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鋼結構工程安裝施工的5個要點分析

日期:2018-08-29 08:13:52   人氣:  

目前,鋼結構工程越來越多,然而,許多中小型鋼結構工程在施工質量方面還是存在諸多問題的。下面是西安鋼結構的小編整理的常見鋼結構工程施工安裝的5個要點,本文對這5個可能導致鋼結構質量問題的原因進行了分析,并給出了相應的解決方案。

修建鋼結構的施工進程分二個階段,即加工制造階段和裝置階段。加工制造一般在工廠完結,其為專業制造、流程操控、質量簡單確保。裝置階段因施工單位的管理水平和施工人員的技術水平差異,呈現質量問題的較多。這些質量問題輕則影響工程進度或返工,重則形成質量危險,直至呈現安全事故。

本文就實際工程中遇到的幾個質量問題,探析鋼結構安裝的幾個重點問題及解決辦法,這幾方面的質量問題雖屬個例,但也一定程度上代表了我國目前中、小型鋼結構工程的施工現狀和技術程度。

1、結構安裝次序應正確,每一步安裝都必須形成穩定的結構單元

西安市東郊某鋼結構工程倒塌分析。該工程功能為倉庫,單層輕鋼結構,跨度27m,長度6mXl8=108m,柱頂標高8.20m,拱形屋架頂標高ll.20m。柱子為三根圓鋼管組成的三角形截面格構柱,屋蓋為矢高3m的拱形平行弦平面桁架。柱子安裝就位后,開始吊裝桁架,用纜風繩臨時固定。當桁架吊裝到第十一榀時,屋架全部側向傾覆倒塌,造成施工人員一死二傷,直接經濟損失近百萬元的工程事故。調查結果為造成這次事故的直接原因是結構安裝次序錯誤。設計圖紙上柱間支撐,屋蓋支撐設置齊全,安裝注意事項中指明安裝時必須形成穩定的結構單元。而在事故現場柱間支撐及屋蓋支撐均放置于現場而未安裝,而是在桁架之間安裝了屋面檁條。倒塌后格構柱沒有一個倒塌或破壞,屋蓋桁架雖倒塌,但二端仍由與柱頂的連接螺栓連接在柱頂,屋架桿件及檁條全部嚴重扭曲。施工單位沒有提交施工方案,他們認為工期緊,加之他們有同類工程的安裝經驗,所以沒有做施工方案,另外他們認為纜風繩及屋面檁條可以保證安裝時的屋蓋穩定。經論證分析,該工程事故的調查結果如下:

1.1未按施工程序要求編制施工組織設計;

1.2纜風繩及屋面檁條不足以保證屋架安裝時的穩定。屋蓋桁架本身為平面桁架,平面外剛度很弱,其平面外的穩定必須靠支撐系統來保證(輕鋼屋蓋的支撐系統包括水平支撐、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的個別桿件)。本工程安裝時未安裝支撐系統而根本未形成穩定的結構單元,而是一個幾何可變體系。所以一旦有外界不利因素影響,就會產生屋架的側向失穩而倒塌。

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,其在桁架平面內外的剛度均較大;柱腳連接錨栓有8個,在桁架平面內為完全固接,平面外雖按鉸接設計,但實際也有足夠的剛度,是半剛性連接。

接受該工程事故的教訓,施工單位必須嚴格按設計及規范要求施工,必須報批施工組織設計,監理單位必須嚴格把關。施工單位應該提高技術素質,要有  基本的結構概念,支撐體系應與主體結構同步安裝,  安裝的每一步必須形成穩定的結構單元。

2、砼基礎施工必須嚴格控制頂面標高,應采取有效措施保證錨栓定位準確

西安市北郊一兩跨的單層的鋼結構廠房,跨度18m+36m,廠房長度6mXl5=90m,廠房高度24m,共設有2臺50T和2臺20T的橋式吊車。主體結構采用主、副跨的門式剛架鋼結構。砼基礎施工完成后,基礎頂面標高偏差過大,最大者相差近l00。鋼柱安裝時無法統一標高,工期延誤近1個月,最后返工,造成很大的浪費。該工程基礎施工質量事故問題明顯,施工單位沒有專人做測量放線工作,預埋錨栓及澆注砼時,沒有專門的技術人員現場把關,所以造成了這次質量事故發生,所以砼基礎的頂面標高控制,是一項并無技術難度但十分重要的一項工作。必須引起土建施工單位的重視。

