钢结构柱间支撑安装技术

钢结构柱间支撑安装技术我干钢结构现场施工快十五年了，从刚出校门跟着师傅拧螺栓的学徒，到现在带着几十号人跑项目的技术负责人，踩过最多的坑反而不是那些大跨度桁架、复杂钢节点的活，反倒是看起来最没技术含量的柱间支撑安装。好多刚入行的年轻人觉得，柱间支撑不就是两根型钢或者圆钢，把相邻钢柱连起来就行？要我看，这东西才是整个钢结构纵向受力体系的“主心骨”——不管是大风的水平推力、地震的水平剪力，还是厂房吊车运行的纵向制动力，全靠柱间支撑顺着钢柱传到基础，要是这玩意装坏了，看着再结实的钢结构，风一吹、晃两下就可能出大问题。刚入行的时候师傅跟我说“撑子装歪一寸，风一吹晃三尺”，这些年见了不少因为支撑安装不到位导致的结构晃动、节点开裂问题，才真的懂了这话的分量。今天就结合我这些年跑现场攒的实招、踩过的坑，把钢结构柱间支撑安装的全流程技术要点掰开揉碎了说。1施工前期的筹备：少做“无用功”的前置校验做现场施工最忌讳拉着构件就吊、摸着螺栓就拧，柱间支撑看起来简单，但只要前期准备漏了一个环节，到了半空对位的时候就会全是麻烦，费工费时还容易留安全隐患。所有安装工作启动之前，必须把纸上的要求、现场的情况、手上的构件一一核对到位。1.1技术层面的“双向校对”很多技术人员做交底，只会照着设计院的图纸念尺寸、说要求，根本不管前面钢柱安装的实际偏差，这是大忌。图纸会审的时候，不能只看图面有没有错漏，一定要带着测量组去现场，把已经安装完成的钢柱实际轴距、垂直偏差、连接板标高全部测一遍，对比设计理论值，算出实际需要的支撑长度，反过来给下料或者加工厂提调整要求——毕竟钢柱安装不可能完全零偏差，要是相邻两根柱子偏了2公分，你还按理论长度做支撑，拉到现场要么长了塞不进去，要么短了留几公分的缝，根本没法装。另外技术交底绝对不能停留在项目部办公室，要交到带班班长和每个实际干活的工人手里：哪层是刚性支撑、哪层是柔性支撑，高强螺栓要拧多大扭矩，焊缝需要焊多高，哪些孔是永久连接孔、哪些是吊装临时孔，都要在现场构件挂牌标清楚。几年前我们在一个工业园项目，班组没听清要求，把上弦和下弦的支撑搞混了——两者长度只差20公分，吊上去对位半天装不上，拆下来重吊整整耽误了半天工期，后来我们每次都用红漆在构件上把安装位置直接写出来，就再也没出过这种错。1.2构件与辅材的进场排查支撑构件进场的时候，别光收完质保书就签字完事，一定要实打实地检查：拿尺子量型钢的截面尺寸、壁厚、总长度，看运输过程中有没有压弯、扭翘，连接板是不是焊端正了，螺栓孔的间距、大小合不合要求，有小变形的提前在地面校正，孔位有误差的提前处理，绝对不能把有问题的构件吊上去。我见过不少班组图省事，地面的时候发现弯了也懒得校，想着吊上去再掰，到了十几米高的地方人站着都晃，哪来的力气校正变形？配套的辅材更不能凑活：高强螺栓要按批号存放，不能露天淋雨生锈，螺栓、螺母、垫片要配齐，不能张冠李戴混用不同批号的螺栓；焊接用的焊条要按要求烘干，不能拿受潮的焊条直接焊；圆钢支撑配的花篮螺栓要试拧一遍，看丝扣有没有滑牙。几年前有个项目进场的高强螺栓有一半防滑涂层蹭掉了，班组没检查直接用，后来做扭矩检测的时候发现一堆螺栓打滑，整整拆了二十多个节点重装，折腾了三天。