探討大跨度全鋼結(jié)構(gòu)制作安裝質(zhì)量控制論文
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及建筑事業(yè)的蓬勃向上，各地體育場(chǎng)館、飛機(jī)場(chǎng)、高鐵、展覽館等公共建筑場(chǎng)所的修建使大跨度全鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)了較為廣泛的應(yīng)用。大跨度全鋼結(jié)構(gòu)具有相對(duì)輕便的優(yōu)勢(shì)，以及較強(qiáng)的抗風(fēng)性、抗震性、保溫性，十分適用于大型建筑頂棚、屋蓋的設(shè)計(jì)。在我國(guó)比較典型的大跨度全鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用具體表現(xiàn)為南京國(guó)際展覽中心的無(wú)柱大空間結(jié)構(gòu)的屋面設(shè)計(jì)、廣州新白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓的主樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、西安國(guó)際展覽中心的屋蓋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、寧波國(guó)際會(huì)展中心小展廳屋蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。這些大型建筑的設(shè)計(jì)中對(duì)大跨度全鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用以及發(fā)展代表了一定的發(fā)展水平。
1 大跨度全鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
1. 1 具有美觀的造型結(jié)構(gòu)
在建筑設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)是體現(xiàn)現(xiàn)代感的主要設(shè)計(jì)材料。鋼結(jié)構(gòu)的外觀具有簡(jiǎn)潔明快的特點(diǎn)，且造型大方美觀，在不做任何修飾的條件下仍能體現(xiàn)出美感。并且鋼結(jié)構(gòu)沒(méi)有外凸的節(jié)點(diǎn)或零件，不需要對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜的造型外觀上的修飾。鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的美感還體現(xiàn)在它自身的線條上，其線條形式可以多種多樣，既可以時(shí)圓拱形也可以是平板性或是其他的任意的曲線形態(tài)。其結(jié)構(gòu)外觀的表達(dá)具有直接性，可以不加修飾直接外露，且不影響其美觀，反而表現(xiàn)出一種張力一種健美。這樣的造型特點(diǎn)可以滿(mǎn)足多類(lèi)型建筑設(shè)計(jì)的需要。
1. 2 優(yōu)良的截面性能
在大跨度全鋼結(jié)構(gòu)中，鋼管的截面形式通常為對(duì)稱(chēng)形式，有利于單一桿件設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。同時(shí)鋼管截面的閉合提高了抗扭剛度，提高了結(jié)構(gòu)的承載能力。
1. 3 便捷的制作與安裝
在大跨度全鋼結(jié)構(gòu)的制作安裝方面具有十分便捷的特性，主要的使用構(gòu)建已經(jīng)在廠內(nèi)進(jìn)行了系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)完成，不必進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的濕作業(yè)，只需運(yùn)輸?shù)浇ㄖ䦂?chǎng)地進(jìn)行直接組裝、安裝即可，這樣施工時(shí)間就被縮短了，提高了施工效率。
1. 4 具有較大的使用空間
大跨度全鋼結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的剛度以及較好的穩(wěn)定性，其跨度大的特點(diǎn)使得建筑空間也相應(yīng)的增大。
1. 5 較好的經(jīng)濟(jì)效益
由于鋼管材料在各個(gè)指標(biāo)上都具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，且相較于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)省去了較多節(jié)點(diǎn)、桿件的布置，節(jié)約了鋼材使用量，另外在相同的承載力的狀況下，其鋼管外表面積較開(kāi)口截面鋼構(gòu)件的面積小，有效的節(jié)約了防火涂料的使用量以及相關(guān)材料的消耗和人員的配置，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益。
