论文部分内容阅读
摘要：本文作者以昆明某钢结构厂房为例，介绍了钢结构施工质量中常见的的一些问题，并对施工中的相关质量控制的问题作了防治措施。 供同行参考。
關键词：钢结构厂房；质量控制；问题防治
1 工程概况
钢结构技术以其强度高、重量轻、塑性和韧性好、制造方便、材质均匀、密封型好等优点，现以在各大型工业厂房、公共建筑中都得到了广泛应用。云南某机械设备制造有限公司位于昆明某经济开发区一个生产厂房建设就是以钢结构为主的工程项目。该项目占地面积2hm2，建筑面积5×104m2，工期6 个月，总造价5000 万元。该钢结构厂房跨度大，柱、梁体系组对吊装就位校正难度大，而施工装配阶段的质量控制是整个施工过程中的重点，必须严格控制工程质量。笔者曾担任本项目施工代表，全面负责施工现场管理工作。结合工作实践从钢结构厂房施工装配质量控制角度、装配工作中应注意的问题和常见质量问题预防控制方面浅谈体会。
2 钢结构厂房装配工序重点与质量控制
钢结构装配在整个钢结构厂房施工过程工艺中占有很重要的地位，这不仅是由于装配质量的好坏直接影响着厂房的整体质量，而且还因为装配工序的工作量大，约占整个厂房制造施工工程量的30%左右，所以，控制装配质量在缩短施工工期、保证施工质量等方面都具有重要意义。
2.1 框架柱的装配与质量控制
框架柱由柱头、柱身和柱脚组成（见图1），柱头承受由梁施加的载荷并传给柱身，再将载荷传至柱脚和基础。因此，在本项工序施工中质量控制的重点是柱拼接焊接接头和较大厚板的焊接。
①焊接接头可采用上下柱翼缘坡口全焊透焊连接，腹板采用高强度螺栓连接，焊接时应在翼缘加引弧板（见图2b）。
②为保证焊透，箱形柱的坡口形式应如图2a 所示，下部箱形柱的上端应设置盖板，并与柱口齐平，其边缘与柱口截面刨平，以便与上柱的焊接垫板有良好的接触面。
③质量控制重点：检查承压拼接中，必须保证全截面接触. 特别是必须保证承压面与柱轴线的垂直。
2.2 梁的拼接
①梁的拼接主要有T 型梁、箱形梁和工字梁的拼接，本项目主要是工字梁。工字梁是应用最广泛的焊接梁，工字梁的装配需要保证翼板中心线与腹板中心线的相对位置。
②质量控制重点：检查工字梁的翼板中心与腹板中心是否重合，并相互垂直；检查工字梁装配公差是否在控制范围内（盖板中心与腹板中心偏差＜2mm；盖板倾斜度100mm 宽度内＜1mm)。
2.3 屋架结构装配
屋架结构一般为三角形屋架、梯形屋架和球型屋架等，本项目屋架结构是三角形屋架结构，如图3 所示。
①屋架结构装配要点。
装配屋架时，首先，在平台上放样，预留焊接收缩量。其次，在平台放样要画出起烘线。将放样所得底样上各位置的连接板用电焊定位在平台上，并用若干挡铁来定位型钢，作为第一个单片屋架拼装的基准的底模，第二个屋架制作时，将大小连接板按照位置放在底模上，所有型钢放到连接板上对齐、找正后即可用定位焊与连接板固定，待全部定位焊好以后，用吊车翻转180度 ，这样就可用该屋架作为基准进行仿形复制装配焊接。
②质量控制要点：
检查放样预留的焊接收缩量是否符合工艺要求；检查各定位点的定位是否符合公差要求；基准屋架制作结束后进行全面尺寸复验。
3 钢结构厂房装配工作中应注意的问题
3.1 焊接后的机加工
许多焊接结构中的一些零件都需要机械加工并与其它构件精确配合的。钢结构厂房对构件中加工零件的精度要求不是太高，可以采用带有定位装置的装焊胎夹具，并选择正确的定位基准、装配过程和焊接工艺来完成。为了保证加工零件的尺寸公差，除了应采用精确的、刚度较大的胎夹具加以定位以外，同时在装配过程中，应首先完成构件其它部分的装配焊接工作，最后才装焊加工零件，以避免焊接其它部件引起的变形。
