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摘要：本文就大型公共建筑钢结构工程的施工技术进行了探讨，并结合了具体的工程实例，重点阐述了复杂钢结构节点和十字钢柱的加工制作、钢结构现场安装工艺、钢结构柱脚的灌浆、钢结构节点处的配筋施工，以期能为类似的钢结构工程的施工提供参考。
关键词：钢结构工程；施工技术；大型公共建筑
钢结构工程因其具有跨度大、利用空间大、施工速度快、经济且实用等特点被广泛利用于企业厂房及跨度较大的建筑上。随着城市现代化建设的飞速发展，各类大型公共建筑设施越来越多地出现在我国的各大中城市，这也导致了钢结构工程的广泛出现。为了保障钢结构工程的施工质量和工程过程中的安全，就要注重钢结构工程的施工技术。本文就大型公共建筑钢结构工程的施工技术进行了探讨，以期能为类似的钢结构工程的施工提供参考。
1工程概况
大型公共建筑占地面积12681m2，建筑面积22251m2，建筑地上四层、地下一层，建筑高度33.70米。北侧为规划展示馆、东侧为停车场、南侧为图书馆、西侧为文化中心园区的下沉广场。
2 工程施工特点
2.1 劲性钢柱
整个工程共设置有25根劲性钢柱，劲性钢柱采用型钢和组合十字型钢柱。
2.2 劲性钢梁
轴线于二层、三层、四层、屋顶层设置劲性钢梁，轴线于四层、屋顶层设置劲性钢梁。劲性钢梁全部采用H型钢。
2.3西面悬挑钢结构
西面悬挑钢结构主受力件为HJ-1、HJ-2、HJ-1A、HJ-2A、HJ-3共5榀桁架。除了HJ外，其余均为H型钢实腹式构件。HJ采用焊接H型钢组合而成，以HJ-1为代表介绍HJ组成。
2.4东面悬挑钢结构
东面悬挑钢结构主受力构件为HJ-4、HJ-5、HJ-6、HJ-7共4榀桁架。与西面悬挑榀桁架一样，除了HJ外，其余均为H型钢实腹式构件。HJ采用焊接H型钢组合而成，以HJ-4为代表介绍HJ组成。
3 钢结构加工
因本工程东西两侧悬挑长度相对于混凝土结构较大，设计综合考虑对钢结构的焊缝质量相应提出了较高的要求。工厂加工H型钢和十字钢柱的纵缝、节点区域加强劲板采用一级焊缝，需要100%的进行无损检测。H型与十字型钢柱翼缘板厚度34、32mm等，腹板厚度为25、28mm等，在H型钢与十字型钢柱加工过程中需要合理控制变形，同时确保焊缝质量。
3.1 十字型钢柱加工
（1）十字型钢柱断面形状如图1。
（2）十字型钢柱主要加工工艺介绍：
①首先把十字型钢柱拆分成一支H型钢和两支T型钢，分别按照H型钢加工工艺成形。由于腹板和翼缘板较厚，按照常规H型钢加工工艺进行加工，翼缘板焊接成型后变形较大，采用机冷校正难以达到质量验收标准，为了减少焊接变形后的校正工程量，需要合理确定焊接工艺参数，减少焊接变形。如采用常规的反变形原理，成型前的反变形工程量较大，难以满足施工进度要求。通过多次试验，最终采取合理开设焊接剖口，减少翼缘板的热影响区，进而减少翼缘板焊接变形的工艺，在保证焊接质量的前提下，减少了焊接变形。采用此工艺，在焊接完成后，通过轻微的冷校正或热校正即可达到质量控制要求。
②十字型钢柱组装焊接
在H型钢和T型钢加工完成且经过检查符合质量验收要求后，即可在胎具上进行十字型钢柱的组装。由于目前对于十字型钢柱焊接成型后的变形校正还不能与H型钢相提并论，不具有很高的机械化生产能力。为了满足加工进度，在大批量焊接十字型钢柱前，需要确定合理的焊接工艺，避免十字型钢柱成型后变形大，造成难以校正的困难。通过多次论证和试验比较，采取对称分段多道小电流焊接的工艺，能较好的控制了焊接变形，基本能达到焊接后不需要调校即可符合质量要求。
3.2 十字型钢柱节点加工
十字型钢柱做为劲性钢柱，与相邻梁连接处，设置了较多的加劲板，设计文件规定所有加劲板与钢柱均采取熔透焊接，焊缝质量要求达到一级标准。
