田軍

摘要：本文在簡(jiǎn)要闡述鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和常見(jiàn)應(yīng)用形式的基礎(chǔ)上，從施工準(zhǔn)備、除銹、吊裝、焊接四個(gè)主要施工環(huán)節(jié)入手，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在土木工程施工技術(shù)中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行深入探究，以期提升相關(guān)企業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平，推動(dòng)我國(guó)土木工程行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);土木工程;施工技術(shù)

一、鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（一）穩(wěn)定安全

傳統(tǒng)的土工工程項(xiàng)目中，建筑物主體結(jié)構(gòu)框架僅由混凝土構(gòu)成，力學(xué)性能較為單一，使用一段時(shí)間后，容易出現(xiàn)沉降、裂縫等質(zhì)量問(wèn)題。而由不同型號(hào)鋼筋、鋼材組成的鋼結(jié)構(gòu)，不僅具有較高剛度，還具有良好的韌性。因此，以鋼結(jié)構(gòu)和混凝土構(gòu)成的結(jié)構(gòu)主體框架，可大幅度提升建筑物的強(qiáng)度和抗壓能力，使其擁有更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性。

（二）應(yīng)用靈活

該優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可進(jìn)行大規(guī)模的、標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制生產(chǎn)，即在開(kāi)工前由鋼構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)按照設(shè)計(jì)圖紙預(yù)先進(jìn)行構(gòu)件的制造生產(chǎn)，然后將生產(chǎn)好的預(yù)制鋼構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，吊裝、拼裝出結(jié)構(gòu)主體。鋼構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)，既能夠有效保證構(gòu)件的制造質(zhì)量和精度，又能夠顯著縮短施工周期，從而使工程項(xiàng)目施工更具高效性與靈活性。

二、鋼結(jié)構(gòu)在土木工程中的常見(jiàn)應(yīng)用形式

（一）高層重鋼結(jié)構(gòu)建筑

此類建筑形式中的鋼構(gòu)件，主要由鋼板、型鋼連接或焊接而成，然后再將預(yù)先制作好的各類鋼構(gòu)件吊裝連接成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)主體框架。在實(shí)際施工過(guò)程中，或使用厚度小于6mm的冷軋薄鋼板直接連接或焊接成相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu);或先使用小規(guī)格型鋼焊接拼裝出基礎(chǔ)構(gòu)架，再將不同的基礎(chǔ)框架組合拼裝成最終的鋼結(jié)構(gòu)主體;或上述兩種方法整合使用，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)主體的構(gòu)建。

（二）大空間跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑

薄殼建筑、網(wǎng)殼建筑、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、膜建筑等都屬于大空間跨度建筑。上述類型建筑在建設(shè)施工過(guò)程中普遍具有高強(qiáng)度、輕自重、工期短、穩(wěn)定性高等建設(shè)要求，而傳統(tǒng)以混凝土為主要施工材料的建設(shè)施工技術(shù)很難滿足上述建設(shè)要求。因材料性能、連接形式等方面的獨(dú)特技術(shù)特征，鋼結(jié)構(gòu)在大空間跨度建筑中具有極為出眾的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，尤其是在飛機(jī)場(chǎng)、大型體育館等建設(shè)規(guī)模較大的工程項(xiàng)目中，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用不僅能夠很好地滿足結(jié)構(gòu)安全性與功能性層面的要求，還能夠使建筑更具藝術(shù)感和現(xiàn)代特色，使建筑物上升為地標(biāo)性建筑。

（三）輕鋼結(jié)構(gòu)建筑

此類型建筑主要指的是以輕型鋼材、輕型內(nèi)部裝飾材料組合、拼裝而成的底層或多層建筑。此類型建筑多采用工廠預(yù)制件加工、現(xiàn)場(chǎng)焊接安裝的施工方式，具有建造成本低、施工簡(jiǎn)單便捷等優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)、廠房、交易市場(chǎng)等一般性工農(nóng)業(yè)、商業(yè)、服務(wù)性建筑的建設(shè)工程中。

三、鋼結(jié)構(gòu)在土木工程施工技術(shù)中的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）準(zhǔn)備環(huán)節(jié)應(yīng)用要點(diǎn)

