赵志刚
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摘要:在现代工程领域,钢结构依靠其自重轻、施工简便、强度高的优势得到广泛应用,并且推动现代工程在超高层建筑的建设上实现了巨大突破。土木工程施工不仅需要一定的技术,而且需要综合多方面的技术为一体。而钢结构在土木工程中属于难度较高的一项,因为钢结构作为土木工程中的主体结构,一旦出现偏差或者失误,极易造成严重的问题。所以在土木工程建造中,人们一直非常关注钢结构的技术问题,并在原有基础之上,进行不断改进、改良、提升,使钢结构可以在实际应用中发挥更好的效果,从而更好地服务于用户。
关键词:土木工程施工;钢结构技术;应用思考
引言
经大量工程实践积累,土木施工技术有很大改进,然而城市化的发展,也使得工程质量及效率要求持续增长,并与现有技术条件形成矛盾。国家提出创新型社会的建设要求,土木施工技术领域也需有所重视,打破技术及施工条件的限制,为项目带来更高质量效益。
1钢结构施工技术概述
钢结构也是土木施工重要内容,吊装是其关键施工环节,尤其是大、重钢质构件的安装。出于施工安全性要求,应当重视钢结构前期施工环节,通常要涉及吊装设备的修整准备、构件堆放及施工现场的清理、各类钢制构件的盘点等。要合理安排待吊装构件的进场时间及摆放位置,通常钢件支撑需用到木枕,位置选择要合理,尽可能避免钢制构件二次搬运,提高吊装整体效率。吊装前的准备工作,需对钢制构件型号及编号加以核对,明确吊装的点位,并且还要进行清理工作。
2土木工程中钢结构的特点
首先是钢结构在使用方面比较灵活。从整体上来说,土木工程建造在大多数时候,基本是先做好地基,再根据设计进行基本钢架搭建,最后使用建筑材料进行填充,以完成整体建造。而钢结构设计可以将这个过程很好地分开,先根据图纸设计在工厂完成钢构件的制作,在工厂进行构件制作能够大大提升精度,然后通过吊装作业进行组合拼装,以完成整体结构。这种拼装的钢结构方式可以提升工程施工效率,有效地缩短施工周期。两种方式可以在不同的施工要求下灵活使用。其次是在经济性方面有一定的优势为节省更多的资源,许多现代企业想通过技术更新现代化手段的利用,尽量用更少的资源、更低的成本,来完成相应的工程。目前在传统土木工程施工的过程中,建设企业为了保证施工结构整体的稳定性,用大量混凝土作为施工建筑材料,但是混凝土在制造过程中需要大量能耗才可以完成制造,而且同时也会产生大量的灰尘污染环境。而如果主体的结构用钢材来搭建,再用环保材料进行填充,既响应了国家号召,又为企业节省了成本,而且钢结构在废弃后也可以进行再回收利用。
3钢结构施工过程中的技术应用
3.1进行相关材料的挑选
在施工的过程中,施工材料对保障建筑工程的整体质量很关键,也是工程施工的基础部分,所以在相关材料的挑选过程中,需要严格挑选基本材料。应将更高质量的材料使用于土木工程之中。在所有的施工材料中,钢结构材料是比较重要的因素,因为钢结构本身多种多样,并不是在施工中使用强度越高越好,而是钢结构材料在选择上需要根据不同工程特点,不同的要求,挑选适合钢材使用。如果挑选的钢材强度达不到实际施工要求,很容易在建造过程中或者建造后出现相应的质量问题。所以在钢材总体选择上,要考虑多种因素,保证各方面的指标都符合工程要求,符合国家的质量规定,以此保证工程质量。
3.2弦支穹顶预应力施工方法
