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摘要：目前，中、小型鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量問(wèn)題較多。本文結(jié)合工程實(shí)例，提出了五個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工中的要點(diǎn)問(wèn)題，分析探討了這五個(gè)方面質(zhì)量問(wèn)題的原因，并提出了相應(yīng)的解決問(wèn)題的方法。...

鋼結(jié)構(gòu)工程安裝施工的幾個(gè)要點(diǎn)探析

張平順

(中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院710082  西安)

    建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程分二個(gè)階段，即加工制作階段和安裝階段。加工制作一般在工廠完成，其為專業(yè)制作、流程控制、質(zhì)量容易保證。安裝階段因施工單位的管理水平和施工人員的技術(shù)水平差異，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的較多。這些質(zhì)量問(wèn)題輕則影響工程進(jìn)度或返工，重則造成質(zhì)量隱患，直至出現(xiàn)安全事故。

    本文就實(shí)際工程中遇到的幾個(gè)質(zhì)量問(wèn)題，探析鋼結(jié)構(gòu)安裝的幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題及解決辦法，這幾方面的質(zhì)量問(wèn)題雖屬個(gè)例，但也一定程度上代表了我國(guó)目前中、小型鋼結(jié)構(gòu)工程的施工現(xiàn)狀和技術(shù)程度。

1、結(jié)構(gòu)安裝次序應(yīng)正確，每一步安裝都必須形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元

    西安市東郊某鋼結(jié)構(gòu)工程倒塌分析。該工程功能為倉(cāng)庫(kù)，單層輕鋼結(jié)構(gòu)，跨度27m，長(zhǎng)度6mXl8=108m，柱頂標(biāo)高8.20m，拱形屋架頂標(biāo)高ll.20m。柱子為三根圓鋼管組成的三角形截面格構(gòu)柱，屋蓋為矢高3m的拱形平行弦平面桁架。柱子安裝就位后，開(kāi)始吊裝桁架，用纜風(fēng)繩臨時(shí)固定。當(dāng)桁架吊裝到第十一榀時(shí)，屋架全部側(cè)向傾覆倒塌，造成施工人員一死二傷，直接經(jīng)濟(jì)損失近百萬(wàn)元的工程事故。調(diào)查結(jié)果為造成這次事故的直接原因是結(jié)構(gòu)安裝次序錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)圖紙上柱間支撐，屋蓋支撐設(shè)置齊全，安裝注意事項(xiàng)中指明安裝時(shí)必須形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元。而在事故現(xiàn)場(chǎng)柱間支撐及屋蓋支撐均放置于現(xiàn)場(chǎng)而未安裝，而是在桁架之間安裝了屋面檁條。倒塌后格構(gòu)柱沒(méi)有一個(gè)倒塌或破壞，屋蓋桁架雖倒塌，但二端仍由與柱頂?shù)倪B接螺栓連接在柱頂，屋架桿件及檁條全部嚴(yán)重扭曲。施工單位沒(méi)有提交施工方案，他們認(rèn)為工期緊，加之他們有同類工程的安裝經(jīng)驗(yàn)，所以沒(méi)有做施工方案，另外他們認(rèn)為纜風(fēng)繩及屋面檁條可以保證安裝時(shí)的屋蓋穩(wěn)定。經(jīng)論證分析，該工程事故的調(diào)查結(jié)果如下：

    1.1未按施工程序要求編制施工組織設(shè)計(jì)；

    1.2纜風(fēng)繩及屋面檁條不足以保證屋架安裝時(shí)的穩(wěn)定。屋蓋桁架本身為平面桁架，平面外剛度很弱，其平面外的穩(wěn)定必須靠支撐系統(tǒng)來(lái)保證(輕鋼屋蓋的支撐系統(tǒng)包括水平支撐、垂直支撐，有的屋面檁條也兼有支撐作用，但也僅兼作支撐系統(tǒng)的個(gè)別桿件)。本工程安裝時(shí)未安裝支撐系統(tǒng)而根本未形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元，而是一個(gè)幾何可變體系。所以一旦有外界不利因素影響，就會(huì)產(chǎn)生屋架的側(cè)向失穩(wěn)而倒塌。

