土木工程中施工中的钢结构技术

宋益芬

杭州萧山新欣钢构有限公司 浙江 杭州 311217

引言

土木工程结构部分是影响土木工程安全与稳定的基础，钢结构是现代建筑中常用的结构类型。选择钢结构可以有效减少土木工程的自重，进而提升土木工程抗震等级。而且，钢材料具有良好的韧性和塑性，可增加土木工程的荷载能力，提升土木工程的稳定性。鉴于钢结构的优势，具体的土木工程施工中，需要合理应用土木工程施工技术。具体的应用中，钢结构体系梁柱的连接节点设计问题是影响钢结构应用质量的关键。基于此，本文对土木工程钢结构施工技术展开分析，再详细地对钢结构体系梁柱的连接节点设计展开探讨，具体内容如下。

1 钢结构概述

钢材强度高，在满足稳定的前提下，钢构件截面要比其他材料要小，大幅减少了构件占据空间的体积，提高空间利于率。随着钢产量不断增加，材料成本降低，钢结构在土木工程中使用逐渐扩大。由于其可实现工厂化，统一标准化施工，不仅缩短施工时间，同时钢结构生产工厂化标准化技术的发展，对建筑业的技术改进起到了推波助澜的作用。与其他材料相比，钢结构有独特优势。首先，钢材的强度和强重比高、塑性和韧性好。钢材在受力状态下，当其内部应力超过允许应力时，不会因发生突然断裂，还可以继续抵抗外部荷载。这种在受到外力作用虽然产生较大变形但不发生断裂的性质，对结构的抗震性能提高十分有利。可以避免因突如其来的地震力而使结构发生整体垮塌。有利于减小地震力带来的结构破坏，减少人员伤亡和降低经济损失。其次，钢材质地均匀，更符合材料的计算假定条件，在进行钢构件和结构设计时，能使计算模型的内力情况与实际相吻合而清楚各构件的实际受力情况，即安全又经济。第三，钢结构实行工厂标准化生产，产品质量好，施工现场安装，不仅施工效率得到提升，而且施工质量得到保证。因此，钢结构满足设计人员更高的建筑需求[1]。

2 土木工程钢结构工程技术特点

2.1 稳定效果好

且受外界影响小使用钢结构进行土木工程施工能够显著提升建筑结构的稳定性，而且在进行钢结构施工时，相比于传统的混凝土结构施工，钢结构在施工的过程中不会受到外界环境及天气等因素的影响，能够保障在既定的施工周期内完成施工。除此之外，由于钢结构的稳定效果非常好且性能优越，用这一结构建造的土木工程能够具有更强的抗震性能，能够很好地满足现代人们对于土木工程的安全使用需求。

2.2 能够为土木工程带来较强的空间感且成本投入少

采用钢结构的结构形式能够为土木工程带来较强的空间感，这主要是因为钢结构自身的强度与抗压性能非常优越，所以与传统建筑施工结构相比，只需要占据非常小的空间范围，就能够发挥出较强的抗压能力，因此，钢结构的空间占有率非常小，能够扩大建筑结构的内部使用空间，为使用者带来较为开阔的建筑使用感受。除此之外，钢结构的建筑施工效率非常高，所有的施工材料都是预先在工厂内加工制作完成的，只需要在到达现场后进行组装即可，不但缩短了土木工程的施工时间，还不需要建筑企业投入较多的成本，具有较强的经济效益。

2.3 推动土木工程工程实现绿色发展

现阶段，随着生态文明建设战略的不断实施，人们越发重视绿色环保发展，各行各业也在寻找绿色转型升级的渠道，建筑行业也是如此。而钢结构工程施工技术就是现代社会研究出的新型环保技术之一，使用这一技术能够有效降低土木工程在施工过程中对于自然环境的破坏。比如说，使用钢结构不会产生大量的建筑固体废弃物垃圾，不会像传统建筑施工中那样随意堆放建筑垃圾，能够很好地保护施工区域的样貌。而且钢结构在施工过程中不会发出较大的噪音，不会对周边区域造成噪声污染等等。所以说使用钢结构工程技术进行土木工程施工，有利于推动我国建筑行业实现绿色发展[2]。