钢柱节点主要包含了牛腿、钢柱内部加劲板。由于钢柱里面的加劲板有的间距很小，必须考虑组装和焊接顺序，避免有的节点板无法焊接。
节点区域劲板比较多，为了控制焊接变形，在保证焊接具有操作性的前提下，尽可能组装完成所有构件，牛腿与加劲板和钢柱组装完成应先采用点焊进行固定，确保节点区域形成较大的刚性。劲板加工时，应考虑音剖口的开设方向，特别是相距较近的劲板，确保组装后具备焊接空间位置。
3.3 悬挑钢结构节点加工
悬挑钢结构全部采用焊接H型钢，焊接H型钢采取常规加工工艺能保证加工质量。设计上从传力上考虑，所有斜腹杆与水平弦杆和垂直支撑（竖腹杆）采用圆弧翼缘板过渡连接。圆弧过渡翼缘板弯曲半径种类多，如采用同一固定模式胎具，则需要加工多种胎具。为了减少压制模具的制作工程量，专门设置了一套可调圆心的压制模具进行圆弧翼缘板的压制。
4 钢结构安装工艺
根据现场实际情况和现场己经设置的塔吊布置位置，采取多种吊装工艺进行施工。其中劲性钢柱、钢梁采用塔吊和汽车吊进行施工，悬挑钢结构因工期紧，在混凝土结构未全部完成的条件下就得进入施工。采用设立临时支撑架的施工工艺利用履带吊和汽车吊进行安装，在混凝土施工结束且达到设计强度的后，考虑整体平衡东西两侧临时支撑在安装完成后同时同步进行卸载。
4.1 劲性钢结构安装
劲性钢结构安装需要与混凝土结构施工同步进行，工期较长，且只能在该项目东西两侧才有起重吊装机械站位场地，导致起重机械就位回转半径较大，需要选用大型起重设备。经过实地考察经过综合权衡选用130吨汽车吊进行吊装，部分构件利用现场己经设立的塔吊进行吊装。
劲性钢柱分段。根据130吨汽车吊的站位，按照130吨汽车吊和现场塔吊的安全起重性能要求，对钢柱进行合理分段，与基础连接的钢柱分段点位于基础上表面1米处，其余钢柱分段点位于各楼层顶面上1米处，分段长度不小于一个楼层。这样即保证了现场焊缝的数量尽可能少，同时又能保证吊装机械能充分发挥其作用。保证技术上可行，经济效益最佳。 4.2 大型悬挑钢结构安装工艺
悬挑钢结构安装是本工程钢结构重点和难点，特别是西面悬挑钢结构，起吊高度高，单件起吊重量重，同时要充分考虑混凝土浇筑、石材干挂、装修荷载等施工阶段对钢结构的影响。
确保钢结构施工结束后，能满足后续工序的顺利进行。
（1）悬挑钢结构施工工艺：
由于析架高度超出了公路运输的正常极限，所有析架只能进行工厂制作好各构件，经过厂内预拼装合格后发运至现场进行组装，组装结束后设立临时支撑架，采用汽车吊和履带吊进行吊装高空固定。最后进行卸载完成安装。
（2）现场施工顺序
①西侧悬挑结构施工顺序：
第一步：设置西侧悬挑结构安装内外临时支撑。
第二步：安装HJ1、HJ2、HJ1A、HJ2A。
第三步：依照从内往外、从下往上的顺序安装楼层钢梁。
②东侧悬挑结构施工顺序
第一步：设置东侧悬挑结构安装内外临时支撑。
第二步：安装10.800米～17.700米标高范围内的析架及其它构架。
第三步：安装17.700米以上构件。
（3）临时支撑拆除
在东侧与西侧悬挑析架全部安装结束，混凝土施工完成并达到设计强度后，即可对东侧与西侧悬挑结构安装临时支撑进行拆除。考虑东西向平衡，拆除支撑时要求东西两侧同时进行。
东侧与西侧悬挑结构内侧临时支撑贴近钢筋混凝土柱结构，内侧支撑拆除对于钢结构受力基本无影响。
根据施工过程验算结论，外侧支撑拆除后悬挑外端最大位移下挠10m。根据位移值拟定对外侧支撑分三次等比例进行卸载，卸载速度应该匀速缓慢，降低冲击荷载。
卸载测量：为了便于比较分析，确定卸载是否合理，实行卸载动态管理，在卸载过程中应做好卸载测量。测量点布置在悬挑结构各卸载点，卸载前、每次卸载后应对各观测点的位移值进行测量，并把实测数据和施工过程验算数据进行比较。经过实际测量数据与验算数据比较，基本一致，符合施工要求。
