大跨度钢结构厂房安装施工技术要点与质量控制
摘要
关键词
大跨度钢结构厂房;安装施工技术;质量控制;构件吊装;焊接质量;精度调控
正文
第一章 引言
随着工业现代化进程加快,重工业、仓储物流等领域对大空间厂房需求激增,大跨度钢结构厂房凭借跨度大、空间利用率高、抗震性能优、施工周期短等优势,成为工业建筑的重要选择。其结构以钢材为核心受力载体,需通过精准安装与严格质量控制保障整体稳定性,而厂房跨度大(常超30米)、构件单重高(可达数十吨)、受力体系复杂的特点,使安装施工面临吊装难度大、精度控制难、质量风险高等挑战。若忽视技术要点或质量管控不足,易出现构件拼接偏差、焊接缺陷、结构变形等问题,不仅影响厂房使用功能,还可能埋下安全隐患。因此,研究大跨度钢结构厂房安装施工技术要点与质量控制,对推动工业建筑施工标准化、保障工程安全具有重要现实意义。
第二章 大跨度钢结构厂房安装施工技术基础
2.1 钢结构构件的加工精度要求与进场验收标准
大跨度钢结构构件的加工精度直接决定安装质量,需严格遵循行业标准把控关键指标。构件尺寸精度上,钢柱、钢梁的长度偏差需控制在±3mm内,截面尺寸偏差不超过±2mm,腹板垂直度偏差≤1/1000腹板高度,避免因尺寸偏差导致拼接困难;螺栓孔位置精度要求更高,孔中心间距偏差≤±1mm,孔直径偏差控制在+0.5mm~0mm范围内,确保螺栓顺利穿入并传递荷载[1]。进场验收时,需核查构件出厂合格证、材质证明书等资料,同时采用全站仪、游标卡尺等设备实地检测尺寸、螺栓孔位置、表面平整度;检查构件表面是否存在裂纹、锈蚀、变形等缺陷,对高强度螺栓等关键连接件,还需进行力学性能抽样检测,只有全部指标达标,方可进入施工现场,为后续安装奠定基础。
2.2 安装施工的前期准备(基础复测、设备选型、方案编制)
安装施工前期准备需覆盖技术、设备、方案等多维度,确保施工有序开展。基础复测是核心环节,需采用水准仪、全站仪检测混凝土基础的标高、轴线位置、预埋螺栓位置与标高,基础顶面标高偏差需≤±5mm,轴线位置偏差≤±3mm,预埋螺栓中心偏移≤±2mm,若超出偏差需及时调整,避免因基础误差导致构件安装错位。设备选型需结合构件重量、吊装高度与现场工况,如吊装30吨以下钢梁可选用25吨汽车吊,吊装重钢柱或大跨度桁架则需选用50吨及以上履带吊,同时配备全站仪、水准仪等测量设备,确保吊装与安装精度。方案编制需明确施工流程、吊装顺序、精度控制措施、安全防护方案,还需进行吊装受力验算,确定吊点位置、钢丝绳选型,避免吊装过程中构件变形或失稳,方案经审核批准后方可实施。
2.3 大跨度钢结构的受力特点与安装阶段力学控制要点
大跨度钢结构的受力特点表现为整体承受竖向荷载(自重、屋面荷载)与水平荷载(风荷载、地震荷载),且荷载传递路径长、受力集中,如钢梁需将荷载传递至钢柱,再由钢柱传递至基础,大跨度桁架则通过节点传递轴力与弯矩。安装阶段力学控制需重点关注两点:一是避免构件临时受力失衡,安装过程中构件常处于未形成整体稳定的状态,需设置临时支撑(如钢支撑、缆风绳),支撑刚度需经验算,防止构件因自重或外界荷载(如风力)发生变形或倾覆;二是控制安装过程中的应力集中,如拼接时避免强行组装,防止构件产生附加应力,吊装时需合理设置吊点,使构件受力均匀,避免局部应力过大导致裂纹,同时监测安装过程中构件的应力变化,确保应力值控制在材料允许范围内,保障结构安全[2]。
第三章 安装施工关键技术要点与质量控制措施
3.1 构件吊装与拼接技术(吊装机械选型、吊装顺序、拼接精度控制)