基礎中的預埋錨栓定位,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,就會出現問題。在許多通信塔施工中,就出現過這種問題。正確的定位方法是將錨栓與基礎的鋼筋骨架焊成一個整體,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,因沖擊或振搗而導致錨栓移位。前面這一方法,當錨栓數量較多時,錨栓之間相對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的連接方法,即定位鋼板法,在一塊鋼板上按錨栓的設計位置打好錨栓的定位孔,安裝時將錨栓穿過定位板以確定其相對位置,再將定位板與其它固定物連牢。這一方法的優點是精確度高,但需增加定位鋼板。定位鋼板在砼澆注完成后,可拆下重復利用。

為保證鋼柱的順利快速安裝,砼基礎的精確施工是一個重要環節外,設計中將柱底板上連接孔加大或開u形孔也是一個有效的辦法。一般地,加大后的底板上的連接孔,孔徑應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之間的剪力傳遞。

3、鋼柱安裝,其底板底應采用后灌漿施工,柱子校正應采用錨栓上的螺母調整

傳統的柱腳安裝法,柱腳底板底與砼基礎頂面設計為同一標高。柱子的柱高及垂直度校正,采用在底板底和基礎之間加塞墊鐵來完成。這種方法有二個缺點:一是底板與砼基礎之間不是均勻接觸,造成壓力不勻,當柱子荷載較大時,可能將砼基礎局部壓壞:二是調整難度大,特別是當砼基礎標高施工偏差較大,調整幅度較大時,更難調整,有時需加多層鋼板。在設計時,將樁底標高比基礎頂面高出50,這個高差間隙待鋼柱安裝完成后,再用無收縮細石砼或砂漿灌實,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螺母,在柱子底板上、下各一個,固定住底板,通過轉動螺母以使柱子上、下移動或趨向豎直。這種后灌漿、螺栓校正的方法完全克服了墊鐵調整的二個缺點,但如果單個柱子重量大,且螺栓的上伸長度大時,則應驗算錨栓的穩定性。一般情況下,均能滿足要求。

4、鋼梁長度誤差,使梁、柱連接節點間隙過大

實際工程中出現過梁柱節點處,兩個連接板之間的間隙有20~30mm之寬。施工單位自行加設墊板安裝。但工程驗收時,設計及監理單位對這一私自更改設計不予認可,造成了許多的麻煩。筆者認為,這一方法應區別兩種情況來考慮,承壓型高強螺栓連接和摩擦型高強螺栓連接。如果是承壓型高強螺栓,增加墊板則不影響節點的承載力及使用性能,如果是摩擦型高強螺栓,增加一層墊板則是增加了一個滑動摩擦面,正常使用承載力肯定降低,變形加大,但當達到承載力極限狀態時,已經變成承壓型破壞,所以其極限承載力不會降低。所以在具體工程中,如果遇到類似的情況,如何處理,應先征得設計人員的同意。對荷載大或重要的結構,最好采用其它措施來解決。

5、高強螺栓連接,被連接之間結合不緊密,而產生較大的縫隙

當梁、柱斷面較大時,有的連接節點高度很大(1.Om以上)。這些連接節點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。這類節點安裝后往往出現中部兩個連接板未完全接合甚至出現較大的縫隙,成為工程質量爭論的一個焦點。實際上出現這一問題時工程的質量沒有什么不利影響,而僅僅是可能會造成縫隙處的鋼結構表面腐蝕問題。所以只需用較好的材料做嵌縫處理即可。

以上對鋼結構施工中的五個要點問題做了分析探討。供從事鋼結構工作的技術人員包括施工、監理及設計人員參考。


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