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關鍵詞:高空; 鋼結構; 施工; 要點分析
一、高空鋼結構長廊施工概況
高空鋼結構長廊是將兩個建筑物連接在一起,用鋼結構的方式制作連接兩棟建筑的長廊。本文選取中寶大廈的高空鋼結構長廊為例。該長廊距離地面20米,長度25米,高度3米,寬度5米。采用鋼結構為走廊主體骨架,混凝土為走廊地面的結構。長廊的鋼結構骨架施工采取支架固定的方式,對鋼骨架逐節(jié)進行焊接,焊接過程中塔式吊車予以配合,鋼骨架焊接完成后,隨即展開混凝土的施工。由于中寶大廈的兩棟大廈之間作業(yè)面狹窄,該長廊需要在地面預制出走廊的部分鋼結構骨架,然后由塔式吊車在半空中配合整體組裝和焊接。
二、高空鋼結構現(xiàn)場施工要點分析
要想做好高空鋼結構的現(xiàn)場施工,就要重視施工的每一個環(huán)節(jié),做到精細化管理,注重施工安全和施工質量,提高整體鋼結構施工的品質。以下為高空鋼結構現(xiàn)場施工的技術要點:
1、對高空鋼結構施工中用到工裝進行設計
高空鋼結構施工中為了簡化施工程序,降低施工難度,需要制作一定數(shù)量的工裝來輔助施工,特別是高空支架需要制作特殊的工裝,因此需要根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境和實際需要設計工裝。設計工裝的時候首先要考慮到制作難度要低,其次工裝要能夠循環(huán)利用,最后工裝的設計要選用施工現(xiàn)場現(xiàn)有的材料,提高材料的使用率,降低工裝成本。
2、注意施工中的鋼結構的焊接質量
在鋼結構施工中,重點環(huán)節(jié)是焊接工序,因此對焊接工序的把握必須要嚴格到位,必須要保證焊接質量達到圖紙和規(guī)范要求。鋼結構施工不同于其他的建筑工程,對焊接質量要求極高,因此在鋼結構施工中要把焊接質量當作第一工作重點來抓。對焊接質量的控制,要嚴格按照焊接工藝指導書的內容執(zhí)行,要選派素質高、技能強的焊工進行焊接,焊接后打上焊工鋼印,并且要對關鍵焊道進行探傷,形成焊接質量追溯機制。由于鋼材在焊接過程中,鋼材的內部分子結構遇熱會發(fā)生變形,因此要做好鋼材的焊接變形控制。對鋼材的焊接變形要從兩方面進行控制,一是選擇合理的焊接方法和焊接工藝,從源頭上控制鋼材的焊接變形量。二是要在焊接過程中,利用特定工裝,對鋼材焊接變形進行處理,保證鋼材焊接變形量在允許的偏差范圍內。
3、選定高空專項吊裝方案,根據(jù)施工現(xiàn)場情況對方案進行優(yōu)化
在高空鋼結構施工中,需要有專用塔式吊車進行現(xiàn)場配合。而對于塔式吊車的高空吊裝要選擇合理的吊裝方案。吊裝方案里面要對每個塔式吊車具體吊裝過程和配合順序進行明確的規(guī)定,對吊裝的注意事項要進行細化。除此之外,還要根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況,對高空專項吊裝方案進行優(yōu)化,做到吊裝方案有針對性,充分滿足現(xiàn)場工況需求。
4、嚴格執(zhí)行圖紙要求,按圖施工,抓好高空鋼結構拱度的施工質量
高空鋼結構施工,一個重要施工指標就是高空鋼結構的拱度。對于這一數(shù)值,首先要根據(jù)圖紙要求進行嚴格施工,其次,在實際施工中,要對高空鋼結構的拱度施工質量進行嚴格控制,做到拱度數(shù)值偏差符合圖紙要求。再次,還要依據(jù)圖紙的基本要求和國家的相關標準,杜絕隨意更改圖紙的現(xiàn)象發(fā)生。對于高空鋼結構的拱度要求,需要組織工程技術人員進行會商,主要依據(jù)圖紙進行,并且將實際的施工難度考慮到里面,施工過程中和施工完成后都要對拱度值及時進行測量,保證拱度數(shù)值達到圖紙要求。
5、制定詳細的吊裝方案
對于高空鋼結構施工中的吊裝環(huán)節(jié),一定要引起足夠的重視,必須制定詳細的吊裝方案和安全措施應急預案,保證吊裝工序安全有效的順利開展,保證吊裝環(huán)節(jié)為高空鋼結構施工提供技術保障和設備支持。在制定吊裝方案的時候,要與施工現(xiàn)場的其他工序做好銜接,要根據(jù)高空鋼結構現(xiàn)場施工的實際情況進行調整,保證吊裝工序快速有效,保證施工的總體效率。
6、做好鋼結構施工后的表面防腐處理工作
高空鋼結構要想保證建筑質量并延長建筑壽命,需要在鋼結構施工完畢后對鋼材和焊道進行防腐處理。對鋼材和焊道的防腐處理主要是通過刷防腐油漆來完成的,防腐油漆分別刷底漆面漆各一層。在高空鋼結構的鋼材表面防腐過程中,應該采取自下而上的防腐順序,做到焊接完成一層后防腐處理就及時跟進,避免整體完成后由于防腐工作量大而耽誤工期。
三、高空鋼結構施工的焊接過程控制討論
從以上的高空鋼結構的施工要點可以看出,要想搞好高空鋼結構的現(xiàn)場施工,需要對每一個施工環(huán)節(jié)都進行精細化管理,只有這樣才能有效保證高空鋼結構的施工質量。在高空鋼結構施工中,最重要的要算焊接質量了,只有做好焊接過程控制,才能保證高空鋼結構的整體質量達到要求。高空鋼結構施工的焊接過程控制主要應從以下幾個方面進行控制:
1、在焊接前對整個現(xiàn)場環(huán)境和人員進行鑒定
這一過程主要是對與焊接相關的“人、機、料、法、環(huán)”這五個環(huán)節(jié)進行鑒定,看是否符合焊接準備標準及是否具備焊接施工的能力。人的環(huán)節(jié)主要是審核焊接人員的資質證件,以及了解焊接人員的實際焊接能力。機器的環(huán)節(jié)在于對焊接設備進行檢查,看是否能夠滿足焊接要求。材料的環(huán)節(jié)是指要對焊接的鋼材進行一般性檢查,包括鋼材的材質單、質量證明書、爐批號等,還要對鋼材進行外觀檢查,保證原材料符合要求。除此之外還要審驗焊條和焊劑的合格證等。方法是指根據(jù)母材選取適當?shù)暮附臃椒?。環(huán)是指環(huán)境,主要是指焊接的過程中不能對環(huán)境造成污染。
2、制作焊接工藝評定文件
為了保證焊接質量達到要求,必須在焊接之前編制具有指導作用的焊接工藝評定文件,對焊接方法進行驗證,保證母材和焊接材料以及焊接方法的正確性。在焊接工藝評定中,要對所有焊接過程的參數(shù)進行明確的標注。包括層間溫度、電流和電壓的選取范圍、極性選擇、焊接速度范圍、需要焊接的層數(shù)等。如果在焊接過程中出現(xiàn)了原有焊接工藝評定未覆蓋的鋼材或是焊接方法時,需要根據(jù)實際情況重新制作焊接工藝評定文件。
3、在施焊前要有焊接工程師做好技術交底工作
焊接工序是鋼結構施工中的重點工序,因此在施焊之前,需要做好技術交底工作。交底主要是對焊接工藝評定文件中的內容進行細化和宣講,包括焊接位置、焊接順序、焊接電流、焊接電壓、焊接速度的選擇等。技術交底可以保證工人在焊接的過程中,能夠按照焊接工藝評定文件中規(guī)定的參數(shù)執(zhí)行,保證焊接質量。
4、實際焊接的過程中,要處理好鋼材的焊接變形
鋼結構在焊接過程中不可避免的會出現(xiàn)焊接變形,要使焊接變形量在允許的偏差范圍內,就要在組裝和焊接兩個環(huán)節(jié)同時控制。在組裝環(huán)節(jié)的控制主要是在鋼結構件組裝的時候,預留出焊接變形余量。而焊接環(huán)節(jié)的控制應盡量先焊接小構件,小構件完成后再進行整體組對焊接。
5、焊接過程中要注意焊接的外觀質量,焊接后對焊道要進行無損探傷
