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【摘 要】 某美术馆项目建设中，钢结构加工安装过程中出现了一些问题，通过落实应对措施并给予解决。
【关键词】 钢结构；加工；安装
【中图分类号】 TU511.45 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2012）01-015-01
现代建筑不仅重视建筑的形式与用材，更加强调要让人看到后产生空间想象的效果。现代建筑主义大师柯布西埃提出“技术主义(technocratic)”，即把建筑师的丰富想象力和工程师的发明创造巧妙结合起来，创造人类的理想城市。上世纪八十年代建造的巴黎卢浮宫金字塔就是一个典型的案例。塔身总重量为200吨，其中玻璃净重105吨，钢架仅有95吨。换言之，钢架承受的玻璃荷载超过了钢架自身的重量，因此行家们认为，这座玻璃金字塔不仅体现现代建筑风格，也是运用现代科学技术的独特尝试。建筑设计师贝聿铭创造性地解决了把古老宫殿改造成现代化美术馆的一系列难题，取得极大成功，享誉世界。金字塔的成功之处就是运用了“技术主义”，金字塔奇特的外形下面包裹着钢结构的骨架，钢结构是勾勒出金字塔外形的基础。
下面我将结合一个具体的工程项目，探讨一下钢结构加工和安装过程中碰到的若干问题，并提出对策。
某美术馆工程是一个类似蜗牛形状的双曲面建筑物。场地地势北高南低，高差约为1.5m。而场地平面较为正方，南北长越120米，东西长约130米。工程的主体结构形式为钢筋混凝土，地下1层，地上3层。地上3层以上是钢结构支撑的金属屋面。金属屋面是该建筑造型的主要看点，而钢结构作为金属屋面的主要受力构件，其安装的质量和定位准确程度将直接关系到金属屋面乃至整个建筑的立面、空间效果。所以必须确保钢结构工程按照设计规范安装到位。
钢结构工程分为四个施工段：A区GF01—GF07，跨度为32~42m；B区GF08—GF18，跨度为42~32m；C区GF19—GF35，跨度为28~14m；D区GF36—GF42，跨度为12~6m。A区和B区的跨度最大，且A区有三榀钢结构生根在悬挑梁上，所以A区和B区为技术难点。
１ 加工制造过程
1.1 双曲面钢梁制造工艺的不成熟。建筑空间效果图中有两榀钢梁为双曲面设计，钢梁在空间中向X轴和Z轴两个坐标方向弯曲。但是钢结构深化图纸中每榀钢架的细部构造详图为平面图。双曲面的钢梁反映到平面上变成了圆弧的钢梁在某处突起，就像人头顶上鼓起了一个大包，看上去很别扭。其中原因除了设计外，主要是钢板的加工工艺要求较高。可以参考螺旋桨桨叶的制造工艺。先准备好冷压模具，放在大型油压机上，再将钢板放在冷压模具上，根据钢梁的每个部位节点的弯曲半径对钢板进行冷加工。两侧的翼缘板分为内板和外板，根据不同的弯曲半径再采用以上方法进行冷加工。
1.2 尽早在加工厂完成部分复试检测项目。为了缩短现场安装的工期，施工单位在钢构加工好后最好尽早在工厂里复试检测。型钢必须在出厂前见证取样。因为型钢都是根据设计文件编号定好尺寸生产加工的，再运到现场。如果在现场的型钢上切割取样，那切割剩余的型钢就有缺口无法拼合完整。此外，型钢（工字钢）的腹板和翼缘板在加工厂焊接成型后就可以做焊缝检测。如果在施工现场做，检测人员必须登高作业，这样既危险，而且检测效率低下。
2 现场安装钢结构阶段
2.1 地脚螺栓及钢垫板的定位出现偏差。施工方在梁板浇筑前测量放线并准备安装地脚螺栓和其连接的钢垫板。但是梁的上层纵向钢筋直径大且非常密实，使得地脚螺栓难以插入梁内，之后施工方飞来九牛二虎之力终于把地脚螺栓插入梁内。但在混凝土浇筑过程中，振动棒碰到了梁钢筋，以致地脚螺栓偏位较大，钢架与钢垫板焊接后钢架根部有一半露在垫板外边。钢架的生根不牢固。后施工方联系设计单位，办理来设计变更手续，后置重新埋设了地脚螺栓和钢垫板，再与钢架焊接。这是事后纠偏措施。为了避免定位偏差，应落实以下事前预防措施：①首先，保证地脚螺栓按照施工图准确预埋。在现场设置永久性坐标点，以备螺栓安装过程中和混凝土浇筑过程中做参照，发现螺栓偏位即使调整。②如果混凝土结构中钢筋过于密集，使得地脚螺栓难以定位深入。施工方应在图纸会审时提出，让设计单位调整。退而求其次，如果钢筋已经绑扎完成，施工方发现安装地脚螺栓困难，应及时联系设计单位到现场实地查看，制定应对的解决方案。在不影响主体结构安全质量的前提下，让钢结构地脚螺栓安装到位。③浇筑混凝土过程中，应安排专人以永久性坐标点为参照物，测量观察地脚螺栓的定位情况。当发现有较大位移时，应立即停止浇筑混凝土，纠正螺栓的偏位。
