浅析基于当前建筑钢结构安装施工技术
中图分类号：TU74 文章编号：1009-2374（2016）22-0110-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.054
随着我国建筑行业的不断发展，大型建筑数量越来越多，新型建筑技术、建筑材料受到建筑行业的重视，其中发展速度最快、应用最为普遍的技术就是钢结构安装技术，在我国一些大型基础设施、公用工程和高层建筑中，钢结构安装技术都得到了广泛应用，我国的综合国力得到了显著提高，人民的生活环境和生活质量得到了很大的改善。钢结构施工需要较大的空间，并且有多种多样的结构和形式，要求施工人员有一定的技术水平，针对钢结构安装施工技术进行深入研究，具有重要的现实意义。
1 建筑钢结构现状分析
钢结构在我国有悠久的发展和应用历史，我国的钢结构建筑发展可以分为三个阶段：20世纪50年代以苏联156个援助建设项目为基础，钢结构建筑发展取得了一定成绩；60年代我国提出了建筑行业发展应坚持节约钢材的原则，但是在具体执行中出现了一些错误，导致钢结构建筑的合理应用和发展受到了阻碍；80年代沿海城市大力引进轻钢建筑，我国迎来了钢结构建筑发展的第一次高潮，内地厂房建设、奥运会场馆建设都广泛采用了钢结构技术。虽然我国钢材产量很大，但是应用于钢结构建筑的仅有1%左右，而发达国家80%以上的钢材都应用于钢结构建筑建设，因此我国和发达国家之间仍存在较大的差距，不过目前我国钢结构建筑发展情况良好、发展前景广阔。
我国的钢结构在近几年快速发展，钢结构产量增长速度较快，数据显示，2015年我国钢结构产量达到了5000万吨以上，但是由于钢结构在我国发展仍处于起步和探索阶段，因此无论是钢结构的生产还是安装，技术水平都较低。由于我国长期使用混凝土结构，因此建筑行业对钢结构施工技术缺乏深入全面的认识，这是观念方面的问题。目前我国已经建成的钢结构采用的仍然是上个世纪的标准，并没有根据社会和行业发展及时修订和完善，一些新技术、新工艺和新材料也缺少标准，对于钢结构的发展产生了不利影响。
我国目前已有上千家从事钢结构制作和安装的企业和厂家，效益规模逐渐扩大，钢结构市场环境逐步健全，具备了一定的创新能力，钢结构产品也有了较高的技术水平，但是对于大型建筑的钢结构施工，能够承办的企业非常少，大部分钢结构市场企业规模很小、科技水平低，难以保证施工效率和施工质量。
2 钢结构安装施工技术
2.1 工程概况
下文以某高层建筑施工为例，探讨钢结构安装施工技术。此建筑项目是一个大型电子产品展销商场，集合了住宅、高档写字楼、娱乐、餐饮等多项功能，工程用地面积约35325平方米，建筑占地总面积约281520平方米。地上建筑包括一栋40层的写字楼，写字楼由两座塔楼和五层的商业裙房组成，地下建筑主要是停车库和设备房。两座塔楼设计采用的是钢结构，两层塔楼之间的裙房使用的也是钢框架结构，塔楼之外的部分使用的则是钢筋混凝土结构。
2.2 钢结构安装施工概述
建筑钢结构的安装施工是将工厂制作好的钢构件运输到施工场地，使用吊装设备按照设计图纸和施工方案将构件按照顺序吊装，固定好后并连接各个构件，施工工序和传统的钢筋混凝土施工存在很大不同。钢结构建筑施工具有施工量大、施工工序繁琐复杂等特点，要求较高的施工精度。对于本项工程，钢结构的安装施工主要是裙房、塔楼和地下室三个部分，需要安装的是钢梁、钢柱、转换钢桁架和钢支撑等。经过对施工场地的考察，施工场地比较狭小，因此机械设备无法进入到施工现场，钢结构的装卸和搬运都要使用施工现场的塔吊完成。对于吊装设备的选择，除了考虑钢构件的重量和尺寸，还要考虑工程的实际情况，例如材料的装卸地点与钢构件安装位置的距离等，综合考虑多方面的因素，对于这项工程，使用了两台K50塔吊。工程使用了多种钢构件，如钢柱、预埋件、转换桁架等，构件的种类和数量较多，并且不同构件的重量、尺寸存在很大差异，对于吊装设备的要求也不同，在具体施工前，需要将使用的钢构件分类，根据实际情况制定恰当的钢构件安装方案，这样有利于施工组织。
2.3 钢结构安装施工技术
2.3.1 钢结构预埋件的安装施工技术。对于本工程中的两座塔楼，使用的预埋件为钢板、预埋锚栓和矩形短柱组成的组合结构。最大的预埋件重量约10吨，长度约6米。本工程施工的钢结构预埋件标高有三种，分别为-14.05米、-16.20米和-11.90米。一些预埋件的重量和尺寸较大，需要使用已经设置好的K50塔吊完成钢结构预埋件的装卸、安装和调整施工，在预埋件进入到施工现场前，需要确保K50塔吊工作正常。
