大跨度钢结构及索膜结构的施工质量控制措施

大跨度钢结构及索膜结构的施工质量控制措施

朱超

关键词：大跨度；钢结构；索膜结构；质量控制

1.工程概况

某体育场施工建设中，主体结构选择了单臂悬梁结构，最大梁体的长度达到了39.5m，自重13.5t，安装高度18.79m，属于大跨度钢结构形式，相应的结构参数如表1所示。

表1体育场主体结构参数

2.工艺流程

体育场大跨度钢结构及索膜结构的施工工艺流程如下：对基础进行必要的检查验收→对相关材料的质量和性能进行检验→依照相关结构参数，开展桁架预制工作→针对钢材进行喷砂除锈，去除表面存在的锈蚀→喷施底漆和面漆，做好防腐蚀处理→将预制完成的结构运输到施工现场→对铰点以及铰轴进行安装校对→对桁架进行安装→检查，如果发现施工过程中桁架面漆层出现破损，需要及时补漆→施工完成后，开展竣工验收工作→确认合格，交付使用[1]。

吊装环节，需要按照相应的顺序进行施工作业：主桁架采用160t吊，从外部吊入后，内部设置40t吊进行接吊，对好位置，确保一次性吊装到位；主桁架吊装完成后，以40t吊进行前端桁架带和后端桁架安装，需要设置相应的脚手架，桁架整体吊装采用自南向北的顺序，单组施工则需要严格依照施工组织设计进行。尤为注意的是，在进行桁架吊装作业时，应将其绑扎牢固，确保施工安全。桁架吊装单元绑扎示意如图1所示。

图1桁架吊装单元绑扎示意

3.施工质量控制措施

3.1桁架制作质量控制

在针对桁架进行预制的过程中，对于所有可能影响其质量的因素，如胎架划线、搭设尺寸、拼装基准线以及定位方式等，都必须做好严格的检查和控制，发现问题必须及时进行处理。同时，应该在桁架钢构件制作焊接完成后的自由状态下，对钢构件进行拼装检查，严格依照相关设计标准，开展相应的结构尺寸验收。

3.2钢结构施工质量控制

3.2.1焊接质量控制

钢结构的连接很多时候都需要用到焊接，如果施工单位是首次接触某钢种，则在焊接前应该做好相应的工艺评定工作，制定出相对完善的焊接工艺流程，保证焊接的效果。同时，应该对操作人员的焊工资格证进行检查，检查的内容包括焊材种类、焊接位置、证书有效期等，确保操作人员能够持证上岗。应该做好接头位置装配质量的严格控制，控制的内容包括坡口、间隙、对口错边量等，如果发现焊接表面存在有潮湿、油污的现象，或者焊接环境容易受气候因素影响时，必须在技术交底过程中进行明确，以此来保证焊缝焊接的质量。焊接过程中，从减少焊接应力、避免焊接裂纹产生的角度，作业人员必须依照相关规范，针对需要焊接的部位进行预热，焊接过程中也应该随时加热，确保焊缝温度能够达到要求，一次性焊接完一条焊缝，避免断续焊接的情况，焊接完成后，还应该做好后热处理。在焊接施工完成后，应该运用相应的无损检测技术，做好焊缝探伤工作，由质检人员通过书面通知的形式，将检验位置和检验长度告知NDT人员，检测后给出具体的探伤报告，如果发现焊接质量不达标，则应该及时通知焊工进行返修[2]。

3.2.2安装质量控制

钢结构的安装质量对于结构整体的稳定性和可靠性影响巨大，必须得到足够的重视。结构安装前，施工单位应该做好钢结构构件的检查，对其尺寸进行复核，如果发现结构存在超出允许偏差的变形或者缺陷，则需要及时进行处理。另外，应该编制具体的测量及矫正工艺，对于厚度较大的钢板，在焊接前，需要对产品结构工艺试验进行模拟，确定好具体的施工工艺，对于已经拼装完成的屋架，应该做好起拱度的预测工作。钢结构吊装到位后，技术人员需要就构件定位轴线、标高等质量控制点进行测量，做好标记，并对临时支撑、钢浪索等进行安装，为施工安全提供能保护。钢结构安装施工环节，施工单位应该向监理人员提交相应的构件吊装尺寸、焊接标准以及涂装效果，由监理人员做好验收工作。

3.2.3高强螺栓质量控制

在该工程中，部分结构构件的连接采用的栓接的形式，以高强螺栓进行连接，针对这些构件进行制作时，应该强调高强螺栓摩擦面的加工质量，做好安装前保护工作，依照相关标准开展必要的抗滑移系数试验，并就钢构件的角度偏差进行严格控制，以免其对后续安装环节的穿孔率产生影响。钢结构安装一般在高强螺栓摩擦面，需要做好摩擦面的保护工作，避免出现锈蚀或者污染的情况，安装前需要对高强螺栓摩擦面抗滑移系数进行检验，确认螺栓本身的合格证书，对于不同批号的高强螺栓，应该定期开展相应的轴力试验工作。

