试论复杂钢结构与混凝土连接段的施工技术

试论复杂钢结构与混凝土连接段的施工技术

中国建筑土木建设有限公司北京100069

摘要:近年来我国经济发展迅猛,我国城市建设步伐也正在加快。目前,我国城市中的各种建筑不断增多,自一些人口比较密集的发达城市,高层建筑在城市内更是随处可见。在高层建筑施工中,建筑中的钢结构本身的自重就较大,因此建筑中如果使用钢结构,则钢柱需要占用的面积也正不断扩大。所以,在超高建筑工程施工过程中,钢结构技术的使用还是受到了一定限制。本文将就建筑施工中的钢结构技术展开阐述。

关键词:钢结构;混凝土连接;施工技术

1、钢结构连接概述

钢结构连接主要指的是各个钢结构构件之间通过各种技术手段进行分析和总结,从而根据各种施工要求使得钢结构能够形成各种复杂的结构形态。其在目前的连接工作中主要的连接技术手段和方法焊接法、螺栓连接法、铆接法三种。其中目前我们最为常见的连接技术主要是指焊接以及螺栓连接技术,其在施工的过程中根据各种技术标准和施工手段进行总结和分析,针对其中存在的各种质量要求进行深入的完善与处理,并根据其中种种质量要求进行处理。在目前的螺栓连接中,我们又可以将其分为普通连接和高强度螺栓连接两种。其中普通的螺栓连接技术最早出现于十八世纪中叶,而高强焊接技术则是与十九世纪初期形成且开始使用的。其在应用的过程中存在着施工工艺简单、方便,施工可靠性能高、安全性能好以及施工强度高的优势而受到人们的广泛关注与普遍采用,且在目前的社会发展中,这种钢结构连接方法更是受到各个企业和相关施工单位的青睐与关注。

2、超高层建筑施工技术路线的优化

(1)以主楼施工为重点:超高层建筑的显著特点是投资大、工期长、成本高,而工期长短在业主心中往往占据非常重要的地位,因此必须突出工期保证措施,采取有力措施缩短工期。在整个工程中,主楼的建设工期无疑起着控制作用。而缩短工期的关键就是缩短主楼的工期,所以在一般情况下应尽量将主楼的施工提前进行。缩短工期难免增加投入,因此要统筹规划,提高效益。

(2)以基础和结构施工为主线:施工前期以结构施工为主,牵涉面小、投入少,缩短工期相对影响面也比较小,成本比较低。为了安全和稳定性的需要,一般超高层建筑基础埋深都比较大,基础工程量大、施工作业环境差、施工工期长。因此必须针对超高层建筑的作业条件和特点,优化基础施工工艺和方案,缩短基础工程施工时间。为工程总工期创造条件,结构施工也同样如此。

(3)以高效的垂直运输体系为支撑:超高层建筑施工作业面狭小、高空作业条件差、施工进度要求高,因此必须有效利用当今科技进步成果,尽可能采用机械化施工,以提高垂直运输体系的效率。采用机械化施工可以减少现场作业量,特别是高空作业量。这样,一方面可以加快施工速度,缩短施工工期;另一方面可以充分发挥工厂预制的积极作用,提高旋工质量。

(4)强化总承包管理,提高作业时问和空间的利用效率:强化总承包管理,重点应放在有效利用作业时间和空间上,超高层建筑施工作业面狭小,必须自下而上逐层施工,这是其不利的一面,但是它也具有一定的优点,即可以利用垂直向上的特点,充分利用每一个楼层空间,通过有序组织,使各工种紧密衔接,实现空间立体流水作业,这样就可以大大加快施工速度,缩短建设工期。

(5)绿色施工:绿色施工不仅要在工程施工中实施封闭施工,没有尘土飞扬,没有噪声扰民;在工地四周栽花、种草、定时洒水等;还要尽可能减少场地干扰,提高资源和材料利用效率,增加材料的回收利用等,但采用这些手段的前提是要确保工程质量。