3.2 正确掌握公差标准
构件的装配定位质量对焊接影响很大，也严重影响整体质量。为了使整体结构焊接后达到质量标准，在结构制作过程中必须严格按照工艺结构的特殊要求控制公差尺寸。另外，当构件是由几个零件组装时，装配后构件的尺寸应在所要求的公差范围内。
3.3 严格清除油、锈等污物
相互接触的部件表面及焊口两侧50mm 以内，在焊接前必须严格除掉油脂、铁锈等污物，以确保焊接质量。
3.4 定位焊要求
定位焊所用的焊条应和焊接所用的焊条相同，并按规定的焊接电流和焊缝尺寸及位置进行定位焊，并且保证焊接质量。对于重要及特殊材料的结构，不得用大锤敲击及强制装配，也不得在工件上任意引弧和焊接临时型构件。
3.5 胎夹具的应用
为提高装配工作质量和提高工作效率，要采用装配胎夹具，并应特别注意装配后的构件能方便地从胎架上取出。
4 钢结构厂房施工中常见的质量问题及防治措施
4.1 预埋地脚螺栓偏位
4.1.1 产生原因
①预埋时没有精确到位；
②浇灌混凝土时挤压移位；
③施工机械造成的碰撞错位。
4.1.2 防治措施
①在预埋螺栓的定位测量时，宜从中间开始往两边测量，消除累积误差；
②预埋地脚螺栓不要与混凝土结构中的钢筋焊接在一起，最好有一套独立的固定系统，如采用井字型钢管固定。在混凝土浇灌完成后要立即进行复测，发现偏差及时处理；
③预埋完成后，应对螺栓及时进行围护的标示，来作好成品保护。
4.2 构件拼装偏差
4.2.1 产生原因
①构件在运输、堆放时变形；
②起吊后挠曲变形；
③安装时的累计误差。
4.2.2 防治措施
①构件在装车运输过程时一定要采取有效保护措施，卸车堆放一定要垫平。
②大型构件起吊位置要经过计算确认；多台吊机同步作业时要统一指挥，平稳起吊。
③构件在拼装时一定要从中间往两边分，并加强过程量测，发现偏差时，一定要及时找出原因并调校好；安装过程中如发现偏差过大，应交设计采取技术补救措施来解决。
4.3 钢柱垂直偏差
4.3.1 产生原因
钢柱在吊装完成时，柱脚垫块都还没有垫好，或者垫块都不平衡等。
4.3.2 防治措施
钢柱在吊装完以后，一定要在柱脚的四个方向及时加塞钢垫块，以防止钢柱加荷后会失稳变形。如测量校正完成以后，也要及时进行第二次的灌浆，并要确保灌浆的质量。
4.4 屋面及天沟漏水
4.4.1 产生搭接收口收边不好的原因，就是打胶不好。
4.4.2 防治屋面板和采光板以及通风设备之间的搭接处必须要作重点的检查，检查屋面板伸到无沟处中的搭接收边，可防止雨水倒流进室内。
4.5 吊车梁摆动
4.5.1 所产生的原因吊车梁弹簧垫片的松动，或者固定螺栓松动。
4.5.2 防治吊车梁的钢板弹簧垫片通常都是按图纸来要求焊接在牛腿上，焊接质量如何，该项目工程师一定要登高检查，确保质量。对于固定的螺栓，应该逐个全数的检查。
5 结束语
综上所述，钢结构已在国民经济各部门获得广泛应用，市场前景乐观。随着现代钢结构的广泛应用，钢结构中的技术难度就会越来越大。选材、加工、安装精度要求也越来越高，质量问题也会愈来愈受关注。工程技术人员应及时掌握新技术、新工艺、新方法，牢固树立良好的质量意识，从大处着眼，小处着手，切实有效地实施工序管理。既要做好质量的预控工作，更要重视过程中的控制和成果的校核。只有这样，才能很好地控制工程质量，防止质量事故发生，最终达到工程建设项目按照业主的要求预期交付使用，实现经济效益和社会效益的最大化，达到监理工作的预期监理目标。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