焊接過程中,應注意對焊豆、焊渣和藥皮的清理,對焊道進行修磨,保證焊道的外觀質量合格。并有檢驗員對焊道外觀質量進行檢查,同時用焊接檢驗尺檢查焊角高度。對于焊道的內在質量,則要依靠無損探傷的方式進行檢測,確保不出現(xiàn)裂紋、夾渣和氣孔的現(xiàn)象,保證焊道內在質量合格。
參考文獻
[1] 趙莉華等.方鋼管混凝土在鋼結構住宅中的應用[J]. 工業(yè)建筑.2001,6
【關鍵詞】橋梁;鋼結構;理念;完整性;設計
中圖分類號:TU391 文獻標識碼:A 文章編號:
好的設計理念是橋梁建設的基礎,所以一定要在建筑橋梁前把握好設計理念的制定,讓設計得以實現(xiàn)的保障,便是做切實可行的設計方案,尤其要在橋梁建設工作中格外重視鋼結構的損傷、損傷容限、損傷的表現(xiàn)這些方面的問題。一定要在日常工作中對這些問題做好總結分析,只有在不斷的制定相關策略不斷改正問題的情況下來提高工作的質量,為我們日常的交通生活帶來便利。
一、鋼結構完整設計的理念
橋梁作為促進聯(lián)系,加快發(fā)展的重要的交通功能的建筑,有著不可忽視的作用。而現(xiàn)代的橋梁的鋼結構有結構鋼加工單元經(jīng)焊(栓)連接組成為復雜的受力系統(tǒng),要具有安全的承載和服役的耐久性的要求,目標是為了追求其建設的安全系數(shù)的提高,并不重視外觀的影響。經(jīng)過長久的調查發(fā)現(xiàn)曾經(jīng)的橋梁鋼結構破環(huán)事故都是因為局部的損傷擴大發(fā)展而導致的,追究其中的緣由,都會發(fā)現(xiàn)這和焊接都有很大的關系。是因為其焊接技術的水平受到限制,讓其存在著不確定因素,如果出現(xiàn)了問題并沒有及時的發(fā)現(xiàn)修復和改正,都會導致最終出現(xiàn)發(fā)生安全事故,所以根據(jù)這些我們可以發(fā)現(xiàn),當前橋梁安全與耐久性最大的威脅就是焊接質量不達標。
現(xiàn)在,由國際焊接學會(IIW)提出的“合于使用評定指南”基本保證了焊接結構完整性和可用性以及國際公認的英國中央電力局提供的“帶缺陷焊接結構完整評定方法”。這種方案最好的詮釋了鋼結構完整性設計,其中傳統(tǒng)的強度和剛度還有關聯(lián)耐久的強度和剛度都被包含在內,所有的設計理念的出發(fā)點都應以其所包含的內容為中心,保證橋梁結構的完整性。
二、橋梁鋼結構的完整性設計的相關內容
1.橋梁鋼結構的完整性設計目標
荷載、材料性能、結構細節(jié)構造、制造工藝、安裝方法、使用環(huán)境和維護方式等各種因素確定橋梁鋼結構的完整性設計,所以只要從這幾個方面著手就可以更好的完善結構鋼結構的完整性。還要組織專業(yè)的研究小組并有專業(yè)的工作人員,對此進行深入的研究和分析從而建立整套的工作系統(tǒng),再根據(jù)其應當注意的細節(jié)問題進行劃分,把復雜的難度高的問題進行簡單化,進行有效的管理,最終根據(jù)工作中的細節(jié)問題提出更好的解決辦法。
2.鋼結構損傷及損傷容限
鋼結構從加工到使用期間,會有很長的一段時間才能實際操作施工,這個環(huán)節(jié)一定會不可避免的發(fā)生一些故障,譬如由于一定外部因素(載荷、溫度和腐蝕等)的作用下而在表面形成和發(fā)生微妙的缺陷,導致材料和結構性能劣化,從而直接或間接的造成鋼結構的完整性的破壞。在這樣的問題上,我們還要有專業(yè)的技術人員對施工過程進行有力的監(jiān)督,防止損傷容限的發(fā)生,并控制其產(chǎn)生的條件。
三、橋梁鋼結構損傷的主要表現(xiàn)
如果想要完善鋼結構的完整性,必須要很清楚的認識到橋梁結構損傷的主要表現(xiàn)。如今焊接技術和高強度材料廣泛使用在橋梁鋼結構上面,而研究者關注的重點也著重在使用材料對損傷的敏感性,為了防止造成嚴重損失要對其進行深度的認知,如因為缺口效應而致使彈塑性材料呈現(xiàn)出脆性破壞的形式及表現(xiàn)的低能量破壞,都是要引起注意的地方。
1.母材在冶金和軋制是出現(xiàn)的問題主要是指材料損傷,在施工中一定要注重細節(jié)問題,不然會導致材料的損壞,譬如如果非金屬夾雜物的參雜會使原材料不純凈。以至于當預期焊接熱過程關聯(lián)時,會發(fā)生層狀撕裂,所以由此要注意焊縫形式是選擇。
2.焊接接頭會由于處在金屬再結晶過程時會產(chǎn)生一些物理反應,導致熱影響區(qū)的母材料強度增高,而塑性韌性下降和力學性能惡劣化。但是對于現(xiàn)在的技術來說還是沒有辦法有效的避免這些問題,所以現(xiàn)在能做到的只能是減少損害程度,所以這就要求工作人員在實際的操作過程中,設計要注意因開縫密集分布和焊縫尺寸偏大而對母材損傷的負面影響。
3.由于焊接工藝過程形成的,屬于損傷形成的焊接缺陷,比如裂紋、夾渣、未熔合和咬邊。這些細節(jié)問題雖然不會直接的造成橋梁事故,但是卻埋伏了嚴重的隱患。經(jīng)過時間的洗滌,很容易造成嚴重的坍塌事故,而結構中的短焊縫因為欠缺較多,會導致疲勞裂紋和結構短壽。
四、焊接機構的完整性設計
焊接結構的完整性設計,是一種由焊接結構引入損傷的概念后生成的技術,因為焊接的弊端會導致材料、連接、結構細節(jié)和工藝過程不是完美無缺的。而橋梁的建設離不開以上環(huán)節(jié),而這些環(huán)節(jié)也正體現(xiàn)出焊接的完整性,它的作用會在各個環(huán)節(jié)設計中體現(xiàn)出來。這就要求在工作中以建筑材料-工藝-細節(jié)-損傷的控制方式為中心的完整性設計原則,以此項原則為基礎的的一切施工方案,保證在施工過程里沒有損失紕漏。
1.材料-工藝-細節(jié)-損傷的控制方式
(1)要注意減小焊縫數(shù)量和和焊縫尺寸,將工作中應注意的數(shù)據(jù)掌握,認真仔細的測量,較合理的選擇焊接材料與母材料的組配方式。
(2)要注意焊接接頭區(qū)域的力學性能、微觀組織會發(fā)生改變,焊接缺失損傷,保證質量的前提和關鍵性問題,就是材料的選擇,但是在工作中也要注意自身技巧所帶來的損害。
2.焊接結構完整性設計要點
第一,要針對疲勞要求決定焊縫焊接形式,在工藝上要做焊接性和可檢測性的要求。第二,要在關鍵結構構造細節(jié)設計上,遵循簡潔傳力,焊接可行,保證不留死角,方便于安裝有利于維護的幾方面原則。第三,按照焊接的缺陷預防,焊接應力和焊接收縮量和焊接變形的控制目標,來確定制造工藝的標準和焊接工藝的評定的要求。最后,使用維修的的內容要以損傷監(jiān)測和維護方法來定。
五、總結
通過這個論文的闡述,我們清楚的認識到了橋梁鋼結構完整性設計的重要作用,在橋梁的建設和設計時,一定要把握好設計的目標、理念,在國家規(guī)定的范圍內進行施工,來保證橋梁的的質量安全。將理論和實際的工作最佳的結合起來,制定類似于加強對焊接質量的有效控制的,更好更有利的施工方案,這也是提高橋梁質量安全的重要條件。只有我們不斷的總結工作經(jīng)驗和工作上的教訓,不斷的開拓創(chuàng)新,設計出更好的設計方案,才能加快我國橋梁建筑行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻:
[1]劉錫良.鋼結構專家介紹[J].工程建設與設計,2005年第01期
、焊接變形與應變問題的防治措施以及鋼結構的焊接質量控制的措施進行了簡要分析。
【關鍵詞】鋼結構;焊接工藝;焊接質量;防治措施
隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及科技的進步,在建設過程中鋼結構的使用數(shù)量在不斷的上升。在鋼結構安裝的過程中,焊接是一項非常重要的工藝,因此必須對其質量問題進行研究分析。