    1.3柱子未倒塌或破壞的原因是柱子本身為三角形截面柱，其在桁架平面內(nèi)外的剛度均較大；柱腳連接錨栓有8個(gè)，在桁架平面內(nèi)為完全固接，平面外雖按鉸接設(shè)計(jì)，但實(shí)際也有足夠的剛度，是半剛性連接。

    接受該工程事故的教訓(xùn)，施工單位必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求施工，必須報(bào)批施工組織設(shè)計(jì)，監(jiān)理單位必須嚴(yán)格把關(guān)。施工單位應(yīng)該提高技術(shù)素質(zhì)，要有  基本的結(jié)構(gòu)概念，支撐體系應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)同步安裝，  安裝的每一步必須形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元。

2、砼基礎(chǔ)施工必須嚴(yán)格控制頂面標(biāo)高，應(yīng)采取有效措施保證錨栓定位準(zhǔn)確

    西安市北郊一兩跨的單層的鋼結(jié)構(gòu)廠房，跨度18m+36m，廠房長(zhǎng)度6mXl5=90m，廠房高度24m，共設(shè)有2臺(tái)50T和2臺(tái)20T的橋式吊車。主體結(jié)構(gòu)采用主、副跨的門式剛架鋼結(jié)構(gòu)。砼基礎(chǔ)施工完成后，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高偏差過(guò)大，最大者相差近l00。鋼柱安裝時(shí)無(wú)法統(tǒng)一標(biāo)高，工期延誤近1個(gè)月，最后返工，造成很大的浪費(fèi)。該工程基礎(chǔ)施工質(zhì)量事故問(wèn)題明顯，施工單位沒(méi)有專人做測(cè)量放線工作，預(yù)埋錨栓及澆注砼時(shí)，沒(méi)有專門的技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)把關(guān)，所以造成了這次質(zhì)量事故發(fā)生，所以砼基礎(chǔ)的頂面標(biāo)高控制，是一項(xiàng)并無(wú)技術(shù)難度但十分重要的一項(xiàng)工作。必須引起土建施工單位的重視。

    基礎(chǔ)中的預(yù)埋錨栓定位，其誤差大小，將直接影響上部鋼柱的安裝精確程度及安裝難易程度。如果定位方法和固定方法不可靠，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。在許多通信塔施工中，就出現(xiàn)過(guò)這種問(wèn)題。正確的定位方法是將錨栓與基礎(chǔ)的鋼筋骨架焊成一個(gè)整體，并將鋼筋骨架與其它固定物相連，這樣就可防止在澆注砼時(shí)，因沖擊或振搗而導(dǎo)致錨栓移位。前面這一方法，當(dāng)錨栓數(shù)量較多時(shí)，錨栓之間相對(duì)定位所用的連接件就較多，造成一定的連接困難。這樣可采用一種改進(jìn)的連接方法，即定位鋼板法，在一塊鋼板上按錨栓的設(shè)計(jì)位置打好錨栓的定位孔，安裝時(shí)將錨栓穿過(guò)定位板以確定其相對(duì)位置，再將定位板與其它固定物連牢。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是精確度高，但需增加定位鋼板。定位鋼板在砼澆注完成后，可拆下重復(fù)利用。

    為保證鋼柱的順利快速安裝，砼基礎(chǔ)的精確施工是一個(gè)重要環(huán)節(jié)外，設(shè)計(jì)中將柱底板上連接孔加大或開(kāi)u形孔也是一個(gè)有效的辦法。一般地，加大后的底板上的連接孔，孔徑應(yīng)為錨栓直徑的二倍左右，但錨栓的墊板孔徑比錨栓直徑大l-2mm即可。柱安裝定位后，再將墊板與底板焊接，這樣就不影響柱底和基礎(chǔ)之間的剪力傳遞。