1.3现场作业条件的逐项确认正式吊装之前，要先查吊装设备的站位地面实不实，会不会陷车，吊臂的作业半径能不能够到所有安装位置，长距离吊装的时候构件能不能躲开已经装好的檩条、墙梁；高处作业的操作平台、安全绳挂点要提前搭牢，不能让工人爬到柱子上现找挂安全带的地方；还要提前看天气预报，六级以上大风、雨天绝对不能干支撑安装的活——毕竟长的支撑有十来米，风一吹晃得跟秋千似的，对位根本稳不住，螺栓穿不进去是小事，构件晃荡刮到人就麻烦了。作业半径下方要拉好警戒区，安排专人值守，严禁交叉作业的时候下面走人，毕竟半空中掉个小螺栓都能砸出大事。把这些前置工作做扎实，才算迈过了安装的第一道坎，真正到现场动手安装的时候，更要按工序一步步来，哪一步偷了懒，后面就得花几倍的功夫补。2核心安装工序：环环相扣的标准化作业柱间支撑安装从来不是“吊上去拧上就行”的粗活，从对位到固定每一步都有讲究，差一点都可能让支撑传力不顺，要么松垮不起作用，要么憋着内应力留隐患。2.1连接基准的精准放线支撑吊装前，要用全站仪把每个支撑连接节点的中心位置直接弹在钢柱的连接板上，测清楚两个对应连接点之间的实际净距、连接板的角度和平整度，如果发现连接板被钢柱安装带歪了、翘起来了，提前在地面校正，别等支撑吊上去才发现两个板面歪着，拼到一起有大缝隙。特别是带重型吊车梁的厂房，一定要把上层支撑（吊车梁以上、屋架下弦位置的支撑）和下层支撑（基础顶面到吊车梁底的支撑）的位置分开标记清楚——我们之前碰到过加工厂下料的时候把上下层连接板的位置焊反了20公分，放线的时候第一时间发现，现场调整了构件长度，要是等吊上去再发现，光把构件撤下来就得费大功夫。2.2平稳吊装与临时固定支撑起吊的吊点一定要选在构件重心往上20公分左右的位置，长度超过8米的长支撑要加两个吊点，防止起吊的时候构件弯折变形，构件下端要拴上溜绳，起吊之后站在地面的工人拉着溜绳控制方向，别让构件在空中打转，刮到已经装好的墙梁、檩条。构件吊到连接板位置的时候，别拿撬棍硬撬，先把冲钉穿到30%的孔位里，把两个连接板的孔对齐，然后每个连接节点至少穿2颗临时螺栓把构件带上，这里要提醒一句：临时固定绝对不能只穿1颗螺栓，也不能把冲钉留在孔里当永久固定件用，临时螺栓也不能用正式的高强螺栓代替，免得螺纹被撬坏了影响终拧扭矩。我带的第一个徒弟刚上班的时候，有次看工人吊支撑，只穿了1颗螺栓就急着喊信号工松钩，刚好一阵侧风刮过来，6米长的槽钢支撑当场转了半圈，幸亏下面有人拉着溜绳没掉下去，把在场的人都吓出一身冷汗，为这事我跟他一起被师傅骂了整整一下午，到现在每次带新人我都要把这件事拿出来说一遍。临时固定完别着急松钩，让吊机带着30%左右的劲，直到校正完、永久连接至少一半以上的螺栓再脱钩。2.3构件偏差的精细校正临时固定完就要开始调偏差，刚性支撑和柔性支撑的校正重点完全不一样：刚性支撑一般是H型钢、槽钢或者双角钢拼的截面，既要调好支撑本身的直线度，不能有折角、歪扭，还要调好受力对中度，别让支撑的轴线偏在连接板一侧——要是偏心连接，支撑还没吃到设计值的力，可能就因为偏心受压失稳弯了。