2.2 场地地形条件复杂，吊装钢构困难。建筑为蜗牛形状，内侧紧靠已有建筑，而外面一周为地下室顶板。场地狭小，地形复杂，这给钢结构的吊装带来很大的危险。参建各方认为该钢结构吊装工程为危险性较大的分部分项工程。所以根据住建部发的《建质[2009]87号文》的要求，施工单位组织了专家对钢结构吊装工程进行了专项论证。专家组对现场情况实地查看，审查了吊装方案，查阅了相关设计文件，认为方案总体可行。专家提出了意见，要求复核地下室顶板（吊车支撑基础）要进行承载能力，并经设计单位认可；细化吊装机械（吊车）的行走路线，占位平面图。施工方根据以上意见，重新上报了补充方案，在施工中落实的措施如下：
设计单位经过验算，充分考虑了地下室顶板混凝土的静荷载和吊车吊装时的动力系数，确定了吊车行走吊装的区域。施工方细化了吊车支腿集中荷载的扩散措施。吊车支腿架设在地下室顶板层的框架梁或联系梁上，确保支撑稳固。
施工方安排吊车从北西到南东这样逆时针的顺序开行吊装。先吊装GF42这样跨度小、单节的钢架，在逐渐吊装跨度大的、多节的钢架。先小后大的好处是：小跨度的钢架安装到位后，再吊装跨度大的钢架临时固定，随即安装焊接两钢架之间的斜撑和支撑，增加大跨度钢架的空间稳定性，增大吊装的安全系数。同时给操作工人有上手热身的过程，先易后难。
现代建筑为了达到独特的外观效果，往往要采用高难度高技术含量的钢结构。所以在加工和安装钢结构的过程中不免要遇到很多技术难题。我在上面只是浅谈了钢结构监理工作中的体会，提出了若干解决办法，希望能给大家带来一些帮助。
参考文献
1 朱锋.钢结构制造与安装.北京理工大学出版社
2 王小红. 当代国外轻型建筑设计.山东科学技术出版社
【关键词】 钢结构；加工；安装
【中图分类号】 TU511.45 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2012）01-015-01
现代建筑不仅重视建筑的形式与用材，更加强调要让人看到后产生空间想象的效果。现代建筑主义大师柯布西埃提出“技术主义(technocratic)”，即把建筑师的丰富想象力和工程师的发明创造巧妙结合起来，创造人类的理想城市。上世纪八十年代建造的巴黎卢浮宫金字塔就是一个典型的案例。塔身总重量为200吨，其中玻璃净重105吨，钢架仅有95吨。换言之，钢架承受的玻璃荷载超过了钢架自身的重量，因此行家们认为，这座玻璃金字塔不仅体现现代建筑风格，也是运用现代科学技术的独特尝试。建筑设计师贝聿铭创造性地解决了把古老宫殿改造成现代化美术馆的一系列难题，取得极大成功，享誉世界。金字塔的成功之处就是运用了“技术主义”，金字塔奇特的外形下面包裹着钢结构的骨架，钢结构是勾勒出金字塔外形的基础。
下面我将结合一个具体的工程项目，探讨一下钢结构加工和安装过程中碰到的若干问题，并提出对策。
某美术馆工程是一个类似蜗牛形状的双曲面建筑物。场地地势北高南低，高差约为1.5m。而场地平面较为正方，南北长越120米，东西长约130米。工程的主体结构形式为钢筋混凝土，地下1层，地上3层。地上3层以上是钢结构支撑的金属屋面。金属屋面是该建筑造型的主要看点，而钢结构作为金属屋面的主要受力构件，其安装的质量和定位准确程度将直接关系到金属屋面乃至整个建筑的立面、空间效果。所以必须确保钢结构工程按照设计规范安装到位。
钢结构工程分为四个施工段：A区GF01—GF07，跨度为32~42m；B区GF08—GF18，跨度为42~32m；C区GF19—GF35，跨度为28~14m；D区GF36—GF42，跨度为12~6m。A区和B区的跨度最大，且A区有三榀钢结构生根在悬挑梁上，所以A区和B区为技术难点。
