建筑项目工程钢结构安装施工技术研究
刘亚龙
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刘亚龙,. 建筑项目工程钢结构安装施工技术研究[J]. 建筑技术学报,2024.5. DOI:10.12721/ccn.2024.157042.
摘要:
建筑项目工程钢结构安装施工技术研究是一个涉及多方面技术和知识的综合性课题。钢结构作为现代建筑的重要组成部分,其安装施工技术的优劣直接关系到建筑的安全性和稳定性。本文旨在深入探讨建筑项目工程中钢结构安装施工的关键技术,为实际工程提供理论指导和技术支持。
关键词: 建筑项目工程钢结构安装施工技术安装流程
DOI:10.12721/ccn.2024.157042
基金资助:

引言

随着现代建筑技术的不断发展,钢结构因其高强度、高韧性、施工周期短等优点,在建筑领域得到了广泛应用。然而,钢结构安装施工技术的复杂性和高要求也使其成为工程领域的难点之一。因此,对建筑项目工程钢结构安装施工技术进行深入研究,具有重要的理论价值和实践意义。

1.钢结构安装施工技术的重要性

建筑项目工程中,钢结构作为一种轻质、高强度的建筑材料,在现代建筑领域得到了广泛应用。首先,钢结构具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点,其安装施工需要严格按照设计要求进行,确保每个构件的精确定位和连接。通过科学地安装施工技术,可以充分发挥钢结构的优势,提高建筑的整体质量。其次,钢结构安装施工涉及高空作业、吊装作业等高风险环节,需要采取有效的安全管理措施和施工技术,确保施工人员的安全和健康。同时,合理的安装顺序和施工方案也能减少施工现场的安全隐患,提高施工效率[1]。此外,钢结构安装施工技术还关乎建筑项目的经济效益。通过优化安装施工技术和流程,可以降低施工成本、缩短工期,从而提高项目的整体效益,有助于推动建筑行业的可持续发展。由此可见,钢结构安装施工技术在建筑项目工程中具有举足轻重的作用。

2.钢结构安装前的准备工作

在钢结构安装施工前,应考虑到结构的稳定性、安全性以及经济性,根据项目的具体要求,进行钢结构选型、布置和截面预估等的整体设计,确保设计方案符合相关标准和规范。同时,要通过对施工现场的勘察,了解现场的具体环境、地形地貌以及潜在的危险因素等。以便在施工前发现并解决可能存在的问题,确保施工过程的顺利进行。此外,在施工前必须对施工人员进行全面的培训,包括钢结构安装的基本知识、操作技能以及安全注意事项等。通过培训,可以提高施工人员的技能水平和安全意识,确保他们能够熟练、准确地完成施工任务。通过制定详细的钢结构设计与施工方案、进行现场勘察与评估以及进行施工人员培训与设备准备等工作,以便为后续的施工打下坚实的基础[2]

3.钢结构安装施工关键技术

3.1基础施工技术
在钢结构安装施工中,基础施工技术的应用直接关系到建筑物的稳定性和整体安全性,因此,必须严格遵循相关规范和技术标准。首先,应根据设计要求,确定基坑的开挖尺寸和深度。例如,在某高层钢结构建筑项目中,基坑深度达到10米,开挖面积达到5000平方米。开挖过程中,需确保边坡稳定,防止坍塌事故的发生。开挖完成后,进行基坑底部的清理和平整,确保无杂物和积水。回填时,应选择合适的回填材料,如级配良好的砂石或碎石,并进行分层回填和压实,以确保基础的密实度和稳定性。基础浇筑前,需进行模板支护和钢筋绑扎等工作。浇筑过程中,应控制混凝土的配合比、坍落度等参数,确保混凝土质量。浇筑完成后,及时进行养护,防止混凝土出现裂缝或干缩等问题[3]。此外,基础受力分析与承载能力计算是确保钢结构安全稳定的关键。通过理论分析和计算,确定基础的受力状态和承载能力,以确保钢结构在使用过程中不会发生沉降、变形等问题。例如,在某桥梁钢结构项目中,通过对基础的受力分析,发现其存在局部应力集中的问题。为解决这一问题,采用了增加基础尺寸、优化钢筋布置等措施,提高了基础的承载能力,确保了桥梁的安全稳定。

3.2钢结构构件的吊装与定位

钢结构构件的吊装与定位是施工中的关键环节,关系到构件的准确性和整体结构的稳定性。对此,应严格把控各个环节。首先,起重机的选择应根据构件的重量、尺寸和吊装高度等因素来确定。例如,对于重量达到50吨的大型钢柱,需要选择具有足够起重能力的起重机进行吊装。在使用过程中,应确保起重机的稳定性和安全性,遵守相关操作规程,防止事故的发生。其次,构件的吊装顺序应根据施工方案和现场实际情况来确定。一般来说,应先吊装钢柱、钢梁等主要承重构件,再吊装次要构件和附属构件。在吊装过程中,应采用合理的吊装方法,如旋转法、滑行法等,确保构件的平稳起吊和准确就位。此外,构件定位是确保钢结构安装精度的关键步骤。通过使用经纬仪、水准仪等测量仪器和工具,对构件进行精确测量和定位[4]。定位完成后,还需对构件进行必要的调整,如垂直度、水平度等,以确保其符合设计要求。

