摘要：随着我国土木工程的建设发展，土木工程在建设过程中，工程材料在不断变化，钢材的应用为主要变化点之一，钢材在应用过程中，对减轻建筑结构重量，节省用料，节能环保，提高利用空间率，提高工程效率，使建筑向超高超限发展起到极其关键的作用，建设工程越来越偏向于向钢结构方向发展。为此，本文对当前土木工程中钢结构施工管理进行简要的探讨。
关键词：土木工程；钢材；结构施工
随着社会发展，建筑材料的应用也出现了较大变化，其中钢材的运用，产生了极大的社会效益和经济效果，钢材的运用，对提高建筑的质量，对减轻建筑结构本身重量，节省用料，节能环保，提高利用空间率，提高工程效率，使建筑向超高超限发展起到极其关键的作用。随着科学技术进步，钢材等级和强度在逐步提高，运用也越来越广泛，用量也越来越大，以后的建筑发展，逐步用钢材取代混凝土或其他材料。
1 土木工程中钢筋、钢材运用的优势
钢筋和钢材在当代土木工程建设中，起到了不可替代的作用，不管是房屋建筑、工业厂房、民用建筑、管道、桥梁、隧道、涵洞、道路等都起着至关重要作用。它主要起到在结构中起到抗拉、抗压、抗折、抗震、抗剪等作用，具有质量轻，强度高，韧性好，可伸缩；在工程运用中，安全、经济、稳定。
1.1 安全性
土木工程结构中，钢筋、钢材起骨架作用。钢筋、钢材与混凝土混合，两者之间产生较强的握裹力，与混凝土共同受力作用。混凝土具有抗压能力强，刚性好；但抗弯、抗折、抗剪、抗震性能及差，弹性性能也差，承受动荷载能力不强，易发生脆性破坏，且破坏机理具有突发性和不可预见性，易失稳；而钢筋、钢材恰恰与混凝土具有相反的特性，恰恰弥补了混凝土了不足；两者间的结合，能提高工程结构件的承载力，提高结构的刚度、稳定性，提高建筑的耐火等级，保证建筑、构筑的可靠性、安全性，也提高了建筑、构筑物的使用寿命。
1.2 经济性
在建筑物、构筑物中，钢材的运用，存在较大的经济优势，钢材具有强度高，质量轻，各方面性能优越等特点，它既可单独作受力构件、装饰件，也可与混凝土结合使用，与混凝土结合，在同等荷载条件下，能减小结构件的尺寸和重量，减少混凝土用量，甚至增加跨度，增大结构空间和高度。如钢材单独作受力、装饰构件，建筑物、构物的跨度和高度可大幅增加，空间布置更加灵活，更节省材料；现高层和超高层建筑大都采用钢结构。建筑物、构筑物内采用钢筋、钢材，如建筑物、构筑物需拆除，钢材、钢筋可回收利用，达到节能环保的要求；国外大多建筑物、构筑物彩用钢结构。
2 土木工程中钢结构的施工管理
土木工程中钢结构施工技术较为成熟，项目管理内容较多，主要涉及内容有：下料放样，焊接、加工、整形，喷砂除锈，上漆防腐，构件运输、存放，吊装，安全措施，辅材使用管理、质量管控等。
2.1 材料下料、号样
钢结构材料下料至关重要，关系到构件的加工、成型，甚至关系到整体结构的成型、安全、稳定。材料下料不准，将导致构件间无法对接，焊接成形后达不到设计尺寸要求，无法完成拼装，导致部分材料报废，损失较大。所以材料下料首先要进行号样，随着社会进步，人们利用计算机进号样的操作越来越普遍，利用计算机进行号样，有利于提高材料下料精度，节省材料，节约号样时间和用具。把在计算机号样后的图纸按实际尺寸打出来，拿到现场制作模板，将模板放在原材料上划线。划完线后，再用火焰切割机或等离子切割机对原材料进行切割。因为钢材在焊接过程中，会产生收缩，所以在对原材料进下料切割之前，要将号样的设计尺寸实际加大3~5毫米，钢材越厚，加大长度相应增加，原材料越薄，加长尺寸可以少点。
2.2 焊接