3 钢结构技术在土木工程施工中的应用

3.1 焊接技术

焊接技术是提高钢结构稳定性和衔接可靠性的关键施工技术。在进行焊接作业时，通常使用焊接专用工具对钢梁间进行焊接作业，使钢梁受到加热或加压处理，从而提高钢梁间的衔接性。一般在进行焊接作业时，要做好以下三方面的工作。其一，为了确保焊接质量达到施工要求，首先要选购性能和质量良好的焊接设备，并根据施工具体要求，选取有效的焊接技术。目前，普遍采用的是保护焊技术，其操作难度小、焊接效果较佳、焊接成型质量较好，且施工成本较低，经济效益较为突出。其二，根据焊接的位置，对焊接方式进行精准选择。在选择焊接方式时，要注意以下几点：一是对平面内钢结构进行焊接时，焊接方向通常从中心出发，向周围拓展；二是对竖向结构进行焊接时，要确保钢结构柱间焊接缝层的清洁度，在焊接时随时进行清洁处理，避免焊接缝层出现杂质；三是在焊接作业中，由于加热或加压处理会产生大量热量，为了确保钢结构的稳定性，要合理控制焊接冷却速度。

3.2 钢结构吊装技术

钢结构吊装技术是土木工程施工的重要技术，是决定土木工程的安全性和钢结构稳定性的重要因素。钢结构吊装技术包括钢柱吊装技术和钢梁吊装技术。一是钢柱吊装技术。钢柱作为建筑纵向承载力载体和决定建筑高度的主体结构，其吊装施工首先要根据施工方案要求制订钢柱吊装顺序，并做好吊装设备和吊装材料的准备工作。一般情况下，钢柱吊装首先从主体结构开始，然后再到楼板结构，遵循先主梁后次梁的原则。在吊装时为有效规避钢柱吊装对地面预埋螺栓产生一定的冲击力，需要在吊装准备阶段采取防护措施，保护预埋螺栓的稳定性。在吊装时要做好第一节钢柱吊装的准备工作，做好相关技术参数的核对和测量，精准确定吊点的实际位置，确保吊点应在接耳板螺旋孔处，等等。二是钢梁吊装技术。首先，在吊装准备阶段，要依据施工方案和吊装技术要求，确认钢柱与标高间距是否符合设计要求。其次，为了确保吊装作业安全进行，在进行主梁吊装前，要对扶手杆和拉绳采取加固措施。最后，在钢梁吊装过程中，当到达一定位置时，为了确保构件而装的准确性和安全性，要对焊接缝宽度进行严格监测，并对钢梁高度和倾斜度进行监测，保证钢梁吊装作业安全、高效进行。

3.3 螺栓安装技术要点

当施工单位在开展土木工程钢结构建设作业时，还需要重视高强度螺栓的安装技术和焊接技术要点，这样才能够确保钢结构最终的施工质量达到使用标准。在进行螺栓安装施工的过程中，工作人员需要始终遵循着从内至外的安装顺序来进行螺栓的安装工作，并且切记不可以出现强行穿入的情况。与此同时，施工人员还需要根据螺栓的大小来进行螺孔的打造，若是存在螺栓与螺孔大小不一致的情况，为避免影响后续施工的正常开展，施工人员应该使用铰刀对于螺孔进行修正，以此确保每一个螺孔的大小都符合螺栓尺寸。在外墙螺栓入孔施工后，施工人员还应该采取焊接的方式对于螺栓进行固定。除此之外，因为钢结构的各个节点都存在着不同的尺寸，所以，需要施工人员根据钢结构节点的实际尺寸来选择合适的高强度螺栓分布安装形式。比如说，对于大尺寸节点安装工作来说，就应该选择先进行螺栓入孔作业再进行加固，避免在加固环节出现螺栓变形现象。

3.4 钢结构测量技术

钢构施工测量是一项高精度的工作，在工程测量中应仔细设置参考点、参考网络、校验方法、数据传输路径等。塔吊的选型、吊装、测控、施工安全等是目前常用的测试技术。在工程施工中，塔式起重机是工程测量技术的关键。在选用塔吊时，内攀爬式塔吊比附着式塔吊更节省造价，因而被广泛用于土木工程的钢结构[3]。