3、钢结构连接中的焊接技术要点概述

第一,焊条和焊丝必须结合母材化学成分、使用条件、力学性能、施工条件等方面进行综合考虑,且在焊接钢结构时,应确保焊条与焊丝在化学和力学性能上与母材相符,采取光谱分析化学成分与母材相符与否。在钢结构和碳素钢组合焊接时,其焊条和焊丝都需要结合焊接技术规范来进行,钢结构材质不同,其焊条和焊丝也不同。第二,焊条必须在规定的时间、温度内将其烘干后方能用于焊接,并安排专人管理,焊条烘干后需要利用专业保温桶来存放,并不得随便堆放。第三,在坡口焊接时,严禁在其之外母材表面存在引弧电流与试验电流,尤其是要预防电弧将木材擦伤。当焊件的含铬量或者合金元素含量大于等于3%或大于5%时,利用氩弧焊进行打底焊接时,需要在管道内部充满保护性气体(常见的是氩气),预防内侧焊缝的金属出现氧化的情况。但是在现实中,一些焊工认为脉冲氩弧焊和直流氩弧焊的区别不大,往往混为一堂,实则不然。第四,是每条焊缝应尽可能地一次性连续地完成。但是如果需要断焊,必须结合技术规范,采取相应的措施来防止裂缝出现,比如缓冷法、后热法。而在再次开焊之前,需要对焊层表面进行检查,只有保障没有裂纹的基础上方能进行焊接。第五,是在焊接之前预热时,其加热范围是在基于焊缝中心的前提下,每侧大于等于焊件厚度三部。而在焊接之后,其热处理加热范围,就是每侧大于等于焊缝宽度三倍,并在加热带之外的部位做好保温工作,对称布置温测点,测温数量在2个点之上。第六,是若焊接中容易形成延迟裂纹,就需要在焊接后强化对其的热处理,若处理不到位、不及时,需要在焊接之后将其均匀加热到200到300℃之后实施保温缓冷,再次进行热处理。焊后热处理加热温度,也需要强化对其的控制,若温度升高到400℃时,应对其加热速率进行严格控制。而焊接热处理后的恒温时间,则是25mm厚的管壁需要恒温一个小时,且时间在一刻钟以上,恒温时的最高与最低温度在65℃之内。

4、焊接连接及相关焊接装备及工艺

4.1、建筑预装及安装现场连接焊接

对于桥梁箱型结构来说,较长的平面焊缝居多,因此大规模使用1G的SAW埋弧自动焊是比较好的选择,在焊接工艺和辅助措施如陶瓷垫板等使用、根据坡口型式留出合适的焊接收缩量是重点控制措施;对于侧面的焊缝如3G或4G的位置,则可以采用带有齿条齿轮轨道的半自动小车来实现气体保护药芯焊,其工效和变形控制效果不错。在较宽幅的工作面上减少人工焊接工作量,对质量控制和现场管理都有益处;但是埋弧自动焊在板厚方面的焊接收缩影响应予以考虑。

4.2、长细比过大的材料控制

对于板接长的焊接收缩变形,工厂建造必须考虑适当的二次切割余量,包括端部及宽度方向,而这必须在工艺之初就必须予以确定;对于管件接长结构,一般只有长度方向的材料余量建议,而横向尺寸则必须依靠变形控制保证轴线的加工与设计要求的一致性。箱型结构的横向变形控制需要在连接的焊接位置预留一定的待焊焊缝长度,以保证接口过渡和尺寸调节,并符合国际有关标准规范的要求和专业制造规格书的要求。

5、结束语

在我国建筑业中,钢结构的应用越来越广泛,但也存在这一些问题。不过随着我国科技的不断进步,钢结构的弊端比如耐火性较差等已经逐渐有了改善,我国钢结构在建筑施工行业的应用范围和实际效率也在不断提高。如果还想进一步提高我国城市高层建筑的建筑质量,需要根据建筑工程的实际特点合理分析选择施工方式,使用�结构时需要明确钢结构的优点和弊端,早好预防工作。制造构件时要注意是否符合国家相关规定,保证使用的构件都符合我国建筑行政规定的标准。

参考文献:

[1]曹汉飞试论钢结构建筑施工技术及管理[期刊论文]《科技致富向导》-2011年14期

[2]孙天一试论高层建筑结构设计与施工技术[期刊论文]《城市建设理论研究(电子版)》-2011年15期

[3]刘渤黄常青试论劲性混凝土结构的施工技术[期刊论文]《中华民居》-2012年2期

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