１ 加工制造过程
1.1 双曲面钢梁制造工艺的不成熟。建筑空间效果图中有两榀钢梁为双曲面设计，钢梁在空间中向X轴和Z轴两个坐标方向弯曲。但是钢结构深化图纸中每榀钢架的细部构造详图为平面图。双曲面的钢梁反映到平面上变成了圆弧的钢梁在某处突起，就像人头顶上鼓起了一个大包，看上去很别扭。其中原因除了设计外，主要是钢板的加工工艺要求较高。可以参考螺旋桨桨叶的制造工艺。先准备好冷压模具，放在大型油压机上，再将钢板放在冷压模具上，根据钢梁的每个部位节点的弯曲半径对钢板进行冷加工。两侧的翼缘板分为内板和外板，根据不同的弯曲半径再采用以上方法进行冷加工。
1.2 尽早在加工厂完成部分复试检测项目。为了缩短现场安装的工期，施工单位在钢构加工好后最好尽早在工厂里复试检测。型钢必须在出厂前见证取样。因为型钢都是根据设计文件编号定好尺寸生产加工的，再运到现场。如果在现场的型钢上切割取样，那切割剩余的型钢就有缺口无法拼合完整。此外，型钢（工字钢）的腹板和翼缘板在加工厂焊接成型后就可以做焊缝检测。如果在施工现场做，检测人员必须登高作业，这样既危险，而且检测效率低下。
2 现场安装钢结构阶段
2.1 地脚螺栓及钢垫板的定位出现偏差。施工方在梁板浇筑前测量放线并准备安装地脚螺栓和其连接的钢垫板。但是梁的上层纵向钢筋直径大且非常密实，使得地脚螺栓难以插入梁内，之后施工方飞来九牛二虎之力终于把地脚螺栓插入梁内。但在混凝土浇筑过程中，振动棒碰到了梁钢筋，以致地脚螺栓偏位较大，钢架与钢垫板焊接后钢架根部有一半露在垫板外边。钢架的生根不牢固。后施工方联系设计单位，办理来设计变更手续，后置重新埋设了地脚螺栓和钢垫板，再与钢架焊接。这是事后纠偏措施。为了避免定位偏差，应落实以下事前预防措施：①首先，保证地脚螺栓按照施工图准确预埋。在现场设置永久性坐标点，以备螺栓安装过程中和混凝土浇筑过程中做参照，发现螺栓偏位即使调整。②如果混凝土结构中钢筋过于密集，使得地脚螺栓难以定位深入。施工方应在图纸会审时提出，让设计单位调整。退而求其次，如果钢筋已经绑扎完成，施工方发现安装地脚螺栓困难，应及时联系设计单位到现场实地查看，制定应对的解决方案。在不影响主体结构安全质量的前提下，让钢结构地脚螺栓安装到位。③浇筑混凝土过程中，应安排专人以永久性坐标点为参照物，测量观察地脚螺栓的定位情况。当发现有较大位移时，应立即停止浇筑混凝土，纠正螺栓的偏位。
2.2 场地地形条件复杂，吊装钢构困难。建筑为蜗牛形状，内侧紧靠已有建筑，而外面一周为地下室顶板。场地狭小，地形复杂，这给钢结构的吊装带来很大的危险。参建各方认为该钢结构吊装工程为危险性较大的分部分项工程。所以根据住建部发的《建质[2009]87号文》的要求，施工单位组织了专家对钢结构吊装工程进行了专项论证。专家组对现场情况实地查看，审查了吊装方案，查阅了相关设计文件，认为方案总体可行。专家提出了意见，要求复核地下室顶板（吊车支撑基础）要进行承载能力，并经设计单位认可；细化吊装机械（吊车）的行走路线，占位平面图。施工方根据以上意见，重新上报了补充方案，在施工中落实的措施如下：
设计单位经过验算，充分考虑了地下室顶板混凝土的静荷载和吊车吊装时的动力系数，确定了吊车行走吊装的区域。施工方细化了吊车支腿集中荷载的扩散措施。吊车支腿架设在地下室顶板层的框架梁或联系梁上，确保支撑稳固。
施工方安排吊车从北西到南东这样逆时针的顺序开行吊装。先吊装GF42这样跨度小、单节的钢架，在逐渐吊装跨度大的、多节的钢架。先小后大的好处是：小跨度的钢架安装到位后，再吊装跨度大的钢架临时固定，随即安装焊接两钢架之间的斜撑和支撑，增加大跨度钢架的空间稳定性，增大吊装的安全系数。同时给操作工人有上手热身的过程，先易后难。
现代建筑为了达到独特的外观效果，往往要采用高难度高技术含量的钢结构。所以在加工和安装钢结构的过程中不免要遇到很多技术难题。我在上面只是浅谈了钢结构监理工作中的体会，提出了若干解决办法，希望能给大家带来一些帮助。
参考文献
1 朱锋.钢结构制造与安装.北京理工大学出版社
2 王小红. 当代国外轻型建筑设计.山东科学技术出版社