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钢结构的施工流程有哪些关键步骤

2023-01-11 22:25:05

钢结构连接设计通常受到以下因素的制约


钢结构施工流程围绕“精准加工、安全安装、可靠连接”核心,需结合设计要求、现场条件及质量标准分步推进,关键步骤可划分为前期准备、构件加工、现场安装、验收收尾四大阶段,各阶段核心要点如下:

一、前期准备阶段:奠定施工基础(避免后期返工)

此阶段是钢结构施工的“前提保障”,需解决“图纸是否可行、材料是否合规、现场是否就绪”三大核心问题,具体包括:

图纸深化设计与会审

基于原设计图纸(建筑、结构图),进行钢结构专项深化设计:细化构件尺寸(如螺栓孔位置、焊缝高度)、节点连接方式(如刚接/铰接节点详图)、构件分段(结合运输/吊装能力,避免超宽/超重),形成可直接指导加工的“加工图”和指导安装的“安装图”。

组织设计单位、施工单位、监理单位、加工厂家开展图纸会审:核对构件尺寸与建筑预留洞口匹配性、节点构造是否满足受力要求、安装顺序是否与其他工种(如土建、机电)冲突,提前解决图纸漏洞(如螺栓规格不明确、焊缝标注缺失)。

材料采购与检验

按设计要求采购核心材料:主体结构常用Q355B/Q235B低合金高强度钢(根据荷载等级选择),连接材料需匹配(如10.9级高强度螺栓、E50系列焊条/焊丝),并要求供应商提供“质量证明书”(含力学性能、化学成分检测报告)。

     材料进场检验:对钢材进行外观检查(无裂纹、锈蚀、变形)、抽样送检(检测屈服强度、抗拉强度、伸长率等力学指标);对高强度螺栓进行“扭矩系数”或“预拉力”检测,焊条需按规格进行“烘焙”(防止焊缝气孔),确保材料合规。

现场准备与方案编制

现场场地规划:划分“构件堆放区”(需硬化地面,避免构件受潮锈蚀,且靠近吊装点以减少二次搬运)、“加工临时区”(如螺栓孔二次钻孔、构件临时拼接)、“吊装作业区”(清理障碍物,划定安全警戒线)。

编制专项施工方案:重点明确吊装方案(选择吊装机械,如汽车吊/履带吊,计算吊点位置、吊装半径、起重量,避免构件变形)、焊接方案(确定焊接工艺参数,如电流、电压、焊接顺序,防止焊接变形)、高空作业安全方案(如脚手架搭设、安全绳固定、防风/防雨措施),并报监理单位审批。


二、构件加工阶段:确保精度达标(影响安装质量)

钢结构构件多在工厂标准化加工,再运输至现场,此阶段核心是“控制加工精度”,关键步骤包括:

构件下料与切割

按深化图纸尺寸,采用数控火焰切割(厚钢板)或数控等离子切割(薄钢板)进行下料,确保切割面平整(粗糙度≤25μm),避免“缺棱”“毛刺”;对于H型钢、箱型柱等组合构件,需先对钢板进行“矫平”(消除轧制应力,防止后期变形)。

构件组立与焊接

组立:将切割后的钢板(翼缘板、腹板)按图纸位置拼装,采用“点焊”固定(焊点长度30-50mm,间距200-300mm),确保组立偏差≤1mm/m(如H型钢翼缘板与腹板垂直度偏差≤0.5%)。

焊接:优先采用埋弧自动焊(效率高、焊缝质量稳定)进行主体焊缝焊接,对于角焊缝、节点焊缝采用“二氧化碳气体保护焊”;焊接后需进行“清根”(清除背面焊渣,避免夹渣缺陷),并按规范要求进行“焊缝探伤”(如UT超声波探伤、MT磁粉探伤,一级焊缝探伤比例100%,二级焊缝20%)。

构件矫正与钻孔

矫正:焊接后构件易产生变形(如H型钢翼缘板弯曲、构件整体侧弯),需采用“机械矫正”(如翼缘矫正机)或“火焰矫正”(局部加热至600-800℃,缓慢冷却),确保矫正后偏差符合规范(如构件总长偏差≤±5mm)。

钻孔:螺栓孔采用数控钻床批量钻孔(精度高,避免手工钻孔偏差),确保孔径比螺栓直径大1-2mm(如M20螺栓配φ21.5mm孔),孔位偏差≤1mm,且不得有“扩孔”“错孔”(若错孔需采用“补焊后重新钻孔”,禁止气割扩孔)。

构件防腐与标识

防腐处理:先对构件表面进行“抛丸除锈”(除锈等级达到Sa2.5级,表面无可见锈蚀、油污),再涂刷防腐底漆(如环氧富锌底漆,干膜厚度≥60μm);若设计要求防火,需在底漆后涂刷“防火涂料”(如超薄型防火涂料,根据耐火极限确定厚度,如1.5h耐火对应厚度≥3mm)。

