大型文体中心钢结构冬期施工管理概述

尚文彪 刘红磊 张宏杰

1. 郑州宝冶钢结构有限公司 河南 郑州 450000；2. 安阳市财政局预算评审中心 河南 安阳 455000

1 工程概况及冬期施工

一般情况下，当室外的日平均气温连续5天低于5℃即标志着进入了冬期施工[1]。对于大型文体中心项目的施工周期长，在不利的冬期进行施工，更需要严格的施工管理。安阳市文体中心项目位于河南省安阳市文峰区，钢结构工程主要包括体育场、游泳馆、体育馆、文化中心四座单体的管桁架以及型钢骨柱，工程总用钢量约1.6万吨。项目位于河南省的最北部，每年进入十一月份以来，气温变化加剧，而冬期室外平均气温较低，目前有大量的钢结构施工需要在冬期完成，焊接操作难度大，焊缝质量控制要求高。

本工程管桁架采用分段吊装，冬期需要进行的焊接施工包含了大量焊接接头以及高空焊接，且主桁架与支座、铸钢件等位置处的厚板焊接。涉及冬期施工的部分钢结构体量约5000吨。钢构件直接暴露在寒冷的空气当中，外部的温差能够使得钢结构的构件发生一定程度的收缩以及膨胀，进而会让焊接的应力产生，让结构出现变形的现象，如果控制不当非常容易产生质量问题。这些不利因素对现场焊接的技术措施、安全管理都提出了较高的要求。

2 技术保障措施

2.1 管桁架地面拼装

首先应注意用于管桁架拼装的材料保护，本工程的钢结构管桁架需要在地面进行拼装工作，受到温度变化的影响，现场的钢构件会有不同程度的伸缩。在现场拼装时，应特别注意温度在5度以下时构件尺寸和安装精度，避免对安装造成严重的不良影响。拼装过程中，若温度降至零下时，不可进行敲打和切割构件，若需进行切割作业，需事先进行预热工作。

拼装过程中在进行测量时，应当注意测量时间和环境温度造成的误差。尤其是温度低于0℃时，温差将引起拼装精度的误差加大。钢结构拼装胎架上所用到的措施材料应严格控制，要求使用在低温条件下可以合格使用的钢材、焊材等[2]。

2.2 现场焊接温度的控制

现场焊接温度的控制为冬期施工把握的重点。本工程现场安装存在大量高空焊接，冬天高空风大温度不便于控制，首先在施工现场应设置防风围护棚，防风围护棚应具有较强的抗风性能，并在上部保持一定的空气进入量，整体需要进行严密的包裹，以免有强风从底部进入。

焊接温度取决于钢材的化学成分、焊接热输入的大小以及熔敷金属含氢量等综合因素，可通过焊接工艺评定来确定[3]。本工程中管桁架所用钢材为Q355C和Q355B属于Ⅱ类钢，厚度在8mm至30mm之间，对于大于20mm的管材焊接时应进行预热，最低预热温度为20℃。

铸钢件材质为G20Mn5QT属于Ⅰ类钢，与支座相连，板厚一般为40mm，预热温度控制在150℃。预热方式可选择电阻器或火焰，根据现场的焊接工艺评定，当温度在负温时，对于板厚t≤36mm的钢板，施焊前应在始焊点周边板厚1.5 倍并且不小于100mm区域加热，当温度达到36℃以上时可进行焊接，为避免焊接应力导致焊接裂纹产生，连续施焊工程中不应低于36℃， 焊后也应该进行保温处理。当板厚t＞36mm时，通过采用电加热片或火焰预热。利用火焰以及电加热的形式进行处理，同时也可以采用大功率烤枪，100mm之内加热到76～87℃。其中电加热的方式是现阶段对金属材料加热速率最快的方式，同时也是一种绿色环保式的加热方式，能有效地将电能转变为热能，起到加热的功效。因此，本工程当中的加热方式采用电加热的方式进行施工。

