装配式钢结构安装技术研究

　　摘要：近年来，装配式钢结构建筑因其强度高、空间利用率高、抗震性能好、施工工期较短、绿色施工方式等优点备受业内关注。尤其在近期国家及地方政策的引导与鼓励下，装配式钢结构建筑将面临巨大的发展前景，同时也对装配式安装技术水平提出更高的要求。文章在综述装配式钢结构建筑发展现状的基础上，探讨装配式钢结构的体系分类及安装技术要点，为装配式钢结构建筑项目的规划与实践提供参考。

　　装配式钢结构建筑是以钢结构为建筑骨架及主要的受力结构，将各种工厂生产的预制部件在施工现场通过焊缝、螺栓或铆钉连接等组接方式建成的住宅建筑。装配钢结构建筑是一种新型住宅建筑形式，兼具标准化、工业化、信息化等特征，可大大提高住宅建筑的品质与性能，符合行业升级转型及我国绿色发展的战略要求，已经越来越广泛地应用于建筑工程项目中。

　　1　装配式钢结构建筑的优势

　　首先，从钢结构本身的特点分析。钢结构的主要材料为钢，钢材的自重较轻，与钢筋混凝土相比，在强度相近的情况下，自重只有后者的约1/3。钢结构相对占地面积较小，对空间的利用率更高，与混凝土建筑相比，其得房率将增加5%左右。钢结构塑形及变形调节能力较其他材料更强，能实现内部空间的灵活分割，除了在造型上可以更加多样性之外，还在抗风、抗震方面有更好的性能。钢结构材料污染小，可回收，节能指标可达50%以上，属于绿色建材。

　　其次，从装配式施工的特点分析。通过采用标准化技术及流程进行生产的预制构件，采用集中式、规模化的生产模式，有利于控制构件质量，材料及加工成本可降低近40%。在严格的预制构件标准化生产工艺流程下，配合数字化管理技术，可大大提高生产效率，综合成本可降低20%以上。预制构件采用螺栓或焊接连接，施工精度易于控制，大大减少建筑垃圾，同时拆卸部件的回收率也较高，更加节能低碳。预制构件在生产的同时，同步完成装饰装修工作，可以将建筑主体的施工工作与建筑内外装饰装修工作同步进行，实现工程周期缩短50%左右，同时大大降低工程造价。因此，钢结构装配式建筑的进一步发展应用，不仅是我国现代化建筑改革发展的需求，也是我国经济可持续发展的需求。

　　2　装配式钢结构的安装技术要点

　　2.1　安装前准备

　　钢结构因其材料因素的作用，受温度影响较大，当温度逐渐升高并超过100℃时，其强度逐渐降低。因此，钢结构部件在储存、运输及施工过程中须重视环境温度。钢结构构件制造完成之后需要进行热镀锌处理，然后按区域分批次运送到现场，组装应就近进行，以方便吊装施工。构件安装之前应进行全面检查，包括镀锌层是否有损伤、是否有流黄，构件的规格、尺寸等是否符合设计要求，各个节点的结合面是否有锈迹，焊缝的外观是否有杂质等。如果构件出现局部变形，需要通过手锤予以矫正，同时为了保护镀锌层，锤击时需要用木板等上下铺垫。如果构件镀锌层受损，可采用冷喷锌进行处理。冷喷锌处理之前需要先对构件表面进行预处理，暴露出其干净的表面。采用吊带索具装卸构件，轻拿轻放，防止碰撞损坏构件及其防腐层。运输以及堆放时应用方木或橡胶垫等加固，并用方木垫底，防止堆放场的环境挤压和损伤构件。

　　2.2　钢构件安装

　　2.2.1　构架柱安装

　　先取下地脚螺栓的保护套，利用双机抬吊构架柱，将柱子的上部、根部分别由主机和辅机吊起，主辅机协调配合将构架柱吊直，然后缓慢下落以避免对螺栓丝口的擦伤，将地脚螺栓插入构架柱底板，校准中心线，然后拧紧螺栓。构架柱就位后，在松开吊扣之前，需要使用缆风绳临时固定构架柱。根据施工现场的风力、构件强度等条件，选择合理直径、数量及位置的缆风绳。构架柱垂直度的调整要依据两台分别位于纵、横轴线上的经纬仪的测量结果，用揽风绳等对其进行校正。轴线上垂直度的偏差不得超过h/1000，且不能大于10.0mm，将揽风绳拉紧后松开吊钩。构架柱的垂直度调整好之后，将垫板和螺帽与钢柱的底板固定住。构架柱的螺栓紧固之后再进行横梁的吊装，同样需要确认螺栓连接固定后再松开吊钩。

　　2.2.2　桁架梁安装

　　桁架梁拼装前，根据桁架梁的长度及起拱尺寸制作一个拼装平台。在拼装平台上拼装各桁架梁部件。在安装好两个相邻的构架柱之后，及时按照轴线位置和方向吊装桁架梁，使构架柱与桁架梁三者形成稳固框架。起吊时，根据桁架梁的跨度，均匀设置多个吊点绑扎，以免起吊过程中造成构件变形损坏。吊点应在桁架梁的中垂线上，桁架梁的下弦保持受拉。桁架梁的上弦上拉一条安全绳，同时在其下端拴一条麻绳，以便在起吊时调整就位。安装时，先将梁孔打紧逼正再螺栓固定。

　　2.2.3　高强螺栓安装

　　按照施工设计及规范分类存放各种螺栓材料，在安装前检查是否存在生锈、摩擦面是否平整无凹陷变形，抽检其连接副摩擦面的抗滑移系数是否符合施工要求。在构件吊装时，先使用普通螺栓临时固定，待垂直度调整完成之后换用高强度螺栓坚固。高强螺栓的安装流程，包括插入、初拧和终拧3个步骤。首先，将复核合格的构件穿入螺孔中，保证螺母和垫圈方向正确，如果螺孔有错位的情况，用冲杆或其他工具修正，修正前先错位螺孔附近的螺栓稍拧紧之后再扩孔，以防铁屑掉落在缝隙中。其次，将高强螺栓逐个插入螺孔替换掉临时螺栓。单个高强螺栓拧紧时，先手动再用扳手，按照由中心向外侧方向拧紧。最后，完成初拧的高强螺栓需及时进行终拧，顺序与初拧一样，直至梅花头脱落即完成。在高强度螺栓的安装过程中，可能会遇到由于螺孔与板间距离小，扳手的操作空间不足，无法套住螺栓，这时可以采用扭矩扳手进行终拧，梅花头可用钢锯锯掉或者用砂轮机磨掉，切忌火焰切割。

　　3　结语

　　综上所述，在未来的10~25年，在国家与地方政策的指导与支持下，钢结构装配式建筑有巨大的发展前景。我们需要持续对装配式钢结构安装技术进行关注与研究，为我国建筑行业的科学可持续发展奠定基础。

　　作者简介：姜磊（1987-），男，山东威海人，中交第四公路工程局有限公司工程师，研究方向：道路桥梁与渡河工程。

　　参考文献

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　　（责任编辑：周羿廷）