钢结构在土木工程施工技术中的应用探索

石义星

（广西路桥工程集团有限公司路面分公司，广西 南宁 530222）

0 引言

新时期“以人为本”理念加持下，土木工程建设质量和安全问题，一直是社会大众广泛关注的重点问题。尤其在新时期城市化建设时代驱动下，随着土木工程建设规模和建设面积的持续性增大，土木工程安全与质量控制中，钢结构技术应用范围越来越广、应用频率越来越高。在强大的市场竞争压力下，部分土木工程建设单位，在经济利益诱导下会在土木工程建设质量方面存在各种问题。唯有强化土木工程钢结构设计与应用，才可以对各种土木工程建设问题进行处理，保证土木工程建设健康安全和可持续发展，发挥土木工程强大的社会和经济效益。

1 土木工程中钢结构工程基本特征

在日常土木工程建设施工中，钢结构工程施工是重要组成和内容。与其他工程建设环节不同，钢结构工程施工，主要是利用各种钢材为原材料，通过钢材之间的组装和连接，进而搭建出安全性高、使用方便的工程结构项目。与传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构工程施工中，最为突出的特点是，对钢材、钢件、连接件有着大量的需求。但是与钢筋混凝土结构相比，钢结构工程强度更高、性能更好且成本投资更低，而且工程建设施工进度和效率更高。与此同时，钢结构工程施工建设具有极强的灵活性，无论高层重型土木工程、大跨度土木工程，还是轻钢土木工程等，都可以实现更为广泛性应用[1]。尤其在多元化空间打造方面，钢结构工程可以充分发挥出自身优势，极大提高钢结构工程社会效益经济效益。

2 土木工程施工中钢结构技术优势

近些年来，在城镇化时代发展背景下，土木工程建设如火如荼进行中。土木工程建设中的钢结构工程类型，在现代化市场发展中，应用越来越广泛普及。与传统的钢筋混凝土工程结构相比，土木工程项目施工中，钢结构技术应用，具有明显的优势和特色。

（1）钢结构技术应用性能极为优越。钢结构是多元化元素的组合体，如铁、锰、硅等元素，都是钢结构的重要组成。加之水泥、混凝土等材料优势配合，使得钢结构呈现出强度高、硬度大的特点。而且钢结构还具有承受能力强、容纳能力高的特色。甚至在抗震性方面，钢结构项目同样具有极强的优势。土木工程建设过程中，可以根据工程建设需要，锻制出具有特殊功能的钢材，如专用钢、不锈钢、耐热钢等，可以很好的适用于各类工程建设中。

（2）钢结构技术应用可塑性较好。钢材的塑性一般指应力超过屈服点后，具有显著的塑性变形而不断烈的性质[2]。衡量钢材型性变形能力的主要指标，是伸长率和断面收缩率。钢结构中具有一定的碳元素，因而提高了其韧性与可塑性，只要超过钢材自身所能承受最大压力范围外，钢结构可以按照设计要求进行造型上的改变。也正是因如此，使得土木工程施工中，钢结构技术优势得以充分的展现出来。

3 土木工程施工中钢结构技术要点

3.1 提前做好钢结构施工准备工作

在进行土木工程施工中钢结构技术应用时，要提前对整个土木工程项目进行全面化且系统化认知，尤其要提前做好钢结构施工准备性工作。

（1）相关钢结构技术人员，要对工程设计图纸及钢结构施工图纸进行审核，结合图纸设计与工程现场地理和环境进行对应了解，保证工程设计图纸及钢结构施工图纸，可以实现与工程现场环境和施工条件的一一对应。对于发现的工程图纸及钢结构设计问题，要第一时间进行上报给设计院，根据现场实际情况提出审核性和完善性意见[3]。

