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關鍵詞:索橋 施工方法 主索
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)08(b)-0052-02
1 工程概況
楊房溝水電站位于四川省涼山彝族自治州木里縣境內的雅礱江中游河段上,是規劃中該河段的第六級水電站,上距孟底溝水電站37 km,下距卡拉水電站33 km。電站壩址位于雅礱江流域支流楊房溝的匯合口上游約450 m處,根據楊房溝水電站施工總布置和場內交通規劃,擬在下游永久交通橋上游約100 m處修建下游臨時索道橋以滿足工程施工需要。該臨時橋為一座單車道索橋,分別連接左岸臨時交通洞和右岸進廠公路,是施工期間壩址下游左右岸場內交通公路連接的主要通道。該臨時交通橋橋型采用一跨臨時索道橋,橋梁凈跨為143 m,橋面凈寬6.0 m。橋梁設計荷載為車輛荷載汽-60,單車道通行,每次限過一輛車,同時橋上不得有大批行人通行。本橋梁是施工期間壩址下游左、右岸場內交通公路連接的主要通道,橋梁能否早日通行對右岸場內交通公路的施工進度起著制約性作用。
2 施工布置
根據現場施工條件現場施工布置如下。
(1)安裝時在索橋軸線上方3.5 m處架設一條3 t臨時牽引走線,牽引索在架設是應形成閉合回路,主要用于索橋主索過河牽引;以索橋軸線為對稱中心在上、下游車行道中部索鞍之間架設一條寬為2 m的簡易承重貓道(簡稱主索托架)主要用于承載主索過河時主索的自重,防止主索墮入河中和減小卷楊機索引力。
(2)右岸施工布置:在右岸引線隧道洞口安裝一臺1.5 t卷揚機用于主索過河后主索安裝位置的局部調整;在右岸引線隧道洞口安裝一臺3 m3的空壓機及50 kW柴油發電機用于右岸施工供風及施工供電;右岸索橋上部結構安裝期間不需要考慮施工用水。
(3)左岸施工布置:在左岸布置兩臺5 t和一臺3 t卷揚機,兩臺5 t卷揚機分別用做主索架設時臨時牽引走線的牽引動力及主索矢度調整時動滑輪組的動力;另外一臺3 t卷揚機用于由于空間不足主索張拉時倒換滑輪時起輔助固定做用,另在左岸錨板后方橋臺位置處安裝一臺3 m3的空壓機及100 kW柴油發電機用于左岸施工供風及施工供電;左岸索橋上部結構安裝期間不需要考慮施工用水。
3 主要施工方案
本橋梁的施工主要包含橋梁下部結構施工及上部結構施工,其中下部結構主要包含:橋臺開挖、錨索孔造孔、錨索安裝及錨索孔注漿、錨板混凝土澆筑、索鞍混凝土澆筑及索鞍安裝;橋梁上部結構施工主要包含:橋面主索安裝、橋面鋼橫梁安裝、橋面板鋪裝、欄桿系統安裝等工作;橋梁下部結構施工現已全部完成經檢測施工質量滿足設計及規范要求達到橋梁上部結構施工條件;上部結構施工主要施工方法如下。
3.1 施工前準備
索橋在安裝前,檢查施工機具及工器具是否準備齊全、設備完好率進行統計并調整,工作人員的到位率進行調查;安裝構件質量是否滿足設計及規范要求、復測橋梁軸線是否正確、安裝好橋梁架設輔助設備、標識好主索空索的矢度控制點高程;
3.2 橋面主索安裝
主索安裝分步進行,詳細施工步驟如下。
(1)主索端部連接頭制作。
安裝時將鋼絲繩以卷為單位吊至左岸橋臺錨板后方,再用吊車或三角支架掛一卷至左岸橋臺錨板后方下游側位置處將其捆綁繩打開后放開鋼絲繩頭部,根據施工圖尺寸用繩卡做好主繩端部連接接頭,將繩卡按規范要求固定,不得有絲扣松動,滑絲等現象。
(2)主索過河方案。
利用已經安裝好的3 t輔助走線掛上工序(1)中已制作好的主索端部連接接頭將主索牽引至輔助簡易錨道中間,利用簡易錨道承載主索重量配合牽引走線將其平穩、勻速的牽引至右岸橋臺錨板處,利用右岸所布置的卷揚機將其主索臨時牽引,以免松開牽引繩時主索因自重回縮,松開牽引繩后,將工序(1)中已制作好的主索端連接頭通過連接器與右岸錨索預留錨頭連接好,松開臨時牽引。
(3)左岸主索初步張拉,利用5 t卷揚機及所組成的滑輪組進行勻速張拉,使其脫離貓道,人工配和使其主索平移到索鞍滑輪內,(兩側橋臺可同時滑動主索,或單側均可)對主索初步張拉達到空索設計失度。
(4)主索裁料。
根據設計跨度、垂度及施工余量等計算每根主索的實際長度,待工序(3)完成后按其計算長度利用砂輪切割機將主索切斷。
(5)左岸主索固定。
待工序(4)完成后,將左岸已經切割斷的主索繩頭用連接器與左岸錨索預留錨頭連接,同時利用準備好的滑輪組將其調整至設計矢度處后將其用繩卡固定;(由于主索較粗錨頭和松緊器太重,可利用3噸卷揚機將其拉緊,固定繩卡。次做法的目的在于減少主索的失度,以免后續整體調時費時費力。)
(6)主索張拉完成。
重復上述工序將主索從下游側穩定索往下游側車行道中部按序逐一張拉完成,再重復上述工序從上游側穩定索往上游側車行道中部按序逐一張拉完成,直至全橋主索張拉完成。
(7)主索矢度調整。
待橋面主索全部張拉完成后再進行主索矢度的統一調整,為便于主索調整及儀器測量觀測,調整時間盡量選在氣溫較恒定、無風時段進行。主索矢度調整時利用扳手擰調節器兩端左、右旋螺母將其調整至空索狀況下的設計矢度值并使每根主索保持自由狀態,調整完成后使其所有橋面主索橫斷面處于對稱水平狀態,從而完成初步調整工作;待初步調整完成24小時后再根據設計矢度用初步調整方法進行2次調整使其達到設計值,且所有橋面主索橫斷面處于對稱水平狀態,至此橋面主索安裝完畢。
3.3 橋面鋼橫梁安裝
橋面鋼橫梁安裝時利用12 t汽車吊,用吊裝鋼絲繩將橫梁對稱固定后垂直起吊至橋面主索處,按設計圖紙中主索位置將其對位后將銷軸及液筒安裝好,拆除吊裝用鋼絲繩后重復其工序直至完成全部鋼橫梁吊裝工作;待鋼橫梁吊裝完成后利用牽引走線配合導向滑輪掛住鋼梁兩端將鋼橫梁逐一拖拉到位,從而完成鋼橫梁安裝工作。
3.4 橋面板鋪裝、欄桿系統安裝
橋面板安裝時先將已防腐涂裝完成的橫向橋面板按設計圖紙固定方式及鋼橫梁之間間距逐一安裝完成,待橫向橋面板安裝完成后再按設計圖紙固定方式與間距將防腐涂裝完成的縱向橋面板及人行道板與欄桿系統安裝完成。
4 質量及安全保證措施
4.1 質量保障措施
(1)嚴格按規程、規范及施工技術要求施工,以工序過程控制為中心,對施工過程中的常見問題進行重點檢查落實,整改,杜絕違規施工。
(2)做好現場技術交底工作,技術人員深入施工現場對施工中出現的問題及時進行指導。
(3)施工過程應嚴格按“三檢”制進行驗收及控制,并做好施工質量記錄。對于施工過程中發現的問題,按照“四不放過”方向進行處理,對于經檢查發現的問題按照“返修、再驗收”處理。
(4)加強測量控制和現場技術人員管理,加強質量教育,強化質量意識。
(5)加強原材料的檢驗檢測,確保原材料合格,杜絕不合格材料進入施工現場。
4.2 安全保證措施
(1)對進廠的所有施工作業人員進行三級安全教育,特殊工種要求持證上崗,全面貫徹“以人為本,安全第一、綜合整治”的思想。
(2)加強危險源的辯識,提高防范能力,完善各工種、機械操作安全規章制度,并落實到人。
(3)加強作業人員的日常安全教育,高空作業的工作平臺要搭設牢固可靠并經驗收合格后方可使用,作業人員應正確的佩帶和使用勞動保護用品,日常檢查無誤后才能進行作業。
(4)設專職安全員管控,并對起重設備及用電設施安排專人進行安全巡查、維護對違規作業行為及時進行糾正或制止。
5 結語
該索橋跨度較大,負載重,施工質量要求高,在此方法施工中保證了質量同時取得了良好的經濟效果,也為以后鋼索橋的施工奠定了基礎,可供同類工程參考借鑒。
參考文獻
[1] 劉北辰,屈本寧.懸索結構設計新構想及倒張拱鋼索橋的設計計算[J].昆明工學院學報,1994,19(4):83-84.