關键词：钢结构厂房；质量控制；问题防治
1 工程概况
钢结构技术以其强度高、重量轻、塑性和韧性好、制造方便、材质均匀、密封型好等优点，现以在各大型工业厂房、公共建筑中都得到了广泛应用。云南某机械设备制造有限公司位于昆明某经济开发区一个生产厂房建设就是以钢结构为主的工程项目。该项目占地面积2hm2，建筑面积5×104m2，工期6 个月，总造价5000 万元。该钢结构厂房跨度大，柱、梁体系组对吊装就位校正难度大，而施工装配阶段的质量控制是整个施工过程中的重点，必须严格控制工程质量。笔者曾担任本项目施工代表，全面负责施工现场管理工作。结合工作实践从钢结构厂房施工装配质量控制角度、装配工作中应注意的问题和常见质量问题预防控制方面浅谈体会。
2 钢结构厂房装配工序重点与质量控制
钢结构装配在整个钢结构厂房施工过程工艺中占有很重要的地位，这不仅是由于装配质量的好坏直接影响着厂房的整体质量，而且还因为装配工序的工作量大，约占整个厂房制造施工工程量的30%左右，所以，控制装配质量在缩短施工工期、保证施工质量等方面都具有重要意义。
2.1 框架柱的装配与质量控制
框架柱由柱头、柱身和柱脚组成（见图1），柱头承受由梁施加的载荷并传给柱身，再将载荷传至柱脚和基础。因此，在本项工序施工中质量控制的重点是柱拼接焊接接头和较大厚板的焊接。
①焊接接头可采用上下柱翼缘坡口全焊透焊连接，腹板采用高强度螺栓连接，焊接时应在翼缘加引弧板（见图2b）。
②为保证焊透，箱形柱的坡口形式应如图2a 所示，下部箱形柱的上端应设置盖板，并与柱口齐平，其边缘与柱口截面刨平，以便与上柱的焊接垫板有良好的接触面。
③质量控制重点：检查承压拼接中，必须保证全截面接触. 特别是必须保证承压面与柱轴线的垂直。
2.2 梁的拼接
①梁的拼接主要有T 型梁、箱形梁和工字梁的拼接，本项目主要是工字梁。工字梁是应用最广泛的焊接梁，工字梁的装配需要保证翼板中心线与腹板中心线的相对位置。
②质量控制重点：检查工字梁的翼板中心与腹板中心是否重合，并相互垂直；检查工字梁装配公差是否在控制范围内（盖板中心与腹板中心偏差＜2mm；盖板倾斜度100mm 宽度内＜1mm)。
2.3 屋架结构装配
屋架结构一般为三角形屋架、梯形屋架和球型屋架等，本项目屋架结构是三角形屋架结构，如图3 所示。
①屋架结构装配要点。
装配屋架时，首先，在平台上放样，预留焊接收缩量。其次，在平台放样要画出起烘线。将放样所得底样上各位置的连接板用电焊定位在平台上，并用若干挡铁来定位型钢，作为第一个单片屋架拼装的基准的底模，第二个屋架制作时，将大小连接板按照位置放在底模上，所有型钢放到连接板上对齐、找正后即可用定位焊与连接板固定，待全部定位焊好以后，用吊车翻转180度 ，这样就可用该屋架作为基准进行仿形复制装配焊接。
②质量控制要点：
检查放样预留的焊接收缩量是否符合工艺要求；检查各定位点的定位是否符合公差要求；基准屋架制作结束后进行全面尺寸复验。
3 钢结构厂房装配工作中应注意的问题
3.1 焊接后的机加工
许多焊接结构中的一些零件都需要机械加工并与其它构件精确配合的。钢结构厂房对构件中加工零件的精度要求不是太高，可以采用带有定位装置的装焊胎夹具，并选择正确的定位基准、装配过程和焊接工艺来完成。为了保证加工零件的尺寸公差，除了应采用精确的、刚度较大的胎夹具加以定位以外，同时在装配过程中，应首先完成构件其它部分的装配焊接工作，最后才装焊加工零件，以避免焊接其它部件引起的变形。
