关于土木工程施工中的钢结构技术分析

代彬彬

摘要：我国经济建设的高速发展，为我国建筑业行业的快速发展带来机遇，和西方发达国家相比，我国在土木工程施工在技术应用方面还处于发展阶段，随着高层以及超高层建筑的普及，现有的技术已经不能满足人们的需求，土木工程施工中的钢结构技术应用为高层及超高层建筑的建设提供技术支持。

关键词：钢结构技术;土木工程施工;应用要点

中图分类号：TU391;文献标识码：A

引言

钢结构技术是一种新型土木工程施工技术，目前被广泛应于大型厂房、场馆、超高层等土木工程建设领域，其代表性作品有广州塔、鸟巢、水立方、杭州湾跨海大桥等。在施工时，技术人员将型钢及钢板制成的构件（比如说钢柱、钢梁、钢桁架等）用焊接及螺栓连接的方式连接在一起，就形成了钢结构，再利用塔吊进行吊装，可以快速实现工程的构建，简便高效。

1土木工程施工中应用钢结构技术的优势分析

1.1应用钢结构技术可以改善土木工程的抗压性

对于钢结构来讲，主要是在土木工程施工过程中应用钢筋，将各种型号的钢筋进行有机的组合，借助钢结构的有点将土木工程的性能提高。钢结构具备很好地韧性，因此通过在土木工程中应用钢结构能够有效改善土木工程的抗压性，将土木工程的整体性能显著增强。当前自然灾害频发，应用钢结构技术到土木工程中去可以有效的减少灾害发生时的人员伤亡和财产损失。

1.2应用钢结构技术可以增强土木工程的安全性

对于土木工程项目来讲，施工过程中最重要的问题就是安全问题，在进行土木工程施工的工作过程中一定要将安全问题放在首位。传统的土木工程施工过程中会应用到混凝土这种材料，由于混凝土材料的生成方式为多种原材料，在进行混凝土材料的组合时消耗了比较长的时间和精力，对于最终的使用效果也无法有效的保证，会引发一系列的安全问题。比较常见的问题有沉降问题、墙面破裂问题，对土木工程的质量产生非常不好的影响。因此应用钢结构技术是有效改善土木工程安全、质量的重要举措，钢结构技术的安全性强、高密度能够充分保证土木工程的安全性，因此值得推广和使用。

1.3应用钢结构技术可以提高土木工程建筑的经济性

钢结构技术的使用成本与传统的土木建筑工程相比较，能够减少很大一部分资金，钢结构技术的优点在于后期的工程维护费用相对较低，后期的投入占比非常的少，能够有效的提高土木工程建筑的经济性。更重要的是，钢结构技术应用到土木工程项目上去能够保证工程整体结构更加的安全和稳定，这对于建筑行业整体经济效益的提升是非常明显的。

2钢结构技术在土木工程施工中的应用要点

2.1吊装准备

核查施工过程中全部的安装设备的运行工况、性能指标作为前期的准备工作，主要包含塔式起重机臂杆长的伸出起重能力、周转覆盖面积、速度、以及起吊极限高度等。对于实际施工中通常应用到综合吊装工法，所以合理规划吊装次序，保证吊装平面内起始点位于中间，先吊装柱，再吊装梁，进一步在四周对称开展铺架，稳定结构后，保证正确的安装顺序，保证最小误差，削减变形累积。

2.2吊装与校正

吊装准备好就可以开展结构件吊装。钢结构吊装步骤主要包括：钢柱吊装和钢梁吊装。鉴于高层钢结构施工的钢柱节数多、层数多，考虑到吊装安全快捷，常用的方法是焊接。同时加装地脚螺栓相关部位保护装置。钢柱吊装前，确保爬梯、全部的挂篮等牢固绑在柱子上。设计并合理安装吊点，参照钢结构的钢柱自重及起重设备重量，同时确保较大的合理的安全系数。吊装钢构件的运转过程，必须避免钢柱与地面有一定的距离，结合钢构件的结构和外形合理布置吊装底部木柱防磕碰。如果是多机吊装情况，依据调运的递送次序，起吊保证钢柱脱离地面后，不存在晃动、摆动，保证空中直立状态。钢柱相关构建吊装完成后，检查验收环节依据规范流程校核钢柱轴线并测量垂直度相关的指标，各方面检测合理后再卸除吊索以及加紧螺栓提升稳定性能。