5 型钢柱脚灌浆
型钢柱脚二次灌浆施工技术要求：二次灌浆材料采用CGM高强无收缩灌浆料，强度不低于C45，灌浆方法采用压力灌浆。二次灌浆施工工艺如下：
（1）灌浆施工前提：钢柱安装定位完成，地脚螺栓螺母已经拧紧。
（2）灌浆部位支模：在型钢柱脚周边采用木板进行支模（木板厚度2cm，高度15cm），木模与基础之间应采用密封材料进行密封，防止灌浆料溢出。
（3）安装灌浆装置，如图2；灌浆装置应与型钢柱固定好，防止灌浆装置松动。
（4）搅拌灌浆料。
（5）灌浆：灌浆到浆液高出柱脚底板下表面5mm时停止灌浆。
（6）拆模：在灌浆24小时后才能拆模，拆模之后对基础进行清理，确保无异物留在基础上而影响后续施工。
6 型钢节点处配筋施工
在梁柱交接点，按照设计施工图均有纵筋穿过劲性钢柱翼缘板和腹板，这给现场钢筋施工带来了较大的施工难度，同时制约了施工进度。经过设计、监理、施工的共同会审，在满足结构安全功能，同时满足相关施工规范的前提下，对劲性钢柱与混凝土梁连接处的纵筋设置进行了二次深化设计。二次深化设计原则如下：
（1）有利于提高施工操作性和施工质量保证。（2）优先采取在翼缘板与腹板上开设穿筋孔。（3）钢筋孔开设困难之处，优先增设传力劲板，钢筋与传力劲板进行焊接连接。（4）受节点构造影响，无法开设穿筋孔，又无法增设传力劲之处，在翼缘板或腹板上焊接钢筋套筒，通过钢筋套筒锚固钢筋。（5）为了保证施工质量，开设钢筋孔、增设传力劲板、焊接钢筋套筒均需在厂内加工完成，禁止现场随意开孔、加焊钢板等。
7 结束语
随着城市现代化建设的飞速发展和建筑科学技术的提高，钢结构工程的出现也越来越大，为了保障钢结构工程的施工质量和安全，就要采取先进的施工技术，从而降低施工成本，推进施工进度，保证施工质量。
参考文献：
[1] 张虎威.桁架式钢结构工程施工技术[J].山西建筑.2013（09）.
[2] 李军.建筑工程施工中钢结构安装的技术探讨和质量控制[J].城市建设理论研究.2012（27）
关键词：钢结构工程；施工技术；大型公共建筑
钢结构工程因其具有跨度大、利用空间大、施工速度快、经济且实用等特点被广泛利用于企业厂房及跨度较大的建筑上。随着城市现代化建设的飞速发展，各类大型公共建筑设施越来越多地出现在我国的各大中城市，这也导致了钢结构工程的广泛出现。为了保障钢结构工程的施工质量和工程过程中的安全，就要注重钢结构工程的施工技术。本文就大型公共建筑钢结构工程的施工技术进行了探讨，以期能为类似的钢结构工程的施工提供参考。
1工程概况
大型公共建筑占地面积12681m2，建筑面积22251m2，建筑地上四层、地下一层，建筑高度33.70米。北侧为规划展示馆、东侧为停车场、南侧为图书馆、西侧为文化中心园区的下沉广场。
2 工程施工特点
2.1 劲性钢柱
整个工程共设置有25根劲性钢柱，劲性钢柱采用型钢和组合十字型钢柱。
2.2 劲性钢梁
轴线于二层、三层、四层、屋顶层设置劲性钢梁，轴线于四层、屋顶层设置劲性钢梁。劲性钢梁全部采用H型钢。
2.3西面悬挑钢结构
西面悬挑钢结构主受力件为HJ-1、HJ-2、HJ-1A、HJ-2A、HJ-3共5榀桁架。除了HJ外，其余均为H型钢实腹式构件。HJ采用焊接H型钢组合而成，以HJ-1为代表介绍HJ组成。
2.4东面悬挑钢结构
东面悬挑钢结构主受力构件为HJ-4、HJ-5、HJ-6、HJ-7共4榀桁架。与西面悬挑榀桁架一样，除了HJ外，其余均为H型钢实腹式构件。HJ采用焊接H型钢组合而成，以HJ-4为代表介绍HJ组成。
3 钢结构加工