（2）要在工程设计图纸及钢结构施工图纸研究时，不断增强与设计单位及相关设计人员的交流和沟通，要对各种设计意见和问题进行详细化阐述和交流。

（3）要确保工程现场核心技术人员，掌握并了解到钢结构施工重点和难点，提前对核心钢结构问题进行摸底，积极做好攻克难关的准备，保证钢结构施工质量合格化。

3.2 精准化进行钢结构原材料选择和连接

对于钢结构工程建设而言，钢结构的原材料主要以钢筋为主。目前工程市面上的钢筋主要分为4 种，即板材、型材、金属制品和管材等主要分类。在进行土木工程钢结构施工设计时，要根据工程建设需要，科学化合理化进行钢结构原材料选择。例如，对于一般性的土木工程建设项目而言，应用最多的是碳素钢材或者是优质碳素钢材。在进行土木工程钢结构技术应用时，钢结构的立柱结构更多是采取“十”字型结构或者“工”字型结构[4]。无论“十”字型结构或“工”字型结构，都要保证两种柱子的结构横面是箱型结构。在特殊性的土木工程建设项目中，钢结构施工会采用特殊性的结构形式，如“H”型钢型结构或者“M”型钢型结构。在进行土木工程钢结构正式安装之前，施工人员需要对各个钢结构接头部位进行详细查询和检验，从而选择出更加科学合理的钢结构连接方式和方案。

3.3 加强钢结构基层施工人员的组织与管理

当前阶段土木工程建设中，基层施工人员往往存在着，年龄大、素质低、技术差、进度效率慢的特点。对于钢结构工程施工人员来讲亦是如此。钢结构基层施工人员文化知识普遍不高，虽然吃苦耐劳但质量意识和安全意识普遍较差。加强钢结构基层施工人员组织与管理，在现代化土木工程建设中，有着重要的现实价值和意义。土木工程建设单位，要对现有钢结构基层施工人员，进行统一化技术和安全质量培训，积极做好各项土木工程施工进度管理。要重点强化钢结构工程施工安全和品质培训，不断强化安全监督管理力度，将存在的钢结构施工安全与质量问题扼杀在摇篮里[5]。最后，土木工程建设单位，要做好钢结构施工机械设备及仪器设备管理工作，要从细节入手强化施工工具管理，保障机械操作安全。

4 土木工程施工中常用的钢结构技术

在实际的土木工程建设中，常用的钢结构技术较多。例如，塔吊技术、焊接技术、吊装技术等都属于常用的钢结构技术。下文笔者就此3 类钢结构技术应用要点和注意事项进行阐述。

（1）塔吊技术。在现代化土木工程建设过程中，尤其在钢结构技术应用中，塔吊设备及塔吊技术，可谓是发挥着十分重要的作用和价值。塔吊技术的功能发挥强大，且自身具有极好的适用性，可以很好的满足土木工程建设强度需要。而且塔吊技术应用时，还可以很好的降低工程造价及成本。塔吊技术应用和施工，需要采取内爬式塔吊，对塔吊设备及机械进行操作，进而保障塔吊使用安全性。

（2）焊接技术。土木工程建设项目中钢结构，基本上都是采取钢板焊接形式进行塑造。所以，工程项目钢结构施工中，对于钢结构的要求是极高的。具体化的焊接技术应用时，需要注意如下两点：①要保证钢结构应用的安全性。钢结构中的焊接技术，具有极强的危险性，一旦操作失误，便会造成皮肤烧伤，严重者甚至会对眼睛造成危害。②要提升焊接操作人员的技术水平。钢结构作业属于特种作业，对于人员技术的要求极高。土木工程钢结构焊接技术应用时，要求相关技术人员持证上岗。要科学化适宜化选择焊条类型，要保证焊条的高质量选择，进而实现钢结构质量的稳固效果发挥[6]。

