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钢结构|钢结构在施工中常见的问题有哪些?


在现代建筑工程领域,钢结构以其高强度、轻量化和施工便捷等优势,广泛应用于高层楼宇、大跨度场馆及桥梁等项目。然而,钢结构施工过程涉及复杂的技术与工艺,从构件吊装到节点焊接,每个环节都存在诸多难点。若处理不当,不仅会影响施工进度,还可能埋下安全隐患,降低结构整体质量。

一、钢结构吊装:精准定位与安全风险的双重挑战

(一)常见问题

构件变形与损坏:钢结构构件通常体型庞大、重量较重,在吊装过程中,若吊点设置不合理、钢丝绳捆绑方式不当,极易导致构件局部受力过大,从而产生弯曲、扭曲变形,甚至出现断裂损坏。例如,在吊装大型 H 型钢梁时,若吊点间距过大,钢梁中部会因自重产生下挠变形。

吊装定位偏差:钢结构安装精度要求极高,构件的平面位置、标高和垂直度等参数需严格符合设计标准。但在实际吊装过程中,受风力、吊装设备稳定性以及操作人员技术水平等因素影响,容易出现定位偏差。特别是在高层钢结构施工中,微小的偏差累积可能导致上层构件无法准确安装,影响整体结构稳定性。

安全风险高:吊装作业属于高空、高风险作业,构件起吊、移动和就位过程中,若设备故障、钢丝绳断裂或操作人员违规操作,可能引发构件坠落、起重机倾覆等严重安全事故。此外,恶劣天气(如大风、暴雨)也会增加吊装作业的危险性。

(二)应对措施

优化吊点设计与吊装方案:吊装前,根据构件的形状、尺寸和重量,运用计算机模拟技术进行力学分析,合理确定吊点位置和数量,确保构件受力均匀。同时,制定详细的吊装方案,明确吊装顺序、设备选型和操作流程,并对操作人员进行技术交底。例如,对于超长钢梁,可采用 “四点吊装法”,并在吊点处设置保护衬垫,防止钢丝绳勒伤构件。

加强测量与校正:采用高精度全站仪、水准仪等测量仪器,对构件吊装过程进行实时监测。在构件就位前,先进行初步定位,再通过微调装置(如千斤顶、缆风绳)进行精确校正,确保安装偏差控制在规范允许范围内。对于高层钢结构,可利用 BIM 技术建立三维模型,模拟安装过程,提前预判并解决定位难题。

强化安全管理:严格执行吊装设备定期检查制度,确保设备性能良好;对钢丝绳、吊钩等吊具进行班前检查,发现磨损、变形等问题及时更换。作业人员必须佩戴安全帽、安全带等防护装备,在恶劣天气条件下停止吊装作业。此外,设置明显的安全警示标志,安排专人进行现场安全监护,防止无关人员进入吊装危险区域。

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二、钢结构焊接:质量控制与缺陷预防的关键环节

(一)常见问题

焊缝缺陷:焊缝中常见的缺陷包括气孔、夹渣、裂纹、未焊透和未熔合等。气孔主要是由于焊接过程中气体未能及时排出所致;夹渣多因坡口清理不净、焊接电流过小或运条不当引起;裂纹则与钢材材质、焊接工艺参数以及应力集中等因素有关,严重影响焊缝强度和结构安全性。

焊接变形:钢结构焊接过程中,由于局部受热不均匀,构件会产生焊接变形,如角变形、弯曲变形和波浪变形等。变形过大不仅影响构件外观,还会导致安装困难,甚至降低结构承载能力。例如,在焊接箱型柱时,若焊接顺序不合理,容易产生扭曲变形。

焊接残余应力:焊接过程中,焊缝及其附近区域在加热和冷却过程中会产生不均匀的膨胀和收缩,从而形成焊接残余应力。残余应力可能与外荷载产生的应力叠加,导致构件提前发生塑性变形或疲劳破坏。

(二)应对措施

严格执行焊接工艺评定:焊接前,针对不同的钢材材质、焊接方法和焊接位置,进行焊接工艺评定试验,确定最佳的焊接工艺参数,如焊接电流、电压、焊接速度、焊条直径等。同时,对焊工进行技能培训和考核,确保其持证上岗,严格按照工艺规程进行操作。

控制焊接质量:加强焊接前的准备工作,对坡口进行彻底清理,去除油污、铁锈等杂质;选用质量合格的焊接材料,并按要求进行烘干处理。焊接过程中,采用合适的焊接顺序和方法,如对称焊、分段退焊等,减少焊缝变形。对于重要焊缝,采用多层多道焊,每层焊缝厚度控制在 3 - 5mm,层间温度保持在规定范围内。焊后及时进行外观检查和无损检测(如超声波检测、射线检测),发现缺陷立即返修。

减少焊接变形与残余应力:通过优化焊接顺序和工艺参数,如采用小电流、快速焊,可降低焊接热输入,减少变形。对于大型构件,可在焊接前进行反变形处理,即在构件安装前预设与焊接变形方向相反的变形量,抵消焊接过程中的变形。此外,采用锤击焊缝、振动时效等方法,可消除部分焊接残余应力,提高构件的抗疲劳性能。

三、其他施工难点与解决策略

(一)构件加工精度控制

钢结构构件加工精度直接影响安装质量。在切割、钻孔、弯曲等加工过程中,可能出现尺寸偏差、形状误差等问题。解决措施包括采用数控切割机、激光切割机等高精度加工设备,严格控制加工工艺参数,并加强过程检验,对不合格构件及时返工处理。

(二)高强螺栓连接质量保证

高强螺栓连接是钢结构常用的连接方式之一,螺栓预紧力不足、拧紧顺序错误或螺纹损伤等问题,会导致连接失效。施工时应使用扭矩扳手或电动扳手,按照规定的拧紧顺序和扭矩值进行操作,并对螺栓连接质量进行 100% 检查,确保连接牢固可靠。

钢结构施工从吊装到焊接,每个环节都充满挑战。只有深入了解各环节的常见问题,采取科学合理的应对措施,加强施工过程质量控制与安全管理,才能确保钢结构工程顺利实施,打造出安全、可靠、高质量的钢结构建筑。




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