[2] 唐夫仁.世界第一鋼索橋――香港青馬大橋[J].海洋世界,1997(1):4-5.
【關鍵詞】鋼結構特點;高層建筑;建筑特色
輕鋼結構工程由于具有跨度大、施工速度快、造價低等特點,目前在很多工程的主體結構中被采用。但輕鋼結構樓面不論是整體面層還是塊料面層,施工一段時間后都會陸續出現裂紋、空鼓現象,使樓面工程的使用功能及外觀均受到不同程度的影響。在高層鋼結構工程的施工過程中,一般需要經歷構件制造、構件驗收、吊裝、測量校正、結構焊接、壓型鋼板鋪設、栓釘熔焊、樓板混凝土澆筑等程序,在這一系列過程中存在著各種各樣的矛盾,施工的過程就是一個不斷解決矛盾的過程。鋼結構的特點:
鋼結構的優點:
材料的強度高、塑性和韌性好。鋼材與其他建筑材料砼、磚石及木材相比強度要高得多。鋼材材質均勻和力學計算的假定比較符合且在冶煉和壓制過程中質量可以嚴格控制、材質波動范圍小。鋼結構制造簡便、施工周期短,大量的鋼結構一般在專業的金屬構件廠生產,精確度高,在工地拼裝,可采用普通或高強度螺栓,有時還可以在地面拼裝和焊接成大的單元體再行吊裝、縮短施工周期,鋼結構質量輕,鋼材的強度與密度之比要比砼大得多。以同樣跨度承受同樣荷載的鋼屋架質量最多不超過鋼筋砼的 1/4 至 1/3。鋼結構跨度大,例如:陜西秦始皇墓陶俑陳列館的三鉸拱屋架及大型體育館鋼結構屋面等都是大跨度屋蓋的具體例子。
鋼結構缺點:
耐腐性差,由于鋼結構表面鐵原子在空氣中氧化生成氧化鐵銹,銹蝕能夠引起應力集中,危害鋼結構的安全,使結構提前破壞,因此必須對結構進行防侵蝕性保護,確保使用年限。耐熱但不耐火,鋼結構的導熱系數遠大于鋼筋砼的導熱系數,其耐火性遠差于砼結構,在溫度達到600℃時。鋼結構基本喪失了全部的剛度和強度,在鋼結構設計中抗火能力視為重要環節。
隨著我國經濟突飛猛進的快速發展,我國的鋼產量和鋼材產量都突破了1 億噸,成為世界第一產鋼國,在這種情況下,首次列入了鋼結構新技術,完成了在建筑業從“限制使用鋼結構”到“大力發展鋼結構”的政策轉變。由于相對美、日等發達國家,我國高層鋼結構工程起步較晚,工程實例與鋼筋砼結構相比也較少,因此如何開展對此類工程的施工工作,成為我國鋼結構行業面臨的新問題。
建筑設計,從本質上講,輕鋼結構的建筑設計仍然執行現行的各種建筑規范,與混凝土建筑沒有本質的區別。但其建筑理念由于使用材料的特殊性,確有與混凝土不同的地方,進而使其建筑表現出多種差別。混凝土建筑的設計都是按照先建筑設計后結構設計的理念進行設計,而輕鋼結構建筑由于其特殊的材料和先進的設計軟件,得以使設計程序實現建筑結構一體化設計,即建筑設計完成與結構設計同時完成。
住房的建筑形式和風格千差萬別,但就結構體系(支撐骨架)而言,只有磚混結構、木結構、鋼筋混凝土結構和鋼結構等幾種主要的結構形式。隨著國家對環境保護意識的認識不斷加深,對木材和粘土磚已經提出限制、限時使用,現階段我國住宅建筑的主要結構形式主要以鋼筋混凝土框架為主,但該結構施工煩瑣、施工垃圾多且結構自重大,進深和開間相對較小,梁、柱粗大,空間利用率較低等缺點,這在一定程度上無法滿足條件越來越高的住宅建筑的功能要求。因此,開發堅固耐久,建造迅速,空間布置靈活,易于改建的新型住宅結構體系,則成為住宅建筑和結構發展的重要趨勢。隨著我國鋼產量的快速增長,新型建材的發展和應用,符合上述要求的鋼結構住宅體系逐步發展起來并引起了廣泛的關注。所謂的鋼結構住宅體系就是指由維護墻體、隔斷墻體、樓板與主體鋼結構共同組成的住宅體系。
對于板厚較大的鋼柱應該采用防止層狀撕裂的焊接構造形式,同時在焊接過程中應該注意焊接預熱和焊后保溫,滿足焊縫后熱處理的要求,把對焊縫不利的影響降低到最小程度。構件進場的檢驗和吊裝前的準備現場施工場地狹小、施工條件差是目前高層鋼結構工程施工中普遍存在的問題,對高層鋼結構工程而言,在相對緊張的工期內,要完成大量的施工工作,因此,各方面組織得當是十分重要的。首先對構件堆放場地的要求十分嚴格,這個問題如果處理不好必將對吊裝及整個工程施工造成嚴重影響。做好構件的驗收工作是高層鋼結構工程施工中的重要一環。由于高層鋼結構的安裝特點,構件一旦起吊到高空,再對其存在的問題進行處理將十分困難,而只能將其重新吊下進行處理,不但影響工程進度,而且也存在不安全因素。在構件的制作及運輸過程中難免會出現各種各樣的問題,這些問題必須在地面加以消除,因此就要求必須做好構件吊裝前的檢查驗收和預處理工作,確保參加吊裝的構件是合格的構件。構件安裝及精度控制塔吊的選擇、布置與裝拆塔吊是高層鋼結構工程施工的核心設備,其選擇與布置要根據建筑物的布局、現場條件及鋼結構的重量等因素綜合考慮,并保證裝拆的安全、方便、可靠。測量控制及校正在高層鋼結構施工中,垂直度、軸線和標高的偏差是衡量安裝質量的重要指標,測量作為工程質量的控制手段,必須為施工檢查提供依據。從鋼結構施工流程可以看出,各工序間既相互聯系又相互制約,選擇何種測量控制方法直接影響到工程的進度與測量。對結構安裝進行全過程的跟蹤測量,一方面可以驗正施工單位的測量結果,另一方面可以通過專業測量單位的介入對結構的整體測量形成一套系統、詳實的測量記錄。焊接及其質量控制高層鋼結構具有工期緊、結構復雜、工程量大、質量要求高的特點,而焊接作為鋼結構施工的重要工序,其工序的選擇與施焊水平的高低對工程的安全、優質、高效完成具有重大影響。
制約鋼結構發展的因素:(1)鋼結構住宅體系缺乏統一的標準準則,因此從設計到施工、建筑防火及工程驗收等環節差別較大,在設計規范、建筑防火(是以人為本還是以物為本- 即對于多層住宅而言,人在1.5h 防火要求時間內完全可以逃生)要求尚缺乏必要的有針對性的規范準則。(2)住宅建筑綜合性比較強,平面布置比較復雜,使用要求比較高,鋼結構作為建筑的一種結構體系雖然毫無技術問題,但整體鋼結構體系(包括與各種圍護構件的連接件的配套生產、防火材料、各種板材等)的采用在經濟核算上、工程使用上尚有難度。(3)在住宅建筑中,結構體系不能外露,對鋼結構構件的設計,鋼結構的維護和防火、防腐帶來困難。(4)缺乏合適的外墻板(包括屋面板),內墻板及樓面板等材料,因此,很難做到既要經濟耐用,又能達到防火、防腐、保溫、防水、隔聲、隔熱等要求。
關鍵詞:象山港大橋;箱梁結構;施工技術
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A
寧波象山港大橋起自寧波繞城公路東段、止于戴港。象山港大橋全長6.761km,全線采用雙向四車道高速公路建設標準。本文以寧波象山港大橋的建設基礎為案例,分析和論述大橋箱梁結構施工技術應用情況。同時,以寧波象山港大橋右幅箱梁為基礎對質量預控方式等工作進行了簡要論述。
1 工程概況
寧波象山港公路大橋及接線工程項目是浙江省公路水路交通“十一五”期間規劃建設的沿海高速公路(甬臺溫復線)的重要組成部分。起自寧波繞城公路東段云龍互通,接寧波繞城東段,向南經鄞州區在于山巖嶺以橋梁方式跨越象山港灣,止于戴港,暫接省道38線,遠期接規劃建設的浙江沿海高速公路象山到臺州段,全長46.929km。本文以寧波象山港大橋P10-P11右幅箱梁結構的施工為重點對箱梁結構施工技術等進行了分析。P10-P11右幅箱梁是象山港大橋46米引橋與60米跨引橋,為備案右幅末跨箱梁。在實際施工工作中,由于原設計施工缺乏足夠的張拉操作空間。因此,經設計單位進行變革后,改為設置后澆段。根據嚴格的施工控制改箱梁結構施工達到了設計強度與張拉要求,這為我國公司積累了豐富的處理經驗。本文以P10-P11右幅箱梁的施工技術分析與論述對施工技術經驗進行了總結與分析。