（3）吊装技术。土木工程项目钢结构施工中，吊装技术应用极为广泛。吊装技术高低好坏，将会直接影响到土木工程施工进度和质量，甚至还会对土木工程效益发挥起到关重要的影响。在进行吊装技术应用时，要严格按照现场工程施工需求进行吊装方案的合理选择和设计。要对土木工程内外结构，进行详细化和精准化掌握，保证吊装技术的应用水准和应用效率[7]。

5 不同类型土木工程项目中钢结构技术应用事项

5.1 高层重型土木工程钢结构技术应用

在新型城市化建设时代背景下，尤其在社会经济可持续发展背景下，各地区城市建设及工业发展水平越来越高。对于高层重型土木工程建设项目需求越来越高。许多高层重型土木工程，在各地区如火如荼进行中。此类高层重型土木工程项目，大多采取重型钢结构类型，且主要以型钢材料为主。通过基础锚固工艺、焊接工艺及螺栓连接工艺，对高层重型土木工程钢结构进行施工作业。在高层重型土木工程项目品质性和安全性影响因素中，钢结构在其中扮演者极为重要的价值和作用[8]。现代化高层重型土木工程项目，要将钢筋混凝土结构和钢结构进行有机融合，充分发挥出两者的优势保障土木工程建设安全性。借助高层重型钢结构的结构强度优势、稳定性优势及受力均匀优势，做好高层重型土木工程基础支撑。

5.2 大跨度土木工程钢结构应用

随着社会经济的快速发展以及各行各业演化的多元化，除了传统化的居民建筑以外，一些大跨度土木工程建设项目逐渐出现。例如，体育馆、博物馆等都属于大跨度土木工程钢结构类型。此类大跨度土木工程，对于内部空间的要求极高，这也就意味着，对于钢结构的设计，要充分注重大跨度空间结构设计。大跨度空间结构设计中，钢结构设计思路尤为重要。此类工程建设中的钢材，更多使用结构型材料，并结合大跨度土木工程的不同需求，合理化选择悬索结构、网壳结构等[9]。对于一些具有特殊需求的现代化厂房结构建筑，要将钢结构设计与合成材料膜工艺紧密结合起来，可以形成具有空间广阔的封闭式建筑。此类大空间土木工程，可以提高工程建设效率，进而满足工业生产对空间范围的合理化需求。大跨度土木工程钢结构效果应用如图1所示。

图1 大跨度土木工程钢结构效果应用

5.3 轻钢土木工程钢结构技术应用

在现代化土木工程建设项目中，除了高层重型土木工程和大跨度土木工程外，新型土木工程建设项目，也在朝着灵活化和轻量化的方向发展。轻钢结构的土木工程项目，往往利用质量更轻的轻型合金钢材，打造成具有稳定性高、安全性强、耐用性好的轻型钢结构工程项目。从整体结构构造角度看，新型轻钢土木工程，主要包括轻钢主结构、辅助结构、维护结构等。无论哪个结构环节中，都离不开对轻钢材质的选择和使用。轻钢结构的土木工程，其结构类型主要分为两大类：第一类，使用断面较小的型钢做成骨架结构。通过型钢与钢管的配合与连接，形成基础性的土木工程钢建筑结构空间。第二类，利用薄钢板冷轧构成骨架结构。薄钢板冷轧再配合以其他材质，打造建筑围护及屋面结构，可以更多应用于临时性的建筑结构项目当中，比如旅游地产、民宿别墅等建筑项目中[10]。

6 结语

综上所述，在社会主义现代化市场经济环境下，土木工程建设行业发展，已经迈入了新的阶段。作为土木工程建设品质的重要保证，工程钢结构技术应用，越来越严格且越来越广泛。工程钢结构技术是土木工程建设重要组成内容，工程钢结构技术应用的精准性与可靠性，会直接关系到整个土木工程建设的安全和稳固，关系到整个土木工程建设品质和效益。强化现代化土木工程钢结构技术工作落实，是现代化土木工程建设的重要目标，更是未来土木工程建设和发展的关键。