一、焊接工藝的管理
焊接工藝的審查,施工方案的編制,新工藝試驗及其評定,都是指導焊接作業(yè)必不可少的一系列重要管理項目。
1、焊接工藝設計的審查。針對施工的鋼結構、焊接工藝設計的審查內容主要有:(1)焊接接頭位置的能見度、可達到性、可施焊性及焊后無損檢測的可靠性;(2)焊接接頭類別的劃定與選定的驗收標準是否合理等;(3)焊接坡口是否標準化,特殊設計的焊接接頭型式和坡口形式,尺寸精度的工藝性和經(jīng)濟性,同時還應考慮其拘束度與形成裂縫的可能性;(4)焊接方法和焊接材料選配的正確性。
2、焊接施工方案的編制。根據(jù)會審后的施工圖所提供的焊接工藝設計編制焊接施工工藝方案,其主要內容應包括:(1)材料的預處理方法;(2)毛坯的下料工藝;(3)坡口的加工方法:(4)焊接方法的選定;(5)焊接材料與焊接參數(shù)的選定;(6)焊接順序;(7)焊接預熱及焊后熱處理方法與參數(shù)的選定;(8)焊接接頭質量檢驗方法、數(shù)量及合格標準;
(9)焊接接頭表面處理要求。
二、焊接施工前的準備工作
1、做好施工圖紙的審核工作.工程的施工需要施工圖紙作為依據(jù),因此對圖紙進行會審的技術人員應熟悉與工程相關的工藝技術的要求及規(guī)范標準。在進行圖紙的審核時,應全力減少圖紙問題避免其對工程的質量和進度產(chǎn)生影響。
2、完善施工組織的設計方案.施工組織的設計好壞會對工程的質量和進度造成影響。因此在審查時應著重檢查和完善工程中新工藝的應用、施工計劃的具體安排、對工程項目的針對性和質量將解決進度控制的措施及方法。確保工程的順利實施。
三、焊接變形與應變問題的防治措施
在進行鋼結構焊接的過程中,焊接變形和應力是無法避免的。并且會影響到焊接接頭的強度以及焊接結構的尺寸精度,小的影響需要花費人力物力對構件進行矯正和修復,大的影響可能會導致構件報廢。且會對焊接構件的使用時的承載能力產(chǎn)生影響。
1、焊接變形的控制。焊接時應減少盡量減少焊縫截面積,能滿足連接的施焊量即可。有效的焊腳尺寸決定著焊縫的強度,因此凸出很高的焊縫,而多出的焊縫金屬,根據(jù)規(guī)范作用不但不能提高焊縫的許可強度,還會增大應力集中系數(shù)。對厚板和對接焊縫,為減少焊縫金屬量可采用U型刨邊以形成U型坡口。焊縫的數(shù)量越少越好,且每一條焊縫都應進行多道多層焊,并特別注意厚板的焊接。焊縫的布置應靠近中和軸施焊,盡可能對稱,環(huán)繞著中和軸的焊縫要達到平衡,以此來減少變形。在施焊時,采用逆向回焊法進行施焊,即每一條的施焊順序與焊接總進程的順序相反。因為在進行每道施焊后,沿著焊縫板內側的熱量會使該處發(fā)生膨脹,從而導致兩板暫時分開,而熱量從板的內側擴散到板的外緣的膨脹會使兩板合攏起來。焊接前有意偏置的方法也即反變形法來利用收縮力,即通過機械方法產(chǎn)生的反向力與收縮力相互抵消。對施焊的順序進行合理的安排也會有利于收縮力的平衡,對結構的不同部位進行施焊的有意安排,能夠使以焊的收縮力來抵消某一處的收縮力。
2、焊接殘余應力的控制。對焊接殘余應力的有效控制,應注意減少焊縫的尺寸、降低焊件的剛度并創(chuàng)造焊件自由收縮的條件、減少焊縫的拘束度及采取合理的焊接順序。
3、焊接裂紋問題的防治措施。防止熱裂紋的產(chǎn)生應注意合理的選擇材料以此控制焊縫的化學成分,降低易于偏析的化學元素。而防止冷裂紋的產(chǎn)生應注意合理的進行焊前的預熱以及施焊后的緩冷,從而改善焊接接頭的組織并改善焊縫。
4、做好焊縫質量的檢查。焊縫質量的檢查包括對其表面形狀、焊縫尺寸及其表面缺陷的檢查。表面形狀的檢查指焊縫的連接點、截面的不規(guī)則、焊縫弧坑的處理情況及焊腳的不規(guī)則形狀等。焊縫尺寸指對接焊縫的寬度、余高及角焊縫的焊腳的尺寸等。焊縫表面的缺陷指焊接產(chǎn)生的裂紋、焊瘤、咬邊及弧坑氣孔等。
四、鋼結構的焊接質量控制的措施
如何增強建筑鋼結構焊接質量,我們可以從以下幾個方面入手:
1、建立相對完善的焊接工藝制度和準則。通過鋼結構焊接工藝制度的制定,能從根本上保證鋼結構的焊接質量,在焊接的過程中我們應該根據(jù)焊接工藝要求對焊接材料、焊接方法、焊接人員進行嚴格有效的管理,加強焊接工藝的監(jiān)督和檢測。
2、嚴格管理焊接材料和焊接件。在鋼結構工程施工過程中我們要對所使用的焊接材料和焊接件進行嚴格的管理,建立嚴格的出入庫制度,對使用的材料進行嚴格的保管。
3、對焊工進行資格審查。焊工是鋼結構焊接施工的主要執(zhí)行者,鋼結構焊接施工質量很大程度上的受焊工的綜合素質水平的影響,提高鋼結構焊接施工質量應加強焊工綜合素質的培訓,提高他們的專業(yè)技能。
4、加強焊接設備以及工具配備的管理。施工單位應該根據(jù)施工情況,制定相應的設備管理辦法,加強使用設備的檢查和維修。
5、加強焊接過程以及焊接之后的質量控制。若要保證焊接施工的質量,焊接工人需嚴格按照焊接施工進度計劃,焊接施工藝指導書執(zhí)行工作,除此之外,還要嚴格按照焊接電源、電弧電壓、焊接速度、前層的焊縫狀態(tài)、焊條或焊絲直徑的選擇、后熱保溫這個施工工序進行,才能保證焊接施工的質量。
五、結束語
在鋼結構安裝的過程中,焊接是一項非常重要的工藝。焊接質量的好壞直接影響到整個鋼結構的使用安全和使用壽命。因此,在焊接的過程中我們要采取相關的工藝措施來保證鋼結構的焊接質量。
參考文獻:
[1]劉永軍.鋼結構工程焊接中的缺陷及補救方法[J].中國高新技術企業(yè),2013
關鍵詞:鋼結構;格構式鋼柱;制作工藝;
1 前言
未來鋼結構技術發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在設計理念、新產(chǎn)品開發(fā)、鋼材品種質量、制作安裝設備及計算機應用、科學管理等方面。面對激烈競爭的全球鋼結構市場,國外的一些鋼結構制造業(yè)在采用先進鋼結構制作工藝技術的同時,在鋼結構用材上加大研發(fā)力度,不斷開發(fā)新型材料及其應用技術,而格構式的制作技術就是其中之一。
格構柱,即由型鋼拼制而成的桁架柱,由2根以上的主枝拼裝而成.主枝與主枝之間由型鋼或型材連接的結構;超重格構柱,則是構件平均重量大于300kg/m的格構柱,在達到相同承載力的情況下,格構式鋼柱相比于其他形式的鋼柱,更節(jié)約鋼材,所以廣泛用于高承載力、大跨度的重鋼結構廠房中。
2 工程概況
我公司借鑒以前格構式鋼柱的生產(chǎn)經(jīng)驗,對寶鋼廣東湛江鋼鐵基地項目2250mm熱軋主體工程鋼結構工程的格構柱進行開發(fā),有助于我公司對格構式鋼柱的高效制作積累經(jīng)驗,優(yōu)化生產(chǎn)流程,進而提升在海南省鋼結構領域中的優(yōu)勢,對于擴寬市場有著重要的的意義。
本工程的鋼柱均為雙肢格構式與實腹式結合的形式(如圖1所示)。上柱為焊接H型實腹式,下柱為雙肢格構式鋼管混凝土柱,柱腳采用分離式柱腳,肩梁采用單腹壁肩梁。鋼柱有以下特點:
1.重量大:平均重量達7.4噸,最重的達8.4噸;
2.體積大:拼裝好后,柱子最高達23.5m,雙肢柱中心距達2.5m;
3.肩梁處工藝裝配比較復雜:很多零件穿插拼接后才施焊;
4.熔透焊縫多:肩梁處、柱頂鋼梁連接板處所有接料焊縫均屬一級焊縫要求,采用100%UT檢查;
5.工期緊:整個項目2600t,計劃45天完成全部發(fā)運,加工鋼柱的時間配額短。
圖1 格構柱三維圖
3 研制過程
