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钢结构工程安装施工的5个要点分析

日期:2018-08-29 08:13:52   人气:  

目前,钢结构工程越来越多,然而,许多中小型钢结构工程在施工质量方面还是存在诸多问题的。下面是西安钢结构的小编整理的常见钢结构工程施工安装的5个要点,本文对这5个可能导致钢结构质量问题的原因进行了分析,并给出了相应的解决方案。

修建钢结构的施工进程分二个阶段,即加工制造阶段和装置阶段。加工制造一般在工厂完结,其为专业制造、流程操控、质量简单确保。装置阶段因施工单位的管理水平和施工人员的技术水平差异,呈现质量问题的较多。这些质量问题轻则影响工程进度或返工,重则形成质量危险,直至呈现安全事故。

本文就实际工程中遇到的几个质量问题,探析钢结构安装的几个重点问题及解决办法,这几方面的质量问题虽属个例,但也一定程度上代表了我国目前中、小型钢结构工程的施工现状和技术程度。

1、结构安装次序应正确,每一步安装都必须形成稳定的结构单元

西安市东郊某钢结构工程倒塌分析。该工程功能为仓库,单层轻钢结构,跨度27m,长度6mXl8=108m,柱顶标高8.20m,拱形屋架顶标高ll.20m。柱子为三根圆钢管组成的三角形截面格构柱,屋盖为矢高3m的拱形平行弦平面桁架。柱子安装就位后,开始吊装桁架,用缆风绳临时固定。当桁架吊装到第十一榀时,屋架全部侧向倾覆倒塌,造成施工人员一死二伤,直接经济损失近百万元的工程事故。调查结果为造成这次事故的直接原因是结构安装次序错误。设计图纸上柱间支撑,屋盖支撑设置齐全,安装注意事项中指明安装时必须形成稳定的结构单元。而在事故现场柱间支撑及屋盖支撑均放置于现场而未安装,而是在桁架之间安装了屋面檩条。倒塌后格构柱没有一个倒塌或破坏,屋盖桁架虽倒塌,但二端仍由与柱顶的连接螺栓连接在柱顶,屋架杆件及檩条全部严重扭曲。施工单位没有提交施工方案,他们认为工期紧,加之他们有同类工程的安装经验,所以没有做施工方案,另外他们认为缆风绳及屋面檩条可以保证安装时的屋盖稳定。经论证分析,该工程事故的调查结果如下:

1.1未按施工程序要求编制施工组织设计;

1.2缆风绳及屋面檩条不足以保证屋架安装时的稳定。屋盖桁架本身为平面桁架,平面外刚度很弱,其平面外的稳定必须靠支撑系统来保证(轻钢屋盖的支撑系统包括水平支撑、垂直支撑,有的屋面檩条也兼有支撑作用,但也仅兼作支撑系统的个别杆件)。本工程安装时未安装支撑系统而根本未形成稳定的结构单元,而是一个几何可变体系。所以一旦有外界不利因素影响,就会产生屋架的侧向失稳而倒塌。

1.3柱子未倒塌或破坏的原因是柱子本身为三角形截面柱,其在桁架平面内外的刚度均较大;柱脚连接锚栓有8个,在桁架平面内为完全固接,平面外虽按铰接设计,但实际也有足够的刚度,是半刚性连接。

接受该工程事故的教训,施工单位必须严格按设计及规范要求施工,必须报批施工组织设计,监理单位必须严格把关。施工单位应该提高技术素质,要有  基本的结构概念,支撑体系应与主体结构同步安装,  安装的每一步必须形成稳定的结构单元。

2、砼基础施工必须严格控制顶面标高,应采取有效措施保证锚栓定位准确

西安市北郊一两跨的单层的钢结构厂房,跨度18m+36m,厂房长度6mXl5=90m,厂房高度24m,共设有2台50T和2台20T的桥式吊车。主体结构采用主、副跨的门式刚架钢结构。砼基础施工完成后,基础顶面标高偏差过大,最大者相差近l00。钢柱安装时无法统一标高,工期延误近1个月,最后返工,造成很大的浪费。该工程基础施工质量事故问题明显,施工单位没有专人做测量放线工作,预埋锚栓及浇注砼时,没有专门的技术人员现场把关,所以造成了这次质量事故发生,所以砼基础的顶面标高控制,是一项并无技术难度但十分重要的一项工作。必须引起土建施工单位的重视。

