钢结构工程施工技术分析

刘昌军

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摘要：在现代社会，随着对大空间结构的要求不断提高，出现了各种各样的大跨空间钢结构。近年来，我国对大跨空间钢结构的研究开发与应用进展很快，水立方、鸟巢等大跨空间钢结构在我国已被广泛推广与应用。本文正是在这样的背景下，对大跨钢结构的施工技术进行了探讨，为今后的建设提供了借鉴。

关键：钢结构；施工技术；问题及措施

引言

针对钢结构在工程实践中存在的问题，相关从业人员有必要进行分析研究，从而制定出一套行之有效的方法，以确保人民群众的生命和财产的安全。

一、钢结构的特征与优势

在目前的工业和民用建筑，如桥梁，场馆，剧院，厂房，超高建筑物等，大多都是选择钢结构。钢结构工程不但具有质量轻，可靠性好，工业化程度高，还能满足建筑物较大的空间跨度，而且还有施工周期短，能快速装配，施工成本较低，绿色环保等优势和特点。随着我国城镇化进程的不断推进，钢结构在建筑中的应用日益广泛，其施工技术控制也日益严格。

二、钢结构工施工中的问题

(一)具有较高的技术难度。尽管与传统的工程结构相比，在土木工程中使用钢结构具有更多的优点，也更加显著。但是，在具体的实施过程中，钢结构的实施过程更加复杂，要注意的环节也更多，而在这些环节中，最容易出现的问题就是设计和施工。提高钢结构的承载力是一个特别值得关注的技术发展方向，但是，钢结构的承载力非常有限，如果不对其承载力进行准确的计算，势必会造成在服役和施工期间，由于应力的影响而发生变形。

(二)施工问题。与钢结构施工的特点相联系，施工问题主要表现为：首先，与工程项目的特点相联系，在实际的施工管理过程中，项目管理者必须要将施工成本、施工质量和施工安全等因素纳入考量，这样的现象在某种程度上加大了施工的管理难度，然而，在实际的施工管理过程中，若施工步骤出现偏差，则会导致施工成本的上升，不能达到建筑公司的经济效益要求。第二，在钢结构工程的安装过程中，一些施工人员因缺乏相应的专业技术标准，造成了施工工艺上的缺陷，从而造成了工程进度的延误和建筑资源的浪费。

(三)钢结构施工的重点和难点

1.对自然环境的不利影响的脆弱性。

在建筑钢结构安装中，由于受到天然气温的影响，使得钢结构安装的质量及进度很难满足要求。比如，在进行施工的时候，自然条件发生了显著的变化，如果出现了六级以上大风或极端恶劣天气，都有可能引发钢结构施工过程中的安全事故，甚至还会对钢结构焊接产生影响，造成焊接根部收缩、夹渣和裂纹，结构之间的高强度连接螺栓产生质量问题，从而导致工程项目的建设质量不能满足项目的建设标准。

2.在钢结构施工中，经常会发生多个方向的交叉作业。

在钢结构的安装和施工过程中，由于钢件的数量多，技术比较复杂，难免会有一些交叉的三维操作。同时，各工作过程可能会发生干涉，需要在各工作过程中预留一定的休息时间。

3.钢结构的施工标准和要求很高。

与常规的钢筋混凝土结构相比，在建造钢结构时，对钢结构的要求更高。特别是在主体结构施工的时候，要在明确建筑工程项目的施工要求的前提下，对钢结构的安装步骤进行合理的设计。

4.另外，由于钢结构的施工，对于钢材的加工精度也会有很高的要求，特别是焊接作业，其工作量很大，对焊接质量的要求也很高，因此，在钢材的制作过程中，必须加强对钢材的控制，按照其具体的顺序，进行合理的组装，才能保证工程的建造质量。

三、钢结构施工过程中常出现的质量问题与预防

(一)嵌入锚杆的错位

在轻型钢结构厂房中，在安装柱子之前，一般都是先将地脚螺栓埋设在柱子下面，但在安装柱子的过程中，经常会发生地脚螺栓偏斜，造成柱子安装不到位。造成这种情况的主要原因是：一是施工人员对锚杆的定位不准确；二是埋设的螺丝未做好紧固，浇筑时被挤偏；三是在施工时因机器或其他设备的冲撞而导致的位置不正。因此，在锚固过程中，必须充分注意锚固螺栓的偏差问题。在埋设螺丝钉的时候，必须要从中间开始测量，才能准确定位。