2 象山港大橋箱梁結構施工技術經驗的總結與分析
2.1 象山港大橋箱梁結構施工準備工作的技術經驗總結
為了保障象山港大橋箱梁結構的施工質量,施工企業對基礎的準備工作進行了強化管理。在下部結構施工結束并檢驗合格后,保障箱梁施工條件。同時,對施工所需便道、用電以及混凝土拌合站等進行了再次確認。為了保障雨季施工中鋼筋存放與加工不受影響,還在工程場地中設置了移動和固定鋼筋棚。通過基礎準備工作為保障象山港大橋箱梁施工做好基礎的準備工作。在做好上述基礎的同時,施工企業還加強了資源配置的論證。首先,對現澆箱梁組織機構進行再次的論證,確保施工組織機構能夠保障對施工過程的控制與管理。同時,根據工程施工需求進行了施工班組的配備。根據該段施工情況以及前期工作已經完成的現狀,投入5個施工班組進行施工。作為箱梁施工的重要資源,支架與模板資源配置對施工進度有著重要的影響。根據P10-P11施工進度要求,該段施工投入了3跨支架、3跨底板、2套腹板和一般、1套芯模用于該段的箱梁施工。
通過施工準備工作的有效開展為箱梁結構施工奠定了基礎,為保障施工進度與施工質量奠定了基礎。
2.2 象山港大橋右幅箱梁P10-P11段施工問題與解決措施的技術經驗總結
在P10-P11右幅箱梁的施工中,由于相鄰標段已完成臨跨箱梁的架設安裝,因此該跨段按原設計圖紙施工張拉操作空間不足的問題便暴露出來。為了保障施工工作的順利開展,在工程建設施工前經設計單位的變更將該跨箱梁改為設置后現澆。以這樣的設計方式保障工程的順林進行。為了避免張拉過程中出現起拱下撓等問題的發生,工程施工指揮部同設計單位制定了預防性設計方案。針對施工中可能出現的質量問題制定了預防與治理方案。
根據設計變更后的施工要求,與2011年11月3日完成本跨箱梁的澆筑,澆筑過程中按照設計文件要求進行嚴格的控制,澆筑過程未出現異常。2011年11月9日對該跨箱梁抗壓強度及彈性模量進行了檢測,檢測結果顯示抗壓強度為46.3Mpa、達到設計強度92%,抗壓彈性符合張拉要求。
11月10日下午按照設計文件開始進行該跨箱梁結構的張拉施工。當日完成N3\N3'及N4\ N4’張拉作業。
張拉開始前對該跨箱梁頂面標高進行了測量,其后每張拉一束對橋面標高進行一次復測(測量數據附后),完成N3\N3'及N4\N4'張拉后,對梁端進行觀測,每張拉一束都對梁體、支架以及預應力混凝土灌裝進行復測,同時張拉后進行觀測。在觀測結果中發現支架存在壓縮變形,水泥管樁存在小樹枝下沉等問題。為了保障梁體和施工人員的安全,暫停張拉作業,并及時進行上報。項目部、監理辦、指揮部以及上級公司會同設計院進行了現場情況分析,最終決定啟用施工前所指定的治理方案。針對腹板束和底板束對箱梁跨中起拱兩端下撓起決定性作用的因素,以補強治理方式進行了施工補強。首先對張拉端范圍內10米的支架進行加密,采用建筑鋼管在門架間隙增設豎向支撐,同時在各道門架間增加剪刀撐及水平撐數量,提高支架整體性強度和穩定性。其次,先對未張拉的有頂板T1/T2/3/T4及T’/T2’/T3’/T4’,以減少跨中起拱梁端集中荷載。加固完成后,項目部對箱梁頂板預應力束進行張拉,并安排測量員對張拉過程中的梁端、跨中、支架、管樁進行觀測,頂板張拉完成后梁端上撓6mm,跨中下3mm,管樁與支架未出現變化。頂板張拉完成后,根據設計計算,后續張拉將有480噸荷載作用在梁端正1平方米范圍,根據這一意見,項目部采用底梁(雙拼I32字鋼)、立柱(雙拼I25a字鋼)、蓋梁(雙拼I32字鋼)、斜撐(I18字鋼)等型鋼組成受力框架。立柱的布置主要根據預應力束分布得知(如下圖所示),故在形式上按100×325×100cm布置。在張拉過程中更為保證結構的穩定性,在框架系統的立柱上增設水平撐和斜撐(I18)。通過框架加固保障箱梁結構受力、實現施工建設預定目標。從上述施工過程可以看出,本文施工單位與設計單位在施工前所制定的施工質量問題預防與治理方案對工程施工中箱梁補強施工有著重要的意義,以保障施工質量與施工進度的關鍵。
3 關于箱梁結構施工技術經驗總結的分析
從上文可以看出,象山港大橋箱梁結構施工中由于相鄰標段的施工中未考慮相互影響,造成了P10-P11箱梁張拉施工的困難,而后采用現澆結構進行施工而引發了諸多的問題。從本段工程的施工中可以看出,現代橋梁箱梁結構的施工中,應從施工整體的考慮出發,科學規劃整體進度與施工情況。通過這樣的方式減少本文所述問題的發生。另外,在P10-P11標段施工中也可以看出,箱梁結構施工還需要施工企業積累相應的施工經驗,并在施工前會同設計單位等制定箱梁質量通病預防與治理方案。在張拉工作前對箱梁結構預應力情況進行分析與論證,預防本文起拱下撓等問題的發生,以此保障施工進度與施工質量。
結語
綜上所述,本文標段施工出現的問題與相鄰標段施工溝通有著極大的關聯。現代公路橋梁箱梁結構施工中應通過指揮部的統一協調加強各標段施工中的溝通,避免本文張拉條件不足等類似問題的發生。同時,施工單位還要注重設計變更后箱梁施工常見問題與質量通病的學習與分析。以施工企業經驗、技術水平的提高有效避免同類問題的發生,減少問題治理造成的成本增加、減少施工問題對進度的影響。通過綜合協調、嚴格控制等方式保障公路箱梁結構施工質量,為實現設計使用壽命、保障使用安全奠定基礎。
參考文獻
近10多年來,鋼結構建筑作為集成的建筑產品,在基礎設施、公共建筑、工業廠房等建設領域得到廣泛的推廣和應用,有的工程鋼結構已經占到整個承包業務的60%以上。現行的房建施工總承包管理模式已難以適應鋼結構建筑的施工管理要求,鋼結構技術含量較高、對作業人員技術素質和施工手段、設備有特殊要求,房建總承包企業在實施鋼結構工程總承包管理上存在一定的局限。由于資質的限定,一些總包企業承接鋼結構工程后,往往是層層轉包、層層壓價,造成工程粗制濫造、為工程質量埋下事故隱患。
參加座談會的部分企業代表結合自身的情況,交流了當前鋼結構工程的施工管理的情況。為保證工程質量和進度,許多鋼結構工程實際上也全部由鋼結構企業承擔完成,相當一部分有實力、上規模的鋼結構企業通過充實專業人員,加強專業配合,已經具備對鋼結構工程的總承包管理能力,能夠從工程設計、制作、安裝施工完成全過程總承包管理工作,解決鋼結構企業工程總承包資質的條件基本成熟。
從座談會上鋼結構企業反映的情況看,對鋼結構建筑實施總承包管理勢在必行。我國《建筑法》中明確規定,建筑主體結構不得轉包,由于鋼結構技術特點和專業要求,鋼結構建筑的主體只能由鋼結構企業承擔。但由于建筑企業資質設定的局限,造成了事實上的違法轉包,工程承包主體不清、管理關系不順、責任不明等問題時有發生,不利于鋼結構行業的健康發展。
為此,中國建筑金屬結構協會多次組織專家和企業進行研討或論證,一致認為應該采取完善條件、充實人員和管理能力,通過漸進、分步實施方式解決部分具備條件的有實力、上規模鋼結構企業的工程總承包資質問題,借鑒發達國家的經驗,逐步推行設計制作施工一體化工程總承包管理的路子。推動鋼結構行業在建設生態文明社會,實現可持續發展發揮更大作用。
(建筑鋼結構委員會)
關鍵詞:建筑; 鋼結構;施工技術
1引言