首先是撑杆顶撑法:该方法实施时需间接施加预应力,阶段性地对竖向撑杆的长度进行调节,以施加不同等级的预应力。撑杆顶撑法实施难度高,所需的设备数量大,对于施工人员的业务能力要求高。该方法多被应用于预应力较低的弦支穹顶结构。其次是径向张拉法:所谓径向张拉法即通过径向拉杆施加一定的预应力,但是与环向拉索相较,径向拉杆产生的应力较小,所需的张拉设备数量较多,所以设备控制难度大,适用范围有限。最后是环向张拉法:环向张拉对于张拉设备的功能性要求较高,产生的应力较大。
3.3钢桁架现场拼装
首先是在安装每榀钢桁架时,需要将其部件放置在平台上进行拼装。拼装平台的长度应达到40m,宽度应达到4m;拼装平台的高低差不能超过5mm。其次是在构件组装时,需要结合设计图纸中的参数指标,按照相应顺序来完成构件组装,提高组装的可靠性。然后是上、下弦杆的拼接。连接上弦杆与下弦杆,必须使用8*M16高强螺栓。对接头采用全熔透焊接,焊接作业开始前,首先要对坡口进行全部清理,不允许坡口附近3cm~5cm范围内有铁锈或油污。在完成拼装点焊接后,开始对其他部位进行施焊,遵循先上下后中间的焊接顺序,以免焊接不合规出现结构变形的情况。焊接时必须控制好焊脚尺寸。若母材厚度小于6mm,则焊脚尺寸应控制在3mm左右。若母材厚度在6mm~12mm之间,则焊脚尺寸应控制在5mm左右。若母材厚度超过20mm,则焊脚尺寸应控制在8mm左右。在进行焊接作业时,要注意调整电流,调整好焊条的角度,调整好电弧,以免出现焊缝尺寸不正、咬边、弧坑等缺陷。焊接结束后,必须使用焊缝超声波探伤仪或射线探伤仪对每一个焊缝进行探伤。探伤长度必须超过20cm。最后是上弦与下弦的斜腹杆拼装。按设计图纸的定位尺寸定位点焊后开始施焊,在进行电焊作业时需要至少两名工人在桁架的两侧同时进行电焊作业,这是为了防止在焊接过程中出现结构变形,进而导致建筑稳定性降低。
3.4严格控制焊接顺序
首先是必须在标准水平面制作轻钢结构件,避免构件因自身重力导致轻钢结构件平直度不符合要求。如果轻钢结构件截面对称,则须先装配后焊接,并以对角焊接的方式进行。其次是必须按照焊接顺序一次完成焊接。因此,须预先拼装焊成部件后,再进行基座、屋架等位置的焊接。最后是在焊接时,腹杆和连板焊缝等部位优先焊接。若以手工焊方式焊接,则需选择经验丰富的焊接人员。
3.5使用BIM技术建设模型
BIM技术最大的特征是可在实际进行钢结构施工前可对施工进行模型的模拟,故使用BIM技术可在工程设计阶段对模型进行构建,依据模型的构建情况可对具体施工过程进行模拟,相关设计人员可依据模型模拟情况来对施工方案进行修改,确保施工所使用的预制件材料的制作符合基本施工要求。同时,在模型建立过程中施工企业也可依据具体工程的建设要求,进行施工模拟,依据模拟结构对设计图纸进行完善和优化,提升设计施工方案的合理性。在设计方案模型建设过程中,要对项目的数据信息进行集中化管理,便于施工所涉及的多个企业可对项目进行集中设计,在一定程度上为多方人员的沟通提供了便捷渠道。在模型实际应用过程中还可对设计方案进行深入管理,便于针对施工实际情况,对方能进行优化,降低施工问题出现的概率,也可提升多部门进行合作的密切程度。
结语
综上所述,在新时期,技术创新愈加重要,几乎决定企业发展潜力,对土木施工亦是如此。而且当前发展形势下,土木工程在质量要求、技术标准及内容复杂性上具有提升,要求对创新加以重视,并理清土木工程的发展方向,切实推动土木施工技术进步,如新型预应力施工技术等,可改善土木结构性能,带来更高的质量效益。
参考文献
[1]韩世玉.土木工程施工中的钢结构技术探究[J].建材发展导向,2018,16(24):32-34.
[2]戴卓见,王鑫,江文霞.浅议土木工程施工中的钢结构技术[J].科学技术创新,2018(32):114-115.