在鋼結(jié)構(gòu)施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，應(yīng)注重以下技術(shù)要點(diǎn)的把握：（1）利用BIM技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面而深入地分析，通過(guò)三維建模、虛擬施工、碰撞試驗(yàn)等功能，對(duì)施工環(huán)節(jié)的可行性與科學(xué)性進(jìn)行驗(yàn)證，并在此基礎(chǔ)上對(duì)施工方案進(jìn)行合理優(yōu)化，為鋼結(jié)構(gòu)施工順利、高效開(kāi)展奠定良好基礎(chǔ);（2）結(jié)合實(shí)際施工條件和設(shè)計(jì)方案要求，對(duì)工程項(xiàng)目所用各類材料和機(jī)械設(shè)備的尺寸規(guī)格和性能指標(biāo)進(jìn)行分析和評(píng)估，明確各類材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、使用位置及用量。在此基礎(chǔ)上，提出預(yù)制鋼構(gòu)件生產(chǎn)制造質(zhì)量要求和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料的質(zhì)量檢測(cè);（3）做好施工人員考核、培訓(xùn)及技術(shù)交底工作。首先，對(duì)施工隊(duì)伍的施工資質(zhì)、作業(yè)水平進(jìn)行審核與評(píng)估，特殊工種嚴(yán)格執(zhí)行“持證上崗”制度;其次，認(rèn)真做好施工技能和施工安全培訓(xùn)工作，提高施工人員質(zhì)量和安全意識(shí);最后，結(jié)合設(shè)計(jì)要求與施工方案，做好各工藝環(huán)節(jié)的技術(shù)交底工作，使施工作業(yè)人員明確工藝要求和操作要點(diǎn)，以此保障施工質(zhì)量。

（二）除銹環(huán)節(jié)應(yīng)用要點(diǎn)

銹蝕作用對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的危害性較大，因此，防腐除銹處理是鋼結(jié)構(gòu)施工的重要工藝環(huán)節(jié)，必須要給予高度的重視。

在除銹施工方面，有拋丸除銹、噴丸除銹、噴砂除銹、酸洗除銹、手工動(dòng)力除銹五種常見(jiàn)的除銹去污方法。其中，拋丸除銹法中拋鋼絲切丸法具有出色的除銹效果，施工成本略高;噴砂除銹法雖成本較低，但對(duì)環(huán)境污染性較大且要求施工環(huán)境的濕度要<85%;酸洗除銹既無(wú)法保證鋼結(jié)構(gòu)表面的粗糙度，還會(huì)產(chǎn)生酸霧、廢酸、廢水等污染物破壞自然環(huán)境，因此很少使用;手工動(dòng)力除銹，雖簡(jiǎn)單便捷，但除銹質(zhì)量差且勞動(dòng)強(qiáng)度大，因此普遍用于局部除銹作業(yè)?；诖耍P施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和需求，合理選用最適宜的除銹方法。

在防腐處理方面，主要以涂刷防腐防銹漆為主要技術(shù)手段。為獲得最佳的防腐防銹效果，通常需要涂刷一道底漆和三道面漆：（1）底漆涂刷要點(diǎn)。按照A：B：C=10：1：0.3的比例調(diào)制底漆，并在配制完畢后12h內(nèi)完成涂刷作業(yè)。涂刷時(shí)的操作為：短刷、勤沾、走刷方向一致、接茬整齊、厚度均勻。第一遍漆完全干透后，以垂直于之前涂刷方向的方式涂刷第二遍漆;（2）面漆涂刷要點(diǎn)。底漆干透后方可進(jìn)行面漆涂刷。首道面漆按A：B=10：1的比例調(diào)制，涂刷方法與底漆一致。第二、三道面漆應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)主體安裝完畢后、竣工交付前進(jìn)行涂刷。涂刷前應(yīng)全面清除鋼構(gòu)件表面的藥皮、焊渣、污物，然后按照與首道面漆相同的比例和方法進(jìn)行漆料配置與涂刷。

（三）吊裝環(huán)節(jié)應(yīng)用要點(diǎn)