建筑鋼結構的優點是質量輕,強度高、具有良好的抗震性能、鋼結構的基礎造價低、施工速度快、質量能夠得到很好的保等一些優點。鋼結構與鋼筋混凝土結構等傳統住宅建筑的結構形式比較而言。鋼結構是一種最具備“綠色建筑”特征即“環保、節能、工廠化”的新型結構形式,正越來越受到廣大開發商、用戶,以及工程建筑師的歡迎。
2建筑工程鋼結構施工技術分析
在進行建筑工程鋼結構施工的時候,一般的工藝流程包括以下幾個步驟:構件驗收、吊裝、高強螺栓、焊接以及檢測。在建筑工程鋼結構的施工過程中,需要重視其施工技術,根據建筑工程鋼結構的施工流程,其施工技術主要分為以下幾個方面:選擇塔吊、安排裝拆塔吊、吊裝、焊接、測量以及工期控制、驗收、安全施工。
3建筑鋼結構施工塔吊的選擇及使用
3.1鋼結構塔吊的選擇與安裝
塔吊是建筑工地上的必要設備,也是建筑工程鋼結構施工的關鍵設備之一,塔吊的選擇決定于建筑物的特點、工地的具體條件、鋼結構的重量等因素,在塔吊的裝拆過程中,一定要遵循安全第一的原則,并且需要考慮塔吊的方便性以及可靠性。對于建筑工程鋼結構施工來說,最好選擇內爬式塔吊,因為如果選擇這種塔吊,可以不用加固樓層,并且在選擇起重機的問題上,自由性較大,此外,內爬式塔吊與附著式塔吊相比,在自身的起重能力以及幅度上要求相對較低。
3.2吊裝的注意事項
吊裝是建筑工程鋼結構施工的重要環節,吊裝的速度直接影響到整個工程的進度,吊裝的質量也間接的影響到整個工程的質量。在吊裝操作之前,需要首先考慮建筑物的分布狀況與現場的施工條件,根據實際情況,確定塔吊的數量、安裝位置以及安裝順序。如果整個工程分為兩個作業組,每個作業組單獨完成自己施工范圍的吊裝任務。
3.3鋼結構的焊接施工
(1)明確鋼結構的焊接順序
在焊接流程操作之前,需要準確的確定焊接的整體順序,總起而言,焊接過程遵循以下幾個原則:首先,在一個平面內,應先焊接平面的中心位置,然后逐步向周圍拓展,可以選擇節點或結構對稱的形式依次焊接;其次,在豎直平面內,對于框架梁,焊接順序為上層、下層、中層框架梁。 對于柱與柱的焊接,應由兩位焊工從兩邊開始對稱的進行焊接,并且在焊接的過程中,兩名焊工需保持相同的速度。對于梁與柱節頭的焊接,應先焊接下翼緣板,在焊接上翼緣板。對于梁的焊接,應先焊接梁的一端,待其完成并冷卻以后,繼續焊接另一端。
(2)選用科學的鋼結構焊接工藝
有些工程焊接的難度相對較大,比如,建筑物的結構為雙曲面結構,并且整個建筑物設計了較多的斜柱以及斜撐,再加上鋼板相對較厚,這種建筑物結構比較復雜,需要大量的立焊與斜立焊操作,施工過程以及防護工作難度較大,對于這種建筑物,需要確定合適的焊接工藝。有些建筑物不僅焊接量較大,并且工期比較緊迫,對于這類工程,可以采用二氧化碳氣體保護半自動焊,這樣可以加快工程焊接的速度,為整個工程的施工節約時間。
(3)確定標準的鋼結構焊接參數
確定焊接工藝之后,焊接質量控制小組需根據整個工程的具體要求,對焊接工藝進行相應的評定,確定一套適合這項工程的二氧化碳氣體保護半自動焊接的具體方法以及焊接參數。首先,確定焊接的目標,分析影響焊接質量的各種原因,并對焊接中可能出現的各種問題,制定出合適的解決策略,然后為了保證焊接的質量,制定焊接工藝指導書。經過多次試驗以后,確定平焊、橫焊、立焊以及斜立焊等各種焊接的工藝參數;根據焊接過程中對焊絲的伸出長度以及焊接角度等方面實際經驗的概括與總結,制定一套實用的操作要領;此外,為了保證焊接過程中的安全性,需要加強施工的防護工作。
3.4加強安全施工的管理工作
安全施工是建筑工程鋼結構施工技術的重要組成部分,對于建筑工程鋼結構施工而言,它的主要特點是高空作業比較多。在建筑工程鋼結構的整個施工過程中,大約需要四十萬顆高強螺絲,雖然螺絲體積較小,但是倘若從100多米的高度落下來,后果不堪設想。為了確保施工人員的安全,在建筑工程鋼結構的施工之前,安排必要的措施設備,比如,布置安全梯、防墜板、纜風繩等設備,預防意外事故的發生。在建筑工程鋼結構的施工過程中,也要加強防護措施。比如,安裝高強螺絲的過程中,在梁端設置一個吊籃,在架設掉框架梁的過程中,設置一個臨時性的走道,焊接的過程中建立一個操作平臺。另外,還需要對工程施工人員進行安全培訓工作,加強他們的安全意識,教授緊急事故的處理方法,制定每日安全巡視檢查的制度。
4結語
在進行建筑鋼結構施工的過程中,要合理的進行施工工藝的選擇。根據建筑工程的特點選擇合適的施工機械,尤其要注意塔式起重機的選擇,并對裝拆的方便性做出前期的考慮。按照不同的建筑鋼結構特點,焊接的方法以及施工的氣候條件等,使用最優的焊接工藝進行施工。鋼結構構件的加工順序和材料進場的數量,要在施工現場存放條件和吊裝設備的調運能力允許下來決定。嚴格工廠制作工藝,減少現場處理數量。測量控制要做到分區段、分層次、分階段進行閉合、校正,防止累計誤差的產生。加強鋼結構施工技術的研究和優化,是提高鋼結構施工質量,保證整個工程質量的重要措施。
參考文獻:
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關鍵詞:房屋建設;鋼結構施工;施工技術;技術探討
中圖分類號:TU391文獻標識碼: A
引言
近年來,我國房建工程總量增多,隨之而來的是鋼結構使用的增多與范圍的變廣。鋼結構雖然在我國房建施工中占有了很大的份額,但是在實際的施工過程中還是不可避免的暴露出一些問題。這些問題如果不能及時獲得解決,就會對整個施工過程造成影響,嚴重的還會影響人民的生產與生活。因此,我們一定要注意選擇質量優良的鋼結構材料,恰當的施工技術,將發生施工事故的風險降到最低。
1我國房建中鋼結構的基本類型
1.1低合金高輕度結構鋼
鋼結構有很多種,但是在我國目前的房屋建筑中,主要由以下兩種鋼結構的類型。一是碳素結構鋼,二是低合金高強度結構鋼。與碳素結構鋼相比,低合金高強度結構鋼有較高含量的金屬元素,是低合金鋼中的一種。從整體上來看,碳素結構鋼的強度要要低于低合金高輕度結構鋼。低合金高強度鋼也因此具有了較大的剛度以及將強的穩定性以及較好的承載力。也因此而往往掛鉤在高負荷和跨度結構中并有更良好的表現。
1.2碳素鋼結構
作為我國最常用的工程用鋼,碳素結構在我國鋼結構的應用中十分廣泛。我國針對碳素鋼結構有專門的規定。用“Q”來代表屈服點,用數值來表示屈服點的數值。同時還有重量等級符號以及托養方法作為輔助的標準。在我國現行的規定中,總共分成了五類鋼結構:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275。Q235的碳素鋼結構通常用于建筑工程的焊接結構中。質量等級則主要由結構中硫磷雜質的含量多少來劃分,并按照從多到少用A\BC\D\E來表示。在進行鋼材的選擇的時候,應當將剛才的性能特點以及質量標準等納入到考慮的范圍之內。同時結合施工的需要以及對于鋼結構的要求來進行選擇,務必選出最適合當前施工狀態的鋼材。同時,在進行選擇的時候還應當考慮到焊接情況以及施工外界環境對于鋼材的影像以及特殊要求,將這些內容綜合考慮選擇最合適的鋼材。尤其是對于沸騰鋼的選擇,應當注意當外界環境低于-20℃時不應當采用此種鋼材。
2鋼結構的主要特點
在承載力大、跨度較大的工程中常常使用鋼結構。由于鋼結構材質較為均勻,質量也很穩定,與其他材料相比更具有可靠性能。與此同時還具有體積小質量輕的優點,極大地方便了鋼結構在施工過程中的運輸與存放,節省了大量的人力物力。另外,其具有的較強的高輕度、可塑性能以及韌性都拓寬了他的適用范圍,使得鋼結構能夠更加廣泛的應用于各種建筑工程中。還有,鋼結構正在走工業和預案的道路,由工業統一制造安裝,省去了大量的人力操作,縮短了成型時間,也保證了鋼結構的準確性。但是,鋼結構也有一定的缺點,與一些耐火材料相比它的著火點較高,防火性差;與一些防腐材料相比,它比較易腐蝕。