2.3 冬期喷涂工艺

本工程涂料采用环氧富锌底漆，环氧云铁中间漆，聚氨酯面漆。涂装工作的适宜温度在10到60度间，相对湿度不能大于85%。在涂装过程中，如果钢板表面结露，将导致漆膜同原材结合较差，因此露点温度在涂装时应严格控制。露点温度受空气温度和相对湿度影响，可根据《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》选取，钢材表面温度应高于露点3度以上。此外，在雨雪天气不能进行涂装和底材的处理作业。

2.4 冬期吊装措施

降雪天气，大型构件的吊装工作应暂停，并及时清理机械以及管桁架作业处的积雪，防止结冰。拉索、手拉葫芦等器具应注意保养和维护，保障使用时可以正常发挥作用。

进行构件起吊前，检查支撑胎架的底部和顶部固定措施，尤其是与混凝土看台处的转换梁，缆风绳预埋件等措施是否有效，确保构件安装后的稳定性。当风力大于4级时，应停止构件吊装作业，风停止时，对拉撑、缆风绳等固定措施进行复检，在确保安全的基础上，对有变化的构件进行校正并尽快与相邻结构连成空间结构稳定体系。

3 安全管理措施

3.1 安全保障措施

钢结构使用了大量的措施材料用于搭设安全平台、安全爬梯、吊笼、生命线安全立柱等，材料必须严格的选取，确保低温下质量合格。尤其是用于高空中的安全措施，要采用有效的防滑措施。同时，应收集天气变化的信息，并重视雨、雪及大风天气的预警。在每次恶劣天气到来前，应及时进行安全检查，以防止临时措施出现问题。

3.2 冬期施工用电管理

在编制冬期施工方案和临时用电专项方案时应充分考虑冬期施工电焊机、加热设备的功率和数量，选用合适的电箱和相应截面的导线，防止超负荷。要定期检查线路和用电设备，针对各项大功率用电点在使用前检查接头，导线防止发生短路、发热和漏电现象。在工作结束时应及时切断电源。

3.4 安全管理措施

（1）安全检查。成立冬期施工管理小组对冬期施工进行安全管理和检查工作，通过贯彻安全生产的各类法规和安全生产制度，提高操作人员的安全生产思想意识及自我保护能力。重点要注意涉及危大工程的设备和机械，确保正确安全的使用设备，正确执行施工安全技术交底要求。

冬期管理小组应根据现场的平面布局，设置安全检查线路，对重点要害部位和关键施工环节进行巡查及时发现和消除隐患，并及时对安全隐患问题进行整改。

（2）现场防火措施。保暖棚内应放置足够数量的灭火器，在动火作业前，应持有动火作业证明，并设置动火区域安全巡查人员。冬期施工使用的电热器，须有产品合格证并经过检验。冬期施工须定期检查消防器材，确保能正常工作。对焊接使用的气瓶应进行重点检查，如果气瓶阀门发生冻结无法拧动，严禁用火加热，可使用热布进行加热处理。对于冬期因防风、保暖等需要进行局部封闭的区域，其维护材料必须采用不可燃材料，如金属薄板或三防布等。

（3）大型吊车安全管理。注重施工机械及设备低温的保养，尤其是机械使用的润滑剂和冷却液等。在遇到大风以及降雪等恶劣天气时，大型构件的吊装应该立即停止，并在雪后及时清除积雪，避免结冰。预报有大风前，应注意大型吊装机械的各项性能指标是否可靠。在正常使用时，应认真检查吊机的性能，吊装时，复核吊装构件的重量和距离等，当吊装负载率大于85%时需增加试吊工艺，吊机起重能力满足要求时方可起吊。

4 结束语

安阳文体项目冬期施工期间正是钢结构施工高峰期。期间钢结构拼装、吊装、焊接、涂装难度加大，风险因素多。在技术策划上，应重点注意管桁架地面拼装、焊接工艺、现场喷涂以及吊装的质量控制，在安全方面应成立领导小组，制定保障措施，重点对用电、防火、大型吊车等危险源进行有效控制。