3.3钢结构连接技术

在钢结构施工中,焊接是一种常见的连接方式。高质量的焊接能够保证钢结构的稳定性和承载能力。以某大型桥梁工程为例,其钢结构焊接接头数量达到数千个,焊缝总长度超过10公里。为确保焊接质量,该项目采用了自动化焊接设备和先进的焊接工艺,严格控制焊接电流、电压和速度等参数,确保焊缝的均匀性和几何形状满足要求。同时,焊接质量控制也至关重要,需建立完善的焊接工艺规程、焊接操作规程和焊接质量检测制度等焊接质量管理体系。在焊接完成后,需要用到目视检测、超声波检测等无损检测方法,对焊缝进行全面检查,确保焊接接头无裂纹、气孔等缺陷。螺栓连接是钢结构连接的另一种重要方式,该方法具有可拆卸、便于维修的优点[5]。在螺栓连接中,螺栓的选材、紧固方法和紧固力等都是关键要素。在紧固过程中,需严格按照螺栓紧固顺序和预紧力要求,确保连接的紧固力和可靠性。此外,还需要对螺栓连接进行紧固力的测试方法和标准值的验收测试,以确保连接质量满足设计要求。

3.4屋面与围护结构安装技术

屋面板的安装首先需要检查其表面的平整度、缺陷和损伤情况,确保满足安装要求。在安装过程中,应严格控制板缝的间隙和搭接长度,确保屋面的平整度和密封性。防水处理是屋面板安装的关键环节,采用防水卷材和防水涂料等材料,可对屋面进行全面的防水处理。在涂刷防水涂料时,严格控制了涂层的厚度和质量,确保防水效果持久可靠。同时,围护结构的安装需要确保其平整度和稳定性。在某商业综合体项目中,其围护结构采用了玻璃幕墙和铝板等材料。在安装过程中,严格控制了材料的尺寸和精度,确保安装质量。同时,对围护结构的密封胶条的安装和接口的处理等部位进行全面的密封性检查,确保围护结构的防水和防风性能,以达到提高建筑质量和使用寿命的目的。

4.建筑项目工程钢结构安装施工要点

本工程位于雄安新区,是连接至北京大兴国际机场快线的配属车辆基地五标段,地处雄安高铁站东北侧,昝岗组团边缘。工程核心部分包括轨道交通指挥中心和联合检修库。联合检修库采用上盖开发模式,库内层高13.6米,库外8.5米。首层设车辆检修库,上覆隔震层,再上是八层住宅及绿化。库内南侧局部设附属用房,库外二层为小汽车车库。联合检修库主体为劲性钢结构,分布在多条轴线上,包括大量钢柱、钢板墙和钢梁,总用钢量约2.0万吨,材质为Q355B。这些钢结构元素构成多种组合形式,为车辆基地提供稳固支撑。工程规模宏大,细节丰富,需精确规划与实施,确保顺利推进。

4.1独钢柱安装施工

钢柱安装施工是一个复杂且精细的过程,涉及多个环节和步骤。(1)施工准备:根据钢柱的重量和吊点情况,准备足够数量和规格的钢丝绳、卡环等吊装工具。同时,在柱身上固定好钢爬梯,并焊接安全环,确保操作人员的安全。(2)钢柱吊点设置:钢柱吊点通常设置在顶部外侧,通过在临时连接板上预留吊装孔来实现。这样可以确保吊装过程的简便性、稳定性和可靠性,避免钢构件发生变形[6]。(3)吊装耳板设置:为了确保吊装的稳固性,需要设置吊装耳板。这些耳板一般采用Q355B钢板制作,板厚和螺栓等级需符合设计要求。(4)吊装作业:使用足够强度的钢丝绳进行吊运,确保吊装平衡。在钢柱下方垫好枕木,防止在地面拖拉时造成损伤。同时,钢柱起吊前需绑好爬梯,爬梯应牢固绑扎。(5)钢柱就位与固定:钢柱就位后,采用双夹板进行固定,以确保安装位置的准确性。随后,使用高精度的水平仪进行钢柱校正,确保安装的精确度满足设计要求。(6)安装顺序与稳定性控制:钢柱吊装需按照各分区的安装顺序进行,确保安装过程的有序性。在吊装过程中,应注重对定位轴线的控制,避免积累误差。对于无法及时形成框架的钢柱,需拉设缆风绳以确保其稳定性。