构件吊装与拼接需把控技术细节以保障质量。吊装机械选型需匹配构件参数,如吊装高度20米、重量25吨的钢柱,选用50吨汽车吊(主臂长度30米),确保机械起吊能力满足要求,同时检查机械性能(如制动系统、钢丝绳强度),避免设备故障。吊装顺序遵循“先柱后梁、先主后次”原则,先安装钢柱并校正固定,再安装主梁、次梁,最后安装支撑构件,形成稳定单元后再扩展,防止结构局部失稳;吊装时通过缆风绳控制构件姿态,避免碰撞已安装构件。拼接精度控制需采用全站仪实时监测,钢柱垂直度偏差≤1/1000柱高(且≤15mm),钢梁与钢柱连接处的轴线偏差≤±2mm,拼接时使用定位夹板临时固定,螺栓初拧后复核精度,达标后再终拧,确保拼接质量。
3.2 结构整体安装的精度调控(标高控制、轴线校正、变形监测)
结构整体安装精度调控需覆盖标高、轴线与变形三大维度。标高控制通过基础预埋螺栓标高调整与构件自身加工精度把控实现,安装钢柱时,利用水准仪测量柱顶标高,通过螺栓微调使标高偏差≤±3mm;安装钢梁时,以钢柱顶标高为基准,控制梁端标高偏差≤±2mm,避免因标高偏差影响屋面安装。轴线校正需采用全站仪建立轴线控制网,钢柱安装后校正柱身轴线,偏差≤±3mm;安装主梁时,以轴线控制网为基准,校正梁的轴线位置,确保梁与柱轴线对齐,偏差≤±2mm,防止整体结构轴线偏移[3]。变形监测需在关键部位(如跨中、节点处)设置监测点,采用全站仪或应变仪定期测量,监测安装过程中构件的变形量,若变形超允许值(如钢梁跨中挠度≤L/500,L为跨度),需暂停施工并调整,保障结构整体精度。
3.3 焊接质量控制与防腐处理技术(焊接工艺优化、焊缝检测、防腐涂层施工)
焊接质量控制与防腐处理是保障结构耐久性的关键。焊接工艺优化需根据钢材型号(如Q355钢)选择匹配的焊条(如E50系列),确定焊接电流(180A~220A)、电压(22V~26V)、焊接速度(15cm/min~20cm/min),对厚板构件采用多层多道焊,层间温度控制在80℃~250℃,避免产生焊接裂纹;焊接前清理坡口油污、铁锈,防止夹渣。焊缝检测需全覆盖关键焊缝(如柱梁连接焊缝),外观检测要求焊缝表面无裂纹、气孔、咬边(深度≤0.5mm),内部检测采用超声波探伤,一级焊缝探伤比例100%,二级焊缝≥20%,确保焊缝质量达标。防腐涂层施工前需喷砂除锈(除锈等级Sa2.5级),去除构件表面氧化皮、铁锈,随后涂刷环氧富锌底漆(厚度≥80μm)、环氧云铁中间漆(厚度≥120μm)、聚氨酯面漆(厚度≥80μm),涂层厚度与附着力需抽样检测,保障防腐效果,延长结构使用寿命。
第四章 结语
本文围绕大跨度钢结构厂房安装施工技术要点与质量控制展开研究,明确了构件加工精度、前期准备、力学控制等技术基础,梳理了构件吊装拼接、整体精度调控、焊接防腐等关键技术,制定了针对性质量控制措施。研究表明,通过严格把控加工验收标准、优化施工技术、强化过程监测,可有效提升安装精度与质量,保障厂房结构稳定。但研究仍存在局限,如未充分考虑极端天气(大风、高温)对安装的影响,且对复杂节点(如桁架节点)的精度控制研究不足。未来需结合新型施工设备(如智能吊装机器人)与监测技术(如BIM+物联网),优化复杂工况下的施工方案,完善节点精度控制方法,为大跨度钢结构厂房施工提供更全面的技术支撑。
参考文献
[1]高小康.工业厂房钢结构施工技术要点及质量控制分析[J].中国科技期刊数据库 工业A,2025(3):023-026.
[2]刘曦,赵昕炜,袁东方,谢壮志,程建平.大跨度厂房钢构轻强板安装技术与质量控制研究[J].中国建筑金属结构,2025,24(8):151-153.
[3]刘承.钢结构厂房屋面围护结构安装及屋面防渗施工技术分析[J].安徽建筑,2025,32(3):60-62.
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