钢结构预埋件安装过程中，需要采取若干措施保证施工质量：在吊装钢柱前，需要认真核查已经施工完成的预埋锚栓的标高、轴线和伸出长度等，保证埋设精度才能确保钢柱顺利安装并保证安装质量；如果地脚锚栓已经变形，需要校正才能正常使用，清理干净锚栓螺纹，如果螺牙损坏也需要进行修复，针对已经埋设完成的锚栓做好保护工作；混凝土振捣方式、浇筑方向会直接影响锚栓的水平偏差，因此浇筑混凝土应该采用分层浇筑的方式，减少混凝土流动能够提高锚栓的埋设精度，振捣混凝土时不能将振捣器卡在钢筋上振捣。
2.3.2 钢柱的安装施工技术。本工程有两个塔楼，主体是全钢结构。由于两座塔楼是对称的，因此安装钢柱的方法、过程也是相同的，塔楼钢柱安装有三个标高，使用K50塔吊进行分段施工，在施工前要认真分析塔吊性能和施工具体情况，可以将钢柱进行分段吊装，保证塔吊能够顺利吊起钢柱完成安装施工；钢柱进入施工现场后先使用塔吊卸下并安装，也可以使用K50塔吊将钢柱运送到距离安装位置最近的位置。 安装钢梁需要注意以下方面：在校正标高和轴线时，要保护已经安装完成的钢结构框架，防止产生偏差；安装完钢梁后，要检查连接板和钢梁的贴合方向；如果有螺栓孔产生了偏差，不能使用气割法扩孔，只能使用绞孔机进行扩孔，安装完成后要挂设安全绳，方便施工人员在后续施工中使用安全带，提高施工的安全性。
3 钢结构连接施工技术
3.1 钢结构连接施工技术概述
目前钢结构连接施工技术主要有全螺栓连接、焊接和栓焊连接的方式。其中焊接应用最为普遍，技术简单，适用范围较广，但是施工环境、施工材料和施工人员的技术水平会对焊接质量产生较大的影响，要求较高的焊接工艺和钢材质量；螺栓有高强度螺栓和普通螺栓两种，在大型建筑工程中一般使用高强度螺栓，强度和韧性较大，能够承受动荷载，性能优越，因此近年来在建筑钢结构施工中应用较多，但是使用高强度螺栓需要对连接接触面进行处理和加工。
3.2 钢结构现场焊接技术分析
3.2.1 焊接概况。由于本工程建筑较高，因此需要高空焊接，并且工程使用的钢结构接头数量多、杆件多，因此做好焊接施工质量控制至关重要。现场焊接的主要方式有立焊、水平横焊、支撑对接立焊等，为了降低焊接难度，一般采用二氧化碳气体和半自动焊成套技术相结合的方式，能够有效解决钢板厚度大、焊接变形等问题。
3.2.2 焊接施工准备工作。施工人员要对施工具体情况有充分了解，做好焊接施工的准备工作，例如将焊接施工所用的材料进行分类，及时清理施工现场，这样才能充分保证施工的安全性。本次施工使用的主要是二氧化碳气体保护焊的方式，应该准备好焊接使用的机具和设备。
3.2.3 焊接施工工艺。（1）焊接前的检查工作，确定焊机种类和焊接施工所用的材料与施工方案相符，将焊接部位的表面清理干净，如果焊接部位不够平整，则要先磨平才能进行焊接施工；（2）将焊接衬板和坡口表面清理干净；（3）装配垫板、引弧板和引出板，三个板的材质必须和母材一样，完成焊接施工后，需要使用火焰切割的方式，将引出板和引弧板去掉，将连接表面修磨平整，但是不能使用锤击敲落的方法，防止影响焊接质量。
3.2.4 焊接环境控制。在焊接施工场所，应该设置防水、防风的措施，可以设置焊接施工专业的平台，在平台周围铺设脚手板，在上面铺上石棉布，能够有效防止溅落的火花烫伤施工人员，使用防风帆布减少环境中的风对施工的影响。如果施工环境没有设置防风措施，如果环境风力在2米/秒以上，不能使用二氧化碳气体保护焊的施工方式，如果风力在8米/秒以上，不能进行手工电弧焊施工，施工前还要注意环境湿度，环境湿度过大不能进行焊接施工。
3.3 高强度螺栓的质量控制
如果螺栓孔位相对于高强度螺栓较小，需要使用冲杆或者铰刀扩孔后才能插入，插入方向要符合施工方案的要求；严禁在雨雪天气进行高强度螺栓的安装施工，在安装前要将螺栓表面和摩擦面上的污物、水等清理干净；需要分两次拧紧螺栓，第一次预拉力要达到标准要求的80%，第二次则要达到100%；高强度螺栓的终拧一般使用电动剪刀扳手来完成，在施工中要控制好强度，一般是使用力矩控制设备，当预应力达到要求时，力矩控制设备就会关闭控制开关。
4 结语
综上，钢结构建筑施工技术近年来在我国不断普及，在很多大型建筑施工中被广泛采用，针对施工的具体情况，采取恰当的施工方式，做好施工质量控制工作，提高施工效率和施工质量。