需要注意的是,钢柱吊装(图1)需严格按照各分区的安装顺序进行,确保安装过程的有序性。同时,在吊装过程中还应该注重对定位轴线的控制,每节钢柱的定位轴线应从地面控制线直接从基准线引上,避免从下层钢柱的轴线引上,以消除积累误差,确保安装精度。吊装完成后及时安装钢板墙,形成稳定的框架体系。对于无法及时形成框架的钢柱,需拉设缆风绳以确保其稳定性。

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图1钢柱吊装示意图

4.2钢柱钢板墙安装施工

首先,要精准设置钢梁吊点。为确保现场安装的便利性和吊装的安全性,钢梁在工厂加工制作时,应在上翼缘部分开设吊装孔或焊接吊耳。吊点到钢梁端头的距离需精确计算,通常设为构件总长的1/4,以确保吊装过程的平稳性和安全性。针对本工程特点,考虑到每层安装钢梁的数量较多,且随着建筑物的升高,起重吊钩每次上下的时间会逐渐增长。为提高吊装效率,可在塔吊起重性能允许的范围内,对部分钢梁采用一机串吊的方式,有效减少吊装时间,提高施工效率。其次,进行钢梁绑扎与起吊。在吊装前,务必清理钢梁表面的污物,确保连接板和摩擦面的清洁度,避免影响安装质量。对产生浮锈的连接板和摩擦面,应在吊装前进行除锈处理,确保连接面的平整度和摩擦力。待吊装的钢梁应提前装配好附带的连接板,并用专用工具包装好螺栓,确保在吊装过程中不易散落或丢失。在钢梁端部焊接定位板,以便在吊装过程中进行精确定位和临时固定。钢梁吊装前,应明确标注其正反方向和水平方向,确保安装过程中的方向正确性[7]。此外,进行钢梁就位与临时固定(图2)。钢梁吊装到位后,需按照施工图纸进行精确就位,特别注意钢梁的靠向,确保与相邻构件的连接正确无误。钢梁就位后,应及时安装螺栓并拧紧,确保连接的紧固性和稳定性。安装螺栓的数量不得少于该节点螺栓总数的30%,且不得少于3颗,以满足结构的受力要求。在安装过程中,还需根据实际情况进行临时固定,以确保钢梁在后续施工过程中的稳定性和安全性。

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图2钢梁就位与临时固定

4.3钢梁安装施工

钢板墙作为钢结构体系的关键元素,其安装的精准与高效至关重要。为确保施工安全与结构稳定,安装前需预先绑扎安全爬梯、防坠器等设备,并设置包铁保护钢丝绳,避免吊装过程中损伤钢板墙。在吊装过程中,我们采用一档起吊方式,逐步将钢板墙提升至安装位置。当钢板墙离地面约200~300mm时,暂停起吊,观察其吊装状态是否平稳正常。对于长钢板墙,还需特别关注其摆动幅度,避免与周边物体碰撞。到达安装位置后,通过绳索精确调整钢板墙的转向,确保安装方向准确。随后,采用点动方式缓慢下降,使其平稳就位。就位后,立即安装地脚锚栓螺母及固定缆风绳,以增强结构稳定性。安装工人需挂好防坠器,通过安全爬梯爬上钢柱,并在确保安全带挂在生命绳上的前提下,进行解钩操作。完成安装后,还需对钢板墙进行精确测量矫正,确保各项参数符合设计要求。此外,还需要严格控制钢柱与钢板墙、钢板墙与钢板墙间的焊缝间隙,确保焊接质量。在临时连接板及吊耳布置方面,根据单元长度合理设置吊点,并使用高强度Q355级钢材制作吊耳与连接板,确保施工质量和安全性。通过严格控制以上吊装环节,我们能够确保整体钢结构体系的稳定和安全,为项目的顺利进行提供有力保障。

结束语:

综上,通过对建筑项目工程钢结构安装施工技术的研究,可以总结出一系列有效的施工方法和措施。这些方法和措施的应用将有助于提高钢结构安装施工的质量和效率,为现代建筑的安全性和稳定性提供有力保障。未来,随着建筑技术的不断进步和创新,钢结构安装施工技术也将不断发展和完善,为建筑行业的发展注入新的活力。

参考文献:

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[2]何继祖.建筑工程中钢结构安装焊接施工技术的应用[J].砖瓦,2020,(09):153-154.

[3]吴勇.建筑工程技术中钢结构安装技术探究[J].中国住宅设施,2020,(08):94-95.

[4]陈克森,崔洋,李燕飞.陈克森;崔洋;李燕飞.建筑力学与结构[M].南京大学出版社:202001.242.

[5]杜月胜.建筑工程中钢结构安装焊接施工技术应用[J].建材与装饰,2019,(34):28-29.

[6]王俊杰.浅谈建筑工程中钢结构安装焊接施工技术应用[J].中国标准化,2019,(22):9-10.

[7]于孟佳.建筑工程中钢结构安装焊接施工技术的应用[J].建材与装饰,2019,(32):28-29.

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