建筑钢结构质量控制及关键工艺研究

建筑钢结构质量控制及关键工艺研究

闫亮  甘本良  杨小青  徐善水  汪涛  曾渝心  赵延鹏  胡荣华

中建五局土木工程有限公司 长沙 410004

摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，钢结构具有自重轻、施工简便、抗震性能优良、施工周期短等优点，近几年被广泛应用于高层住宅建筑与大型公共建筑的施工建设，其具有的传统砖混结构所不具备的优势，对我国建筑行业的发展具有重要意义。在实际工程中，部分建筑单位的钢结构施工管理模式陈旧落后，存在较多的安全与质量管理问题，项目的施工安全与工程质量得不到有效保障。为了实现工程既定的建设目标，本文对建筑钢结构施工的安全管理与质量控制进行研究，希望能够对同类工程的施工与管理提供有价值的参考。

关键词：建筑钢结构质量；控制；关键工艺

引言

施工中,多方面因素均可能对钢结构工程焊接质量造成影响,很多问题也可能随之出现,如焊接变形控制、焊接接头质量、焊后应力消除等方面。为尽可能提升钢结构工程焊接质量,文中围绕钢结构工程焊接质量控制要点开展具体研究的原因所在。

1、钢结构优势分析

一般而言，钢结构有较大的开间。经调查，钢结构断面可以达到48m左右，长距离断面可以满足大多数大型建设项目的需要。因此，大部分钢结构用于大型结构建筑，与常规混凝土建筑相比优势明显，结构的开间大得多，可以缓解在施工建设时支柱的限制问题。钢结构较轻，钢结构的质地密度比混凝土材料轻，相比于常规混凝土材料的建筑，在钢结构建成后，地面和地基上的压力远低于混凝土。此外，建筑物的轻质纹理也适合抗震性能。钢结构以便捷、快速的施工为基础，可以通过防火、防腐等新技术对钢进行加工，使钢材料具有更好的耐火性能，最终使得建设工程的质量和寿命得到保证。

2、建筑钢结构质量控制及关键工艺研究

2.1端部尺寸高精度端铣技术

为了保证端板面平面度偏差0.1mm的技术要求，保证端部的尺寸精度偏差在±0.5mm，4个牛腿端头采用高精度端铣技术。底板端铣量为3~5mm，具体依据实际空间三维扫描测量所得的尺寸偏差，为了保证端板的有效厚度，底板在用料时加厚5mm余量。采用激光测距仪不断调整底板与端铣机床之间的距离，保证偏差在0.5mm范围内再进行端铣，端铣后精度在0.1mm以内。

2.2施工防护管理

与普通房建工程相比，钢结构工程的高空作业量较多，若现场环境和气候条件恶劣，会造成严重的施工安全隐患，严重情况下还会发生高空坠落事故。为提升钢结构施工的安全性，项目管理者应做好施工现场的防护管理工作，具体措施有：第一，铺设走道板。进行柱梁等构件的安装施工前，可在钢梁上铺设走道板，若干钢管搭设成十字网状，并将钢管固定在钢梁上翼缘部位；第二，地面洞口临边防护。在边长超过1.5m的洞口、管道井等部位安装高度为1.2m的防护栏，使用Φ48×3.0mm钢管作为防护栏的下横杆、立杆与上横杆；第三，悬空防护。进行高空作业时，提前安装吊篮等悬空设施，使用安全带、安全绳将作业人员固定在吊篮上，便于实施焊接、螺栓终拧等高空作业。

2.3、焊后应力消除要点

钢结构工程焊接质量控制离不开高水平的焊后应力消除工艺的支持,如存在明确的施工要求需要进行焊后应力消除,接头承受拉应力部分需首先确定,同时还需要关注焊缝较密集的构件或节点,一般采用疲劳验算方法,应力消除基于整体退火或局部退火的工艺实现,如基于加热炉进行整体退火,采用电加热器进行局部退火。如存在结构稳定尺寸,可采用振动法消除应力。在基于局部退火的应力消除实践中,需严格遵循相关技术标准,如采用配备温度自动控制仪的加热设备,并保证加热设备满足使用要求的控温、测温、加热性能。还需要控制每道焊缝侧面的加热板宽度,该宽度至少为200mm,且至少为3倍钢板厚度。如构件未开展加热处理,保温措施的针对性选用也不容忽视。如消除焊后应力采用振动法,需基于行业标准控制工艺参数和技术应用。钢结构工程多采用锤击法消除中间焊层应力,使用小型振动工具或圆头小锤进行锤击,需避开焊缝坡口边缘的母材、盖面焊缝、根部焊缝等部位。