柔性支撑一般是带花篮螺栓的圆钢，核心是调好张紧度，既不能太松也不能太紧：太松了晃悠，水平力过来了根本传不动，起不到支撑作用；太紧了相当于提前把两根钢柱往中间硬勒，季节温度变化的时候构件热胀冷缩，要么把钢柱拉歪，要么直接把圆钢拉断。我之前在北方一个冬天零下十多度的项目，工人怕圆钢撑不紧，拿加力杆拧到拧不动才停，到了夏天气温升到三十多度，钢构件热胀延伸，愣是把边柱往厂房内侧拉偏了12毫米，后来把所有上层支撑的螺母松了半圈，柱子花了半个月才慢慢回正。校正的时候如果发现两个连接板之间有缝隙，缝隙超过2毫米就要垫和母材等强度的钢垫片，垫片要和构件焊成整体，绝对不能塞钢筋头、废铁片凑数——这些软东西一受力就压扁，整个节点看着紧了，实际上根本传不上力，跟没装一样。2.4节点可靠连接施工柱间支撑的连接一般分高强螺栓连接和焊接连接两种，不管哪种都不能糊弄：用高强螺栓连接的节点，螺栓穿入方向要统一，要么从柱内侧往外侧穿，要么从下往上穿，方便后期检修的时候拧扳手；孔位要是差一点对不上，只能用铰刀慢慢扩孔，扩孔之前要把周围已经穿好的螺栓拧紧，别让铁屑掉进连接板的缝隙里，绝对不能拿气割扩孔——气割烤出来的孔边不光滑，还有热应力，受力的时候容易开裂。拧螺栓要按顺序来，从节点中心往四周拧，分初拧、复拧、终拧三步，初拧扭矩定在终拧值的一半，别上来就使劲拧，不然周围螺栓孔对不上；终拧完一定要在螺栓、螺母、连接板上画一道连通的油漆线做标记，哪个没拧、哪个松了一眼就能看出来，扭剪型高强螺栓要把尾部的梅花头拧掉才算合格。用焊接连接的节点，焊之前要把坡口位置的锈、油污、油漆都磨干净，焊条要放在保温桶里拿到现场，不能拿凉的、受潮的焊条直接焊；焊的时候不能在母材上随便打火引弧，焊脚高度必须达到设计要求，不能偷工减料只焊薄薄一层，也不能堆一大堆焊瘤应付事；焊完要把焊渣全部敲掉，检查有没有气孔、夹渣、焊瘤、裂纹，要求探伤的焊缝等外观检查合格了，再做无损检测，检测过了才能算完。哪怕流程记得再熟，现场干的时候总会碰到各种各样的意外状况，能不能把这些问题处理妥当，既不影响结构安全，又能少耽误工期，才最考验技术人员的真本事。3常见问题处置与质量安全双控现场施工不像工厂预制那么标准，总会碰到构件误差、安装偏差的问题，要是处置方法不对，看着装上了，实际上把隐患埋进了结构里，早晚要出问题。3.1现场突发问题的实用处置方法干的活多了，最常碰到的就是三类问题：第一是螺栓孔位偏差，要是偏差在1.5毫米以内，拿冲子轻轻拨一下就能对准；1.5到3毫米的偏差用铰刀慢慢扩孔就行；要是偏差超过3毫米，绝对不能硬扩得孔太大，要在原有连接板上补一块和连接板厚度一致的钢板，重新钻标准孔，补焊的时候要焊透，不能贴上去虚焊应付。第二是构件变形，要是是运输、堆放压出来的小弯曲，拿千斤顶顶着冷校正就行；要是变形比较大需要用火焰校正，温度要控制在600到800度之间，最高不能超过900度，冷却的时候要自然凉，特别是Q355及以上强度的钢材，绝对不能浇冷水速冷，不然钢材会变脆，受力的时候容易断。