钢梁吊装施工前，提前测量柱子牛腿间距、转动空间以及标高等参数。主梁吊装施工前，为保证人员安全提前安装好扶手绳和栏杆。为保障施工人员安全，待主梁吊装结束后应系牢钢柱和扶手绳。以经验总结，钢梁的吊点通常安装在翼缘开孔位置，通过分析钢梁的跨度确定点点位置和数量。为确保快捷吊装，保障吊装综合效率，常规做法是在地面将钢梁组装完毕并采用整体吊装方式。严格执行实时检测检查、及时修正误差，确保每一个钢框架吊装结束后，各个吊装梁、柱尺寸在误差范围内。严格把控柱网的基准线，一般使用激光仪观测，条件不具备的采用吊坠等其他方式确保基准线，校正方式与单层厂房钢梁、柱是一样的。

2.3钢结构桁架结构在建筑中的应用

（1）合理选择吊装机械设备。结合西看台结构与构件的形式、作业半径以及重量等多种因素，对吊装机械设备进行选择。其中，可以在场内选择使用型号为7150的150t履带吊，主要的功能就是主拱分段的吊装。而在场外要选择型号为LR1200的200t履带吊，主要的功能就是吊装外主拱分段以及径向桁架。

（2）对吊装单元的有效验算。综合考虑结构的构成特征与吊装环节构件的受力特征，在吊装过程中，应选择使用具有代表性的吊装单元完成验算。其中，对于内拱的首段吊装单元，其节点的最大位移是1.3mm，最大的应力是每平方毫米为15N。由此可以得出结论，此构件处于稳定状态。在内拱的第六段吊装单元中，其节点的最大位移是0.82mm，最大的应力是每平方毫米为15N。由此可以得出结论，构件具有较强的稳定性。

（3）安装主桁架。在所有吊装单元完成拼装以后，即可开展吊装作业。在实践过程中，应借助捆绑式的吊装模式，尽可能保证吊钩的位置和每榀吊装单元的重心相互重合。

（4）拼装的方法。①根据桁架图纸要求完成定位放线;②按照定位线对胎架进行摆放;③正确摆放桁架上弦杆與下弦杆，并完成径向桁架腹杆的组装，使用均点焊的方式加以固定;④完成桁架间环向桁架的组装，同样使用点焊进行固定;⑤桁架间单向斜撑的组装，借助电焊的方式予以固定;⑥复测整体桁架，确保尺寸与设计要求相适应;⑦根据具体顺序开展焊接施工作业;⑧焊缝探伤工作的开展;⑨及时填补油漆，为吊装做准备。

2.4钢结构焊接施工

在焊接前，施工人员需要明确焊接的位置、外形和坡口的参数，从参数中了解钢结构的受力状况。为了保证钢结构的焊接质量和效率，钢结构的材料需要符合国家的标准，在采购钢材料时，需要注重钢结构的质量，尤其是焊丝的完整无缺，一旦出现弯折和污染的焊丝，就不能应用于焊接施工中;在焊接时，需要采用符合国家标准的焊丝，在焊接后，还要对焊丝进行检测和超声波检查，从而可以保证焊接的质量。

2.5串合连接

钢柱和钢梁腹板处的串合连接，通常使用高强螺栓固定。钢柱和钢梁上下翼缘处采用开坡口焊接方式。焊接顺序为：先焊顶钢柱与钢梁顶端节点，后焊钢柱与钢梁底端节点，再焊钢柱与钢梁中间节点。这个次序可以参考钢柱和钢梁的串合加固安装方式，大体上就是为腹板处使用高强螺栓紧固连接，相连钢结构部件上下翼缘处开坡口焊接。

结束语

综上所述，在进行土木工程施工时，钢结构技术的应用是现代建筑中最常用的材料。在进行钢结构工程施工过程中，需落实对施工前期的各项准备工作，为钢结构工程施工的顺利开展奠定良好的基础。保证钢结构施工的整体质量，以进一步促进钢结构工程的发展。

参考文献：

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[2] 何泽凤.土木工程建设中钢结构技术的应用与管理[J].科技风，2015（20）：172.

[3] 董皓.基于土木工程施工中的钢结构技术研究[J].江西建材，2017（05）：51.

（作者身份证号码：13043119870727071X）