4 钢结构技术在土木工程施工中的应用措施

4.1 钢结构建筑施工管理

4.1.1 信息调查和管理。在工程正式施工之前，需要对各方面条件和资料进行收集与整理，其中包括交通、能源、施工地质条件等外界环境因素。对工程项目收集相关的准确资料，只有这样才能够专门制定出科学合理的管理制度。

4.1.2 施工进度的控制。在工程项目施工管理中，对施工进度应注意以下方面：首先需要制订施工计划，确保工程能够按照总体施工计划开展施工，防止意外情况的发生；其次需要对土木工程施工进度进行实时监控，并根据总体施工技术进行对比，确保土木工程施工进度；最后建筑企业各施工单位之间需要相互协调与合作，通过共同合作，根据最新情况及时纠正与完善施工方案中的错误问题。

4.2 加强对钢结构施工的技术水平

土木工程项目的全面发展与钢结构施工技术有着密切关系，加强钢结构施工技术以及完善管理制度，能够按照标准要求保障土木工程施工质量。通过科学合理的施工方案对质量进行检验，定期对施工人员进行考察及培训技术人员专业能力与水平，在建设项目施工中加强对钢结构的监测和管理，严格控制，避免差错，最大限度地保证钢结构施工全过程的顺利完成。因此，现代化的施工机械设备可以提高项目的施工进度，提高工程施工效益以及节省项目的成本投资。但与此同时，在实际开展施工前，必须对施工机械设备进程和施工进度加以严密控制和检查，确保其完全符合土木工程施工的标准要求。同时，必须重视先进施工机械设备品质的考察，必须保证施工机械设备能够根据工程建设规范规定进行工作，且符合建设工程项目的施工条件。除此之外，对于施工技术的施工成本，首先不应选择价格相对较低、质量较差的施工机械，不可只注重节约成本，而是要在科学合理的成本条件下，选用优质的现代施工机械，注重设备质量和使用效果，施工前对先进的施工机械进行质量检查，确保其能够正确使用和质量合格，这是确保建设工程施工质量的唯一途径。

4.3 加强物质基础保障

近年来，我国经济得到了一定程度的发展，钢铁生产水平也得到了很大提高。随着钢铁产能不断提升，钢铁价格逐渐下降，从而对组装工程的发展有很大的促进作用，可以降低钢结构的造价。同时，钢结构质量也在不断提高，可为广大人民群众提供更加优质的钢结构房屋。与此同时，我国也开始采用长方体焊接技术，并能在生产车间内批量生产。我国近年来的装配式施工技术水平有所提高，施工工期缩短，工程质量提高，促进了装配式钢结构房屋的发展。采用人性化设计方法，在装配式建筑的室内墙壁上，根据住户的日常生活习惯，灵活地铺设电线、水管和暖气。此外，需根据整体装配式建筑的实际布置，进行防火设计，提高室内通风和采光。

4.4 建筑钢结构除锈工艺质量控制

在钢结构施工中要注意对钢结构零件进行除锈。在土木工程中，如果钢结构构件出现锈蚀，会给工程质量埋下严重的安全隐患。铁元素在大气中很容易与水中的氧发生反应，从而导致钢铁表面出现铁锈。由于建筑物长期暴露在外界环境中，腐蚀现象会对工程质量造成不可预计的影响，因此必须根据相关施工规范，确保钢结构表面整洁、光滑、无油污油渍及其他污染物，如焊接残余物等。同时，严格按照施工要求清洁钢结构的表面，再涂上油漆；油漆厚度应满足规范要求，并在显眼处明确标示[4]。

5 结束语

综上所述，在最近几年中，中国经济社会发展，致使人口数量持续增加，土木工程项目对钢结构施工技术有较高的要求，其发展与进步对中国经济社会发展起到重要影响作用。导致钢结构土木工程存在质量问题的因素较多，各方面原因都极其复杂，其中钢结构施工工艺不符合标准以及管理不到位等问题极其严重，所以需要以施工管理技术为背景，高度重视与改善钢结构施工技术的应用，制定科学合理的施工管理体系，只有这样才能够保障钢结构施工技术完全满足当前土木工程项目的建设要求。