钢材的焊接是保证钢构件和钢结构质量极为重要的环节，关系整个构件的承载能力和使用时间长短，也就是关系到整个建筑或构筑物的安全性和使用寿命；焊接是钢结构施工管理中的重点。对于一般的三级焊缝，要求焊接处打磨平整，不得有锈了、油污、水迹等，材料放至平整。对于二级、三级焊缝、或材料较厚的焊缝，应在焊缝处打坡口，除锈，去油污，去水质；再将构件放平或按角度摆放平稳，施焊。在施焊前，要搭接好引弧板，打火时严禁在母材上打火和引弧，施焊结束时，也引弧板上结束。对焊缝等级较高的大型构件焊接，要做到两边同时对称施焊，并行进行，这样有防止在焊接过程中减小母材的变形过大。对于焊缝要求较厚，需多层施焊时才能完成，在每施焊一遍后将焊渣打磨干净再施下一层焊。对于原材料厚度不一样的焊接，要求施焊的工艺不一样，对薄的钢材，电流、电压要调小，有的甚至只有90V；对于原材厚的焊接，电压、电流要调高；电流、电压的大小，以不灼伤母材为标准；对于厚度达到8毫米以上的原材，施焊前需预先加热材料，加热温度根据原材厚度大小确定。焊缝要均匀美观，不得有气孔、夹渣、漏焊、咬边等情况；一般选用好的师傅或采用自动焊机焊接。
2.3 整形、喷砂除锈、防腐处理
对于焊接完后的工件，由于在原材运输、切割、焊接过程中产生了变形，需对构件进行整形、调直；以满足构件的失弯高度达到规范标准，也是为满足构件外观美观要求，也为运至工地现场安装、对接达到要求，以免产生错位，无法对接；整形的方式有火烤，用重垂击打，有在轨砸机上调直等方式。整形后的工件要进行喷砂除锈，喷砂一定要撑握好喷砂速度，不能太小，否则达不到除锈效果；喷砂要全面，不得遗漏。除锈后的构件放置时间不得超过12小时，特别是阴雨天时，放置时间不得超过4小时，要进行防腐封闭漆的喷涂处理，如超过上述时间，构件表面会起锈，需要重新喷砂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对钢构件进行防腐喷涂处理时，空气湿度不得超过百分之八十五；防腐喷涂的材料易选用环氧封闭底漆或铬酸底漆，底漆涂层厚度至少达到45微米以上。结构件做完底涂后，需做中涂，中涂层厚度不得小于145微米。
2.4 构件运输、存放
构件在运输过程中，要平放，构件底部要用枕木垫平；每层之间也要放枕木垫平，放在运输车辆上不得超出车辆长度2.0米；一定要绑牢固，不得有松动，否则在运输过程中易引起安全事故。在运输过程中，要注意枕木垫放位置，不得使构件产生变形。现场存放时也防止构件变形，不得堆放在有积水的地方，做好覆盖，堆放地点要便于吊装，但不得堵塞道路。
2.5 吊装
吊装是钢结构施工中技术含量较高的学问。吊装方案的选择事关吊装速度，构件运输，工期，成本等，事先考虑多种吊装方案，对方案进行推演，吊装设备是选择重型汽车吊，还是选择用塔吊、卷扬机、液压提升等，达到高效、安全的目的。吊装柱时，一定要用对中，用经纬仪或全站仪调整柱的垂直度和偏转角度，柱吊装完成后用高强砂将灌在柱的连接板底部，以固定柱子。再吊装主梁，在钢梁端部顶部焊临时吊挂板，用临时吊挂板挂在柱的牛腿上；再用连接板将梁与柱牛腿固定。连接板上的高强螺栓不可一次拧死，螺栓要结称拧，进行初拧、复拧。最后将牛腿与梁进行对接焊。再接下来吊装次梁，安装方法可能是与主梁直接焊接，但事先要打坡口。最后一道工序是安装槽形钢板。在吊装过程一定要注意安全。
2.6 安全措施
在钢结构施工中，钢结构加工、吊装、运输等环节存在的较大的安装隐患，是一个重大的危险源。包含乙炔、氧气的分开存放，乙炔、氧气灌要采取遮蔽措施，不能在太阳底下暴晒和靠近火焰、温度较高的物体。钢构件在运输和吊装过程中存在一定危险性，因为起吊的钢丝绳存在磨损、局部断裂、疲劳效应等，同时，物体在空中悬转易产生滑落，碰撞，造成坠落、打击伤害事故；在吊臂的下面和吊臂旋转范围内严禁站人；现场要配备专职信号工、指挥人员，用警示标识将吊装范围围起来，防止人员进出。工人在安装、焊接钢构件时存在高空作业，可能产生高空坠落，所以需在钢梁上焊接临时钢柱，每两根临时钢柱端部绑扎牢固钢丝绳，工人的安全带扣在钢丝绳上，在钢结构底部安装安全兜网，安全兜网离钢构件底部不得超过0.5米的距离；这样工人在钢梁上行走时会有双重安全保障。现场电焊易引发电火花和火灾，在焊接时，焊接点处一定要用接火斗，在焊接处的下面不得有易燃易爆物体，在焊接点附近要安装泡沫灭火器，现场焊接时，需有安全管理人员在现场巡视、看管。