标识:在构件表面喷涂“构件编号”(与安装图对应)、“安装方向”(如“上/下”“左/右”)、“重量/吊点”(指导吊装),避免现场混淆。


三、现场安装阶段:安全高效拼接(核心执行环节)

现场安装需遵循“从下到上、先主后次、对称施工”原则,确保结构稳定性,关键步骤包括:

基础验收与找平验收土建施工的“钢结构基础”(如预埋螺栓基础、钢柱杯口基础):检查基础轴线偏差(≤±3mm)、标高偏差(≤±5mm)、预埋螺栓位置偏差(≤±2mm);若预埋螺栓标高不足,可采用“接长焊接”(需做防腐处理),若位置偏差过大,需通过“基础修补”调整。

找平:在基础顶面或预埋螺栓上放置“调整垫板”(材质与构件匹配,如Q355钢垫板),通过垫板厚度调整构件安装标高,确保垫板平整、无松动(每组垫板不超过3块)。

钢柱安装与固定

吊装:采用“单点或双点吊装”(根据钢柱高度选择,如高度>15m采用双点吊装,防止柱身弯曲),吊装时在柱顶设置“临时固定支架”(如缆风绳,共3-4根,用于调整柱垂直度)。

找正与固定:吊装就位后,用“水平仪”检查柱顶标高,用“经纬仪”检查柱垂直度(偏差≤H/1000,且≤15mm,H为柱高),调整合格后,先紧固“临时螺栓”(不少于总数的1/3),再安装“高强度螺栓”并按要求“终拧”(终拧扭矩按规范计算,如M20螺栓终拧扭矩约400N・m),最后进行“柱脚灌浆”(采用无收缩灌浆料,填充柱脚与基础间隙,增强稳定性)。

钢梁安装与连接

吊装:钢梁吊装需采用“专用吊具”(如钢丝绳+卸扣,避免钢梁局部受力变形),优先安装“主钢梁”(如框架梁),再安装“次钢梁”(如次梁、檩条),安装顺序遵循“对称施工”(如从中间向两侧安装,避免结构单侧受力过大)。

连接:钢梁与钢柱连接多为“高强螺栓连接+焊缝连接”(先穿高强螺栓临时固定,调整钢梁水平度、垂直度后,紧固高强螺栓至终拧扭矩,再焊接节点焊缝,防止螺栓受力过大);檩条与钢梁连接采用“自攻螺钉”或“螺栓连接”,确保檩条间距偏差≤±5mm(保证后续屋面/墙面面板安装精度)。

支撑系统安装(确保整体稳定

安装“水平支撑”(如屋面水平支撑、楼层水平支撑)和“垂直支撑”(如柱间支撑):支撑构件需与主体结构同步安装,避免结构在施工阶段因“侧向刚度不足”发生失稳;支撑连接节点需确保“螺栓紧固”或“焊缝饱满”,不得遗漏(如柱间支撑若未及时安装,钢柱易发生侧弯)。


四、验收与收尾阶段:保障工程合规

分项工程验收

按规范进行“钢结构分项工程验收”:包括构件进场验收(核对编号、外观、防腐层)、安装精度验收(用全站仪检测结构整体轴线、标高偏差,用扭矩扳手检测高强螺栓终拧扭矩)、焊缝质量验收(复查探伤报告,现场抽检焊缝外观)、防腐/防火涂层验收(用涂层测厚仪检测干膜厚度,偏差≤±10%)。

现场清理与成品保护

清理现场:移除临时支架、脚手架、吊装设备,清理构件表面的焊渣、灰尘、油污,对安装过程中损坏的防腐涂层进行“补涂”(如高强螺栓外露部分需涂刷防锈漆)。

成品保护:避免后续工种(如机电安装、装修)对钢结构造成撞击、焊接损伤(如禁止在已验收的钢梁上随意施焊,若需开孔需经设计单位同意并做补强处理)。

资料归档

整理全套施工资料:包括图纸会审记录、材料质量证明书、检测报告(钢材、螺栓、焊缝)、安装记录(轴线、标高、扭矩)、验收记录等,提交建设单位归档,确保工程可追溯。

总结:钢结构施工的核心控制点

精度控制:从构件加工(钻孔、焊接偏差)到现场安装(轴线、垂直度),每一步需严格按规范执行,避免因精度不足导致返工(如螺栓孔错位需补焊,影响结构强度)。

安全控制:高空作业需做好防护(如安全带、安全网),吊装作业需设专人指挥(避免吊物碰撞),临时支撑需牢固(防止结构失稳)。

质量控制:焊缝探伤、高强螺栓扭矩检测、防腐涂层厚度检测是“关键质量控制点”,必须100%合规,否则影响钢结构使用寿命和安全性。