因本工程东西两侧悬挑长度相对于混凝土结构较大，设计综合考虑对钢结构的焊缝质量相应提出了较高的要求。工厂加工H型钢和十字钢柱的纵缝、节点区域加强劲板采用一级焊缝，需要100%的进行无损检测。H型与十字型钢柱翼缘板厚度34、32mm等，腹板厚度为25、28mm等，在H型钢与十字型钢柱加工过程中需要合理控制变形，同时确保焊缝质量。
3.1 十字型钢柱加工
（1）十字型钢柱断面形状如图1。
（2）十字型钢柱主要加工工艺介绍：
①首先把十字型钢柱拆分成一支H型钢和两支T型钢，分别按照H型钢加工工艺成形。由于腹板和翼缘板较厚，按照常规H型钢加工工艺进行加工，翼缘板焊接成型后变形较大，采用机冷校正难以达到质量验收标准，为了减少焊接变形后的校正工程量，需要合理确定焊接工艺参数，减少焊接变形。如采用常规的反变形原理，成型前的反变形工程量较大，难以满足施工进度要求。通过多次试验，最终采取合理开设焊接剖口，减少翼缘板的热影响区，进而减少翼缘板焊接变形的工艺，在保证焊接质量的前提下，减少了焊接变形。采用此工艺，在焊接完成后，通过轻微的冷校正或热校正即可达到质量控制要求。
②十字型钢柱组装焊接
在H型钢和T型钢加工完成且经过检查符合质量验收要求后，即可在胎具上进行十字型钢柱的组装。由于目前对于十字型钢柱焊接成型后的变形校正还不能与H型钢相提并论，不具有很高的机械化生产能力。为了满足加工进度，在大批量焊接十字型钢柱前，需要确定合理的焊接工艺，避免十字型钢柱成型后变形大，造成难以校正的困难。通过多次论证和试验比较，采取对称分段多道小电流焊接的工艺，能较好的控制了焊接变形，基本能达到焊接后不需要调校即可符合质量要求。
3.2 十字型钢柱节点加工
十字型钢柱做为劲性钢柱，与相邻梁连接处，设置了较多的加劲板，设计文件规定所有加劲板与钢柱均采取熔透焊接，焊缝质量要求达到一级标准。
钢柱节点主要包含了牛腿、钢柱内部加劲板。由于钢柱里面的加劲板有的间距很小，必须考虑组装和焊接顺序，避免有的节点板无法焊接。
节点区域劲板比较多，为了控制焊接变形，在保证焊接具有操作性的前提下，尽可能组装完成所有构件，牛腿与加劲板和钢柱组装完成应先采用点焊进行固定，确保节点区域形成较大的刚性。劲板加工时，应考虑音剖口的开设方向，特别是相距较近的劲板，确保组装后具备焊接空间位置。
3.3 悬挑钢结构节点加工
悬挑钢结构全部采用焊接H型钢，焊接H型钢采取常规加工工艺能保证加工质量。设计上从传力上考虑，所有斜腹杆与水平弦杆和垂直支撑（竖腹杆）采用圆弧翼缘板过渡连接。圆弧过渡翼缘板弯曲半径种类多，如采用同一固定模式胎具，则需要加工多种胎具。为了减少压制模具的制作工程量，专门设置了一套可调圆心的压制模具进行圆弧翼缘板的压制。
4 钢结构安装工艺
根据现场实际情况和现场己经设置的塔吊布置位置，采取多种吊装工艺进行施工。其中劲性钢柱、钢梁采用塔吊和汽车吊进行施工，悬挑钢结构因工期紧，在混凝土结构未全部完成的条件下就得进入施工。采用设立临时支撑架的施工工艺利用履带吊和汽车吊进行安装，在混凝土施工结束且达到设计强度的后，考虑整体平衡东西两侧临时支撑在安装完成后同时同步进行卸载。
4.1 劲性钢结构安装
劲性钢结构安装需要与混凝土结构施工同步进行，工期较长，且只能在该项目东西两侧才有起重吊装机械站位场地，导致起重机械就位回转半径较大，需要选用大型起重设备。经过实地考察经过综合权衡选用130吨汽车吊进行吊装，部分构件利用现场己经设立的塔吊进行吊装。
劲性钢柱分段。根据130吨汽车吊的站位，按照130吨汽车吊和现场塔吊的安全起重性能要求，对钢柱进行合理分段，与基础连接的钢柱分段点位于基础上表面1米处，其余钢柱分段点位于各楼层顶面上1米处，分段长度不小于一个楼层。这样即保证了现场焊缝的数量尽可能少，同时又能保证吊装机械能充分发挥其作用。保证技术上可行，经济效益最佳。 4.2 大型悬挑钢结构安装工艺
