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【摘要】土木工程具有鮮明的綜合性特征，涵蓋了房屋、橋梁等一系列土地建筑、設施的建造技術，需要整合勘測、設計、施工等多專業工種，在協調規劃下通力完成，其施工技術的先進性、科學性與國計民生息息相關。當前伴隨工藝體系的成熟，新施工技術不斷涌現，帶來質量改進的同時，也促成了新施工標準的完善。論文聚焦土木工程鋼結構施工技術，對其應用優勢及技術要點進行論述。

【關鍵詞】鋼結構；土木工程；施工技術

1引言

結構設計是土木工程施工的關鍵所在，磚混結構、框架結構等都是較為常見的結構類型，它們在承重、耐久等方面都有各自的優勢。但當前伴隨城市建設進程的深化，高層、超高層建筑占比增加，大型工廠建設需求旺盛，舊有鋼混、磚混等結構由于自重、抗震性能等的限制，均存在較大的局限，已無法滿足新設計標準，因此，探尋和總結高效的鋼結構施工技術是十分必要的。

2鋼結構在土木工程施工中的應用優勢

2.1強度高且質量較輕

鋼結構主要是以鋼鐵為原料制成的，與舊有混凝土結構相比，其抗拉性能更為優良，以Q235鋼為例，在16mm厚度以內，其抗壓強度設計值可以達到235MPa，而相同狀況下的C30混凝土設計值只有14.3MPa，差別極為懸殊[1]。同時由于鋼結構塑性較好，截面可依據需求設計工字形、槽形等，從而在有限的自重范圍內，最大限度地發揮結構強度。近年來，伴隨土木工程施工技術的完善，鋼結構逐漸分化出了多種技術類型，除高層鋼結構外，還衍生出了空間鋼結構、輕鋼結構技術等，前者以鋼管球節點為支撐，結合變截面網架進行搭建，外形美觀且鋼材消耗量也不大。輕鋼結構則尤以質量輕著稱，外圍護由輕型鋼板組成，內部則以H形鋼墻梁支撐，配合鋼制屋面檁條加固，整體跨度最大可超過30m，在現代廠房、體育館等土木工程建設中，應用極為廣泛，輕鋼結構示意圖如圖1所示。

2.2材質均勻且結構可靠

鋼結構由鋼材統一切割、組裝形成，本身材質較為均勻，是一種較為理想的彈性塑性體，力學計算干擾較少，因此，計算得出的結果也更加可靠，能夠較為直觀地反映土木工程受力情況，為方案規劃和設計提供依據。均勻的內部構造還能有效規避混凝土結構中，沉降、開裂等問題，減少外界環境的不良干擾。同時鋼結構伸長率也相當優良，以鋼材本身屈服強度為準，符合國家標準的鋼結構抗拉強度可高出該數值20%，即使材料受到地震等載荷的作用，進入屈服階段，也能留出較大的變形空間，從而吸收地震能量，延緩彎曲、折斷等問題的發生時間。需要注意的是，鋼結構韌勁與溫度變化關聯較大，因此，對于氣候寒冷區域的土木工程項目，要優先考慮鋼結構的伸長率和抗屈服能力等，適當增大低碳鋼的應用比例，提升結構韌性。

2.3經濟與環保性能優良

土木工程規模較大，耗費極多，造價管控難度較高，同時混凝土施工還會對周圍環境造成污染，與生態文明理念相悖。而鋼結構統一采用工廠定制方式，所有構件都按照設計標準打造，運輸至現場安裝，可以根據需求選擇焊接、鉚釘連接等方式，靈活性更高，濕作業頻率減少，能夠有效提升施工環保性。鋼結構模式下，構件制作流程大部分由工廠承擔，還有助于縮短施工周期，加快資金回流速度，節省人工費用等，剩余材料還能滿足二次使用需求，提高了資源配置效率，有助于提升土木工程項目方造價管控質量。

3鋼結構在土木工程中的施工技術要點

3.1選材與吊裝技術要點

鋼結構具有強度高、質量輕等特質，在當前土木工程市場上受到了廣泛青睞，但該結構類型也存在一定弊端，比如，防銹、防火性能較弱，當環境溫度超過200℃限值時，結構自身極易產生變形，直接威脅工程穩定性，降低防火等級。因此，國家在鋼結構施工標準中，對鋼結構比例、生產指標等進行了嚴格規定，在選材時要以此為依據，選擇有生產資質、證書齊全的產品。碳素鋼是當前較為常見的鋼結構材料，其自身硬度與強度較大，能夠滿足土木工程抗壓需求，但韌性、可塑性相對欠缺，部分項目設計中要適當搭配低合金鋼，提升項目安全性能。從構件截面設計角度來看，當前工字形、箱形截面都較為常用，部分項目中還會涉及十字形、復合形截面，要與連接工藝進行匹配，明確參數要求。鋼構件吊裝可先用BIM進行模擬試驗，確定機械停放位置，保證吊裝過程平穩、有序。受安裝流程影響，鋼柱柱腳部位可能設置有螺栓，吊裝前要進行緊固確認，防止其脫落，預埋坐標誤差要控制在2mm以內，標高誤差則要控制在5mm以內[2]。

