煤场大棚作为存储重要能源物资的大型构筑物,其结构的安全性与耐久性至关重要。在施工过程中,材料拼接是决定整体结构质量的核心环节,直接关系到煤棚的防风、抗雪、承载及使用寿命。本文将从施工难点、解决方案、标准引用及政策解读等多个维度,系统分析煤场大棚材料拼接的关键问题。
一、材料拼接的主要施工难点
煤棚结构通常具有跨度大、高度高、覆盖面积广的特点,这给材料拼接带来了独特的挑战。具体难点主要体现在以下几个方面:
1.构件材料与尺寸偏差问题:在实际施工中,常出现杆件材料牌号(如设计为Q345钢材,实际使用Q235钢材)、杆件长度、截面尺寸与原设计不符的情况。这种偏差会直接削弱节点的承载能力和结构的整体稳定性,构成重大安全隐患。
2.节点连接缺陷:对于广泛应用的螺栓球节点网架结构,常见的连接缺陷包括螺栓未拧紧、套筒缺失、甚至将螺栓连接违规改为焊接等。这些缺陷会导致节点刚度不足,在风荷载或雪荷载作用下易发生松动或破坏。
3.焊接质量不达标:在管桁架等结构的拼接中,焊接是主要连接方式。常见的焊接缺陷包括焊缝质量差、存在气孔夹渣、漏焊,以及野蛮施工导致的塞焊钢筋等不规范操作。低质量的焊缝极易在交变荷载下产生疲劳裂纹并扩展。
4.安装偏差过大:大跨度结构的安装精度要求极高。施工中常出现支座脱空、节点偏心、山墙支座悬空等安装偏差。这些偏差改变了结构的受力状态,使部分杆件承受非设计荷载,长期运行风险极大。
5.围护结构连接薄弱:主檩与次檩之间、次檩与屋面板(或膜材)之间的连接常出现脱开、螺栓缺失等问题。这不仅影响围护系统的密封性,在强风下易导致局部撕裂甚至整体被掀翻。
二、系统性解决方案与关键技术措施
针对上述难点,必须从设计、材料、施工工艺、过程监控等多方面采取系统性的解决方案。
1. 强化设计复核与材料进场检验
在施工前,应对结构设计进行复核,特别是对EPC总承包模式下的满应力优化设计,需验算其在极端荷载下的杆件承载力,识别薄弱环节。所有进场钢材必须提供质量证明文件,并按规定进行抽样复验,确保其牌号、规格、力学性能符合《钢结构设计标准》(GB 50017)及设计要求。对于螺栓、焊条等连接材料,同样需严格把关。
2. 规范节点施工工艺
螺栓球节点:必须使用专用扭矩扳手,确保高强度螺栓达到设计预拉力。安装后需进行100%的敲击检查,并按规定比例进行扭矩抽检。严禁用焊接代替螺栓连接,缺失的套筒等配件必须补齐。
焊接节点:焊工必须持证上岗。焊接工艺需评定合格,施焊环境(温度、湿度)应符合规范。对主要受力焊缝(如管桁架相贯焊缝)应进行100%外观检查,并按《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205)要求进行相应比例的无损检测(超声波或射线探伤)。
临时支撑与纠偏:对于大跨度拱架等安装,需设置可靠的临时支撑体系,并考虑结构整体状态对支撑变形的影响,必要时采取有效的纠偏措施,确保安装精度。
3. 严格控制安装精度与围护结构连接
采用全站仪等高精度测量仪器全程监控关键节点的安装定位。支座安装必须确保接触紧密,标高、轴线偏差控制在允许范围内。对于围护系统,檩条与主体结构、檩条与屋面板的连接点必须按设计数量安装齐全螺栓或自攻螺钉,并确保紧固到位,这是保证大棚抗风性能的关键。可借鉴温室大棚的经验,选用具有抗风性能的优质围护材料,并合理设置压膜线或紧固系统。
4. 推行全过程质量监督检测
建设单位应聘请独立的第三方检测机构,对煤棚施工开展全过程质量监督检测,涵盖结构设计复核、施工过程关键工序检测、竣工前安全鉴定三个阶段。通过过程检测,能及时发现并纠正构件尺寸不符、连接缺陷、安装偏差等问题,避免隐患积累。竣工前的安全鉴定应包含结构尺寸复核、材料强度抽检、连接节点检查、承载力验算等,为工程验收提供科学依据。
三、参考标准、数据与政策规范解读
参考标准与参数:煤棚钢结构施工应严格遵循《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205)、《钢结构设计标准》(GB 50017)以及《空间网格结构技术规程》(JGJ 7)等国家标准。例如,对于跨度超过60米的大型煤棚,其结构安全等级通常为一级,重要性系数取1.1。焊缝质量等级根据受力性质不同,要求达到一级或二级。
数据支撑:根据相关行业白皮书及事故分析,施工阶段的质量问题(如连接缺陷、材料不符)是导致大跨度结构后期安全事故的主要诱因之一。实施全过程检测的项目,重大质量隐患的及时发现率可显著提升,有效避免因返工或事故造成的巨大经济损失。
国家政策规范解读:近年来,国家大力推进工程质量管理标准化,强化建设单位首要责任。《建设工程质量管理条例》明确要求对涉及结构安全的试块、试件及有关材料进行见证取样检测。对于煤场大棚这类重要工业设施,其建设过程更应积极响应“质量强国”战略和“双碳”目标,通过精细化施工和高质量建设,确保结构全寿命周期的安全与节能,减少因维修、加固或重建带来的资源消耗与碳排放。这意味着,对材料拼接这样的隐蔽工程和关键工序,采用更严格的过程控制和检测手段,不仅是技术需要,更是政策与法规的明确导向。
解决煤场大棚材料拼接的施工难题,是一个需要技术、管理和政策协同发力的系统工程。唯有坚持标准先行、过程严控、检测保驾,才能筑牢煤场大棚的安全基石,保障国家能源储备设施的长久安稳运行。