網架鋼結構以其跨度大、自重輕、施工快等優點,在體育場館、展覽中心、工業廠房等大空間建筑中應用廣泛。其施工過程,特別是從鋼鐵結構體部件制造到現場安裝的各個環節,都可能面臨一系列技術與管理的挑戰。本文將系統梳理網架鋼結構施工中易出現的關鍵問題,并探討相應的預防與解決策略。
一、 部件制造階段的核心問題
- 材料與加工缺陷:
- 原材料問題:鋼板、型鋼或鋼管若存在夾層、化學成分不均或力學性能不達標,將直接影響構件的承載能力。
- 下料與加工精度不足:使用精度不高的設備或操作不當,導致桿件長度、坡口角度、螺栓孔位等尺寸偏差。這些“毫米級”誤差在復雜的空間網格中累積,可能導致現場無法安裝。
- 焊接質量隱患:焊接是制造的核心環節。易出現的問題包括:焊縫外觀缺陷(咬邊、焊瘤、弧坑)、內部缺陷(氣孔、夾渣、未熔合、裂紋),以及焊接變形控制不當導致構件彎曲或扭曲。
- 防腐涂裝不達標:除銹等級(如Sa2.5)未達到設計要求,涂層厚度不足或附著力差,會嚴重縮短結構在腐蝕環境下的使用壽命。
- 預拼裝環節疏漏:
- 對于復雜或大型網架,出廠前的整體或局部預拼裝至關重要。若省略此步驟或流于形式,難以發現并修正制造誤差,將所有問題遺留至施工現場。
二、 現場安裝階段的主要問題
- 測量與定位偏差:
- 支座預埋件的位置、標高和水平度是安裝的基礎。若土建施工誤差過大,將導致網架第一單元就位困難,甚至需要大規模擴孔或返工。
- 高空安裝時,受溫度、日照、風力影響,結構的實時形態與設計狀態存在差異,測量校正難度大。
- 安裝方案與順序不當:
- 未根據工程特點(跨度、高度、場地條件)選擇最優安裝方法(高空散裝法、分條分塊法、整體吊裝法、整體頂升法等),可能導致施工效率低下、安全風險增加或臨時措施費用高昂。
- 安裝順序不合理,可能導致結構在未形成穩定體系前就承受過大荷載,產生不可恢復的變形或失穩。
- 連接節點問題:
- 螺栓連接:高強度螺栓未按規程進行初擰、終擰,扭矩值不達標;螺栓穿孔困難時強行敲擊打入,損傷螺紋或改變預緊力;摩擦面處理不當,降低抗滑移系數。
- 焊接節點:現場焊接條件(尤其是高空作業)比工廠惡劣,更易產生質量缺陷;厚板焊接的層間溫度控制不當,可能產生裂紋。
- 支座節點:未能實現設計預期的鉸接或剛接約束,可能導致實際受力與計算模型不符。
- 施工安全與變形控制:
- 臨時支撐設置不足或承載力不夠,在安裝過程中發生沉降或失穩。
- 拆除臨時支撐的順序(即“卸載”)是關鍵工序。若順序不當,結構內力重分布可能使桿件過載或產生過大撓度。
- 施工荷載(如堆放的構件、機具、人員)超過設計允許值。
三、 管理與協同的普遍問題
- 設計與施工脫節:設計時未充分考慮制造工藝性、安裝可行性和施工誤差的調整空間,圖紙“理論化”強而“可施工性”弱。
- 信息傳遞失真:從設計詳圖到工廠加工圖,再到現場測量數據,若信息鏈任一環節出現錯誤或遺漏,都會導致產品與現場不符。
- 質量檢驗流于形式:缺乏對原材料、工序、成品的全過程、多層級檢驗,依賴最終驗收,無法及時發現和糾正過程問題。
四、 應對策略與建議
- 強化源頭控制:嚴格原材料進場復驗;投資高精度加工設備與數控技術;推行焊接工藝評定與焊工持證上崗;完善工廠預拼裝制度。
- 深化施工仿真與監測:利用BIM技術進行碰撞檢查和安裝模擬;對大型或復雜工程,實施施工全過程仿真分析,預測變形與內力;安裝過程中采用全站儀、傳感器等進行實時監測與反饋調整。
- 精細化施工管理:編制專項施工方案并進行專家論證;嚴格進行技術交底;制定科學的測量校正與卸載方案;加強高空作業與臨時支撐的安全管理。
- 貫徹全過程質量管理:建立涵蓋設計、制造、運輸、安裝的全流程質量控制體系,明確各環節責任與驗收標準,實現質量可追溯。
結論:網架鋼結構的成功實施,是一項系統工程,依賴于設計合理性、制造精確性、安裝科學性與管理嚴密性的高度統一。只有正視從部件制造到現場施工各階段可能存在的問題,并通過技術與管理手段進行前瞻性預防和過程性控制,才能確保最終建筑產品的安全、優質與高效交付。