本項目以顧客的要求和產(chǎn)品的技術指標為研究設計依據(jù)。主要研究內容有:重型格構柱制作工藝設計,廠內加工難點優(yōu)化,焊接變形控制技術等。
根據(jù)加工廠設備、場地等情況,決定將鋼柱分兩段制作,而加工工藝也有所改動(如圖3所示)。由技術骨干人員負責相應工序的工藝方案制定和生產(chǎn)過程技術服務,通過控制過程質量來保障產(chǎn)品質量。
3.1工藝設計
本項目根據(jù)格構式鋼柱結構,提出了兩個方案:方案一采用常規(guī)的“切料――焊接――矯正――噴漆”工序,優(yōu)點是符合工廠設備的流水線設計,制作會比較流暢,但由于除銹機器允許構件高度不大于2m,需要對機器改裝調試,成本偏大;方案二即為上面提出的工藝流程,先將零件除銹、噴底、中漆后,再返回正常工序。雖然零件多一次周轉,但是省去了改裝設備的開銷,可行性更強,最終定位最優(yōu)方案。
3.2施工方案確定
肩梁與下肢柱在專用拼裝胎上整體拼裝焊接成柱頭小組成,雙肢之間的斜腹桿采用相貫線切割機下料確精度。因構件過高翻轉困難,在確保焊接變形可控情況下,盡可能減少翻轉次數(shù),并實現(xiàn)各條熔透焊縫的平位清根焊接,減小焊接作業(yè)難度保證焊縫質量。
上肢柱為常規(guī)工型,可在工型拼裝胎上拼裝,在埋弧自動焊船形位置焊接4條主角焊縫以保證焊縫成型和質量。
3.3焊接工藝
定位焊焊縫所采用的焊接材料及焊接工藝要求與正式焊縫的要求相同;定位焊焊縫的焊接避免在焊縫的起始、結束和拐角處施焊,弧坑填滿,嚴禁在焊區(qū)以外的母材上引弧和熄弧。定位焊的焊角尺寸不大于焊縫設計尺寸的2/3,且不得小于4mm;定位焊清除熔渣,檢查定位焊焊縫有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷時,必須清除后重新焊接。
多層和多道焊時,在焊接過程中嚴格清除焊道或焊層間的焊渣、夾渣、氧化物等,可采用砂輪、鑿子及鋼絲刷等工具進行清理;從接頭的兩側進行焊接完全焊透的對接焊縫時,在反面開始焊接之前,采用適當?shù)姆椒?(如碳刨等)清理根部至正面完整焊縫金屬為止,清理部分的深度不得大于該部分的寬度;每一焊道熔敷金屬的深度或熔敷的最大寬度不超過焊道表面的寬度;同一焊縫連續(xù)施焊,一次完成;不能一次完成的焊縫注意焊后的緩冷和重新焊接前的預熱。
4 技術創(chuàng)新點
經(jīng)過共享鋼構質檢部和顧客的聯(lián)合檢驗和評定,通過本項目研發(fā)而制作的產(chǎn)品符合顧客技術標準、規(guī)范要求,主要技術指標尺寸、焊腳高度、焊縫質量、探傷合格率等均以達到客戶的要求,得到客戶的充分認可,到目前已按照約定的工期全部發(fā)貨。
本項目的技術創(chuàng)新性與先進性主要體現(xiàn)在以下幾方面:
4.1技術方面
掌握了超重雙肢格構柱的制作方法。超重雙肢格構柱是我司投產(chǎn)以來第一次接觸此類產(chǎn)品。從詳圖深化、工人識圖、技術難點上積累了寶貴的經(jīng)驗;
4.2工藝路線方面
制定了符合我公司的超大體積構件的工藝制作路線;合理對超大構件進行分段,節(jié)約了機器的改造成本;保證了加工進度;
4.3焊接方面
施焊時合理的安排焊接順序,根據(jù)可以減少焊接變形,使施工難度大的多條熔透焊縫實現(xiàn)平位焊接,保證工程質量;該項目所有主材拼接焊縫的外觀檢查和無損檢驗要求符合一級焊縫質量標準,為今后類似的施工達到探傷標準提供了參考依據(jù)。
5 結論
本文結合工程實例,通過應用Tekla Structures、PIPE2002、CAD軟件對超重格構式鋼柱制作產(chǎn)品的優(yōu)化設計、虛擬制造安裝的研究分析,總結出一套復雜異型空間管桁架設計、制作及安裝工藝技術,此工藝操作簡便,構件曲面成型效果好,制作整體尺寸精度高,焊接質量好,實施性強,使工程能夠順利完成安裝,滿足標準規(guī)范要求。
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關鍵詞:型鋼、混凝土、質量、控制
鑒于型鋼混凝土組合結構的獨特的結構性能,在高層建筑工程如框架-剪力墻、筒體、框支剪力墻等結構中充分發(fā)揮型鋼混凝土承載力大、延性好、剛度大的特點,在多、高層建筑的各種體系中,型鋼混凝土結構構件可以與鋼筋混凝土結構構件組合,也可以與鋼結構構件組合,在不同結構發(fā)揮其各自的特點。因此,型鋼混凝土在建筑工程中逐步得到全面推廣使用。
結合在某工程施工監(jiān)理過程的經(jīng)歷,本文簡單闡述了型鋼混凝土施工質量的控制工作,不足之處,請同行們批評指正。
一、事前控制:
1、設計交底和深化設計:
監(jiān)理的質量控制是以設計圖紙為依據(jù),因此,對設計圖紙的深化工作極其關鍵,特別是型鋼施工單位或型鋼制作廠家必須根據(jù)設計和施工詳圖,精心編制型鋼制作工藝書,編制工藝書過程中,必須仔考慮到型鋼施工過程中柱、梁縱向鋼筋、箍筋和型鋼之間的位置布置,主要是為了便于型鋼安裝和鋼筋綁扎,避免操作過程中的施工誤差。因此,設計圖紙會審和交底以及深化設計工作必須得到建設、設計、主體結構施工、鋼結構施工分包、監(jiān)理等單位的高度重視。
2、廠家選擇:
結構中的型鋼制作必須選擇有鋼結構設計、施工(包括吊裝)相關資質的單位完成,型鋼混凝土結構中,型鋼柱、型鋼梁、牛腿等是成品、半成品構件必須在廠家制作完成后運到現(xiàn)場實施安裝。因此,廠家資質條件非常重要,其不只具有鋼結構制作施工能力,還必須具有二次深化設計的能力,內部必須建立完善的質保體系,這是一個單位必須具備的最起碼的條件。
3、原材料質量控制:
原材料(包括輔材)控制:結構用鋼、焊接材料、高強度螺栓、普通螺栓、栓釘、錨栓等必須具有質量證明書。型鋼鋼材根據(jù)結構特點選擇其牌號和材質符合《碳素結構鋼》、《高強度低合金結構鋼》標準。焊縫和坡口尺寸應符合現(xiàn)行行業(yè)《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》的有關規(guī)定。普通螺栓應符合現(xiàn)行國家標準《六角頭螺栓-A和B級》和《六角頭螺栓-C級》的規(guī)定。高強度螺栓應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構高強度大六角頭螺栓、大六角頭螺母,墊圈與技術條件》或《鋼結構用扭剪型高強度落刷連接副》的規(guī)定。型鋼構件中設置的栓釘應符合現(xiàn)行的《圓柱頭焊釘》國家標準。螺栓連接的強度設計值、高強度螺栓設計預拉力值必須符合《鋼結構設計規(guī)范》要求。
4、審查施工單位制作工藝原則及吊裝施工方案。特殊的制作工藝或吊裝方法應有詳細的工藝方案,經(jīng)批準后方可實施。
5、審查施工單位的焊接工藝評定報告、焊工合格證、焊縫探傷人員資格證書。其別應注意焊接工藝評定報告中的板厚、焊接方法及材質的覆蓋性。焊工合格證的焊接方法、位置、有效期等方面的內容,嚴禁無證上崗。正式上崗施焊之前應經(jīng)過考核合格。
二、事中控制:
施工過程的質量控制主要完成如下工作:
1、現(xiàn)場監(jiān)造:成品、半成品制作過程監(jiān)造工作是由建設單位、監(jiān)理單位、總包單位完成,條件具備的,監(jiān)理工程師宜駐廠家現(xiàn)場實施監(jiān)造。監(jiān)造過程負責原材料、成品、半成品構件焊接加工質量控制等。
2、型鋼焊接使用的焊條必須符合《碳素鋼焊條》或《低合金鋼焊條》規(guī)定,焊條型號應與主體金屬強度相適應。焊絲、焊劑應與主體金屬強度相適應,焊絲應符合《熔化焊用鋼絲》規(guī)定。