2.7、辅材的管理
钢结构加工、施工的辅材主要有乙炔、氧气、焊条、油漆、防火涂料等。乙炔、氧气、油漆属易燃易爆危险品，需远离着火源、着火点。乙炔、氧气瓶、油漆需用专门的仓库储藏，与宿舍、其它物品有一定距离，乙炔、氧气瓶也应分开存放，至少保持5.0米以上的距离。油漆、稀释剂遇到着火点会立即引起燃烧，火势极其凶猛，甚至引起爆炸。工地上烟头、焊渣特别多，是重要的着火源；所以当天工作完成后，应立即将未用完的稀释剂密封，放回至仓库，做到谁领谁还，建立领用台帐制度，做到帐实相符。防火涂料遇水易失去防火功能，防水涂料应放在干燥的地方，上面用防水布遮蔽，对未用完的防火涂料清理后放回仓库。焊条、焊丝受潮后无法使用，所以，焊条、焊丝应保持干燥，放在干燥的地方，不得淋雨。
3.当前土木工程中钢结构施工管理提升措施
3.1、提高材料的利用率
钢材在建筑行业是一种较贵的原材料，消耗量出大，特别是型钢和管材。所以在下料前，一定做好规划，尽量节省原材，在规范允许的情况，能拼接的采用拼接或对接焊，尽量利用余料做边角料、端头板、连接板等。下料是一门很强的技术活，需总体筹划总的用钢量，需具有丰富经验、仔细的技术人员操作；先应在图纸或计算机上初算，后再派另一组人进行核对，检查、发现不妥之处。
3.2、加强质量的管控
加工焊接好的钢柱、钢梁一定要进行整形，构件的垂直度、挠度一定满足规范要求，构件的长度、宽度、半径等一定要满足设计要求，对于钻孔的尺寸、位置一定要准确。以上事项如果超过设计尺寸和规范允许偏差范围，将导致运至现场安装的构件无法安装和进行对接。在吊装过程中，要保证钢柱垂直，柱顶水平，在吊装前在柱的两端标垂直线，安装时可以用吊垂、经纬仪、全站仪等检查柱的垂直度，待柱垂直后再固定柱脚下。钢梁吊装上去后，用水准仪或水平管检查梁的水平情况，不得使梁产生偏转和翘起，否则梁上的板会鼓起、高低不平，甚至使板无法安装。钢结构的防腐处理也是工程质量管控的重要环节，以前大家都忽略这个问题，认为钢材腐蚀点不算什么，不会产生安全问题，钢比木头使用的年限长，实际是个误区。实践证明，钢铁表面除锈是非常重要的一个环节，如钢表面锈未除干净，刷再好、再厚的油漆都没用，因为油漆不会与浮锈相连接，待油漆干燥后，油漆会立即脱落；油漆涂刷厚度也是很重要的一点，待除好锈后，涂刷的油漆较厚，防紫外线老化时间较长，钢铁表面与外界水汽、盐、雾、酸、碱隔离时间较长，可以延缓钢表面腐蚀时间。油漆品种的好坏对钢材防腐保护也是很重要，好的油漆，与钢材附着、粘接性强，耐老化、耐腐蚀性能强，对钢材起到很好的保护作用，对钢材保护可以做好20年，质量差的油漆则不然，保护时间不到2年。钢材的焊接质量是除材料本身以外影响钢结构牢固、稳定、安全的最主要因素；对施焊人员首先进行考核上岗，对焊缝先进行外观检测，不得有夹渣、气孔、咬边、凹陷、灼伤等，如有，立即返工；焊缝等级为一、二级的，需对焊逢进行X射线、超声波、磁粉等检测，不合格的，立即返工。
4.结束语
当前建筑使用钢结构越来越多，越向超高层趋势发展，用钢量加大，所以在钢结构施工管理中，一定要借助现代科学技术，利用高精尖经纬仪放点、放线，定曲面位置，对安装异形结构极具作用。利用计算机软件辅助下料，可以做到号样、下料精准，节约原材，尺寸精确，减少误差，减少人工计算量；利用计算机软件建钢结构模型，可以使构件加工精度提高，优化吊装方案，使吊装更科学合理。大型钢结构的吊装可以借助选进的顶升系统，使安装精度提高，同时，保证安装的可靠性和安全性。
论文作者:王泽国
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：钢材论文; 构件论文; 钢结构论文; 土木工程论文; 油漆论文; 材料论文; 中钢论文; 《基层建设》2019年第14期论文;