装配式钢结构施工中的关键技术及工艺研究

摘要：以某工程项目为实例，详细分析了箱型柱制作、钢柱与钢梁安装以及维护体系施工工艺等关键技术及工艺。其中，在箱型柱制作方面，研究了焊接工艺、隔板与垫板布置等关键环节，以确保构件的精度与稳定性。对于钢柱与钢梁的安装，探讨了吊装方法、定位校正及连接技术等要点，以实现精准安装与高效施工。在维护体系施工工艺上，分析了轻质、防火、隔声等材料的选用与施工工艺，以保障建筑的舒适性与安全性。通过优化关键技术及工艺，不仅提高了装配式钢结构施工施工效率，降低了工程成本，而且显著提升了建筑的整体性能。

关键词：装配式钢结构；箱型柱；U形立柱；钢柱与钢梁；ALC墙板

0 " 引言

随着建筑行业的快速发展，装配式钢结构因其高效、环保、可重复利用等优点，逐渐成为现代建筑体系的重要组成部分。装配式钢结构施工涉及设计、制造、运输、安装等多个环节，其中关键技术及工艺的掌握和运用直接影响到工程的整体质量和效益。在设计阶段，需要充分考虑结构的稳定性、承载力和耐久性，确保设计方案的合理性和可行性。在制造阶段，应关注材料的选择、加工精度和构件的标准化，以提高构件的互换性和施工效率。在运输阶段，要合理规划运输路线和方式，确保构件的安全运输和及时到达。在安装阶段，则需要严格控制安装精度和连接质量，保证整体结构的稳定性和安全性。

装配式钢结构施工技术的研究与应用，不仅关系到建筑行业的可持续发展，更是对提升建筑质量具有重要意义[1]。因此，研究其关键技术与工艺，对促进我国建筑业科技进步与创新发展，有着举足轻重的意义。

1 " 项目概况

1.1 " 项目结构概况

本文以某装配式钢结构高层公共建筑为实例，深入探究装配式钢结构建筑施工的新技术和新工艺[2]。该工程总建筑面积达到52353.2m2，其中地上部分占37542.5m2，地下部分占14253.2m2。建筑的东区地面层数为15，总高为78.54m，其中1～7层为5.5m，8～15层为4.25m；西区有两栋17层建筑，高度为78.6m，其中1～7层都是5.5m，8～16层是3.64m，17层是5.24m。此外，裙楼层数为4，高度为21.7m。本项目是一座装配型钢结构住宅，其装配比例达78%，符合AA级标准。工程项目概况信息记录表见表1[3]。

1.2 " 建筑设计概况

在材料选择方面，该项目拟采用钢管混凝土柱为主要材料。此种材料既有混凝土抗压性能又有钢结构韧性，可以确保连接的牢固性和可靠性。梁则选用了窄翼缘互型梁，通过优化截面设计，可以在提高抗弯能力的同时，提升截面利用率。

在楼板设计方面，该工程采用压型金属钢筋桁架板。这种材料不仅具有出色的刚度，而且装配率高，可以有效降低钢筋绑扎率约50%～60%，提高施工效率。

2 " 箱型柱制作

2.1 " 钢材拼接

在箱型柱的制作过程中，翼缘和腹板通常采用定长进料的方式处理。通常情况下，此类零件不需要拼接，都是按照零件加工需要的长度和宽度定制。

订购板材时，为了保证板材的合理使用，一般都会将其宽度考虑在内[4]。然而在某些特殊情况下，如果必须进行拼接，应采用埋弧焊的方式对拼接处进行焊接[5]。钢材拼接示意图如1所示。

将腹板、翼板的下料宽度控制在0～2mm以内，以保证结构的稳定性，避免出现负公差下料。另外，箱形立柱内壁、衬板和垫板等构件数目较多，其焊接的好坏对箱形立柱的综合性能有很大的影响，所以在下料时，一定要对每块隔板、垫板的大小、形状及质量进行严格控制，保证其满足焊接的精度，以保证整个箱型结构的质量。

2.2 " U形立柱装配与焊接

型柱装配时，先将下部翼缘板（段）放入组合机上的平台上。然后以下面的翼缘板的末端为参考点，留下约3mm的间隙[6]。同时按照要求，精确地画出内部分隔线。最后，将内部隔板安全地放在下部翼缘板上，进行焊接工作。组装翼板与内隔板示意图如图2所示。

拼装时，隔板、柱封板等组件要按照预先确定的顺序逐个进行焊接，并将两边的腹板提升到下部翼缘板的两边，尤其要保证腹板的一面朝外。同时，对腹板和内隔片的垫板和衬板进行手工焊接。通过此种方式，完成整个U形柱的装配和焊接工作。

在箱形柱的拼装和电渣焊接时，应先将翼板、内侧隔板、垫板、衬板和两侧腹板拼装好，然后将上部翼板吊装到组合机上进行定位[7]。将上部翼缘板和腹板的对接缝由一面逐渐向另一面进行。在焊接完毕后，将箱形柱吊装到翻板机上，采用人工气割的方法，将其两端的引弧盖和熄弧盖去掉，再进行平整抛光。