3、加強對高強螺栓的質量控制:高強螺栓軸力試驗、出廠證明、批號,對不同批號的高強螺栓定期抽做軸力試驗;試板摩擦系數(shù)的檢查,確定摩擦系數(shù)值;旁站檢查鋼構件摩擦面質量;對高強螺栓工藝、包括操作順序、安裝方法、緊固順序、初擰、終擰的檢查等。
4、進場驗收
原材料或半成品構件相關資料的驗證,主要收集質保資料和構件外觀尺寸符合設計和規(guī)范要求。
5、現(xiàn)場吊裝過程監(jiān)控:
鋼結構吊裝應有嚴格按照批準的方案實施。鋼結構吊裝前應要求施工單位對構件進行尺寸預檢和預拼,并對構件安裝部位軸線及標高進行檢查控制。對于高空連接焊縫,應特別嚴格控制焊接環(huán)境濕度、清潔度及雨、雪、風的侵襲,保證焊接接頭對口質量。安裝時應要求吊裝單位注意風載的影響及結構的穩(wěn)定性。
鋼柱安裝測量記錄:標高(2mm)、中心線(3mm)、垂直度(H/250≤15且≤10)、柱間距(3mm)的偏差控制。測量儀器:水準儀、經(jīng)緯儀、線錘、卷尺等。
6、鋼結構銹漬處理質量控制
混凝土澆筑前,鋼結構表面應進行除銹處理,確?;炷僚c鋼結構面之間的粘結力。
7、焊縫探傷試驗
(1)待全部焊接工作完成后,施工單位應對所有焊縫實施100%的檢查,包括焊縫厚度、內部缺陷、外觀缺陷、焊縫尺寸等等。焊縫感觀應達到:外形均勻、成型較好,焊道與焊道、焊道與基本金屬間過度較平滑,焊渣和飛濺物基本清除干凈。
(2)委托具有相應檢測資質的第三方檢測機構,現(xiàn)場抽取一定百分比的焊縫進行探傷試驗檢測,檢測結果應全部合格。對于不合格的焊縫,應返工施焊后重新檢測,直至檢測合格。
8、型鋼結構涂層質量控制
(1)防火、防銹涂層材料與厚度的檢查(包括涂料與基層的粘接力,涂料間相容性等),符合設計要求;
(2)明確防銹、防火等級;
(3)防火涂層連接牢固度的檢查;
(4)涂層環(huán)境(包括溫度、濕度)、噴砂質量檢查。
9、混凝土澆筑
型鋼柱(梁)混凝土澆筑往往是大體積混凝土澆筑,在混凝土澆筑前應根據(jù)現(xiàn)場實際情況,編制混凝土澆筑專項方案,經(jīng)監(jiān)理部審查批準后實施,該部分工作內容執(zhí)行混凝土工程施工驗收規(guī)范。值得注意的是,型鋼混凝土結構工程中,特別是在高層建筑物的轉換層施工中,模板支撐一般屬于超過規(guī)模的危險性較多的分部分項工程,應編制模板支撐專項施工方案,經(jīng)專家組審查論證后實施。同時注意加強混凝土澆筑后的養(yǎng)護工作。
三、事后控制
做好事后控制的主要工作:
1、對型鋼混凝土鋼結構工程質量控制資料核查:包括圖紙會審、設計變更、洽談記錄、原材料出廠合格證及進場檢驗報告、施工現(xiàn)場試驗報告及見證取樣報告、強制性條文的檢查項目檢查記錄、隱蔽工程驗收記錄、高強度螺栓施工記錄、其他施工記錄、分項工程檢驗批質量驗收記錄、分項工程質量驗收記錄、重大質量、技術問題的實施方案、新材料、新工藝施工記錄等等;
2、有關安全及功能檢驗和見證檢測項目檢查記錄常見的有:
(1)見證取樣送檢試驗報告:鋼材及焊接材料試驗復試報告、高強度螺栓預拉力、扭矩系數(shù)復驗。
(2)焊縫質量檢驗報告。
(3)柱腳及網(wǎng)架支座檢查記錄:錨栓緊固、墊板、墊塊、二次灌漿;
(4)主要構件變形檢查記錄:鋼屋(托)架、桁架、鋼梁、吊車梁等垂直度和側向彎曲、鋼柱垂直度、網(wǎng)架結構撓度;
(5)主體結構尺寸檢查記錄,包括整體垂直度、整體平面彎曲等等。
關鍵詞:鋼結構高空滑移施工監(jiān)理
Abstract: This paper introduces Jining Renxing business center project D building steel structure high slip construction process, emphasizes the supervision engineer for high steel structure sliding construction quality supervision points. To effectively guarantee the frame assembly precision and quality, achieved remarkable technical and economic results, accumulated experience for large span high steel structure sliding construction supervision.
Key word. Steel structure high slip construction supervision
[TU393.2]
1.工程概況
濟寧任興商務中心工程位于山東省濟寧市任城新區(qū),是一座集辦公、會議、商務于一體的大型綜合性建筑,建筑面積11萬㎡,地下一層,層高6.4m,地上九層,層高4.2m,地上分A、B、C、D、E五棟樓體,結構型式為框架剪力墻結構,局部鋼結構,其中A、B、C樓為九層辦公樓,D樓為四層會議、宴會樓,E樓為共享大廳。D樓四層屋面以上為九層高鋼結構裝飾屋架,屋架支撐體系為12根∮1000*30圓管鋼柱,一端和混凝土墻預埋件焊接。屋架尺寸為110m*23m,跨度為24.3m+32.4m+32.4m+20.5m,單層鋼框架,挑空高度最高處為43.35m,鋼結構主梁為箱型梁,截面口1000*600*50*50,自重12.56KN/m,次梁為H型鋼,截面H6000*200*20*20,自重1.38KN/m,梁體總用鋼量約900T。
2.施工工藝過程
2.1 根據(jù)現(xiàn)場平面布置情況,D樓北側為汽車坡道及未進行填土管道溝,硬化道路距離構件最近位置S軸北側達45m,所以在D樓中間搭設平臺方案不可取,而東側硬化道路距D樓水平距離較近(約12m),在39軸與42軸之間搭設鋼架滑移平臺,平臺下部采用滿堂腳手架支撐,架體搭設滿堂扣件架支撐系統(tǒng)。支撐體系落在地下室頂板,局部在基礎底板上,地下室頂板下采用滿堂鋼管架回頂。平臺尺寸22.1*23.6m,搭設高度最高處為44.03m。
2.2 鋼結構采用高空滑移方式進行安裝。整個梁體劃分為7個滑移基本單元,滑移基本單元在拼裝平臺上組裝完成。所滑移的第一單元梁在拼裝平臺組裝,連接好主梁間的次梁等,成整體后,通過預先設置的滑移軌道和計算機控制的液壓同步頂推設備,由東向西滑移到安裝位置。再次在拼裝平臺初始位置拼裝第二單元主梁、次梁,拼裝好頂推到安裝位置與第一單元連接成一體。同樣方法,依次滑移完全部一個方向的所有梁。最終拼裝平臺上最后一單元的梁,進行最后聯(lián)結。最后焊接完成后進行整體卸載落位。
2.3 由于滑移的屋架鋼結構重量大,最大滑移單元重約150T,滑距離長,最遠滑距離95m,鋼架跨度大,最大跨度32.4m,對滑移施工軌道要求高。軌道設置在M、S軸線,共2條,平行布置,滑移軌道及滑移梁設置在相鄰兩個柱之間,滑移梁兩端與鋼柱連接,上部鋪設鋼軌,下部為鋼桁架結構,桁架的上下弦桿和豎腹桿截面采用HN390*300*10*16,斜腹桿采用截面形式為HW250*250*9*14,組成滑移軌道。并在平行的兩條支撐桁架間用K型桁架與Q軸鋼柱連接,增加桁架的整體穩(wěn)定性。
2.4 屋架采用整體卸載,卸載油缸采用100T,共需16個100T的卸載油缸,采取同步卸載方式,卸載高度為25mm,電腦同步控制液壓油缸,保證卸載的同步性,在鋼架的四個方向焊接限位板,防止卸載過程中屋架出現(xiàn)水平偏移,保證屋架的精確就位。