2 大跨度全鋼結(jié)構(gòu)制作工藝
2. 1 下料
在進(jìn)行下料之前需先對(duì)桁架進(jìn)行三維空間建模，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)每一根桿件單獨(dú)編程，建立正確的幾何信息，對(duì)每一根桿件的所有相貫節(jié)點(diǎn)的相貫線輪廓進(jìn)行確定，并將所得確定點(diǎn)輸入相貫線切割機(jī)程序中進(jìn)行切割。這一措施可以保證構(gòu)件的尺寸精度。接著通過(guò)帶鋸機(jī)進(jìn)行齊頭，采用相貫線切割機(jī)對(duì)坡口進(jìn)行處理。
2. 2 弦管的彎曲成形
由于一些鋼管結(jié)構(gòu)是非直線形，對(duì)此類(lèi)鋼管需要進(jìn)行彎曲成形。其主要方法有兩種: 第一，直接利用彎管機(jī)進(jìn)行彎曲成形; 第二，通過(guò)平面彎曲胎具對(duì)鋼管進(jìn)行加熱，然后施力頂壓，使鋼管彎曲成形。注意彎曲度需在結(jié)構(gòu)的預(yù)起拱值之內(nèi)。
2. 3 制作組裝胎具
對(duì)于上、下弦胎具的制作十分簡(jiǎn)單只需依據(jù)上、下弦桿的尺寸進(jìn)行放樣，然后依照放樣進(jìn)行胎具的制作即可，對(duì)于整體組裝胎具而言，其制作要點(diǎn)是上、下弦起拱后的幾何尺寸。
2. 4 組裝桁架
桁架的分段數(shù)量需要依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，將各個(gè)成型的鋼結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行編號(hào)組裝以及焊點(diǎn)定位，在進(jìn)行組裝工作是相關(guān)的控制點(diǎn)需要格外注意，進(jìn)行定位時(shí)，需要考慮焊接收縮量。對(duì)變形現(xiàn)象需要采取相應(yīng)的消除措施。組裝內(nèi)容包括工地拼裝耳板。在桿件拼裝完成后需要對(duì)各點(diǎn)尺寸進(jìn)行相關(guān)的檢驗(yàn)，所有檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)合格之后，才可進(jìn)行焊接。
2. 5 構(gòu)件焊接
在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行焊接時(shí)，首先要了解構(gòu)件的焊接工藝的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。然后進(jìn)行相關(guān)的焊接準(zhǔn)備。焊接準(zhǔn)備工作一般可從三個(gè)方面進(jìn)行。第一，按照焊接工藝文件中的對(duì)于焊接材料的溫度以及時(shí)間的規(guī)定進(jìn)行焊接材料的準(zhǔn)備工作。第二，油、銹、污物不得殘留在即將進(jìn)行焊接的坡口內(nèi)、外壁上，如果有，必須仔細(xì)清除。為了保持鋼管圓度，避免對(duì)坡口處的管壁進(jìn)行敲打或點(diǎn)焊夾具。第三，要對(duì)坡口角度、間隙、鈍邊進(jìn)行檢查，保證其與相關(guān)規(guī)范要求相符，同時(shí)需對(duì)圓率、同心度進(jìn)行認(rèn)真的核對(duì)。
在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行焊接時(shí)需注意一些相關(guān)事項(xiàng)。第一，對(duì)焊工的要求。焊工必須持有相關(guān)專(zhuān)業(yè)技能考試所頒發(fā)的合格證書(shū)，并進(jìn)行對(duì)口的崗位分配。第二，在進(jìn)行手工電弧焊時(shí)，需進(jìn)行多層、多次焊接，且擺動(dòng)幅度需適中。注意利用鋼絲刷、砂輪對(duì)焊層、焊道間的夾渣、焊渣、氧化物等進(jìn)行清除。第三，對(duì)同一條焊縫應(yīng)避免施工過(guò)程的中斷，盡量一次完成，如果需要分多次，則每次施工前需進(jìn)行預(yù)熱。第四，采用較小的電流值進(jìn)行面層的.焊接，盡量保證外觀質(zhì)量以及焊接頭的平整圓滑。第五，為了避免或減少焊接變形的發(fā)生，在焊接點(diǎn)需按照對(duì)稱(chēng)原則進(jìn)行，且嚴(yán)密注意層間溫度。第六，在焊接完成后需對(duì)表面殘留物進(jìn)行清理，保證焊縫的外觀質(zhì)量，對(duì)未達(dá)標(biāo)的需進(jìn)行打磨或補(bǔ)焊。