3.2鋼結構連接技術要點

3.2.1焊縫連接焊縫連接是鋼結構獨有的連接技術。鋼材在電弧焊加熱下，局部會發生明顯的融化，后續經冷卻凝固即可形成焊縫，對2個相互獨立的鋼構件進行連接。實際操作時首先要做好檢查工作，剔除焊芯生銹等存在缺陷的焊條，如果沒有明確的設計規定，則要根據鋼構件本身材質進行比選，Q235鋼適宜搭配E43系列碳鋼焊條，同時注意區分酸性和堿性焊條，分開存放，防止混用。焊接開始前應當做好檢查，清除焊縫部位周圍的油污、銹漬等，以焊條焊接位置為依據，常見的焊接形式主要有平焊、立焊等，其差別可見圖2。平焊過程中，電弧應與待連接對象隔開一定距離，以2~4mm為宜，均勻控制焊接速度、電弧長度等，與構件之間保持一定的角度。立焊與之流程類似，但電流應適當減小，以平焊電流的85%~90%為宜；仰焊過程中，則要結合焊件厚度對夾角進行調整，同時采用小電流焊接技術；橫焊電流與立焊一致，焊條向下傾斜，電弧長度同樣維持在2~4mm即可，焊接完成后嚴格執行驗收工序，對存在氣孔、咬邊等問題的焊縫，一律不予驗收，盡可能保證焊接質量。3.2.2螺栓連接螺栓連接是土木工程項目中較為普遍的連接方式，主要是在螺栓零件的幫助下，使2個獨立構件建立聯系，其他部位可使用普通螺栓連接，關鍵部位必須采用高強度螺栓連接。實際操作時首先要關注螺栓的排列設計，若相鄰兩螺栓之間間距過小，鋼制構件所受剪力就會相應增大，極易發生剪壞問題[3]；間距過大，構件受到壓力又容易發生連接不穩的現象，降低穩定性。緊固過程中同樣要關注構造情況，若構造過于疏離，濕氣就可能沿著縫隙進入螺栓內部，造成銹蝕，縮短鋼結構的使用壽命，構造過于緊密又會給扳手的轉動造成阻礙，鋼結構螺栓最大和最小容許可見表1。螺栓施工技術優勢較為明顯，拆裝都很便捷，因此，得到了較為廣泛的應用，但應用時必須在鋼材表面開孔，對結構本身會產生一定影響，精度不夠很容易給后續對孔拼裝帶來麻煩，因此，使用時要做好差異化分析，并嚴格控制打孔精度，提升結構整體性能。3.2.3鉚釘連接鉚釘一側帶有半圓形釘頭，同樣由工廠預制完成。應用時需要先燒紅釘桿，然后將其插進預留好的孔洞中，最后使用工具將釘尾鉚彎，待其冷卻后，會發生收縮應力，對兩構件施加夾緊力，完成連接。操作時要把握好預留孔洞的直徑，以鉚釘釘身為參照，超出1.0~1.5mm為宜，孔洞之間最大、最小容許間距與螺栓連接方式一致。鉚釘本身具有較好的可塑性，連接質量異常穩固，但制造、操作工藝都相對煩瑣，消耗的鋼材用量較大，因此普通施工場景中，多被焊接、螺栓等連接方式替代，在重型、大跨度結構中，才能偶然見到鉚釘連接方式。

3.3鋼材防腐技術要點

鋼結構是由鋼材料打造的，以鋼桁架、鋼梁等構件為主的結構設施具有金屬特質，在外界氧氣、水分的作用下，較易發生銹蝕，應用時必須有意識地采取防銹措施，并做好養護。在涂刷防銹涂料時，首先，要做好銹漬的清理工作，除手動打磨方式外，還可采用噴砂、機械拋光等形式，確保表面銹漬完全去除，防止后續出現漆面開裂等隱患。其次，是要選用適宜的施工方式，采用涂刷法時，根據鋼制構件形狀對歪脖刷、扁形刷等進行比選，以直握法持刷均勻涂抹，從上部開始，逐漸向下操作，若發現防腐涂料凝結較慢，則要適時進行修飾和涂敷。滾涂法則主要以滾刷為工具，施工操作時先少量浸取涂料，總量以滾刷的1/2為宜，均勻施力并重復滾動，以便于壓出涂料，接著按照W形移動滾刷，提升鋼構件防銹效果。在應用空壓氣噴涂技術時，則要借助專業噴涂設備，使涂料在壓縮空氣作用下，均勻霧化噴灑。這種方式效率較高，同時防腐層薄厚均勻，施工質量有保障且外表美觀。但值得注意的是，該模式下極易造成涂料的浪費，很多項目中利用率只能達到60%，因此，要結合實際選取噴嘴直徑，通常情況下150~200mm為宜，噴涂速度也要有所控制，一般每秒噴出30~60cm為佳，噴槍的移動應當盡可能平穩，防止條紋、斑痕等問題。

4結語

綜上所述，鋼結構具有強度大、質量輕、結構可靠等優勢，在土木結構中使用，可以顯著提升經濟環保效益。各項目主體應當正視鋼結構優越性，積極引進和推廣鋼結構施工技術，結合實際對碳素鋼材、低合金鋼材進行選用，綜合應用螺栓、焊接等連接方式，做好防銹處理，全面提升鋼結構穩固性，為土木工程項目質量奠定扎實基礎。

【參考文獻】

[1]黃亦聰.關于土木工程施工中鋼結構技術的探討[J].四川水泥,2019(2):168.

[2]戴卓見,王鑫,江文霞.淺議土木工程施工中的鋼結構技術[J].科學技術創新,2018(32):114-115.

[3]呂虎珍.關于土木工程施工技術的創新及發展[J].綠色環保建材,2018(10):139-140.

作者：馬旭國 單位：中鐵建工集團北方工程有限公司