3、鋼柱安裝，其底板底應(yīng)采用后灌漿施工，柱子校正應(yīng)采用錨栓上的螺母調(diào)整

    傳統(tǒng)的柱腳安裝法，柱腳底板底與砼基礎(chǔ)頂面設(shè)計(jì)為同一標(biāo)高。柱子的柱高及垂直度校正，采用在底板底和基礎(chǔ)之間加塞墊鐵來(lái)完成。這種方法有二個(gè)缺點(diǎn)：一是底板與砼基礎(chǔ)之間不是均勻接觸，造成壓力不勻，當(dāng)柱子荷載較大時(shí)，可能將砼基礎(chǔ)局部壓壞：二是調(diào)整難度大，特別是當(dāng)砼基礎(chǔ)標(biāo)高施工偏差較大，調(diào)整幅度較大時(shí)，更難調(diào)整，有時(shí)需加多層鋼板。在設(shè)計(jì)時(shí)，將樁底標(biāo)高比基礎(chǔ)頂面高出50，這個(gè)高差間隙待鋼柱安裝完成后，再用無(wú)收縮細(xì)石砼或砂漿灌實(shí)，即二次灌漿。用螺栓校正柱子的方法是在每一錨砼上安裝二個(gè)螺母，在柱子底板上、下各一個(gè)，固定住底板，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺母以使柱子上、下移動(dòng)或趨向豎直。這種后灌漿、螺栓校正的方法完全克服了墊鐵調(diào)整的二個(gè)缺點(diǎn)，但如果單個(gè)柱子重量大，且螺栓的上伸長(zhǎng)度大時(shí)，則應(yīng)驗(yàn)算錨栓的穩(wěn)定性。一般情況下，均能滿足要求。

4、鋼梁長(zhǎng)度誤差，使梁、柱連接節(jié)點(diǎn)間隙過(guò)大

    實(shí)際工程中出現(xiàn)過(guò)梁柱節(jié)點(diǎn)處，兩個(gè)連接板之間的間隙有20～30mm之寬。施工單位自行加設(shè)墊板安裝。但工程驗(yàn)收時(shí)，設(shè)計(jì)及監(jiān)理單位對(duì)這一私自更改設(shè)計(jì)不予認(rèn)可，造成了許多的麻煩。筆者認(rèn)為，這一方法應(yīng)區(qū)別兩種情況來(lái)考慮，承壓型高強(qiáng)螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)螺栓連接。如果是承壓型高強(qiáng)螺栓，增加墊板則不影響節(jié)點(diǎn)的承載力及使用性能，如果是摩擦型高強(qiáng)螺栓，增加一層墊板則是增加了一個(gè)滑動(dòng)摩擦面，正常使用承載力肯定降低，變形加大，但當(dāng)達(dá)到承載力極限狀態(tài)時(shí)，已經(jīng)變成承壓型破壞，所以其極限承載力不會(huì)降低。所以在具體工程中，如果遇到類似的情況，如何處理，應(yīng)先征得設(shè)計(jì)人員的同意。對(duì)荷載大或重要的結(jié)構(gòu)，最好采用其它措施來(lái)解決。

5、高強(qiáng)螺栓連接，被連接之間結(jié)合不緊密，而產(chǎn)生較大的縫隙

    當(dāng)梁、柱斷面較大時(shí)，有的連接節(jié)點(diǎn)高度很大(1.Om以上)。這些連接節(jié)點(diǎn)在靠近翼像附近的連接螺栓較多，而在腹板中間附近的連接螺栓很少、很稀。這類節(jié)點(diǎn)安裝后往往出現(xiàn)中部?jī)蓚�(gè)連接板未完全接合甚至出現(xiàn)較大的縫隙，成為工程質(zhì)量爭(zhēng)論的一個(gè)焦點(diǎn)。實(shí)際上出現(xiàn)這一問(wèn)題時(shí)工程的質(zhì)量沒(méi)有什么不利影響，而僅僅是可能會(huì)造成縫隙處的鋼結(jié)構(gòu)表面腐蝕問(wèn)題。所以只需用較好的材料做嵌縫處理即可。

    以上對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工中的五個(gè)要點(diǎn)問(wèn)題做了分析探討。供從事鋼結(jié)構(gòu)工作的技術(shù)人員包括施工、監(jiān)理及設(shè)計(jì)人員參考。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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