2.3 " 箱型柱矫正

在箱型柱在制造过程中，虽然采用对称法进行同步焊接，但仍可能产生微小的位移变形。一旦这种变形超出了规定的限度，就需要及时采取矫正措施。

通常情况下，优先采用冷矫正法，也就是机械矫正法对变形部位进行调整。当需要矫正的部位较多时，采用热矫正法，也就是利用火焰加热法进行矫正。

机械矫正法是通过油压机等设备对柱体弯曲变形的部分施加压力，使其恢复平直。此工艺可将变形小的部位适当拉长，以实现矫形。

热矫正法则是利用火焰来加热金属板上的凸起部分。加热后的钢板在冷却过程中，变形较大的部分会产生收缩，从而实现矫正效果，这种方法特别适用于需要大面积矫正的情况。

3 " 钢柱与钢梁安装

3.1 " 设置钢柱吊点

根据吊装要求及施工条件，选用合适的吊装设备。将钢柱吊装至预定位置，并用临时螺栓将其与钢柱耳座连接。为了保证钢柱的准确定位，采用倒链和千斤顶等调整工具，在全站仪的帮助下，对钢柱进行初校。

在设定钢柱吊点时，既要考虑吊装的便捷性，也要确保稳定性和可靠性，同时防止钢柱在吊装过程中发生变形。如果钢柱的自重超过规范要求，必须进行准确地计算，以保证吊装的安全性和稳定性。

3.2 " 吊装作业

3.2.1 " 吊装方式选择

为了保证立柱在提升中的稳定，应简化吊装工序。在此过程中，可采用在钢柱上应用临时耳的方式，以此方便吊装作业。在对钢柱进行纠偏时，重点对其垂直度、扭转度进行调整。无缆风绳测量是一种常用的测量方法，它是在钢管立柱上增加一个千斤顶，并配合两台经纬仪精确调整立柱的垂直度[8]。在确保立柱的轴线方向偏差满足控制指标后，再拧紧柱耳板上的螺丝，用钢条、钢条等工具调节力矩。在全部调试完毕后，切掉临时耳片，将钢柱焊接成功。

使用塔机将钢梁精确运输至指定位置，并迅速将其与固定螺栓联接。根据规范，钢梁与钢柱间的螺栓数量应不低于30%，并且不能低于2个。对一般自重的钢梁，采用螺栓孔吊装。如果钢梁比较沉重，则需要在生产过程中焊上吊耳，方便吊装。4t以下轻质钢梁可通过“串吊”的方法来完成，以减少吊装次数。吊装方式选择见表2。

3.2.2 " 角钢堵缝

当钢柱和钢梁安装完毕后，要将堵缝角钢焊接在钢梁的两边，以此达到防止楼承板在钢梁两侧漏浆的问题产生。堵缝角钢示意图如图3所示。

4 " ALC墙板安装

装配式钢结构作为一种符合工业化生产和标准化生产的设计理念，其养护结构在满足强度和稳定性的同时，还应满足隔音、轻质、防火、绿色环保、密封性等多种需求。

4.1 " 材料选取

当前建筑安装过程中，所用的墙体材料有砌块和板式两种。砌体包括蒸压加气砼砌块、石膏砌块等，其中，蒸压轻质加气混凝土板（也称为ALC）不仅具备优良的综合性能，而且符合“绿色”、“高效”等现代建筑设计的需要，应有限选取

4.2 " 放线与墙板吊装

4.2.1 " 放线

在安装ALC墙板前，应将墙板及接头处的杂物、砂浆、水泥等清理干净，并使其表面洁净无杂物。清除完毕后，要在楼层周围画好墙体控制线，以便于以后的安装。

4.2.2 " 固定角钢

按事先放好的控制线，按照节点构造的特殊要求，将需要的角铁进行安装，以保证角铁的稳定与精度。

4.2.3 " 墙板吊装

用吊索夹住ALC壁板中间部分，并小心运输到靠近安装地点的地方。当到达指定位置后，再慢慢地调节壁板和角钢之间的位置，直到两者完全吻合为止。用靠尺及托板来检查墙体的平直度及垂直度，以保证墙板的正确安装。当壁板安装好后，马上用木板把壁板的上下两个部分固定起来，把挂钩螺栓焊在角钢上，加强壁板的稳定。

4.3 " 封口与嵌缝处理

为了保证壁板与壁板之间不留空隙，必须使用特制的勾缝剂进行填缝。之后，对墙面进行洒水湿润，并抹上一层底层砂浆。待底层砂浆干燥后，再抹上一层面层砂浆，以此完成墙面的密封和美化工作。

5 " 结束语

装配式钢结构施工技术的研究与实践，不仅是对传统建筑工艺的革新与突破，更是对建筑行业未来发展的积极探索。通过本文的探讨，深入了解了装配式钢结构施工中的关键技术及工艺，并对其在实际工程中的应用进行了全面分析。

未来，随着科技的不断进步和建筑行业需求的不断变化，装配式钢结构施工技术将继续面临新的挑战和机遇。期待通过更多地研究和实践，不断优化和完善装配式钢结构施工技术，推动其在更广泛的领域得到应用，为建筑行业的可持续发展贡献更多力量。

同时也应意识到，装配式钢结构施工技术的推广和应用需要政府、企业、科研机构等多方面的共同努力。只有通过政策引导、市场培育和技术创新等多措并举，才能推动装配式钢结构施工技术在我国建筑行业中的快速发展和广泛应用。

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