(二)钢筋混凝土柱垂直偏移

在轻钢结构的建造过程中，要保证施工质量，每一道工序的技术都要达到图纸的要求，而钢柱的垂直度偏差是衡量立柱安装施工质量的一个重要指标。钢柱在吊装完毕后，立柱柱脚垫片没有做好铺垫，或垫片整体失衡，是造成钢柱垂直度偏差大的主要原因。为有效地解决此问题，必须在钢柱吊装完毕后，在柱脚四周同时填充钢垫块，以免受力后发生不稳定变形。在测量和纠正完毕后，应适时再次注浆，保证注浆密实度。

(三)焊缝变形

钢结构的焊接工序很多，如果操作不当，很容易引起焊缝的变形，尤其是很大的钢板，由于其自身的缺陷，很难用矫直器来矫正，所以在焊接时要尽量防止焊缝的变形。厚板焊接时，因两端焊缝填充物不均匀而导致了焊接变形。解决的方法是：一、在不对称的 U形斜坡上，在小坡口一方清理完后，其熔敷金属的填充与大坡口一方的填充几乎相同；二是在焊接时有几次翻过来。

四、具体措施

(一)选材。在工程施工中，严格禁止采用低质量的材料，以求节约成本。选择劣质材料虽然可以大幅度降低造价，但是也会提高施工过程中出现的安全事故的概率，甚至会造成施工过程中由于不符合相关规范而不能顺利竣工验收。

(二)强化钢结构施工技术的监督管理。在建筑钢结构的施工中，施工单位要建立起一套严谨的监管体系，保证每一名施工工人都能正确地运用钢结构的施工工艺。同时，施工企业应加大对施工工人的培训力度，提升他们的业务素质，使其在建筑工程中的运用更加科学。

(三)加强建筑工程的安全管理。在建筑钢结构工程的施工过程中，仍然存在着很多的施工安全隐患，如果不能很好地进行施工安全管理，很可能会引发一些安全事故，从而严重地影响到建筑钢结构的施工质量和施工进度。因此，在钢结构工程施工中，必须加强对钢结构工程的安全管理，才能从根本上消除各种安全和质量事故。

(四)对钢结构零件的制造和生产过程进行质量控制。轻型钢结构工业厂房的钢结构，是指根据设计图纸，对各类构件进行精确加工，然后运至工地进行安装和施工。

五、钢结构施工技术

(一)测量方法

测量的精度对安装的精度有很大的影响，安装技术人员在测量的时候，要找准要安装的基准点等准备工作，这是工程测量最基本的要素。测试技术有很多种，想要测试出正确的测试结果，就必须要有正确的测试结果。检测方法的准确性，将直接关系到钢结构能否正常使用的首要工序。因此在仪器方面，大多采用了高科技的 GPS定位系统，实现了3d坐标的定位，从而提高了测量技术的精度。

(二)BIM技术的应用

第一，在BIM设计中，设计者需要对 BIM中出现的问题进行深入的分析，并在软件上进行相互冲突的检测，以减少出现的设计偏差，从而提升 BIM设计的质量。第二，处理和制造钢结构。在 BIM软件系统的应用中，能够将各种数据资源融入到数据存储平台中，模拟系统根据各个数据工序为操作员提供数据支持。在可视化数据平台的设置中，能够对施工行为进行规范，防止施工偏差，确保各个施工步骤都能够在可视化平台上进行操作，并能够及时地将系统中的信息反馈给用户，从而防止钢结构施工过程中的数据偏差，在钢结构安装工程中，能够使用BIM技术对其进行辅助施工。

结语

钢结构的发展程度，也是一个国家整体经济实力的一个侧面体现。钢结构施工单位应当将建筑使用功能与建筑使用定位相结合，对其展开系统性的综合定位，并对其进行严格的控制，并制定出一套具有科学性、合理性、适用性的施工组织设计和专项方案，以确保钢结构施工的质量，达到钢结构建筑的最大效益。

参考文献

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