3鋼結構基礎施工的主要技術
施工質量的好壞很大程度上是由鋼結構施工技術需按取得成功與否決定的。在選取施工技術時,應當結合房建工程的實際情況和對于鋼結構的具體要求選擇適當的鋼結構施工技術。反之,如果選擇的鋼結構技術不恰當,就會對工程的造成嚴重的影響,嚴重的還會危及到施工人員以及住戶的生命安全。因此,在進行鋼結構施工技術選擇的過程中,一定要嚴格按照相關規定的要求,也只有這樣才能夠提高鋼結構技術的應用效果,進而保證整個工程的整體質量。
3.1螺栓的預埋和安裝
地腳螺栓預埋如圖所示,核芯筒內首節鋼柱采用地腳螺栓與混凝土墻體固定,核芯筒首節鋼柱通過地腳螺栓與承臺板固定,柱底標高以螺母調整。
圖1 地腳螺栓埋設示意圖
地腳螺栓預埋施工工藝流程為:軸線確定定位箍筋位置確定定位箍筋定位定位法蘭盤就位地腳螺栓就位地腳螺栓的最終定位鋼柱基礎地腳螺栓驗收混凝土澆注跟蹤測量柱基礎軸線確定。
地腳螺栓預埋的重點和難點是如何確保在混凝土澆筑前及初凝前地腳螺栓位置不發生偏移。為解決這一問題,設置兩道定位箍筋及定位法蘭盤輔助固定地腳螺栓。第一道定位箍筋設于定位法蘭盤下部,第二道定位箍筋設于承臺板上部鋼筋上部,定位箍筋與承臺板鋼筋綁扎牢固,并與法蘭盤支撐鋼筋焊接。
為確保澆筑混凝土過程中地腳螺栓位置準確,澆筑混凝土時跟蹤測量地腳螺栓移動偏差,發現偏差立即校正,直至符合規范要求。
3.2 鋼柱安裝
鋼柱吊裝前準備。鋼柱吊裝前現將柱身固定好上人爬梯(工廠加工制作完成),拴好纜風繩、掛好防墜器。標高、軸線、構件型號復核 吊裝前對鋼柱中心線和標高線、基礎軸線、地腳螺栓直徑和伸出長度進行檢查,對鋼柱編號、外形尺寸、螺栓孔位置及直徑、柱腳板的方位等進行全面復核。吊點設置及吊裝方式 鋼柱吊點設置在預先焊好的連接耳板處(加工廠制作完成),每根鋼柱用四個足夠強度的卡環及鋼絲繩進行吊裝,并用單機回轉法起吊安裝(如圖2所示)。
圖2 多梁串吊示意圖
核芯筒內鋼柱在下層柱核芯筒墻體施工完成后,馬上進行上節柱的安裝,鋼柱就位后,用安裝螺栓和連接板臨時連接。核芯筒鋼柱吊裝需在核芯筒爬架最低處超過水平樓板2層或3層以上時方可進行,吊裝前要預先在核芯筒埋件上將橫向鋼梁的連接板焊好,在鋼柱全部就位后立即連接鋼梁,形成剛性節間,然后采用鋼鍥鐵、纜風繩等進行整體校正。
3.3 鋼梁安裝
鋼梁綁扎與起吊 鋼梁采用兩點起吊,鋼梁吊點選擇設置在鋼梁上附加的吊耳位置,吊耳在工廠內制作完成,鋼梁安裝完成后采用氣焊等方法將吊耳割除。為加快進度,提高工效,在塔吊起重允許范圍內可采用多頭吊索一次吊裝二至三根鋼梁的方法,每根梁間距不小于2米。鋼梁臨時對位、固定 鋼梁吊升到位后,按施工圖進行對位,要注意鋼梁的正、反方向和鋼柱上連接板的軸線不可安錯。較長梁的安裝,應先用沖釘將梁兩端孔打緊、對正,再用安裝螺栓擰緊。安裝螺栓數量不得少于該節點高強螺栓總數的30%,且不得少于二個。安裝多層柱節時,應首先固定頂層梁,再固定下層梁,最后固定中層梁。
3.4焊接
焊接工藝流程為焊前檢查加熱除銹安裝焊墊板及引弧板焊接作業檢查填寫作業記錄。焊接采用手工電弧焊及CO2氣保焊焊材和設備。焊條必須經高溫烘干箱烘干后使用,并須在4小時內用完,焊條烘干次數不得超過兩次;CO2氣體純度不低于99.9%(體積比),含水量低于0.005%(重量比)。Q345等低合金鋼在焊接完成24小時后均需進行100%外觀檢驗。焊縫的焊波均勻平整,表面無裂紋、氣孔、夾渣、未熔合和深度咬邊等缺陷,并不應有明顯焊瘤和未填滿的弧坑。全熔透一級焊縫檢驗為100%超聲波探傷。
鋼焊接的效果好壞,影響因素有很多。擁有上崗證的焊工才能夠嚴格按照相關規定,沿著正確的程序施工作業。由于鋼結構的焊接是鋼結構施工技術中十分關鍵的部分,因此我們都應當對該步驟提起足夠的重視。進行鋼結構焊接施工時,首先要根據具體情況,確定焊接順序。在平面內,要執行結點對稱、結構對稱的焊接順序,由平面中心向四周推進。柱與柱的兩端焊接要對稱、同時進行;柱與梁的連接要首先進行下翼焊接,再進行上翼焊接。梁兩端的焊接要按照一端先焊接冷卻,再對另一端焊接的順序進行。其次要正確選擇焊接工藝,降低鋼結構焊接難度。房建中鋼結構焊接內容較多,焊接形式繁復,焊接部位重要,往往需要焊工具有平焊、立焊及橫焊等多樣化的專業技術資格,施工防護與安全操作都具有一定難度。只有結合相適宜的施工工藝才能加快焊接進度,按期完成工程。CO2氣體半自動焊接可廣泛應用于斜焊、立焊工藝,能達到降低焊接難度,提高焊接質量的效果。
3.5栓接
3.5.1摩擦面管理
在擰緊作業前,首先進行摩擦面的檢查,如果有浮銹、油、涂料、殘渣等降低摩擦面承載力的附著物時,采用金屬刷、砂紙、氧氣-乙炔火焰等進行去除,確保摩擦面的干凈。
3.5.2高強螺栓施工
臨時螺栓安裝。在插入高強度螺栓前,為了使連接緊密先用臨時安裝螺栓栓緊,連接部位的材料如有彎曲、翹曲的需要修正。孔的差異在2mm以內時,可以用絞刀進行修正。如果孔的差異超過2mm,采取更換連接板等合理的處理方法進行處理,不允許氣割擴孔。
高強螺栓插入。高強度螺栓的螺帽及墊片要注意安裝方向,確保方向正確。插入螺栓時,注意不要在螺栓上附著銹、塵埃、油等污染物,施工時不要強行將高強螺栓打入螺栓孔內,以免損傷螺紋。
高強螺栓初擰。把臨時安裝螺栓鎖緊后,確認構件的緊密程度,對于所有高強螺栓以下表的初擰扭矩值為標準,回轉螺帽進行初擰。初擰完后,通過高強螺栓螺帽、墊片及構件用記號筆進行標記。
高強螺栓終擰。初擰完成后,使用專用緊固扳手進行鎖緊,直至頸縮處斷裂,梅花頭掉下來。當天插入的高強螺栓原則上當日終擰完成。終擰原則上是從接頭部位的中央到端部。高強螺栓終擰后應外露2~3扣,允許有10%的高強螺栓露出1扣或4扣。
高強螺栓檢查。扭剪型高強螺栓的檢查以尾部梅花頭被擰掉為合格質量標準。
3.6防火噴涂
3.6.1噴涂工藝的流程
先利用攪拌機拌料,其次對拌料振動篩過濾,然后把過濾后的料倒進料斗,接著用噴涂工具把料噴涂在結構的表面,最后加覆防火涂料進行固化。需注意流程中,要重點重復最后兩道工序,以達到標準要求的厚度。
3.6.2注意事項
拌料過程配料時要嚴格按照涂料的配比。攪拌時間不能夠少于 20 分鐘,攪拌合格標準,涂料內沒有結塊、稠度均勻,還要求流動性達到施工要求,涂料以用手抓起掌心向下,涂料不落下;噴涂過程中,第一遍為防止涂料在固化過程中產生裂紋,厚度達到4到8mm之間。噴槍操作時,距工作墻面的距離必須小于 0.3m;噴涂完成后,需檢查噴涂效果,尤其是角落和縫隙處。厚度不夠處進行補涂。
結束語
在鋼結構安裝的過程中,我們必須要針對各個鋼材構件和器材的質量進行總結和分析,針對在施工的過程中設計標準、構件的尺寸等方面進行嚴格的總結和處理,且在施工的過程中我們還需要針對鋼結構的安裝標準和相關國家規范進行完善和優化,對施工過程中存在的種種質量缺陷和隱患問題加以研究和總結并采取應對措施,保障鋼結構施工符合標準和施工質量。
參考文獻
[1]冶金工業部建筑研究總院.GB50205-2001 鋼結構工程施工質量驗收規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2001.
