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如何控制钢结构安装工程的质量

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   摘要:随着钢结构的迅猛发展,钢结构在民生、工业等方面的应用越来越广泛。由于钢构件的安装会不可避免地产生众多质量问题,而钢结构安装质量的好坏就直接影响工程安全,所以如何控制钢结构安装工程质量的已引起业内人士的重视。本文对钢结构安装工艺中的若干问题进行探讨,为承担钢结构安装的单位安装时提供参考依据。
   关键词:钢结构;安装;质量;控制
   由于钢结构建筑具有建造周期短、节省开支、结构牢固等特点,使得我国很多工业厂房都采用钢结构,在节省时间的同时,它的稳定性、抗震性、强度高等特点也得到了大家的广泛认同。然而,同其它建筑安装一样,钢结构在安装过程中也会遇到很多问题,如果不及时处理,会对钢结构整体质量、性能产生重大影响,从而降低钢结构的寿命,甚至造成重大损失。
   一、钢结构安装原则
   根据设计要求、现场条件、工程特点等方面,钢结构工程一般按下列原则进行安装:(1)安装顺序应采取“先大后小,先内后外”的原则,即先安装大片钢结构,后安装小片钢结构;先安装里面的钢结构,再安装外面的钢结构。(2)为节省场地,节约安装时间,加快安装进度,钢结构构架及管架应采用集中预制、现场成片吊装为原则。
   二、钢结构安装前质量控制
   1、钢结构基础工程的质量控制
  钢结构基础工程一般为混凝土独立基础。而基础的混凝土、钢筋、模板的安装与其它非钢结构工程的安装工序及方法是完全一样的。就钢结构厂房来说,常出现的问题有:锚栓不垂直;预埋锚栓水平误差偏大;钢柱安装时,柱脚底板扩孔,给钢柱安装带来误差,影响钢结构受力,因而不符合安装验收相应的规范要求。所以在锚栓安装时,为了减小误差,钢结构安装单位最好和土建施工单位一起完成预埋件的埋设工作,在完成混凝土浇捣之前,应该认真复核相关尺寸,在复核达到要求后,方可将锚栓固定。锚栓安装时,要先将底板调平,再用无收缩砂浆进行二次灌浆填实。锚栓安装时,还可采用钢筋或者角钢等固定锚栓的方法来完善支撑或采取其它一些有效的防护措施来避免浇灌基础混凝土时的锚栓移位;对于一些需要进行防火处理的锚栓,应加厚隔热处理层和防火涂料层,以防失火时影响锚栓的固定性能;对那些安装后的预埋件基础,应对基础的沉降情况进行测量。
   2、钢构件小组装
   在对钢构件进行安装作业之前,需要进行必要的准备,如:钢柱需要焊接临时的爬梯,需要选好吊点,准备相应的起吊部件等;还需要连接板的构件要用安装螺栓进行小组装,方便以后的安装。
   3、吊装准备
   根据吊装方案,找到相应钢构件的吊装地点,将构件拴好,吊到指定位置,然后用安装螺栓固定,但是安装螺栓只是临时使用,最后需要用高强螺栓进行替换。
   三、钢结构安装过程中的质量控制
   1、底层柱的安装
   首先检查地脚螺栓的基准是否正确,在达到基准的前提下,底层柱的安装还要注意以下几点:(1)基础混凝土的凝固强度要足够大。特别需要强调的是, 基础混凝土的凝固强度必须达到标定强度的80%以上, 否则当钢柱自重产生的地局部压应力与紧固地脚螺栓时的拉拔力所产生的局部压应力之和大于混凝土的容许应力时, 就会破坏混凝土结构。(2)底层柱的水平标高、轴线位置和柱身垂直度调整。一方面可以通过调节柱底的垫铁或螺栓来调整底层柱的水平标高和柱身垂直度,另一方面可以通过调节地脚螺栓与柱底板孔的间隙来调整轴线位置。只有调好这2个参数以后, 方可上好地脚螺栓的方形定位垫铁、拧紧螺母并达到规定的紧固轴力, 等到所有柱子都调整达到相应指标,并复测合格后才能浇注垫层混凝土,等到垫层混凝土完全固化以后, 焊牢全部方形垫铁和螺母以防止松动。(3)对于底板下的混凝土垫层应该采用微膨胀混凝土, 以防止出现沉降,保证垫层的高度,减少混凝土的凝固时间。
   2、上层钢柱的安装
   首先,要将上层钢柱用塔吊吊起,把钢柱吊到即将安装的下层柱顶面时对齐位置, 先用连接板螺栓孔对齐腹板, 在装好连接板后用销钉固定,然后用螺栓将上层钢柱与下层钢柱预固定。再使用相关仪器监测上层钢柱的轴线位置和垂直度、水平标高是否达到指标。达到指标以后再将上层钢柱的上部用缆风绳稳定, 以防止风力过大时将钢柱吹倒。缆风绳上应放置手动葫芦或闭式索具螺旋扣类的调整器具,用来调整己安装的钢柱层的轴线位置和垂直度。
   3、钢柱吊装质量监控