吊裝作業(yè)是鋼結(jié)構(gòu)施工一項(xiàng)關(guān)鍵的施工工序，也是危險(xiǎn)性最高的一個(gè)施工環(huán)節(jié)，因此，施工過(guò)程中必須要對(duì)各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格把控，最大限度保證吊裝施工的科學(xué)性與安全性。

正常天氣下主體吊裝施工需要注意以下要點(diǎn)：（1）吊裝過(guò)程，必須用纜風(fēng)繩對(duì)吊裝構(gòu)件進(jìn)行牽引，這樣既能夠有效防止構(gòu)件在鋼絲繩絞力作用或自然風(fēng)作用下在空中旋轉(zhuǎn)，又有利于構(gòu)件快速、準(zhǔn)確到達(dá)制指定施工位置;（2）構(gòu)件吊裝前應(yīng)施焊臨時(shí)吊耳且具備空間穩(wěn)定體系，安裝完畢后，吊耳應(yīng)進(jìn)行割除打磨;（3）吊裝過(guò)程中，應(yīng)采用對(duì)稱焊接的方式連接構(gòu)件，以避免構(gòu)件因應(yīng)力過(guò)大而發(fā)生形變問(wèn)題;（4）主梁鋼構(gòu)件吊裝施工時(shí)，應(yīng)對(duì)主梁兩端及相鄰區(qū)域各柱的垂直度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

雨季施工需要注意以下要點(diǎn)：（1）露天設(shè)置的電氣設(shè)備如，如開(kāi)關(guān)箱、配電箱等應(yīng)采取科學(xué)防潮、防雨及接地保護(hù)措施;（2）大雨過(guò)后應(yīng)對(duì)施工場(chǎng)地地面狀態(tài)進(jìn)行檢查，確保地面承載力滿足吊裝機(jī)械作業(yè)需求后方可施工;（3）雷雨天氣嚴(yán)禁進(jìn)行吊裝施工。

（四）焊接環(huán)節(jié)應(yīng)用要點(diǎn)

焊接施工是鋼結(jié)構(gòu)施工最為重要的工藝環(huán)節(jié)，其施工科學(xué)性與質(zhì)量性對(duì)鋼結(jié)構(gòu)主體的安全性和穩(wěn)定性具有決定性的影響。在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)注重以下技術(shù)要點(diǎn)的把控：（1）科學(xué)選擇焊接材料。焊接施工前，結(jié)合鋼材力學(xué)性能、組成成分、工藝技術(shù)要求等因素，科學(xué)選擇最適宜的焊接材料，是保證焊接施工質(zhì)量的首要前提。以Q345C級(jí)鋼為例，其焊材選配應(yīng)滿足下表要求（如表1所示）;（2）做好焊接預(yù)熱工作。預(yù)熱可有效防止低合金高強(qiáng)度鋼材焊接過(guò)程中出現(xiàn)裂紋。目前，氧-乙炔火焰加熱和電加熱是最常見(jiàn)預(yù)熱方法。通常情況下，將坡口及坡口兩側(cè)大于等于板厚1.5倍寬度（且大于等于100mm）的區(qū)域設(shè)定為預(yù)熱區(qū)域，預(yù)熱溫度由鋼材材質(zhì)、接頭形式、板厚、焊接材料含氫量、環(huán)境溫度等多種因素綜合確定。以Q345鋼材為例，板厚為40～60mm時(shí)，預(yù)熱溫度應(yīng)在80～100℃之間;板厚為60～80mm時(shí)，預(yù)熱溫度應(yīng)≥120℃;（3）注重定位焊焊縫長(zhǎng)度和間距的控制。定位焊焊縫長(zhǎng)度和間距應(yīng)參考下表標(biāo)準(zhǔn)（如表2所示）。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定安全、應(yīng)用靈活、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，與新時(shí)期土木工程行業(yè)的“綠色發(fā)展”理念下相契合，因此逐漸得到廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中，施工單位應(yīng)著重加強(qiáng)施工準(zhǔn)備、除銹、吊裝、焊接等關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)要點(diǎn)的把控，確保環(huán)節(jié)施工符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以期保障鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，使其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。