3 大跨度全鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量控制
3. 1 高空散裝
這一安裝方法需將所有材料運(yùn)到高空，進(jìn)行一次性拼裝作業(yè)，在整個(gè)拼裝過(guò)程中需要搭建大量的支架，但是不需要配備大型的起重設(shè)備。這一安裝方式一般用于用高強(qiáng)度螺栓以及用螺栓球節(jié)點(diǎn)連接的各種類(lèi)型的網(wǎng)架。由于這一安裝方式需要進(jìn)行大量的高空作業(yè)，故而其安裝質(zhì)量難以保證，并且會(huì)產(chǎn)生安全隱患。于是在實(shí)際施工中，在這一方法的基礎(chǔ)上做了一些改進(jìn)，即在地面上將部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作成小拼單元，將這些小拼單元運(yùn)到高空中進(jìn)行組裝，這樣就降低了高空作業(yè)的難度以及任務(wù)量，保證了安裝質(zhì)量。
3. 2 高空滑移
這一安裝方法是從網(wǎng)架拼裝方法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，其優(yōu)點(diǎn)是不必在高空施工中搭設(shè)支架，十分便利。這用方法采用的是滑索的原理，將網(wǎng)架分成條狀單元，通過(guò)滑軌進(jìn)行拼接。高空滑移的方法有兩種: 逐條積累滑移法與單條滑移法。逐條積累滑移法是將條狀單元進(jìn)行間距累積滑移拼裝，其用時(shí)短、效率高，但是牽引力大，需要采用牽引工具完成，且在拼裝過(guò)程中容易造成條狀單元的尺寸積累。單條滑移法則不需要牽引工具，但是需要活動(dòng)腳手架在單元就位拼接中的支撐作用。
3. 3 地面拼裝整體吊裝
大跨度全鋼結(jié)構(gòu)不同于中小跨度的鋼結(jié)構(gòu)，不可以在建筑物現(xiàn)場(chǎng)外面進(jìn)行拼裝，之后利用汽車(chē)吊、履帶吊、多臺(tái)拔桿進(jìn)行起吊。大跨度全鋼結(jié)構(gòu)體積較大，重力也較重，一般的起吊工具無(wú)法吊起拼裝完成后的大跨度全鋼結(jié)構(gòu)。如果要對(duì)大跨度全鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體吊裝，最好的方式是利用多根或單根拔桿起吊。大跨度全鋼結(jié)構(gòu)對(duì)于整體吊裝作業(yè)的技術(shù)要求也十分嚴(yán)格，在起吊時(shí)要通過(guò)起吊、停歇、調(diào)平這三個(gè)步驟的不斷的循環(huán)直至到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高來(lái)保證各個(gè)吊點(diǎn)起升及下降的同步性。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在我國(guó)大型建筑項(xiàng)目的建設(shè)之中，大跨度全鋼結(jié)構(gòu)憑借自身相對(duì)輕便的優(yōu)勢(shì)，以及較強(qiáng)的抗風(fēng)性、抗震性、保溫性的優(yōu)勢(shì)以及美觀的造型結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的截面性能、便捷的制作與安裝、較大的使用空間、較好的經(jīng)濟(jì)效益，在各地體育場(chǎng)館、飛機(jī)場(chǎng)、高鐵、展覽館等建筑項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用。為了保證建筑項(xiàng)目的施工質(zhì)量，在大跨度全鋼結(jié)構(gòu)制作以及安裝質(zhì)量控制的實(shí)際施工過(guò)程中，依據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范以及完整的制作工藝實(shí)現(xiàn)了大跨度全鋼結(jié)構(gòu)的保質(zhì)保量的完成。在安裝質(zhì)量控制方面，由于大跨度全鋼結(jié)構(gòu)的安裝方式多種多樣，正確的選擇合理的安裝方式是進(jìn)行大跨度全鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量控制的重要措施，另外對(duì)各種安裝方法中有所欠缺的部分進(jìn)行創(chuàng)造性的改進(jìn)能夠加強(qiáng)對(duì)大跨度全鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制，保證其安裝質(zhì)量以及安裝安全。
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