在同一垂直线上,并应防止钢构件被压坏和变形。
按照安装流水顺序由中转堆场配套运入现场的钢构件,利用现场的装卸机械尽量将其就位到安装机械的回转半径内。由运输造成的构件变形,在施工现场要加以矫正。现场用地虽然紧张,但在结构安装阶段必要的用地还是必须安排的,例如,构件运输道路、地面起重机行走路线、辅助材料堆放、工作棚、部分构件堆放等。
高层钢结构项目一般处于城市的繁华地带,白天构件运输车辆不能进场,只能在晚上12点~早6点之间进场,这就为构件的卸车提出了较高的要求。要在六个小时内卸完一天要安装的构件,这就要求加强和制作厂的协调和联系。要求制作厂对小梁进行打包发运以便于卸车,钢柱在车内要摆放整齐,需要两层叠放在一起的时候中间要垫枕木,防止因运输原因破坏构件上的栓钉和构件外表。
3、钢结构安装
(1)施工机械选择
钢结构施工具有工业预制化、装配式的特点,对起重、运输等机械的性能要求高。而且钢构件往往重量大、体型大,在高层框架施工中高空作业多,对吊装技术要求高,钢构件在运输、堆放、起吊、就位及安装过程中,均要按设计荷载进行可行性模拟。高层钢结构安装普遍采用塔式起重机,要求其臂杆长度具有足够的覆盖面;要求有足够的起重能力,满足不同部位构件起吊要求;钢丝绳容量要满足起吊高度要求;起吊速度要有足够档次,满足安装需要;多机作业时,臂杆要有足够的高差,避免碰撞。各机之间要有足够的安全距离,避免臂杆与塔身相碰。
(2)安装工艺
钢结构安装在垂直方向上的目标状态是:钢结构一节安装完成后,土建单位立即将此节每一楼层的压型钢板吊运到位,并立即把最上面一层的压型钢板铺好,从而使上部的钢结构吊装和下部的压型钢板铺设和土建施工过程有效隔离。
(3)钢梁的安装
①吊装顺序:总体随钢柱的安装顺序进行,相邻钢柱安装完毕后用钢梁及时连接,使安装的构件形成稳定的框架,每天安装完的钢柱必须用钢梁连接起来,不能及时连接的应拉设缆风绳进行临时稳固。按先主梁后次梁,先下层后上层的安装顺序进行安装。
②吊点的选择:钢梁的吊点一般在离钢梁两端1/3处设置吊耳。
③钢梁吊装、就位。
4、连接工艺
随着高强螺栓、焊接连接方式的大量采用,工程中对被连接件的要求越来越严格。如构件位移、垂直度、水平度、磨平顶紧的密贴程度、连接间隙、孔的同心度、板叠摩擦面的处理等,都必须经过质量监督部门检查认可,方能进行下一步的紧固和焊接,以免留下难以处理的隐患。
(1)高强度螺栓
高强度螺栓是用优质碳素钢或低合金钢材料制作而成的,具有强度高,施工方便、安装速度快、受力性能好、安全可靠等特点,已广泛地应用于大跨度结构、工业厂房、桥梁结构、高层钢框架结构等的钢结构工程中。
(2)焊接施工技术
钢构件的连接方式通常有焊接和螺栓连接。焊接是将需要连接的钢板,在接合处用高温熔合在一起。焊接连接灵活方便,构造简单,不削弱杆件截面,节省钢材,刚度大,密封性好,在工厂易于采用自动化操作,焊接质量有保障,可以得到较为美观和简洁的结构外形,造价也较低。但焊接易产生残余应力和残余变形,对受压构件的局部稳定和整体稳定有影响。此外,现场焊接一般需人工施焊,工作强度大,对疲劳和脆断较为敏感,施工质量较难控制。为此,工程师应根据节点是在工地焊接还是在现场焊接,选择焊接的接头型式并采用合理的构造措施。钢结构制作与安装制作单位在焊接前,应制定合理的焊接工艺,保证焊接的质量,并对焊缝进行探伤检查。螺栓连接是钢结构建筑中另一种主要的连接方式,分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种形式。 ①CO2气体保护焊操作工艺
施工操作中要注意的有:焊接参数的选择,焊丝的选择和焊接电弧电压与电流的选择,电流要根据工件的厚度、施焊位置和焊丝直径和熔滴过渡形式来选择,电弧电压的选择要与电流恰好配合;不同位置的选择不同的焊接方式,平焊多选择左向焊法,能清楚地看到焊缝和熔池,便于控制焊缝的成型,横焊大多采用右向焊法,立焊分为向上立焊和向下立焊,中厚板的细丝焊接使用向上立焊,薄板可使用向下立焊。
②电渣焊的操作工艺
电渣焊是一种自动焊,用户高强度结构钢在竖直位置上的对接焊接。在进行操作时首先要选择焊接的电流和电压,根据计算公式选择计算出的电流,电压与熔缝的熔宽成正比,起弧阶段电压会高一点,在焊透的情况下,电压尽可能底,焊接过程随时注意调整电压;其次要适当掌握好焊接的速度(1.5~3m/h范围内),送丝速度在200~300m/h的范围以内,造渣过程中最好选择200m/h;还有就是要随时检查焊件的炽热状态,适当调整焊接工艺参数,当翼缘板较薄时,相应的焊接部位要安装水冷却装置。
③自动埋弧焊操作工艺
在施工操作中要注意的有:首先是焊丝的选择,可参照《钢结构高层建筑设计与施工规程》进行选择;其次是焊丝的数目,可选择双丝焊,可一次得到大量的熔敷金属,焊接变形小同时也能提高焊接速度;其次对于无法使用衬热的焊缝,可先用手工焊封底,再用埋弧焊,对于较厚钢板可采用多层焊,在塔接接头和T形接头中,可以采用斜角焊接和船型焊接的形式。
三、结束语
总之,钢框架结构施工质量控制的是否理想,对其功能的发挥和使用寿命的长短有着重要的影响,钢框架结构施工技术,主要包括钢柱、钢梁、楼梯的吊装、测量校正、连接、压型钢板的铺设等工序,但在钢结构施工的同时往往要穿插土建、机电等部分的施工。钢框架结构的施工必须要与土建等其它单位进行密切配合,做到统筹兼顾,才能高效、高质地完成施工任务。在施工过程中,一定要加强质量控制,做好监督与检测工作,鉴于作者水平有限,在今后的工作中,还需要不断地学习与总结,为工程的发展与进步尽自己的一份力。
参考文献:
[1]龙学彪.浅谈提高土建工程施工质量对策与思考[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011,(12).
[2]朱永新,吕宏标.关于钢筋混凝土框架结构施工中的若干问题[J].科技咨询导报,2009,(14).
[3]张建华.高层框架结构施工存在的现实问题及控制措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,(26).