3. 工程主要特點及難點
3.1 拼裝平臺需搭設高大支撐腳手架,支撐架體整體穩(wěn)定性要求很高;架體高,跨度大,施工難度大;架體搭設高空作業(yè)量大,安全防護量大,安全隱患多。
3.2 分段鋼架需要完成高空的對接,如何安全、有效的完成空中的構件銜接成為本工程的一個難點。
3.3 大部分焊接量都需要在40多米高的拼裝平臺上完成,如何能在盡量短的時間內完成大量的焊接成了本工程的一個重要控制因素,同時考慮設計和拼裝起拱問題,安裝標高的測量顯得尤為重要。
3.4 滑移過程中同步測量控制為保證施工質量的關鍵。
4. 監(jiān)理措施
4.1 鋼結構施工準備階段監(jiān)理
1)鋼結構承包單位資質審查
鋼結構施工前,對鋼結構安裝承包單位專項設計、施工資質進行嚴格審查。對其資質等級、業(yè)績、信譽、技術管理水平進行審查。對承擔鋼結構構件制作單位的資質、技術裝備水平、加工設備、能力、業(yè)績進行考察和比較,并對承擔鋼結構滑移施工的某機電控制技術公司進行了考察和評定。有關專項承包單位通過審核后,方可進行專項承包施工。
2)鋼結構專項深化設計
鋼結構承包單位對圖紙進行深化設計,出具詳細節(jié)點圖,深化設計圖紙經(jīng)原設計單位審核同意批準后實施。
3)施工方案設計和審核
施工單位提出了三種施工方案,經(jīng)過論證比較最終選擇高空滑移施工方案,該方案大幅度減少了腳手架的用量,降低了對現(xiàn)場起重設備起吊能力的要求;鋼構件的拼裝、焊接等工作集中在拼裝平臺上進行,作業(yè)環(huán)境好,效率高,施工質量易于保證,省去了常規(guī)吊裝工藝中高空補檔安裝次結構的工序,施工速度快,易于控制;液壓滑移系統(tǒng)設備體積小、重量輕、機動能力強,倒運和安裝方便;液壓同步頂推滑移方式對下部支撐結構的附加動荷載很小,對整個結構系統(tǒng)的安全性有利。
針對選定的施工方案,承包單位對拼裝平臺支撐體系、滑移軌道桁架、滑移施工工藝流程圖、施工圖進行了施工設計。
4)滑移施工方案專家會審和審批
依據(jù)《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》(建質【2009】87號)及《山東省建筑工程安全專項施工方案編制審查與專家論證辦法》(魯建管發(fā)【2010】4號)要求,對本工程高空滑移施工方案組織有關專家進行了論證,并根據(jù)專家論證報告對施工方案進行了深化修改和完善。
施工方案經(jīng)專家論證并由施工單位公司技術部位審批后,報監(jiān)理工程師審核,由總監(jiān)理工程師審批通過后方可實施。
4.2 材料、構配件制作檢查、驗收
隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,大型建筑數(shù)量越來越多,新型建筑技術、建筑材料受到建筑行業(yè)的重視,其中發(fā)展速度最快、應用最為普遍的技術就是鋼結構安裝技術,在我國一些大型基礎設施、公用工程和高層建筑中,鋼結構安裝技術都得到了廣泛應用,我國的綜合國力得到了顯著提高,人民的生活環(huán)境和生活質量得到了很大的改善。鋼結構施工需要較大的空間,并且有多種多樣的結構和形式,要求施工人員有一定的技術水平,針對鋼結構安裝施工技術進行深入研究,具有重要的現(xiàn)實意義。
1 建筑鋼結構現(xiàn)狀分析
鋼結構在我國有悠久的發(fā)展和應用歷史,我國的鋼結構建筑發(fā)展可以分為三個階段:20世紀50年代以蘇聯(lián)156個援助建設項目為基礎,鋼結構建筑發(fā)展取得了一定成績;60年代我國提出了建筑行業(yè)發(fā)展應堅持節(jié)約鋼材的原則,但是在具體執(zhí)行中出現(xiàn)了一些錯誤,導致鋼結構建筑的合理應用和發(fā)展受到了阻礙;80年代沿海城市大力引進輕鋼建筑,我國迎來了鋼結構建筑發(fā)展的第一次,內地廠房建設、奧運會場館建設都廣泛采用了鋼結構技術。雖然我國鋼材產(chǎn)量很大,但是應用于鋼結構建筑的僅有1%左右,而發(fā)達國家80%以上的鋼材都應用于鋼結構建筑建設,因此我國和發(fā)達國家之間仍存在較大的差距,不過目前我國鋼結構建筑發(fā)展情況良好、發(fā)展前景廣闊。
我國的鋼結構在近幾年快速發(fā)展,鋼結構產(chǎn)量增長速度較快,數(shù)據(jù)顯示,2015年我國鋼結構產(chǎn)量達到了5000萬噸以上,但是由于鋼結構在我國發(fā)展仍處于起步和探索階段,因此無論是鋼結構的生產(chǎn)還是安裝,技術水平都較低。由于我國長期使用混凝土結構,因此建筑行業(yè)對鋼結構施工技術缺乏深入全面的認識,這是觀念方面的問題。目前我國已經(jīng)建成的鋼結構采用的仍然是上個世紀的標準,并沒有根據(jù)社會和行業(yè)發(fā)展及時修訂和完善,一些新技術、新工藝和新材料也缺少標準,對于鋼結構的發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。
我國目前已有上千家從事鋼結構制作和安裝的企業(yè)和廠家,效益規(guī)模逐漸擴大,鋼結構市場環(huán)境逐步健全,具備了一定的創(chuàng)新能力,鋼結構產(chǎn)品也有了較高的技術水平,但是對于大型建筑的鋼結構施工,能夠承辦的企業(yè)非常少,大部分鋼結構市場企業(yè)規(guī)模很小、科技水平低,難以保證施工效率和施工質量。
2 鋼結構安裝施工技術
2.1 工程概況
下文以某高層建筑施工為例,探討鋼結構安裝施工技術。此建筑項目是一個大型電子產(chǎn)品展銷商場,集合了住宅、高檔寫字樓、娛樂、餐飲等多項功能,工程用地面積約35325平方米,建筑占地總面積約281520平方米。地上建筑包括一棟40層的寫字樓,寫字樓由兩座塔樓和五層的商業(yè)裙房組成,地下建筑主要是停車庫和設備房。兩座塔樓設計采用的是鋼結構,兩層塔樓之間的裙房使用的也是鋼框架結構,塔樓之外的部分使用的則是鋼筋混凝土結構。
2.2 鋼結構安裝施工概述
建筑鋼結構的安裝施工是將工廠制作好的鋼構件運輸?shù)绞┕龅?,使用吊裝設備按照設計圖紙和施工方案將構件按照順序吊裝,固定好后并連接各個構件,施工工序和傳統(tǒng)的鋼筋混凝土施工存在很大不同。鋼結構建筑施工具有施工量大、施工工序繁瑣復雜等特點,要求較高的施工精度。對于本項工程,鋼結構的安裝施工主要是裙房、塔樓和地下室三個部分,需要安裝的是鋼梁、鋼柱、轉換鋼桁架和鋼支撐等。經(jīng)過對施工場地的考察,施工場地比較狹小,因此機械設備無法進入到施工現(xiàn)場,鋼結構的裝卸和搬運都要使用施工現(xiàn)場的塔吊完成。對于吊裝設備的選擇,除了考慮鋼構件的重量和尺寸,還要考慮工程的實際情況,例如材料的裝卸地點與鋼構件安裝位置的距離等,綜合考慮多方面的因素,對于這項工程,使用了兩臺K50塔吊。工程使用了多種鋼構件,如鋼柱、預埋件、轉換桁架等,構件的種類和數(shù)量較多,并且不同構件的重量、尺寸存在很大差異,對于吊裝設備的要求也不同,在具體施工前,需要將使用的鋼構件分類,根據(jù)實際情況制定恰當?shù)匿摌嫾惭b方案,這樣有利于施工組織。
2.3 鋼結構安裝施工技術
2.3.1 鋼結構預埋件的安裝施工技術。對于本工程中的兩座塔樓,使用的預埋件為鋼板、預埋錨栓和矩形短柱組成的組合結構。最大的預埋件重量約10噸,長度約6米。本工程施工的鋼結構預埋件標高有三種,分別為-14.05米、-16.20米和-11.90米。一些預埋件的重量和尺寸較大,需要使用已經(jīng)設置好的K50塔吊完成鋼結構預埋件的裝卸、安裝和調整施工,在預埋件進入到施工現(xiàn)場前,需要確保K50塔吊工作正常。