[關鍵詞]BIM技術;鋼結構工程;應用
中圖分類號:TU391;TU17 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)09-0138-01
美國標準協會(NBIMS)對BIM(buildinginformationmodeling)的定義是:BIM是一個設施(建筑項目)物理和功能特性的數字表達;是一個共享的知識資源,是一個分享有關這個設施的信息,為該設施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程;在項目不同的階段,不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自職責的協同作業。
鋼結構工程是以鋼材為預制構件的原料,現場拼裝時構件間采用特定連接方式的一種結構。它具有輕質高強、力學性能良好、抗震性能優越、施工速度快、工業化程度高、投資回收快、外形美觀、可再次利用及符合可持續發展政策等一系列的優點,被廣泛地應用于大型廠房、輕型及大跨度結構工程、高層建筑工程等領域中。
1 設計階段的應用
目前鋼結構工程在設計階段,因鋼結構專業和BIM技術人才缺乏,導致設計深度不夠、設計造價偏高;因設計方案不合理使后期施工困難,只能返工重新設計而導致投資增加等情況屢見不鮮。利用BIM技術按照設計圖紙,調用“構件庫”和“節點庫”進行三維建模,錄入構件、節點的參數信息,這在利于構件節點的深化設計的同時,還利于鋼結構工程的可視化與信息管理。胡育科等人通過闡述國家推出的有關推廣鋼結構的政策,及當前鋼結構推廣的瓶頸和問題,提出了大力推廣鋼結構根本在于提升工程設計和應用水平;楊振方通過對TeklaStructures在鋼結構工程中的應用研究,闡明了TeklaStructures在不同結構中的詳圖深化設計功能及運用方法。結果表明,TeklaStructures的數據交互功能,及建筑設計、分析、出圖、報表等功能,能提高設計的效率和準確性;尚超宏等人通過實際工程,介紹了Tekla在項目中的深化設計流程、設計依據、深化中遇到的難點重點,突出了BIM技術對設計和后期施工流暢、經濟的重要性。由此可見,運用BIM來解決深化設計中的問題,并優化設計方案是可行且有效的。
在當前發展較為成熟的BIM軟件中,TeklaStructures在解決節點深化設計問題上扮演著重要的角色。借助鋼結構工程的BIM模型,一則能直觀地向業主反映項目的建造過程與成果,對現場復雜的安裝節點、難度系數高的施工工藝進行可視化三維技術交底,優化設計方案;二則模型自動生成的報表,能為項目和造價管理提供依據;三則模型在TeklaStructures中深化后可同其他軟件進行交互,進行管線綜合和碰撞檢查等。最終達到最優設計,以獲得更大的經濟效益。
2 施工階段的應用
目前在鋼結構工程的施工階段,項目的成本、質量、進度、安全控制方面都存在問題:因工程變更引起造價波動;因預制安裝工藝不當、裝配安裝順序沖突引起工期延誤;因預制構件在運輸過程中造成變形、碰傷或污染而增加造價,延誤工期;因安全教育工作或安全措施的不到位而引起安全事故。利用BIM技術,對3D模型中的構件進行參數化管理,并進行3D模型與時間軸關聯后的4D模擬施工、場布模擬等施工前的計劃審查,以保證順利安裝,避免施工工序之間的沖突和施工安全問題,并糾正偏差確保項目各項目標的實現。周慧恩等人通過對工業化鋼結構的4DBIM虛擬建造方法的研究,提出用BIM部品庫以及對軟件插件進行二次開發,來快速、智能、高效地建模。之后基于4D模型進行模擬施工、各專業綜合后的碰撞檢查,并模擬重點部分的可建造性以進一步優化施工方案,達到多次虛擬建造優化和一次實物安裝建造結合的效果;任玲華等人通過BIM技術在虛擬建筑及節點構造模型中的應用研究,提出了借助BIM模型中精確的節點展現,能提高設計質量及施工效率,并能在隨后的建筑施工信息流轉中,利用模型制定計劃、共享信息、指導現場;壯真才通過一棟鋼結構辦公樓工程,重點介紹BIM技術在項目施工精細化管理中的應用,提出BIM技術在能保證工程質量、工期、成本、施工安全的同時,提高管理團隊的綜合施工管理能力;孫亮等人通過介紹BIM-QR系統中動態二維碼的信息集成和管理功能,提出了此系統在鋼結構施工質量驗收和鋼結構制造、運輸、安裝進度、質量管理等方面的應用。基于BIM平臺,實時跟蹤并采集項目實際施工中成本、質量、進度的信息,錄入3D模型中與模型結合轉化為數字信息,并階段性地與原施工計劃比較,動態更新BIM數據模型后再利用BIM-QR系統對完工部分工程進行驗收。這樣的信息智能管理系統使項目各方能實時跟蹤項目的在建狀況,及時進行數據共享與意見交流,也使項目按計劃順利進行,確保成本、質量、進度,安全目標的實現。
3 運營階段的應用
在鋼結構工程的全壽命周期內,運營維護階段所占時間最長、花費最高。傳統建筑的運營維護系統一般是根據工程圖紙,人工采集數據后結合Excel表格中設備系統的數據進行監控。這樣的運維方式直觀性低,時效性差,數據傳遞易丟失。BIM技術能將項目設計和施工階段的數據資料完整地傳遞到運維階段,為項目建立一份全壽命周期內數據動態更新的成長檔案,有效提高運維管理的質量和效率。目前學者們對BIM技術在項目運維階段的應用有所研究,但針對于鋼結構工程運維階段的研究卻極少。胡振中等人通過綜述當前國內外BIM運維的研究和應用,總結出已實現的功能、現存問題及研究空間;陳廣軍等人通過介紹BIM的項目運維管理系統,提出了多種基于BIM技術的運維管理方案。但涉及BIM技術在鋼結構工程中的空間管理、物業管理、應急管理及能耗管理方面的研究還很欠缺。
4 結論
BIM技術在鋼結構設計階段應用研究大多趨于可視化模型生成、深化設計、圖紙報表生成、設計審查方面,而利用BIM技術進行可持續低能耗設計應用的文獻較少;在施工階段的BIM技術應用研究中,關注4D模擬施工、項目進度造價管理應用文獻較多,而關于施工質量驗收、安全文明施工、施工風險管理和物資管理、建筑垃圾的回收管理方面卻并未深入研究;關注工程的設計與施工階段BIM技術應用研究的文獻較多,運維階段的較少。未來應在設計中實現可持續低耗理念,施工中推廣BIM5D平臺進行全面的施工管理,運維階段進行BIM技術在多方面應用的深入研究。建筑業的發展必然朝著“綠色高效”邁進,鋼結構工程應充分利用其可回收、智能化、集約化的特點,標準化、工業化、裝配化的生產安裝形式,在大力開展BIM信息化建設的同時,完善企業信息系統、培養BIM技術及鋼結構設計的綜合性人才,以推動鋼結構的產業升級和行業變革。
參考文獻
[1] 路麗華.BIM技術在鋼結構工程中的應用研究[J].商品與質量,2016(3).