悬挑钢结构安装是本工程钢结构重点和难点，特别是西面悬挑钢结构，起吊高度高，单件起吊重量重，同时要充分考虑混凝土浇筑、石材干挂、装修荷载等施工阶段对钢结构的影响。
确保钢结构施工结束后，能满足后续工序的顺利进行。
（1）悬挑钢结构施工工艺：
由于析架高度超出了公路运输的正常极限，所有析架只能进行工厂制作好各构件，经过厂内预拼装合格后发运至现场进行组装，组装结束后设立临时支撑架，采用汽车吊和履带吊进行吊装高空固定。最后进行卸载完成安装。
（2）现场施工顺序
①西侧悬挑结构施工顺序：
第一步：设置西侧悬挑结构安装内外临时支撑。
第二步：安装HJ1、HJ2、HJ1A、HJ2A。
第三步：依照从内往外、从下往上的顺序安装楼层钢梁。
②东侧悬挑结构施工顺序
第一步：设置东侧悬挑结构安装内外临时支撑。
第二步：安装10.800米～17.700米标高范围内的析架及其它构架。
第三步：安装17.700米以上构件。
（3）临时支撑拆除
在东侧与西侧悬挑析架全部安装结束，混凝土施工完成并达到设计强度后，即可对东侧与西侧悬挑结构安装临时支撑进行拆除。考虑东西向平衡，拆除支撑时要求东西两侧同时进行。
东侧与西侧悬挑结构内侧临时支撑贴近钢筋混凝土柱结构，内侧支撑拆除对于钢结构受力基本无影响。
根据施工过程验算结论，外侧支撑拆除后悬挑外端最大位移下挠10m。根据位移值拟定对外侧支撑分三次等比例进行卸载，卸载速度应该匀速缓慢，降低冲击荷载。
卸载测量：为了便于比较分析，确定卸载是否合理，实行卸载动态管理，在卸载过程中应做好卸载测量。测量点布置在悬挑结构各卸载点，卸载前、每次卸载后应对各观测点的位移值进行测量，并把实测数据和施工过程验算数据进行比较。经过实际测量数据与验算数据比较，基本一致，符合施工要求。
5 型钢柱脚灌浆
型钢柱脚二次灌浆施工技术要求：二次灌浆材料采用CGM高强无收缩灌浆料，强度不低于C45，灌浆方法采用压力灌浆。二次灌浆施工工艺如下：
（1）灌浆施工前提：钢柱安装定位完成，地脚螺栓螺母已经拧紧。
（2）灌浆部位支模：在型钢柱脚周边采用木板进行支模（木板厚度2cm，高度15cm），木模与基础之间应采用密封材料进行密封，防止灌浆料溢出。
（3）安装灌浆装置，如图2；灌浆装置应与型钢柱固定好，防止灌浆装置松动。
（4）搅拌灌浆料。
（5）灌浆：灌浆到浆液高出柱脚底板下表面5mm时停止灌浆。
（6）拆模：在灌浆24小时后才能拆模，拆模之后对基础进行清理，确保无异物留在基础上而影响后续施工。
6 型钢节点处配筋施工
在梁柱交接点，按照设计施工图均有纵筋穿过劲性钢柱翼缘板和腹板，这给现场钢筋施工带来了较大的施工难度，同时制约了施工进度。经过设计、监理、施工的共同会审，在满足结构安全功能，同时满足相关施工规范的前提下，对劲性钢柱与混凝土梁连接处的纵筋设置进行了二次深化设计。二次深化设计原则如下：
（1）有利于提高施工操作性和施工质量保证。（2）优先采取在翼缘板与腹板上开设穿筋孔。（3）钢筋孔开设困难之处，优先增设传力劲板，钢筋与传力劲板进行焊接连接。（4）受节点构造影响，无法开设穿筋孔，又无法增设传力劲之处，在翼缘板或腹板上焊接钢筋套筒，通过钢筋套筒锚固钢筋。（5）为了保证施工质量，开设钢筋孔、增设传力劲板、焊接钢筋套筒均需在厂内加工完成，禁止现场随意开孔、加焊钢板等。
7 结束语
随着城市现代化建设的飞速发展和建筑科学技术的提高，钢结构工程的出现也越来越大，为了保障钢结构工程的施工质量和安全，就要采取先进的施工技术，从而降低施工成本，推进施工进度，保证施工质量。
参考文献：
[1] 张虎威.桁架式钢结构工程施工技术[J].山西建筑.2013（09）.
[2] 李军.建筑工程施工中钢结构安装的技术探讨和质量控制[J].城市建设理论研究.2012（27）