大跨度钢结构工程施工技术与质量控制策略

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

杨慧其

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摘要

大跨度钢结构工程在现代建筑领域占有重要地位,由于其独特的特征,如大尺度、高负荷和复杂性,需要高度的施工技术和质量控制。本文旨在探讨大跨度钢结构工程的主要特征,施工技术要点以及质量控制策略,以提供一个全面的视角,以确保这些工程的成功实施。


关键词

大跨度;钢结构;施工技术;质量控制

正文


引言:随着建筑工程的不断发展,越来越多的大跨度钢结构工程如桥梁、体育馆、展览中心等正在兴建。这些工程的规模和复杂性要求高效的施工技术和质量控制策略,以确保安全性、稳定性和可持续性。因此,本文旨在探讨大跨度钢结构工程的特点、施工技术和质量控制策略,以帮助建筑领域的专业人员更好地理解和应对这一领域的挑战。

一、大跨度钢结构工程的主要特征

大跨度钢结构工程具有一系列显著特征,其尺度、荷载、复杂性、施工挑战以及质量标准都在很大程度上超越了常规建筑工程的范围。首先,大跨度钢结构工程往往跨越巨大的空间范围,涵盖了桥梁、体育场馆、飞机维修库等项目,其跨度通常达数十至数百米之巨。这种巨大的尺度要求结构设计和施工需要更高水平的专业知识和技术,以确保结构的安全和稳定性。这些工程通常承受大量的复杂荷载,包括行人、车辆、设备、风力等,因此大跨度钢结构必须具备出色的高强度和承载能力。此外,由于其大跨度和复杂性,这些工程通常具有多样化的结构形式,涵盖了曲线、悬臂、斜拉等各种形状,因此需要高度复杂的工程技术和施工技能,以实现这些结构的建造。这些工程在制造、运输、吊装和安装方面面临巨大挑战。这包括使用重型设备、制定复杂的工程计划、应对限制性的工地条件以及进行高空作业。最后,由于这些工程通常是公共设施或重要基础设施,它们必须符合高质量标准和国际规范,以确保其长期可维护性和安全性[1]

二、大跨度钢结构施工技术要点

(一)结构制作与装配技术

大跨度钢结构的制作与装配技术是确保工程质量和施工进度的关键要点。在制作过程中,必须遵循精确的设计规范和工程图纸,保证结构元件的准确尺寸和质量。为了达到高精度要求,通常采用数控加工设备和自动化工艺,以确保结构零部件的一致性。此外,制造过程中的质量控制非常关键,包括材料质量检查、焊缝检测和涂装质量保证等。装配技术方面,大跨度钢结构通常需要在现场进行大规模组装。在组装过程中,需要保证各个部件的精准对接和连接,以确保结构的整体准确性和稳定性。为了提高效率,通常采用临时支撑结构来保持零部件的正确位置,使装配过程更顺利。同时,装配过程中需要保证施工现场的安全,采取适当的安全措施,以防止意外发生。

(二)结构吊装与定位技术

大跨度钢结构的吊装是一项复杂而危险的工作,因此需要严密的计划和高水平的技术。吊装技术要点包括吊装设备的选择、吊装计划的编制、起重机械的操作、安全控制等。吊装设备的选择通常根据结构的重量、尺寸和形状来确定,必须确保吊装设备具备足够的承载能力和精确的控制性能。吊装计划的编制包括吊装序列的确定、吊装点的设置、重心计算、横向和纵向调整等。吊装计划必须充分考虑结构的特点和施工现场的条件,以确保吊装过程的安全和顺利进行。起重机械的操作需要经验丰富的操作人员,他们必须熟练掌握吊装设备的操作技巧,确保吊装过程的平稳和精确。

(三)结构连接技术

结构连接技术是大跨度钢结构施工的关键环节,直接影响结构的稳定性和承载能力。连接技术要点包括连接件的选用、连接方式的设计、预应力技术等。连接件的选用必须根据结构的性质和受力情况进行合理选择,确保连接件具备足够的强度和刚度。连接方式的设计需要满足结构的荷载传递和变形控制需求,同时考虑施工的便捷性。预应力技术通常用于提高结构的承载能力和稳定性,要求精确的施工和监测[2]