【關鍵詞】建筑鋼結構;質量控制;安全對策
建筑鋼結構的施工監理和安全管理對工程建筑質量和施工的過程管理有著十分重要的作用,實際上建立了建筑鋼結構吊裝工程監督管理和安全施工的施工管理機制,高層建筑鋼結構吊裝工程的施工監理和管理的有效措施,建筑鋼結構的施工監管和安全管理是一個較為復雜而系統的過程,應根據相應建筑的施工管理和安全管理的實際情況進行管理,從而建立更為科學有效的建筑鋼結構的管理模式,從而有效地提高建筑鋼結構的工程質量與施工安全。
1 施工管理技術
建筑鋼結構工程的施工監理過程中,通常情況下,一般都要經歷構件制造、吊裝、構件驗收、測量校正、結構焊接、壓型鋼板鋪設、栓釘熔焊、樓板混凝土澆筑等程序,在建筑鋼結構吊裝工程的施工監理和安全管理是一系列的整體控制和管理過程,而建筑鋼結構吊裝工程的施工管理過程是一個發現問題及時解決問題的過程。因此,若在施工過程中對各工序控制不恰當,不僅會延誤工期,同時將影響建筑質量。鋼結構施工過程的管理往往涉及到鋼結構構件制造、吊裝前的準備、焊接及其質量控制、精度控制以及施工工期及質量控制等。
2 構件進場的檢驗和吊裝前的準備
調查顯示,由于鋼結構吊裝施工現場的場地比較小、施工條件簡陋等因素從而不同程度地影響到鋼結構吊裝工程的施工進度。尤其是高層的鋼結構工程若要在相對較短的工期內去完成大量的施工工作,其所涉及的因素非常多,所以,在相應的吊裝工程的施工和監理和安全管理過程中應對各方面進行協調和管理。施工初期,因為鋼結構的構件比較多,若要有效地避免鋼構件進場順序的混亂而影響到施工進程,相關人員必須制定鋼結構吊裝工程監督和安全管理的施工計劃,從而為建筑鋼結構工程的正常施工創造了良好的外部條件。此外由于鋼結構的安裝所具有的復雜性,決定了鋼結構在起吊到高空之前務必確保其各項指標合格,否則若等到出現問題再處理就相當困難,不但影響到鋼結構施工工程的進度,還給施工人員帶來各種不安全因素。
3 構件安裝及精度控制分析
3.1 塔吊的選擇、布置與裝拆
作為建筑鋼結構吊裝工程施工的核心設備――塔吊,對于其設備的選擇和布置都要經過嚴格的探究,施工單位必須安排專人對建筑物的現場條件、布局以及鋼結構的重量等因素綜合考慮,進而確保鋼結構裝拆的方便、安全、可靠。此外,由于大型內爬塔吊的爬升和拆除是一項技術復雜、施工難度大的工作,我們必須嚴格按要求施工,在頂升時進行合理組織,在塔吊爬升時采用封吊頂升的方法,從而提升了頂升了速度和效率。而在塔吊的拆除階段,更應該嚴格按照設備的拆除要求進行拆除,同時輔以其他設備對其進行監護,從而有效地解決大型內爬塔吊的拆除難題,提高建筑鋼結構的工程質量。
3.2 測量控制及校正
在建筑鋼結構施工中,軸線、垂直度和標高的偏差是衡量安裝質量的重要指標,而測量則是建筑鋼結構工程質量的控制手段。鋼結構施工初期,施工單位必須總結以往的相關建筑鋼結構工程的安裝經驗并結合當前工程的現狀,詳細制定安裝測量控制方案。安裝后及時安排相關人員對其進行單柱的測量校正,同時綜合前一節柱的測量數據,對安裝鋼柱進行軸線偏移、垂直度以及標高的調整,再安裝與此柱相連的其他構件,直到建筑鋼結構的整體安裝完畢后,需要通過專人對其進行系統測量并校正差錯項。此外,為了保障建筑鋼結構工程的測量質量,施工單位還需引入第三方測量單位,對結構安裝進行全過程的跟蹤測量,不僅能夠驗正施工單位的測量結果,還能夠通過專業測量單位的介入對結構的整體測量形成一套系統、詳實的測量記錄,以便以建筑鋼結構施工工程的順利、高效進行。
4 焊接及其質量控制
通常情況下,建筑鋼結構工程施工往往具有工程量大、工期緊、質量要求高以及結構復雜等的特點,同時,焊接是鋼結構施工中不可或缺的重要環節,其工序的選擇與施焊技術的高低與整個建筑鋼結構工程的施工質量息息相關。在施工過程中由于所涉及的鋼結構較多,因此難免會有大量的立焊、斜立焊位置,從而給焊接帶來一定的影響。所以,相關人員在施工中務必事先探究其特殊的位置并進行多次工藝試驗,選取最適合的工藝參數,并采取特殊安全施工防護措施,確保鋼結構的焊接質量符合要求,從而提高鋼結構工程的施工質量。
5 安全生產文明施工
對于建筑鋼結構施工工程的施工,始終要遵循“安全第一”的原則,由此可見,安全生產文明施工也是建筑鋼結構工程施工中必不可少的重要組成部分。因為,建筑鋼結構的工程施工具有高空、懸空、作業點多等特點,盡管有些零件雖然很小,但如果施工人員不注意使之從高空墜落下來,很容易造成安全事故,并且后果不堪設想。所以,為了杜絕施工中各類安全事故的發生,施工單位必須成立現場安全監督小組,并要求各專業均設立了專職安全員。同時,施工時要嚴格按照施工工序的安全管理條例進行,不斷建立與完善安全生產文明施工管理條例和考核辦法,定期對施工人員進行專業培訓與安全教育,時刻把施工安全放在第一位,切實地提高施工人員的安全管理意識,并要加強薄弱部位的防護,還應通過各樓層豎立安全護欄和在作業層搭設懸挑安全網等一系列措施,保證建筑鋼結構施工現場的安全和文明,從而確保建筑鋼結構的工程質量與安全對策。
參考文獻:
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關鍵詞:工業廠房;鋼結構工程;施工監理;質量控制
前言
近年來,由于鋼結構工程由于其造價低、結構性能好、施工速度快,被建筑行業廣泛運用, 大量的鋼結構工業廠房、住宅小區、高層建筑、橋梁相繼出現,取代了傳統的磚混結構、混凝土框架結構建筑。由于鋼結構工程在建筑領域被廣泛應用,尤其在工業建筑中,許多結構承受動力載荷,施工質量的好壞就直接影響工程結構的安全及使用壽命,因此,鋼結構施工質量的控制就顯得尤為重要。監理工程師必須加強對施工單位質量管理及施工質量過程的督促檢查,嚴格做好各施工環節的檢查驗收工作,切實做好現場巡視和旁站,認真進行各工序平行檢測工作,切實保證鋼結構工程的施工質量,推動鋼結構工程的進一步發展。
1.工程概況
該工程為單層鋼結構排架廠房,建筑面積為2730m2,檐高7.0 m, 采用Q345B組合H 型鋼柱、鋼屋架,檁條采用Z、C型熱鍍鋅檁條;屋面板、墻面板采用熱鍍鋁鋅合金鋼板。
2.認真做好開工前審查工作,搞好事前控制和主動控制
1)承建單位的施工方資質在進場時已經通過資格審查,因此監理重點審查承建單位的現場質量管理體系以及各項施工管理制度,檢查其相關專業技術管理證書和專業工種崗位證書。按照要求對其施工方法、工藝標準、焊接設備、檢測儀器、質量驗收標準進行檢查落實,具有與承建本鋼結構廠房工程相適應的技術能力和綜合實力。
2)認真審查施工組織設計。要求施工方報送的施工組織設計必須經其內部正式審核、審批,并加蓋其單位印章。監理工程師對本鋼結構廠房工程的關鍵工序、重點部位的施工方法和質保措施的可靠性與可行性,以及新工藝的應用及技術等方面進行了認真的審查。
3)認真組織圖紙會審工作,提前解決施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”問題,確保圖紙的深化程度能夠滿足施工的需要,并對部分內容需由施工單位進行二次細化的,我們要求施工單位正式提供的細化圖紙需事先經設計單位審查確認。
4).編制監理規劃與監理實施細則,并事先對施工單位的相關人員進行監理工作交底,明確監理工作及質量控制的程序、控制手段與控制目標值。
3.加強原材料進場驗收