3.2 正确掌握公差标准
构件的装配定位质量对焊接影响很大，也严重影响整体质量。为了使整体结构焊接后达到质量标准，在结构制作过程中必须严格按照工艺结构的特殊要求控制公差尺寸。另外，当构件是由几个零件组装时，装配后构件的尺寸应在所要求的公差范围内。
3.3 严格清除油、锈等污物
相互接触的部件表面及焊口两侧50mm 以内，在焊接前必须严格除掉油脂、铁锈等污物，以确保焊接质量。
3.4 定位焊要求
定位焊所用的焊条应和焊接所用的焊条相同，并按规定的焊接电流和焊缝尺寸及位置进行定位焊，并且保证焊接质量。对于重要及特殊材料的结构，不得用大锤敲击及强制装配，也不得在工件上任意引弧和焊接临时型构件。
3.5 胎夹具的应用
为提高装配工作质量和提高工作效率，要采用装配胎夹具，并应特别注意装配后的构件能方便地从胎架上取出。
4 钢结构厂房施工中常见的质量问题及防治措施
4.1 预埋地脚螺栓偏位
4.1.1 产生原因
①预埋时没有精确到位；
②浇灌混凝土时挤压移位；
③施工机械造成的碰撞错位。
4.1.2 防治措施
①在预埋螺栓的定位测量时，宜从中间开始往两边测量，消除累积误差；
②预埋地脚螺栓不要与混凝土结构中的钢筋焊接在一起，最好有一套独立的固定系统，如采用井字型钢管固定。在混凝土浇灌完成后要立即进行复测，发现偏差及时处理；
③预埋完成后，应对螺栓及时进行围护的标示，来作好成品保护。
4.2 构件拼装偏差
4.2.1 产生原因
①构件在运输、堆放时变形；
②起吊后挠曲变形；
③安装时的累计误差。
4.2.2 防治措施
①构件在装车运输过程时一定要采取有效保护措施，卸车堆放一定要垫平。
②大型构件起吊位置要经过计算确认；多台吊机同步作业时要统一指挥，平稳起吊。
③构件在拼装时一定要从中间往两边分，并加强过程量测，发现偏差时，一定要及时找出原因并调校好；安装过程中如发现偏差过大，应交设计采取技术补救措施来解决。
4.3 钢柱垂直偏差
4.3.1 产生原因
钢柱在吊装完成时，柱脚垫块都还没有垫好，或者垫块都不平衡等。
4.3.2 防治措施
钢柱在吊装完以后，一定要在柱脚的四个方向及时加塞钢垫块，以防止钢柱加荷后会失稳变形。如测量校正完成以后，也要及时进行第二次的灌浆，并要确保灌浆的质量。
4.4 屋面及天沟漏水
4.4.1 产生搭接收口收边不好的原因，就是打胶不好。
4.4.2 防治屋面板和采光板以及通风设备之间的搭接处必须要作重点的检查，检查屋面板伸到无沟处中的搭接收边，可防止雨水倒流进室内。
4.5 吊车梁摆动
4.5.1 所产生的原因吊车梁弹簧垫片的松动，或者固定螺栓松动。
4.5.2 防治吊车梁的钢板弹簧垫片通常都是按图纸来要求焊接在牛腿上，焊接质量如何，该项目工程师一定要登高检查，确保质量。对于固定的螺栓，应该逐个全数的检查。
5 结束语
综上所述，钢结构已在国民经济各部门获得广泛应用，市场前景乐观。随着现代钢结构的广泛应用，钢结构中的技术难度就会越来越大。选材、加工、安装精度要求也越来越高，质量问题也会愈来愈受关注。工程技术人员应及时掌握新技术、新工艺、新方法，牢固树立良好的质量意识，从大处着眼，小处着手，切实有效地实施工序管理。既要做好质量的预控工作，更要重视过程中的控制和成果的校核。只有这样，才能很好地控制工程质量，防止质量事故发生，最终达到工程建设项目按照业主的要求预期交付使用，实现经济效益和社会效益的最大化，达到监理工作的预期监理目标。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。