鋼結構預埋件安裝過程中,需要采取若干措施保證施工質量:在吊裝鋼柱前,需要認真核查已經(jīng)施工完成的預埋錨栓的標高、軸線和伸出長度等,保證埋設精度才能確保鋼柱順利安裝并保證安裝質量;如果地腳錨栓已經(jīng)變形,需要校正才能正常使用,清理干凈錨栓螺紋,如果螺牙損壞也需要進行修復,針對已經(jīng)埋設完成的錨栓做好保護工作;混凝土振搗方式、澆筑方向會直接影響錨栓的水平偏差,因此澆筑混凝土應該采用分層澆筑的方式,減少混凝土流動能夠提高錨栓的埋設精度,振搗混凝土時不能將振搗器卡在鋼筋上振搗。
2.3.2 鋼柱的安裝施工技術。本工程有兩個塔樓,主體是全鋼結構。由于兩座塔樓是對稱的,因此安裝鋼柱的方法、過程也是相同的,塔樓鋼柱安裝有三個標高,使用K50塔吊進行分段施工,在施工前要認真分析塔吊性能和施工具體情況,可以將鋼柱進行分段吊裝,保證塔吊能夠順利吊起鋼柱完成安裝施工;鋼柱進入施工現(xiàn)場后先使用塔吊卸下并安裝,也可以使用K50塔吊將鋼柱運送到距離安裝位置最近的位置。
安裝鋼梁需要注意以下方面:在校正標高和軸線時,要保護已經(jīng)安裝完成的鋼結構框架,防止產(chǎn)生偏差;安裝完鋼梁后,要檢查連接板和鋼梁的貼合方向;如果有螺栓孔產(chǎn)生了偏差,不能使用氣割法擴孔,只能使用絞孔機進行擴孔,安裝完成后要掛設安全繩,方便施工人員在后續(xù)施工中使用安全帶,提高施工的安全性。
3 鋼結構連接施工技術
3.1 鋼結構連接施工技術概述
目前鋼結構連接施工技術主要有全螺栓連接、焊接和栓焊連接的方式。其中焊接應用最為普遍,技術簡單,適用范圍較廣,但是施工環(huán)境、施工材料和施工人員的技術水平會對焊接質量產(chǎn)生較大的影響,要求較高的焊接工藝和鋼材質量;螺栓有高強度螺栓和普通螺栓兩種,在大型建筑工程中一般使用高強度螺栓,強度和韌性較大,能夠承受動荷載,性能優(yōu)越,因此近年來在建筑鋼結構施工中應用較多,但是使用高強度螺栓需要對連接接觸面進行處理和加工。
3.2 鋼結構現(xiàn)場焊接技術分析
3.2.1 焊接概況。由于本工程建筑較高,因此需要高空焊接,并且工程使用的鋼結構接頭數(shù)量多、桿件多,因此做好焊接施工質量控制至關重要?,F(xiàn)場焊接的主要方式有立焊、水平橫焊、支撐對接立焊等,為了降低焊接難度,一般采用二氧化碳氣體和半自動焊成套技術相結合的方式,能夠有效解決鋼板厚度大、焊接變形等問題。
3.2.2 焊接施工準備工作。施工人員要對施工具體情況有充分了解,做好焊接施工的準備工作,例如將焊接施工所用的材料進行分類,及時清理施工現(xiàn)場,這樣才能充分保證施工的安全性。本次施工使用的主要是二氧化碳氣體保護焊的方式,應該準備好焊接使用的機具和設備。
3.2.3 焊接施工工藝。(1)焊接前的檢查工作,確定焊機種類和焊接施工所用的材料與施工方案相符,將焊接部位的表面清理干凈,如果焊接部位不夠平整,則要先磨平才能進行焊接施工;(2)將焊接襯板和坡口表面清理干凈;(3)裝配墊板、引弧板和引出板,三個板的材質必須和母材一樣,完成焊接施工后,需要使用火焰切割的方式,將引出板和引弧板去掉,將連接表面修磨平整,但是不能使用錘擊敲落的方法,防止影響焊接質量。
3.2.4 焊接環(huán)境控制。在焊接施工場所,應該設置防水、防風的措施,可以設置焊接施工專業(yè)的平臺,在平臺周圍鋪設腳手板,在上面鋪上石棉布,能夠有效防止濺落的火花燙傷施工人員,使用防風帆布減少環(huán)境中的風對施工的影響。如果施工環(huán)境沒有設置防風措施,如果環(huán)境風力在2米/秒以上,不能使用二氧化碳氣體保護焊的施工方式,如果風力在8米/秒以上,不能進行手工電弧焊施工,施工前還要注意環(huán)境濕度,環(huán)境濕度過大不能進行焊接施工。
3.3 高強度螺栓的質量控制
如果螺栓孔位相對于高強度螺栓較小,需要使用沖桿或者鉸刀擴孔后才能插入,插入方向要符合施工方案的要求;嚴禁在雨雪天氣進行高強度螺栓的安裝施工,在安裝前要將螺栓表面和摩擦面上的污物、水等清理干凈;需要分兩次擰緊螺栓,第一次預拉力要達到標準要求的80%,第二次則要達到100%;高強度螺栓的終擰一般使用電動剪刀扳手來完成,在施工中要控制好強度,一般是使用力矩控制設備,當預應力達到要求時,力矩控制設備就會關閉控制開關。
關鍵詞:編制技術;鋼結構;用途
中圖分類號:TU391 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2013)08-(頁碼)-頁數(shù)
從2002年開始,施工技術規(guī)范在規(guī)范架構體系中已經(jīng)有了比較明確的計劃。但是,為了不對企業(yè)形成太多的約束與限制,主要對過程沒有太多要求,只要結果是良好就可以。經(jīng)過十多年的發(fā)展以后,在我國已經(jīng)有很多企業(yè)編制了施工標準,實際上是一種不必要的重復浪費,因此,對于施工技術編制成為了必然要求。我國的鋼結構正在高速發(fā)展,例如北京的鳥巢、央視新址、上海環(huán)球金融中心等,但與此同時,鋼結構發(fā)展中也面臨著很多問題,例如施工方案、技術、材料以及安全等等,因此,我國編制了《鋼結構工程施工規(guī)范》依次解決這些問題。
1.編制技術的特點
(1)根據(jù)我國大型復雜鋼結構要求,在鋼結構安裝階段進行有效的分析、設計、演算、監(jiān)測等,并將這些內容與要求編制成相應的規(guī)范,主要作用在于使鋼結構的安全性得到保證,同時也表現(xiàn)出我國施工技術的進步和創(chuàng)新。(2)對于鋼結構使用的材料在其質量與訂貨上有嚴格要求,將焊材、鋼材等進行第二次檢驗,體現(xiàn)出我國鋼結構在材料的使用是比較規(guī)范的。(3)編制的《鋼結構工程施工規(guī)范》對我國以前的鋼結構施工經(jīng)驗進行了總結和歸納,將加工工程中焊接、質量、節(jié)點等編入了規(guī)范之中,具有相當大的實用性。
2.編制技術在鋼結構工程中的使用
2.1施工階段的設計
編制在施工階段對于鋼結構工程的結構進行分析、驗算、設計等等。施工階段的設計主要包含了幾個方面:指標的設計、荷載的取值;在工程施工時,荷載進行怎么樣的組合,對于模型進行分析,對工程主體進行驗算;計算工程的結構預變形值、設計施工方案或者工藝;設計工程的具體施工圖樣等等。
2.2材料
編制的作用使材料的訂貨、第二次驗收、儲存等進行了詳細的管理。主要內容有幾方面:一般使用材料的標準、鋼結構選擇的鋼材訂貨合約、材料的第二次驗收等,從而使鋼結構材料得到了定量、定性的管理。
2.3焊接
對于鋼結構工程中焊接的人員、技術、工藝(焊接技術的方案、評定、操作環(huán)境、襯墊、溫度、變形控制)、接頭(熔透焊接、部分熔透、塞焊、角接、電渣等)、質量檢測等進行了嚴格的編制,使鋼結構工程在焊接部分得到了質量的保證。
2.4緊固件連接
對于鋼結構制作與安裝也有嚴格的編制,例如一般的螺栓、強度比較高的六角頭螺栓、扭剪型的強度比較高的螺栓、拉鉚釘、射釘以及自攻釘?shù)鹊?,因此,對于鋼結構中的緊固件連接也有比較嚴格的編制。
2.5鋼零件與鋼部件的加工
將鋼結構的號料與放樣、材料的切割、制孔、邊緣與底部加工、修正與成型、鋼鑄件以及焊接求與螺栓球等內容納入了編制之內。主要施工工藝如下:
2.5.1技術準備