原材料進場時,我們嚴格按照規定要求進行外觀檢查、質量證明文件核查, 并按規定要求進行見證取樣、送樣和復驗。材料外觀檢查、質量證明文件檢查及見證復試不合格均應判定為不合格, 不得用于施工。
1).外觀檢查。對進場鋼材及構配件應按規定進行表觀檢查,并對其幾何尺寸按規范要求進行量測,誤差不得超過產品標準,抽查比例及檢查結果應留下文字記錄。
2).質量證明文件的核查。進場材料必須提品出廠合格證、檢驗報告及技術說明書,成品供應的鋼構件及金屬門窗等應提供生產單位出廠合格證。
4.重視材料進場復驗
進場材料和構配件除按規范規定進行復驗以外,當其質量證明文件不全或不符合要求時必須進行復驗。材料進場復驗時,抽樣和送檢必須在監理人員見證下進行,不能走過場,監理人員應認真跟蹤并做好見證取樣記錄,發現不合格材料立即停止使用。審查材料復試報告應注意以下問題。
1)材料進場復驗的頻次必須符合規定要求。規范規定的試驗批量為最大批量,試驗頻次為最低要求,并且是針對每一種材料、規格和品牌來講的,不能簡單合并和代替。
2)見證取樣不合格的,應按規定進行加倍取樣,已經使用的應進行現場截取。
3)所委托的檢測機構應具有相應的試驗檢測資質,并提供計量和委托證書,檢測報告應提供原件,并加蓋見證試驗專用章。
4)鋼結構焊縫超聲波探傷檢驗、高強度螺栓連接摩擦面抗滑移系數檢驗、高強度大六角頭螺栓連接副扭矩系數檢驗是鋼結構工程重要的檢測項目。監理工程師必須堅持原則,嚴格要求承包單位進行落實,這是確保和判定施工質量合格的重要性和關鍵性依據,且屬“主控項目”必須保證。
5.強化鋼構件制作質量控制
鋼結構工程屬于裝配式結構,由于受設備、場地、工藝等各方面制約,大部分鋼構件均在加工廠制作。無論從造價比例、數量,還是從整體重要性來講,鋼結構構件制作在整個鋼結構工程中都處于十分重要的位置,材料進場驗收和構件加工制作都是重要的工程驗收內容。如果僅靠構件進場驗收來控制構件質量的話, 顯然是不夠的。現行鋼結構工程質量驗收規范在分項工程劃分上也突出強化了對構件制作質量的驗收規定,因此對于鋼結構制作監理決不可無故放松或削弱。
6.認真進行基礎交接驗收
基礎質量的好壞直接影響到上部鋼結構的安裝質量。因此應組織土建和鋼結構安裝單位,對基礎工程進行中間交接驗收,對基礎軸線、標高、螺栓位置應逐一復測,并履行交接手續,確保滿足安裝需要。對于地腳螺栓的預埋,應同時控制單個螺栓和螺栓群的位置及螺栓外露長度、標高及其垂直度等。當螺栓數較多或控制螺栓位置比較困難時,為確保螺栓預埋質量,可提前制作定型模具專門固定螺栓,澆筑混凝土時通過控制模具來保證螺栓位置。
7.鋼結構安裝過程中質量控制要點
7.1 鋼結構安裝前應對基礎進行驗收
鋼結構安裝前基礎強度應達到設計要求。首先應對建筑物的定位軸線、基礎軸線以及標高、地腳螺栓的位置、中心和規格等進行復查,根據柱腳固定的形式, 檢查基礎是否滿足安裝要求
( 見表1~表3) 。
表 1 基礎頂面直接作為柱的支承面的要求
項目 允許偏差
支承面 標高 ±3.0
水平度 L/1 000
地腳螺栓 地腳螺栓中心偏移 5.0
預留孔中心偏移 10.0
表 2 坐漿墊板的允許偏差
項目 允許偏差
頂面標高 0
-3.0
水平度 L/1 000
位置 20.0
鋼結構安裝階段,主要應檢查控制柱子垂直度、梁的側向彎曲和拱度及節點安裝質量。當鋼結構安裝形成空間剛度單元,并經復核合格后,要求施工單位將柱底板和基礎頂面之間用微膨脹混凝土二次澆筑密實。
梁柱節點安裝前必須進行抗滑移性能試驗并達到設計要求,安裝前應清除摩擦面表面浮銹,待緊固作業完成并檢查確認完畢后,用防腐涂料封閉。
8.重點進行高強螺栓安裝質量的控制
高強度螺栓連接是鋼結構工程最重要的分項之一,為保證連接質量,監理工程師必須以高度的責任心,監督承包單位落實各項質量保證措施,積極采用旁站監督,認真進行平行檢驗,使高強度螺栓連接的施工質量處于嚴格的控制之下。高強螺栓不得作為臨時安裝螺栓使用,安裝時應能夠自由穿入,不得強行敲打, 嚴禁用氣割或火焰切割擴孔。高強度螺栓連接處的施擰順序及初擰、復擰、終擰扭矩或預拉力值應符合設計和規范規定。緊固順序按照從接頭剛度較大部位向約束較小方向順序進行,一般接頭從中心向兩端進行,工字型構件對接螺栓應先翼緣后腹板,兩個接頭栓群應先主要構件,后次要構件。
9.焊接施工質量控制
鋼結構制作和安裝階段均涉及大量的焊接作業,焊接質量的好壞對整個鋼結構起著很大的影響。從事焊接施工的焊工,必須按照《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81的規定經考試合格并在規定范圍內施焊,嚴禁無證或超過允許項目和范圍施焊。
焊接材料必須符合設計要求和國家產品規定,焊接材料必須與母材性能相匹配,焊接材料使用前應按規定要求進行烘焙。
應加強對焊接質量的檢查。焊縫質量等級分為一、二、三級,二級以上全熔透焊縫應進行無損檢測,并提供無損檢測報告原件,探傷的比例是每條焊縫長度的20%,即每條焊縫都要探傷。油漆后的焊縫返工時,應將涂層清除后,方可進行補焊。焊接質量問題大多出現在手工焊縫,因此應要求施工方加強焊工技術培訓和焊接工藝試驗,監理工程師在施焊過程中應加強巡視檢查,監督落實各項技術措施,嚴格進行焊縫質量外觀檢查和焊縫尺寸檢測。
10.鋼結構除銹及涂裝工程
鋼構件的除銹和涂裝質量直接影響到鋼結構使用期間的維護費用、鋼結構工程的使用壽命與結構安全。要求除銹后的金屬表面與涂裝底漆的間隔時間不應超過4 小時,涂層之間的間隔時間應以頭遍涂層達到表干后為準,其間隔時間一般不超過6小時。涂刷遍數要符合設計要求,涂層干漆膜厚度須進行檢測。與混凝土接觸面或埋人混凝土中部分不需涂裝,現場焊接部位,焊后應補刷防銹漆和涂料。鋼結構防腐和防火涂料涂裝的涂層總厚度應進行測試,必要時應對防火涂料的防火性能進行現場測試。
11.壓型金屬板工程
壓型金屬板主要用于屋面和墻體維護結構,安裝質量直接影響工程的使用功能。現場監理人員應重點檢查彩板之間搭接長度、固定方式和防水處理,確保壓型板、泛水板和包角板等固定可靠、牢固,不滲漏。工程陰陽角部位須設置陰角板、陽角板,伸縮縫細部做法應按設計要求施工,屋面、外墻應保持貫通。監理人員現場檢查驗收監理人員現場檢查驗收是通過平行檢驗來實現的,因此,要求監理工程師必須加強平行檢測工作,嚴把質量關,對各分項工程按規定比例認真進行抽樣檢查,對于重要工序必要時應進行全檢。現場監理機構應配備常規檢測工具以滿足正常檢驗工作需要,監理人員檢查驗收必須在承包方自檢合格的基礎上進行,因此要求施工方必須具備與工程施工相適應的檢查、檢測手段,不能用監理人員的檢驗代替其常規質量檢查。
12.工程收尾階段的監理工作
結尾階段主要工作是參與工程初驗、核收、終驗、定級。監理在這之前應完成監理總結和質量評估,合理總結整個監理過程的主要技術環節、主要技術質量、指標;對如何處理監理結果、監理過程中發生的質量問題、管理過程與結果實是求事的總結評述;總結還應包含各項主要質量指標測量結果;以及將監理單獨復測結果進行表述。最后對工程質量作出評估;并參與以質量監督站為主的質量等級評定。
13.監理效果
目前該鋼結構工程已竣工并投入使用,工程質量合格,達到設計及規范要求,進度也實現了工期要求的目標,受到了業主的高度贊揚,確保了業主所要求的產品質量和使用價值。
參考文獻:
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