第三是构件长度不对，装的时候发现短了或者长了，绝对不能拿撬棍硬撬、拿吊机硬拉着钢柱凑位置——硬拉过来的支撑从装好那天就憋着很大的内应力，本来是承担外力的构件，结果变成了硬拽钢柱的“紧箍咒”，后期遇到地震、大风很容易崩断。这种情况要么更换合适长度的构件，要么通过调整连接板厚度的方式补长度，等把尺寸差找补够了再固定。3.2质量验收的核心检查点验收的时候别光对着资料打勾，一定要到现场实打实查：首先查支撑的规格型号，别让班组把大截面换成小截面、厚壁换成薄壁，我之前在一个物流园项目验收的时候，拿着尺子一量，发现两根下层支撑的16号槽钢被换成了14号槽钢，班组说差俩号受力差不多，当场就让他们拆了重换——结构受力差一点都不行，容不得半点“差不多”。然后查节点连接，高强螺栓随机抽测扭矩，看终拧标记有没有，焊缝的外观是否平整，有没有漏焊、缺焊；再查支撑本身的状态，刚性支撑不能有明显弯折，柔性支撑拿小锤敲上去声音要清脆紧绷，晃晃悠悠发空的就是没张紧，肯定不合格；最后查防腐补涂，所有焊接过、扩过孔的位置，要把焊渣、锈迹磨干净，补刷跟原构件厚度一致的防锈漆、面漆，很多班组焊完就不管了，没过半年节点位置就锈得掉渣，雨水顺着锈痕流的墙面全是印子，修都不好修。3.3不能掉以轻心的安全管控柱间支撑安装大多是高处作业，交叉施工多，安全管控半分松不得：所有作业人员必须系好安全带，高挂低用，手里的扳手、螺栓要系防坠绳，放在工具袋里，绝对不能往下扔东西；焊接作业的时候要在焊枪下方拉接火斗，接好焊渣，别让滚烫的焊渣掉到下面的保温棉、安全网上，几年前有个项目就是焊支撑的时候没拉接火斗，焊渣掉到下面堆的保温板上冒起了烟，幸亏发现得早扑救及时，才没酿成火灾；最关键的一点，支撑没有全部螺栓初拧完、节点没有足够固定强度的时候，绝对不能松吊机的钩子，我见过太多图快的班组，刚穿两个螺栓就让吊机走，结果构件一滑直接从半空中掉下来，这种教训真的太多了。我们干施工的，不能只盯着眼前安装完、验收过的事，得往前想一步，给项目交付之后的长期使用留好接口，才算真的把技术做透了。4竣工后的运维衔接：给长期使用留足余地很多人觉得柱间支撑装完、验收过就完事了，其实不是，钢结构设计使用年限是几十年，运维跟上了，支撑才能一直起到作用。交竣工的时候，我们一般会特意给甲方的运维人员做一次专门的交底：首先要标清楚哪些是主要受力的柱间支撑，平时不能随便在上面焊管道支架、挂宣传牌，更不能为了过设备、开车道随便切割支撑——前几年我碰到过一个加工厂，为了把大型设备拉进车间，直接把两根下层柱间支撑割掉了一半，赶上夏天刮大风，整个厂房纵向晃得办公室的吊灯都来回摆，还是巡厂的人发现了赶紧给我们打电话，临时加固完把支撑补回去，才没出大事。另外有花篮螺栓的柔性支撑，要告诉运维人员每隔一两年检查一次张紧度，松了要对称慢慢调整，别只拧一边的花篮把钢柱拉歪；重型厂房的支撑节点，每年要检查螺栓有没有松动、焊缝有没有开裂，发现问题及时找专业人员处理，别等着晃得厉害了再着急。支持有沉降观测要求的项目，还要在支撑连接节点对应的钢柱位置留好观测标，定期观测钢柱沉降和倾斜，一旦发现异常，第一时间检查支撑的受力状态。从刚开始跟着师傅学徒到现在，我越来越觉得，钢结构施工哪有什么多么高深的技术，说穿了就是每个环节