(1)鋼結構的施工單位一定要具備相應的資質,還要有施工的技術標準、質量控制以及檢驗機制等等,在現(xiàn)場,項目負責人要對施工的組織設計、方案等進行審批。(2)和工程的設計人員、監(jiān)理以及其他方面人員進行良好溝通,弄清楚項目的設計意圖。審閱圖紙是不是合理、各種尺寸是不是正確、各種標準是不是符合國家的編制內容等等。(3)對施工圖紙進行核對,從施工單位的實際出發(fā),看看單位的設備基礎和技術條件是不是可以達到圖紙的要求,審核圖紙中鋼結構的分段是不是與要求相符,工藝和工廠是不是滿足圖紙設計的要求等等。(4)對工藝進行試驗,例如焊接,對于一些新的工藝和材料也要進行試驗。
2.5.2材料要求
(1)對于材料的審核,一定要具有質量證明書,根據(jù)編制的相關要求要審核。在各方共同的見證下,對材料進行取樣、檢驗、復驗,看其是不是符合編制要求,然后做好記錄工作。(2)重要的鋼結構采用的焊接材料是相當重要的,因此要進行多次抽樣和復驗,要完全達到編制標準才能合格使用。(3)鋼材料如果表面銹蝕,要符合《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》的三個級別。
2.5.3主要的機具
各類起重機、切割機、噴漆機、車床、焊機以及超聲波探傷儀等等。
2.5.4作業(yè)條件
(1)將施工設計圖樣設計完成以后,交給原來的設計者簽字確認。(2)將施工工藝、作業(yè)指導等技術準備工作準備完成以后。(3)各種工藝評定試驗工作完成。(4)施工人員進行施工培訓,憑證上崗。
2.5.5應注意的問題
(1)放樣劃線的時候應該將裝配、螺孔等位置標記清楚,其他的與標記中心線、檢驗線配合好。(2)當孔加工采用的是沖孔的方法,板的厚度要在12毫米以下。(3)用鋼尺量距離的時候,要將鋼尺攤平。
2.5.6質量記錄及內容要求
(1)材料出廠合格證或復驗報告。(2)無損檢測報告。(3)技術復核報告。(4)鋼結構分項工程檢驗批質量驗收記錄。
總之,在鋼結構的施工工藝與技術中,編制技術的采用使鋼結構工程更加標準和完善,將施工所包含的全部內容都進行了編制,讓每一個施工工藝都有所依據(jù),對于我國鋼結構工程的施工具有重要的指導意義。但是,隨著我國鋼結構的不斷發(fā)展,目前的編制逐漸不能滿足要求,因此,需要進一步作出新的調整。
參考文獻
為滿足以上條件的要求,對本課題研究是很有必要。
研究的目的與總體思路
1.研究目的與內容
大跨度高空鋼結構滑移作為一種高效、便捷、精確的安裝方式登上了現(xiàn)代化建設的舞臺,并在越來越多的項目上得到了極高保證率的成功?;其摻Y構網(wǎng)殼屋面是由雙向正交的平面鋼管組成的空間桁架體系。構件在安裝過程中,由于空間體系尚未形成,原雙向受力,在安裝過程中為單向受力體系,對結構的受力體系有所改變,因此需保證施工過程中結構的應力與撓度在許可的范圍內。構件吊裝非常復雜,由于大拱桁架長度長、吊裝分段重量重,吊裝階段桁架平面外剛度非常差,吊裝極易產(chǎn)生變形,另外吊裝高度受很多情況限制,吊裝難度極大,吊裝方案的優(yōu)劣直接影響到工程質量、工期和安全。因此選擇經(jīng)濟可靠、快速并有可操作性的吊裝方案,選擇合適的吊裝機械,確定合理的吊裝順序,就顯得尤為重要。
2.研究內容
(1)大跨度高空鋼結構安裝施工設計、技術研究;
(2)大跨度高空鋼結構滑移臨時軌道設計研究;
(3)既有線運營情況下,大跨度高空鋼結構滑移方案的研究;
(4)大跨度高空鋼結構整體累積滑移位移、應力變化監(jiān)測技術及誤差糾偏措施研究;
(5)大跨度高空單元未完網(wǎng)殼體系受力變形控制技術及卸載技術研究;
(6)大型鋼桁架整榀吊裝技術研究;
(7)滑移臨時措施拆除及整體卸載、落位方式的研究。
施工方案與可行性
1.施工方案
(1)方案一
根據(jù)結構特點和現(xiàn)場條件,候車廳屋蓋采用分段吊裝后整體累積滑移的方法進行鋼結構安裝,利用5軸和8軸混凝土柱作為支撐柱,設置二條平行通長的滑移軌道,1區(qū)(A-H軸)候車廳屋蓋在(A-C)軸線端搭設拼接平臺,大拱桁架分為三個分段在拼接平臺上對接,并安裝好桁架間單層網(wǎng)殼分段,然后2榀桁架與網(wǎng)殼作個整個滑移單元,由西向東滑移至下一軸線。2、3區(qū)(F-P軸)候車廳屋蓋則在(S-U軸)搭設拼接平臺,逐步安裝好大拱桁架、網(wǎng)殼分段后,由東向西滑移相應的軸間距后,將拼裝平臺騰空,進行下一單元拼接對鋼結構進行累積滑移;兩側網(wǎng)架宜采用分塊直接采用履帶吊進行吊裝。
(2)方案二
為了各施工階段能有條不紊的進行組織施工和管理,根據(jù)本工程結構特點及土建施工順序,共分成三個施工分區(qū),E-A軸為施工1區(qū),P-E軸為施工2區(qū),Q-U軸為施工三區(qū)。根據(jù)結構特點和現(xiàn)場條件,候車廳屋蓋采用分段吊裝后整體累積滑移的方法進行鋼結構安裝,利用5軸和8軸混凝土柱作為支撐柱,在柱頂混凝土聯(lián)系梁上設置二條平行通長的滑移軌道,2區(qū)(E-P軸)候車廳屋蓋則在(S-U軸)位置設置拼接平臺,大拱桁架分履帶吊就近吊裝后,吊裝桁架間單層網(wǎng)殼分段,并焊接,然后2榀桁架與網(wǎng)殼作個整個滑移單元,由東向西滑移相應的軸間距后,將拼裝位置騰空,進行下一單元拼接對鋼結構進行累積滑移;兩側網(wǎng)架宜采用高空散拼直接采用塔吊進行吊裝。1區(qū)和3區(qū)采用分塊直接采用履帶吊進行吊裝(A-E軸)。
2.施工可行性分析
(1)方案一
1)采用大型履帶吊進行吊裝,因為有即有線列車通行及站臺、線路施工, 大型履帶吊吊裝站位受影響,分段難以吊裝到位;
2)由于站臺下方有人行通道,履帶吊行走時必須對其進行加強。
(2)方案二
1)采用大型履帶吊配合滑移設施對桁架實行滑移施工,已多次成功應用于國內的大型重點工程中和類似工程中,技術成熟、先進。
2)履帶吊布置靈活,對其他施工單位的影響較小。
施工技術可行性與經(jīng)濟性
1.技術可行性
(1)方案一
1)采用大型履帶吊進行吊裝,因為有即有線列車通行及站臺、線路施工, 大型履帶吊吊裝站位受影響,分段難以吊裝到位;
2)由于站臺下方有人行通道,履帶吊行走時必須對其進行加強。
(2)方案二
1)采用大型履帶吊配合滑移設施對桁架實行滑移施工,已多次成功應用于國內的大型重點工程中和類似工程中,技術成熟、先進。
2)履帶吊布置靈活,對其他施工單位的影響較小。
2.經(jīng)濟性
(1)方案一
通過上述投入的設備,經(jīng)過初步計算,需要的施工措施費相當高,屬于不經(jīng)濟方案。
(2)方案二
通過對上述投入設備的核算,經(jīng)過初步計算,投入的施工措施費小于其他施工方法。
工期
(1)方案一
由于大型履帶吊對鋼結構桁架分很多段,則造成了高空焊接作業(yè)量,降低了施工速度。吊車行走路線較長,250t的吊車行走時間也比較慢。此外,吊車行走至站臺面時,還會影響線路及站臺施工。
(2)方案二
桁架在滑移過程中,可以在地面進行很多準備工作,為下次高空組裝提高速度打下基礎。同時,由于吊車行走路線大大降低,在很大程度上提高了施工速率。
(3)方案三
1)桁架高空對接由于桁架分段較多,高空焊接作業(yè)量大,焊接質量難以保證,現(xiàn)場安裝測量定位較好。
2)增加了大量的高空作業(yè)量,高空安全管理難度較大。
(4)方案四
1)桁架整體吊裝減少高空作業(yè)量,同時在固定的位置進行焊接,焊接質量能得到保證;
2)高空作業(yè)量少,施工作業(yè)人員人身安全可以保證。