   (1)对柱基轴线间距进行定位,并对地脚螺栓预埋的位置和柱基面的高度进行检查,合格后将螺纹清理干净,为后面工作准备,在柱底放上临时标高支承块后才能进行钢柱吊装。(2)吊装钢柱时首先要把根部垫实,其次,起吊时钢柱必须保持垂直,吊点设在柱顶,利用临时固定连接板上的螺孔进行。起吊过程中应注意避免同其他钢构件相碰撞。(3)钢柱安装前应做好各种准备工作,如将爬梯固定在钢柱预定位置;准备好缆风绳、经纬仪,在起吊就位临时固定地脚螺栓后,用其进行校正。特别注意的是,用柱底垫板对底层钢柱标高进行调整,对于上层钢柱两边的连接板,在上层钢柱对准底层钢柱柱顶中心线后,用螺栓进行临时固定,并用缆风绳成三点对钢柱上端进行稳定。(4)垂直吊起的钢柱与底层柱安装时用临时连接板进行临时固定,先调标高,再对正上层柱头与底层柱头的错位和扭转,再调整柱子垂直度、高度偏差,直到其达到相应的指标,初拧高强螺栓的力度达到220(N•m)时方可摘吊钩。(5)钢柱吊装完毕后,然后进行初步测量、校正、连接板螺栓初拧;直到测量、校正达到要求后方可进行终拧,终拧结束后再进行相应的焊接及测量。
   4、高强螺栓的安装
   在安装高强螺栓之前,要分别对高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数试验和复验。现场处理的构件需要进行单独的摩擦面抗滑移系数试验,当所有试验结果都应符合设计要求后,方可进行高强螺栓连接。高强螺栓还必须对其进行相应处理后才能使用,例如防锈处理、清理表面浮锈、油污。对于存在缺陷的螺栓孔壁构件,必须清理干净才能使用。高强螺栓使用前还要经过仔细的挑选,并在在相应处理后先作预配,预配好的螺栓组件分别放好,使用时非预配组件不得互换。安装过程中绝对不能使用丝扣损伤的螺栓,安装时绝对不能强行打进螺孔。拼装时所用的螺栓不得在非正式拼装时使用,对钢构件的装配面要根据安装顺序进行处理,防止重复进行,而且尽量在最后的吊装之前全部处理完毕。
   5、构件焊接接头安装
   首先,在钢结构施焊前,对焊条进行检查,检查焊条是否符合设计要求。其次,焊条使用时要符合说明书和操作规程要求,焊缝表面不得有裂纹,Ⅰ级、Ⅱ级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,Ⅰ级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,Ⅰ级、Ⅱ级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。现场焊接应先焊钢柱接头,焊接前应做好防风、防雨措施,四级风及小雨以上不能进行焊接。焊接要注意焊接顺序,一般钢柱焊接时采用两个焊工对称同时实施焊接,以减少变形。不合格的焊缝不得擅自处理,应定出修改工艺后再处理,同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次。
   6、对钢构件变形的处理
   构件制作时,首先采取各种工艺措施来减少焊接变形。组装焊接过程中,通常采用各种反变形的方法进行组装焊接,而组装顺序应服从焊接顺序,并使用相应的装配工具,同时设置相应的支撑;在存放待运和运输过程中,合理配置构件垫点位置的选择,以减少构件的变形。当构件产生死弯变形时,一般采用机械矫正,即用千斤顶或其他机械工具并以火焰加热辅助矫正。对于结构发生缓弯变形的构件,一般采用火焰加热矫正。为了减少变形,对于刚性较差的构件在施焊翻转前要进行加固,在翻转后要进行找平,否则构件焊接后会产生变形;对长构件必须严格控制允许的尺寸偏差,并且偏差越小越好。当构件拼装完毕以及现场接头安装结束时,都应测量构件的上拱度,并在安装中对相关部位根据测量情况进行适当调整。要控制局部拼装过程中的累计偏差,同时要采取相应的措施消除焊接收缩量。安装过程中还应根据实测值与计算值的偏差进行及时修正;对跨径小、起拱度较小的构件,也不能忽视其设计的起拱值。
   四、结论
  随着社会的不断发展和进步,钢结构会越来越受建筑企业的欢迎,在建筑行业不断发展的今天,钢结构的发展前景是非常广阔的。与此同时,钢结构的安装质量问题也将会得到广泛关注,因此,安装人员应该切实有效的掌握世界前沿的钢结构安装技术,掌握先进的工艺方法,在安装中要严格控制钢结构的精度,当达不到要求时,及时修正,防患于未然,监督过程要从全局出发,注重细节,对安装工序严格把关,只有这样才能保证钢结构的安装质量。
  参考文献:
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  [2]高校良.高层钢结构工程质量控制[m].北京:中国建筑工业出版社,1998.
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