2.4、施工原材料

钢结构施工管理中必须要关注钢结构制作。对于钢结构工程而言，其核心环节就是钢结构的制作与加工。可以说，钢结构的原材料性能及加工质量，对整个工程质量起到了决定性作用，关系到整个结构的安全性。因此，管理部门必须对钢结构制作的各个环节严格把关，包括材料的检验以及钢构件下料、组装、拼装、焊接、涂刷等各道工序。管理部门必须对材料材质和规格进行确认，并严格按照设计及规范要求执行。许多钢结构施工中产生的质量问题，都是由于原材料的质量不达标，或者选材型号方面出现偏差。因此，必须格外重视原材料的监管工作。管理部门要加强采购环节的把关，在控制施工成本的同时保证原材料的质量，确保原材料采购、运输的各个环节有专人进行负责，防止出现纰漏。

2.5、危险源的管控

项目管理人员必须明确工作思路，将危险源的管控工作做为发现问题、分析问题、解决问题的有效管理过程。借助自身丰富的实践经验，科学分析现场情况，确定危险源的种类和性质，明确安全管理的重点内容，使用合理的管理方法，在项目施工期间动态地调整管理工作内容，最终实现危险源得到有效控制的管理目的。尽管施工企业采取多种有效的危险源管控措施，仍无法彻底消除实际工程的危险源，所以项目管理者应提升危险源的管控力度，重视常见工程事故应急救援预案的编制工作，同时做好必要的工程部署，如成立应急救援组织，配置必要的救援器材设备，定期组织事故模拟演练等。

2.6、焊接接头质量控制要点

在基于角接接头、十字接头、T形接头等类型接头的钢结构焊接施工中,为控制焊接接头质量,需采用全熔透的对接和角接组合焊缝。对于采用加强角焊缝的焊脚,尺寸不小于δ∕4。如吊车梁等构件有疲劳验算要求,位于上翼与腹板的焊脚尺寸需满足δ∕2,且焊接尺寸不应超过10mm,同时有0~4mm焊脚尺寸偏差。对于全熔透双面坡口焊缝,可存在不等厚的坡口深度,但需要保证1∕4接头厚度≤较浅的坡口深度部分。对于部分熔透的焊接形式,需基于设计文件要求控制有效焊缝厚度,对于属于角接接头和T形接头的接头形式,需严格控制组合焊缝(角焊缝与部分熔透坡口焊缝构成)的加强角焊缝焊脚尺寸在10mm内,且为1∕4的接头中最薄板厚度。

2.7、构件质量控制

首先，钢结构构件在运输过程中必须做好对其的有效保护和固定，特别是在运输大型构件时，更需要做好保护，以免因为运输问题而对构件产生破坏。其次，在安装构件时必须做好对相关垫铁、柱梁情况的检查，只有检查无误后才能进行吊装。如果柱梁的垂直度和标高出现问题，需要及时进行矫正。最后，在围护和屋面施工时，需要综合考虑各方面因素的影响，做好施工设计和质量管控，避免出现质量问题。

结语

综上所述，钢结构是建筑工程常见的结构形式，由于其具有较强的工程优势及适用性，目前在国内得到广泛应用。随着近几年建筑产业的发展，为提升建筑钢结构的稳定性与安全性，推动钢结构工程的进步与发展。建筑企业必须提高钢结构工程的安全管理与质量控制力度，落实各项施工管理措施，严格控制施工质量，准确辨识工程危险源，完善现代建筑钢结构工程的施工管理体系。

参考文献

[1]陈茸.探析建筑钢结构施工技术与质量控制的措施[J].四川水泥,2016(10).

[2]郭磊,陈歌.钢结构施工质量控制关键措施研究[J].江西建材,2017(5).

[3]郭永会.建筑钢结构施工技术与质量控制的措施[J].江西建材,2017(10).

[4]马冰.高大空间钢结构工程施工技术管理与控制探讨[J].城市周刊,2018(29).

[5]姚红洋.高层房屋建筑钢结构施工关键环节及技术要点分析[J].价值工程,2017,36(33).