三、大跨度钢结构施工质量控制策略

(一)严格落实设计与制作质量标准

在大跨度钢结构的施工过程中,严格遵循设计与制作质量标准至关重要。这涵盖了结构的几个方面,包括设计参数、材料选用、焊接质量、制作工艺等。首先,设计与制作的质量标准必须与国家和行业标准相一致,以确保结构的可靠性和安全性。设计参数包括荷载计算、结构分析、节点设计等,必须满足预定的要求,以保证结构的性能。材料选用方面,须采用符合规定的高质量钢材,材料的来源和质量必须经过严格审核和检测。焊接质量是大跨度钢结构中的一个关键环节,焊缝必须符合相关标准,不得出现裂纹、气孔和夹渣等缺陷。制作工艺包括切割、钻孔、涂装等,都必须按照标准要求进行操作,以确保结构的精度和质量。质量标准的落实需要建立严格的质量控制体系,包括质量计划、质量检查、质量记录等。所有工序和环节必须按照计划进行,工程师和质检人员需要进行实时的检查和监控,确保质量标准的达到。同时,必须建立质量档案,记录和保留所有与质量相关的信息,以备查证。

(二)加强过程监控,找到问题及时处理

在大跨度钢结构的施工中,过程监控是质量控制的重要环节。通过不断监控工程的各个阶段,可以及时发现和解决潜在问题,以防止质量缺陷的出现。过程监控包括多个方面,如材料检验、焊缝质量检查、制作工艺监测等。材料检验是质量控制的第一道关,材料的来源、质量和完整性必须经过检查和验证。焊缝质量检查包括焊缝外观、尺寸、无损检测等,以确保焊接质量。制作工艺监测包括工艺参数、工艺控制、工艺记录等,以确保制作的准确性和一致性。如果在过程监控中发现问题,必须及时处理。问题的处理包括纠正和预防两个方面。纠正问题意味着立即采取措施修复缺陷,确保结构的质量。预防问题意味着识别问题的根本原因,采取措施防止问题再次发生,从而提高工程的质量和可靠性。

(三)实施精细化结构校正

在大跨度钢结构的吊装和组装过程中,必须使用高精度的测量设备,如全站仪和激光测距仪,来测量构件的位置和方位。测量数据将与设计参数进行比较,以确定结构是否满足要求。如果发现偏差,需要采取相应的调整措施,如调整吊装点、调整构件位置或使用校正工具。借助三维建模技术,可以在虚拟环境中模拟整个结构的组装和吊装过程。这有助于提前发现可能存在的问题,并规划精确的组装顺序。三维建模还可以用于指导操作人员,确保他们了解如何正确安装和调整构件。在大跨度钢结构施工中,使用精确定位系统是至关重要的。这些系统可以实时监测结构构件的位置,提供准确的反馈信息,以帮助操作人员进行精细化校正。一些定位系统还具有自动调整功能,可以在测量到的数据与设计参数不匹配时自动调整构件位置。在大跨度钢结构施工现场,操作人员需要能够实时获取测量数据和校正建议。因此,采用实时数据传输和反馈系统是必要的。这些系统可以将测量数据传输到操作人员的移动设备或中央监控室,以便他们及时采取措施。精细化结构校正不仅在结构吊装和组装过程中执行,还需要在结构使用期间进行持续监测。通过定期的检查和校正,可以确保结构在整个使用寿命内保持精确和稳定。这对于大跨度钢结构的安全性和可靠性至关重要[3]

质量控制策略不仅仅是在施工阶段的问题,而是涉及整个工程的生命周期。持续监测和定期的校正是确保结构在使用期间保持稳定性和可靠性的关键因素。因此,我们必须始终关注施工质量,并采取适当的措施来确保大跨度钢结构工程的成功。

参考文献

[1]蔡俊.大跨度钢网架结构整体提升施工关键技术应用研究[D].华南理工大学[2023-11-09].

[2]林淑瑾.大跨度空间钢结构施工技术与质量控制[J].中国建筑装饰装修,2022(19):3.

[3]游永忠.大跨度空间钢结构施工技术及质量控制研究[J].工程技术研究,2019,4(6):2.DOI:CNKI:SUN:YJCO.0.2019-06-014.


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