基础中的预埋锚栓定位,其误差大小,将直接影响上部钢柱的安装精确程度及安装难易程度。如果定位方法和固定方法不可靠,就会出现问题。在许多通信塔施工中,就出现过这种问题。正确的定位方法是将锚栓与基础的钢筋骨架焊成一个整体,并将钢筋骨架与其它固定物相连,这样就可防止在浇注砼时,因冲击或振捣而导致锚栓移位。前面这一方法,当锚栓数量较多时,锚栓之间相对定位所用的连接件就较多,造成一定的连接困难。这样可采用一种改进的连接方法,即定位钢板法,在一块钢板上按锚栓的设计位置打好锚栓的定位孔,安装时将锚栓穿过定位板以确定其相对位置,再将定位板与其它固定物连牢。这一方法的优点是精确度高,但需增加定位钢板。定位钢板在砼浇注完成后,可拆下重复利用。

为保证钢柱的顺利快速安装,砼基础的精确施工是一个重要环节外,设计中将柱底板上连接孔加大或开u形孔也是一个有效的办法。一般地,加大后的底板上的连接孔,孔径应为锚栓直径的二倍左右,但锚栓的垫板孔径比锚栓直径大l-2mm即可。柱安装定位后,再将垫板与底板焊接,这样就不影响柱底和基础之间的剪力传递。

3、钢柱安装,其底板底应采用后灌浆施工,柱子校正应采用锚栓上的螺母调整

传统的柱脚安装法,柱脚底板底与砼基础顶面设计为同一标高。柱子的柱高及垂直度校正,采用在底板底和基础之间加塞垫铁来完成。这种方法有二个缺点:一是底板与砼基础之间不是均匀接触,造成压力不匀,当柱子荷载较大时,可能将砼基础局部压坏:二是调整难度大,特别是当砼基础标高施工偏差较大,调整幅度较大时,更难调整,有时需加多层钢板。在设计时,将桩底标高比基础顶面高出50,这个高差间隙待钢柱安装完成后,再用无收缩细石砼或砂浆灌实,即二次灌浆。用螺栓校正柱子的方法是在每一锚砼上安装二个螺母,在柱子底板上、下各一个,固定住底板,通过转动螺母以使柱子上、下移动或趋向竖直。这种后灌浆、螺栓校正的方法完全克服了垫铁调整的二个缺点,但如果单个柱子重量大,且螺栓的上伸长度大时,则应验算锚栓的稳定性。一般情况下,均能满足要求。

4、钢梁长度误差,使梁、柱连接节点间隙过大

实际工程中出现过梁柱节点处,两个连接板之间的间隙有20~30mm之宽。施工单位自行加设垫板安装。但工程验收时,设计及监理单位对这一私自更改设计不予认可,造成了许多的麻烦。笔者认为,这一方法应区别两种情况来考虑,承压型高强螺栓连接和摩擦型高强螺栓连接。如果是承压型高强螺栓,增加垫板则不影响节点的承载力及使用性能,如果是摩擦型高强螺栓,增加一层垫板则是增加了一个滑动摩擦面,正常使用承载力肯定降低,变形加大,但当达到承载力极限状态时,已经变成承压型破坏,所以其极限承载力不会降低。所以在具体工程中,如果遇到类似的情况,如何处理,应先征得设计人员的同意。对荷载大或重要的结构,最好采用其它措施来解决。

5、高强螺栓连接,被连接之间结合不紧密,而产生较大的缝隙

当梁、柱断面较大时,有的连接节点高度很大(1.Om以上)。这些连接节点在靠近翼像附近的连接螺栓较多,而在腹板中间附近的连接螺栓很少、很稀。这类节点安装后往往出现中部两个连接板未完全接合甚至出现较大的缝隙,成为工程质量争论的一个焦点。实际上出现这一问题时工程的质量没有什么不利影响,而仅仅是可能会造成缝隙处的钢结构表面腐蚀问题。所以只需用较好的材料做嵌缝处理即可。

以上对钢结构施工中的五个要点问题做了分析探讨。供从事钢结构工作的技术人员包括施工、监理及设计人员参考。


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