3.2.4涂装质量控制

通过合理涂装，能够起到防腐防锈的效果，因此，在钢结构施工中，还必须做好涂装工程的质量控制。首先，需要做好钢结构表面预处理工作，在保证其清洁的同时，通过适当处理来提升表面粗糙度，对涂装环境的温度和湿度进行控制，如果需要进行两次及以上的涂装，则必须控制好每次涂装的间隔时间和单次涂装厚度。一般情况下，参照标准图谱，可以检查清洁度与粗糙度，利用专业测厚仪，可以检查涂层厚度；其次，在涂层表面，应该保持光滑整洁，不能出现漏涂、误涂的现象，工作人员需要做好涂层表面的检查工作，依照国家相关标准，如GB50205等，对干漆膜的厚度和质量进行检查验收，发现问题及时进行处理；然后，如果需要在表面涂装防火涂料，必须选择经过消防部门认定的、具备相关资质的施工单位，选择质量可靠的防火涂料，确保其性能可以充分发挥出来[3]。

3.3膜面屋盖工程质量控制

在膜面屋盖工程的施工中，质量控制主要体现在几个方面，一是材料质量。在该工程中，使用的，膜面材料主要是聚四氟乙烯涂面PVC聚酯纤维类薄膜和玻纤特富隆薄膜，这种材料性能优越，不过生产工艺复杂，因此在国际上也仅有少数几家企业生产，在对材料质量进行检测时，需要检测的内容包括了材料重量、材料厚度、光学及力学性能、耐久性等；二是制作质量。膜面的制作质量控制包含两个方面的内容：一方面是几何尺寸检查，一般会直接在拼接工厂完成，在完工后，会依照相应的施工安装要求，对其进行折叠和装箱运输，抵达施工现场后还需要展开，吊装到相应位置才能安装。基于此，想要在施工现场对膜面的几何尺寸进行测量时不现实的。另一方面是接缝质量验收，在对膜面进行安装的过程中，应该做好膜面的全面检查，看是否存在破洞或者划伤的情况，如果有，则需要及时进行处理；三是支架安装。膜支架的制作质量控制与钢结构类似，这里不做重复叙述，为了避免膜面划伤，施工人员应该对所有的钢构件表面进行打磨，避免毛刺和尖叫的存在。膜支架安装质量同样体现在几何尺寸与焊缝质量，为了避免安装完成后膜面起皱，确保其能够达到设计要求的张力，必须尽可能缩减安装尺寸误差，对其平行度、对角线进行严格控制，焊缝同样需要打磨光滑；四是膜面安装。膜面的安装需要与主体结构的安装做好协调工作，保证施工的顺利实施。具体来讲，在膜面安装作业前，应该留意天气状况，确保安装过程中不会遭遇大雨或者4级以上的大风天气。如果安装环节发现膜面破损，需要立即进行修补，并对膜面张拉应力进行严格控制，采用逐步张拉的方式来避免主体结构侧向失稳的问题。膜面张拉完成后，需要利用专业的仪器设备，开展膜面应力的检测工作，确认合格后才能进行后续作业，同时应该做好膜面与膜结构、膜面与天沟等位置的防水处理，对于发现的渗漏点，采取有效措施进行处理[4]。

4.结语

总而言之，伴随着科学技术的发展，大跨度钢结构与索膜结构在越来越多的工程项目中得到了应用，也取得了相当显著的效果，得到了工程技术人员的一致认同。不过，由于其本身发展时间尚短，加上施工中存在一些相互矛盾的程序，很容易导致施工质量问题，对此，施工单位应该从工程项目的实际情况着眼，针对大跨度钢结构及索膜结构施工中可能存在的问题，采取切实可行的措施，做好施工质量控制，尽可能避免质量问题的发生，保证结构的稳定和安全。该体育场工程在竣工后，运行已经超过5年，举办了多次大型文体活动，体育馆主体结构稳固，没有出现任何问题，说明了施工质量控制的有效性。

参考文献：

[1]王波.大跨度钢结构及索膜结构施工过程控制[J].炼油与化工，2011，22（5）：65-68.

[2]张翰文，程大勇，柳聪聪.大跨度单层索网索膜结构施工技术研究与应用[J].建筑施工，2016，38（5）：567-569.

[3]卜启龙.索膜结构罩棚工程施工技术案例分析[J].中国建筑金属结构，2013，（24）：200-201.

[4]李润军.体育场看台悬挑索膜结构施工技术[J].中华民居（下旬刊），2013，（12）：303.